激光切割业务基本盘稳固。
1. 切割控制系统领域竞争格局清晰,高功率段柏楚电子有望继续提升份额
中低功率切割控制系统竞争格局稳固。根据柏楚电子招股说明书中披露的信息,国内中低 功率激光切割控制系统领域由国内企业占据主导地位,主要的参与方包括柏楚电子、维宏 股份、奥森迪科等。而根据我们的初步测算,柏楚电子 2020 年在中低功率领域的份额已 达到约 67.5%(按销量)。我们判断,中低功率控制系统的竞争格局已经基本固化,一方 面,中低功率领域解决方案已比较成熟,暂时不太可能有颠覆性的技术创新出现,另一方 面,以柏楚电子为例,随动和板卡产品价格水平基本保持稳定(除 23 年板卡系统平均价 格因部分集成了随动系统进行销售而提升),侧面也映衬行业竞争相对良性。
高功率段柏楚电子有望继续提升份额。高功率控制系统领域主要的参与方是柏楚电子及海 外西门子、倍福、PA 等品牌。我们认为在高功率领域,柏楚电子有望凭借其在产品、价 格、品牌等三端的优势继续提升市占份额。
产品端,相较于海外竞争对手只能提供控制系统相关产品,无法实现与切割头的有效协 同,柏楚通过控制系统和自身切割头产品的软硬结合实现智能化的切割控制,能够提供 一体化解决方案,极大地提高柏楚在高功率领域的竞争力。
价格端,根据公司招股书中披露的数据,柏楚高功率产品的价格带在 3-5 万元,与国外 产品相比具有较为明显的价格优势。
品牌端,而随着高功率激光成本的下降,预计未来更多中低功率的设备集成商将进入高 功率市场,而柏楚依靠中低功率产品已在行业内建立了一定的品牌,以此为基础在进入高功率领域更易获得行业的认可。
为什么激光切割控制系统呈现这样的竞争格局?我们认为这与行业自身特点密切相关。激 光切割控制系统是激光产业中一个特定场景应用下的细分领域,市场空间较小,但又涉及 CAD、CAM、数控等核心技术,属于技术密集型行业。对于外部新进入者,行业的技术 壁垒和预期收益并不匹配。行业内的上下游企业,尤其是下游的设备集成商,竞争格局分 散,如若企业选择自主研发的形式,一方面需要持续的技术研发投入,另一方面又很难形 成规模化效应。加之切割控制系统在激光切割设备中的成本占比不足 10%,因此下游企业 更多直接选择第三方供应商。
我们预计,至 2026 年激光切割控制系统的总体市场规模接近 30 亿元,其中高功率切割 控制系统规模约 20.4 亿元,中低功率控制系统规模约 9 亿元。其中的关键假定包括:
销量假定:根据光电汇光子产业研究中心预测,2023 年中国钣金激光切割设备总出货 量为 8.9~9.3 万台(含海外出口台数)。我们取中位值 9.1 万台,并按照控制系统与设备 1:1 的配套进行测算。针对中低功率控制系统,我们根据柏楚电子 23 年板卡系统的销 售量,假定柏楚电子 65%的市占份额,测算得到中低功率设备数约为 6 万台,则高功率 设备台数即为 3.1 万台。由于中低功率的应用已经相对成熟,且已形成稳定的市场环境 和竞争态势,未来的需求可能主要来自于切割设备的定期更新迭代,假定中低功率设备 24-26 年的增速维持在 5%。而高功率激光切割产品伴随功率的提升及成本的下降仍在 向更多的行业进行渗透,假定 24-26 年增速分别为 20%、15%、10%。
单价假定:假定中低功率控制系统行业竞争格局维持不变,柏楚电子市占份额保持稳定, 则参照柏楚电子招股说明书中披露的数据,以柏楚电子 1.57 万元,而其他厂商 0.8 万元 的单价测算,平均单价维持在约 1.3 万元。而针对高功率控制系统,以 23 年为基准, 根据柏楚电子总线系统的销量测算其市占率约为 29%。假定海外控制系统的价格为 5 万元,结合柏楚电子 3.66 万元的单价,测算市场加权平均单价 4.61 万元。假定未来柏 楚电子市占份额继续提升,则市场平均单价将有所下降,假定 24-26 年高功率控制系统 的市场单价以 2%的速度下降。
2. 柏楚切割头和控制系统协同效应显著,已开启放量增长
控制系统与切割头之间的联动对于激光切割的性能、质量和稳定性至关重要。激光切割头 的作用是将激光器产生的激光经过聚焦后,形成可切割金属板材的光束,并同时喷射出切 割气体,以实现吹散被激光融化的金属熔渣或助燃。控制系统支配切割头的行动,但需要 切割头对外界环境的感知并予以反馈,再形成下一步的指令。尤其对于高功率激光切割设 备,可能需要在高温、高湿、粉尘环境下运行,其性能对外部环境更加敏感,因此愈加需 要及时将工况信息传递给控制系统,再由系统进行实时调整。 作为进入切割头市场的最大亮点,柏楚产品的显著优势在于能够与自身切割控制系统实现 无缝对接。这一特性通过切割头内置的一系列智能传感器实现。通过实时、准确地监测核 心部件的工作环境参数,包括但不限于环境温度与气压等关键指标,并与控制系统进行交 互,实现对整个切割流程的动态监控、诊断预警及调整。由此不仅能够对切割能力进行即 时评估,更通过与切割系统的高度融合,最终达成对激光切割过程的智能化、精确化控制。

柏楚激光切割头已实现快速放量。产品端,柏楚已实现了覆盖 3~120KW 各高低功率带的 平面切割应用,开发了 3 系、4 系、6 系、8 系、9 系、A 系等多产品组合,同时在管材切 割、坡口切割、型钢切割等更复杂应用场景亦进行了切割头拓展。经营端,23 年柏楚的 激光切割头销量已超过 8,000 套,实现营收 3.3 亿元,销量及营收相较 22 年均实现了超 过 100%的增长。
我们预计,仅考虑高功率激光切割头,至 2026 年的市场需求量将接近 6.6 万套。其中的 关键假定包括: 参考前述章节中对于高功率激光切割设备的需求量假定,并假定激光切割头与切割设备 1:1 的对应需求关系。另考虑切割头的寿命相比激光设备本身更短,假定切割头平均 每隔 2 年需更新一次,假定激光切割头达到 2 年使用寿命后的替换率为 50%。 我们参考前瞻产业研究院及 2021 年中国激光产业报告中的相关数据,2020 年高功率激 光切割设备约为 1.3 万台的数据,则 20-23 年的年复合增速约为 33.6%,我们以此近似 预测 21 及 22 年的市场销量,并作为后续存量替代需求的基准。
3.切入钢结构加工领域,开拓免示教焊接机器人的蓝海 市场
免示教焊接能够减少人工参与,大幅提高制造业的自动化及智能化水平。传统焊接机器人产品主要为示教焊接机器人,多用于重复、标准化加工中。使用过程中, 需焊接技术人员根据经验,操作机器人进行有效焊接。每次进行一次,存储到数据库, 每个结构(板厚和坡口)都需要进行成功的示教。 免示教焊接是指在焊接过程中,机器人能够通过视觉识别技术来自主判断焊缝位置和焊 接参数,并根据预设程序自动完成焊接任务。由于系统能够实时感知焊接环境和工件的 状态,它可以根据实际情况自动调整焊接参数,以实现高质量的焊缝。免示教焊接系统 大大减少了操作员的工作负担。传统的编程和示教过程需要操作员具备专业的编程技能 和丰富的经验,而免示教系统只需简单的确认和调整工作参数,使焊接操作更加简便。
建筑钢结构加工是免示教焊接机器人的最佳应用场景之一。 小批量、非标件是建筑钢结构加工最为典型的特征。同一工程项目中的结构构件(梁、 柱、支撑),形式多样(H 型钢,箱型,十字,圆管等)、尺寸、板厚等均不尽相同,且 构件间连接节点复杂,不同项目间的构件因项目特点而差异性更大,缺少批量的标准件。 焊接机器人难以用同一动作完成大量非标件的焊接,每个工件都需单独编程,工作量大。 焊接机器人通常采用的“示教+再现”的模式主要处理已知的环境模型,存在一定的定 位误差和其他风险。对于非标小工件,由于编程成本高,最后仍依赖焊工进行焊接。
以我国钢结构用量测算,我们预计未来钢结构加工场景下免示教焊接机器人的需求量将超 过 10 万台,意味着超过 300 亿元的市场体量,其中软件部分对应市场价值超过 100 亿元。 根据中国钢结构协会发布的《钢结构行业“十四五”规划及 2035 年远景目标》,到 2025 年底,全国钢结构用量将达到 1.4 亿吨左右,以此为静态数据进行测算。 参考《中国建设焊接协会》抽样调查的结果,21 年我国焊工每人每年平均钢结构加工 能力约为 350 吨,则 1.4 亿吨的用量对应的总焊工的需求人数为 40 万人。 另假定中性条件下,免示教焊接机器人完成 60%的远期渗透,且 1 台焊接机器人可替代 2 名焊工,则对应焊接机器人的需求量为 12 万台。 引用柏楚电子在向特定对象发行股票申请文件的审核问询函的回复报告中的数据,以焊 接机器人 28 万元/套的价格测算,意味着超过 300 亿元的市场体量,而其中软件部分(假定 10 万元/套)对应超过 100 亿元的价值量。
免示教焊接处于大规模应用的前期,鸿路钢构引领行业发展。目前建筑钢结构焊接领域的 参与方既有类似柏楚电子这样的以输出软件系统为主的厂商,又包括以中集飞秒为代表的 整体解决方案集成商以及以鸿路钢构为代表的下游钢结构加工企业。其中,鸿路钢构既是 需求方,同时也可作为集成方,再向其他钢结构加工企业输出成套解决方案。鸿路引领钢 结构智能焊接领域的发展,公司与柏楚、中集飞秒等形成了战略合作,同时从 2023 年 8 月份开始开启了一系列焊接机器人的招标,24 年上半年又开启了 2,000 套焊接产线相关 零部件的招标。可以看到,行业正处于大规模应用的前期,而智能焊接在鸿路钢构的逐步 落地,将形成明显的行业示范性效应,可能推动行业需求迎来较大规模的增长。
再次以“智能”切入新赛道。柏楚选择建筑工程钢结构加工行业作为业务横向拓展的起点, 有效避免了跟成熟工业机器人厂商的直接竞争。但新的赛道,需要以创新的技术去弥补传 统示教机器人在行业内应用的不足。而柏楚在工控领域的五大核心技术,正是为柏楚打造 适用于建筑钢结构加工行业的焊接解决方案奠定基础。智能焊接过程中,从模型数据的读 取与处理,焊接动作的模拟仿真,到切割过程的视觉定位与机械人控制,所涉及的 CAD 技术、CAM 技术、传感器技术、NC 技术与激光切割领域在整体层面具有共通性。公司可 以原有的激光切割控制系统的技术积累,适应焊接控制系统的开发。
