2022年海目星(688559)研究报告 激光设备、锂电设备及光伏激光设备专题分析
- 来源:国信证券
- 发布时间:2022/08/12
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海目星(688559)研究报告:领先的平台型激光设备加工商,锂电+光伏共驱高成长.pdf
海目星(688559)研究报告:领先的平台型激光设备加工商,锂电+光伏共驱高成长。国内领先的平台型激光设备加工商,不断拓展应用领域打开新的成长天花板。公司基于激光+自动化的技术基础,产品应用逐步拓展到钣金切割、消费电子、锂电及光伏等行业,持续打开新的成长天花板,产品受到宁德时代、中创新航、蜂巢能源、亿纬锂能、特斯拉、苹果、京东方、晶科能源等行业头部客户认可。公司2017-21年收入/归母净利润CAGR达32.81%/59.76%,2021年营收/归母净利润达19.84/1.09亿元,同比增长50%/41%,其中动力电池/消费电子/钣金切割激光设备收入分别为11.12/4.67/2.57亿元,同...
1.海目星:国内领先的激光加工设备商
主营业务:专注激光及自动化领域
海目星是国内领先的激光及自动化综合解决方案提供商。公司专业从事消费类电 子、动力电池、钣金加工等行业的激光及自动化设备的研发、设计、生产及销售, 产品覆盖消费电子、动力电池、钣金加工等多个行业,主要客户包括宁德时代、 中创新航、特斯拉、苹果、华为、京东方等知名厂商,在激光、自动化和智能化 综合运用领域已形成较强的优势,现为国家高新技术企业、广东省激光行业协会 副会长单位、深圳市先进制造业促进会副会长单位。 公司成立于 2008 年,总部位于深圳市,专注于激光光学及与激光系统相配套的 自动化技术,产品应用由基础的激光切割、打标逐渐扩展至消费电子、动力电池 与光伏行业。
海目星目前主要产品根据应用领域分为三大类别,分别为动力电池激光及自动化 设备、消费电子激光及自动化设备、钣金激光切割设备: (1)动力电池激光及自动化设备:主要包括高速激光制片机、电池装配线、电芯 干燥线等,覆盖极片制片、电芯装配、烘烤干燥等动力电池生产关键工艺流程, 封装工艺上涵盖方形、圆柱及软包电池三种类型。 (2)消费电子激光及自动化设备:主要包括激光打标设备、激光焊接及自动化生 产线等,通过激光与自动化系统相结合,为消费类电子领域提供优质高效的解决 方案。 (3)钣金激光切割设备:主要包括板材激光切割设备和管材激光切割设备。
经营情况:收入利润双增长,动力电池业务占比最高
海目星近年来收入利润均保持高增长态势。收入端,公司 2016-2021 年营业收入 分别为 2.98/6.38/8.01/10.31/13.21/19.84 亿元,年均复合增速达 46.11%。2021 年公司实现营收 19.84 亿元,同比增长 50.26%,主要系下游新能源和消费类电子 行业快速发展,尤其动力锂电池开启新一轮的扩产浪潮,带动公司各项业务增长。 利润端,公司 2016-2021 年归母净利润分别为 0.09/0.17/0.83/1.46/0.77/1.09 亿元,年均复合增速高达 65.27%,除 2020 年因毛利率下降、政府补助减少等原 因归母净利润首次出现同比增速为负外,其余年份均保持高增长趋势。
从产品构成看,动力电池激光自动化设备收入占比最高。2021 年公司动力电池激 光设备/消费电子激光设备/钣金激光切割设备收入分别为 11.12/4.67/2.57 亿 元 , 同 比 变 动 +128.75%/-2.05%/-6.86% , 占 营 业 收 入 比 例 分 别 为 56.06%/23.54%/12.93%。其中公司动力电池业务由 2016 年的 1.23 亿元增长至 2021 年的 11.12 亿元,年复合增长率达 55.46%;占营业收入比例由 2016 年的 41.11%增长至 56.06%,是公司最重要的业务组成部分。
积极扩充产能保证订单交付
受益下游客户的产能扩张,公司订单高速增长。公司凭借出色产品性能已获得宁 德时代、蜂巢能源、中创新航、亿纬锂能等多家动力电池头部企业客户,随着新 能源渗透率的加速提升,头部动力电池厂商也在大幅扩产,受益于下游客户的产 能扩建,公司的新签订单以及在手订单也在持续创新高。公司 2021 年新签/在手 订单约 57/51 亿元(含税),同比增长 128%/200%,其中新签动力电池业务订单 约 46 亿元(含税),同比增长 165%。截至 2022 年 4 月 27 日,公司 2022 年新签 订单约 20.77 亿元(含税),收到中标通知书尚未签订合同金额约 12.58 亿元(含 税),饱满的在手订单为公司未来业绩的持续快速增长创造了有利条件。

公司积极扩充生产基地以及人员以保证订单交付。公司现在拥有深圳、常州、江 门三大生产基地,2022 年 1 月公司发布公告,将投资 7 亿元建设海目星江门产业 园二期项目,生产场地 15 万平米,建设周期 24 个月,项目达产后,公司将新增 动力电池电芯装配线 40 台套、干燥线 100 台套的产能。人员方面,作为非标设备 公司,生产人员也是影响订单交付的关键因素,公司员工从 2019 年的 2074 人增 长至 2021 年的 4060 人,两年内增幅达 95.76%,生产基地以及人员的快速增长为 订单的交付提供保障。
2.激光设备:迈向高功率生产的利器,下游领域应用广泛
公司主营产品是激光及自动化设备,属于激光设备行业,具体到下游应用行业而 言,公司目前主要的下游应用行业包括激光切割、动力电池行业以及新开拓的光 伏行业,因此接下来将先从整体的激光加工设备行业进行分析,进而具体分析激 光切割、动力电池行业以及光伏行业的激光加工设备。
激光行业下游应用范围广
激光加工设备属于激光产业链中的一环。激光产业链上游主要包括光学材料、元 器件以及设备的相关零部件;中游为激光器及激光加工设备行业;下游是行业应 用,激光产业下游的应用行业涵盖范围相当广泛,包括锂电行业、光伏行业、汽 车行业、电子信息行业、机械行业、通信行业等。
激光加工具备明显优势
激光发光原理。激光是指窄幅频率的光辐射线通过受激辐射放大与必要的反馈共 振,产生的准直、单色、相干的定向光束。 激光器是产生激光的核心装置。激光器主要由激励源、工作介质、谐振腔三部分 组成,工作时激励源作用于工作介质之上,使多数粒子处于高能级的激发态,形 成粒子数反转,之后光子入射,高能级粒子跃迁到低能级,并发射大量与入射光 子完全相同的光子。传播方向与谐振腔横轴线不同的光子将逃逸出腔体,方向相同的光子则在谐振腔内往返,使受激辐射过程持续下去,并形成激光光束。 激光的特性。激光具备高方向性、单色性、相干性和高能量密度等四大特性,被 誉为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光“。
激光加工相对于传统加工具备明显优势。激光加工是将激光聚焦于被加工物体上, 使物体加热、融化或气化,从而达到加工目的。激光加工具备无接触加工、效率 高、材料损耗低、加工范围广与易自动化集成等特征,也就造就了激光加工相对 于传统加工具备明显优势。
激光加工的优势使其在众多领域替代传统加工方式,下游应用层出不穷。除了传 统钣金中的切割和焊接应用,激光已经在汽车、3C、锂电池、光伏、航空和医疗 领域产生了大量的应用市场。但是激光的加工方式,仍然是打标/雕刻、切割、焊 接、微加工、表面处理和增材制造等几种方式。
预计我国 2022 年激光加工设备市场规模将达 900 亿元
我国激光加工设备市场规模持续增长,2010-2021 年 CAGR 达 21.43%,预计 2022 年激光加工设备销售规模为 876-900 亿元。 我国激光加工设备市场规模持续增长。据《2022 中国激光产业发展报告》数据显 示,2010-2021 年我国激光设备销售规模由 97 亿元持续增长至 821 亿元,CAGR 达 21.43%。其中 2010-2018 年我国激光设备销售收入始终维持在两位数的高同比 增速,2019-2020 年受国际贸易摩擦和疫情影响,增速有所放缓,但 2020 年销 售额依旧达到 692 亿元,同比增长 5.2%,2021 年激光加工设备销售收入为 821 亿元,同比增长 18.64%。根据中国科学院武汉文献情报中心相关预测,预计 2022 年我国激光设备销售规模为 876-900 亿元,同比增长 6.70%-9.62%。
2021 年我国激光切割设备收入占激光加工设备销售收入的 34.12%。激光焊接、 激光切割与激光打标共同构成激光加工技术的三驾马车,是近年来激光在工业领 域发展较快的应用方向之一。从终端市场来看,切割依旧稳居第一大应用, 2016-2021 年,激光切割占比维持在 34%-40%之间。
我国激光加工设备商中大族激光市占率最高
我国从事激光加工设备生产销售的 的上市公司包括大族激光、华工科技、宏石激光、海目星、联赢激光、帝尔激光 和德龙激光。根据每家公司公布的激光及自动化设备收入统计可得,大族激光该 项 收 入 最 高 , 2017-2021 年 激 光 及 自 动 化 设 备 收 入 分 别 为 93.19/86.16/76.40/90.29/111.78 亿元,再根据我国激光加工设备市场规模测算 出,大族激光市占率分别为 18.83%/14.24%/11.61%/13.05%/13.62%,均处在 10%-20%的区间,其余公司市占率均在 5%以下,由此可以看出我国激光加工设备 行业头部集中度较低。从细分领域看,联赢激光在动力电池激光焊接领域较有优 势,帝尔激光是光伏行业激光设备龙头企业,海目星在激光制片机方面市场领先, 华工科技在汽车行业具备领先地位。
预计我国 2022 年激光切割设备市场规模将突破 300 亿元
具体到海目星从事的激光切割业务,2016-2021 年我国激光切割设备销售收入 CAGR 达 14.60%,预计 2022 年激光切割设备销售规模突破 300 亿元。 我国激光切割设备市场规模持续增长。具体到海目星从事的激光切割业务,据 《2022 中国激光产业发展报告》数据显示,2016-2021 年我国激光切割设备销售 规模由 141.7 亿元持续增长至 280.1 亿元,CAGR 达 14.60%。根据《2022 中国激 光产业发展报告》预测,预计 2022 年我国激光切割设备销售规模将突破 300 亿 元,同比增长 7.10%。

我国激光切割设备行业呈现充分竞争的格局
我国激光切割设备行业呈现充分竞争的格局,前五大厂商市占率均不足 10%。根 据《2022 中国激光产业发展报告》数据显示,在市场销售份额上,大族激光、宏 石激光、邦德激光、奔腾激光、华工激光位列前五名,市占率分别为 9.1%、8.2%、 7.5%、5.0%和和 4.30%,考虑海目星钣金切割设备与激光制片机销售收入,2021 年海目星在我国激光切割市场中市占率达 2.90%,前十五家国内激光切割设备占 据了整个激光切割设备市场的半壁江山。
3.锂电设备:下游需求旺盛带动行业高景气
海目星的激光加工设备目前最主要的下游应用行业是锂电设备行业,由于锂电设 备投资主要取决于下游需求,故将从新能源汽车到动力电池再到锂电设备进行分 析。
新能源汽车渗透率加速增长
2017-2020 年我国汽车整体销量连续三年下滑,2021 年开始有所回升。根据中汽 协数据,我国汽车整体销量 2017-2020 年连续三年下滑,由 2017 年的 2887.89 万辆下降至 2020 年的 2531.10 万辆,CAGR 为-4.30%,2021 年全年共销售汽车 2627.50 万辆,同比增长 3.81%,扭转了我国汽车总体销量下降趋势。
受疫情影响, 2022 年 1-5 月合计销量达 955.5 万辆,同比下降 12.1%。 新能源车销售火爆,2021 年全年同比增长 157.57%。根据中汽协数据,我国新能 源汽车销量由 2010 年的 0.49 万辆增长至 2021 年的 352.10 万辆,CAGR 为 81.89%。 2021 年新能源汽车销量达 352.10 万辆,同比增长 157.57%,2022 年 1-5 月国内 新能源汽车销量达 200.3 万辆,同比增长 110%。在汽车行业整体承压的情况下新 能源汽车成为行业的增长亮点。
2021 年新能源汽车渗透率开启爆发式上升。我国新能源汽车渗透率由 2010 年的 0.03%增长至 2021 年的 13.40%。近两年来看,2020 年我国新能源汽车渗透率仅为 5.4%,2021 年开启爆发式增长,渗透率达 13.40%,其中单月渗透率最高达 17.84%。 2022 年 1-5 月新能源汽车渗透率达 20.96%,其中单月渗透率最高达 25.32%,并 呈现出不断加速渗透的趋势。
动力电池装机量大幅增长
动力电池作为新能源汽车最重要的零部件,也受益于新能源汽车的高景气度而大 幅发展。2016-2021 年全球动力电池装机量从 63.44GWh 增长至 296.8GWh,CAGR 达 47.07%。2017-2021 年我国动力电池装机量由 36.24GWh 增长至 154.5GWh,CAGR 达 43.69%。
动力电池厂商产能扩张加速
动力电池厂商大幅扩产。根据公司公告与起点锂电大数据不完全统计,为满足市 场需求,2020-2022 年宁德时代、比亚迪、国轩高科、中创新航、蜂巢能源、LG、 松下等国内外主流动力电池企业相继公布了大规模产能扩张计划,预计到 2025 年全球主流动力电池厂商产能将超过 3400GWh,相较 2021 年底产能将增长270.32%。
供给端测算 2022-2025 年锂电设备平均每年市场空间超 1700 亿元
供给端测算 2022-2025 年全球锂电设备市场规模将超过 6800 亿元。我们从供给 端,也就是全球动力电池厂商产能扩张规划带来的动力电池需求来测算锂电设备 市场规模。采用以下假设: (1)参考宁德时代机器设备 3-10 年的折旧年限,选取 5 年作为设备折旧年限, 预计上一年 20%的设备折旧需要更新; (2)根据高工锂电数据显示,2021 年单位产能锂电设备投资为 2 亿元/Gwh,单 位产能锂电设备投资额由于设备效率提升以及国产化持续推进每年下降 0.1 亿 元 。 由 此 测 算 出 2022-2025 年 锂 电 设 备 市 场 规 模 分 别 为 1325.82/1765.04/1858.37/1870.59 亿元,2022-2025 年市场规模增长率分别为 28.34%/33.13%/5.29%/0.66%,预计 2023 年增速达到最高值 33.13%,当年市场规 模达 1765.04 亿元。
需求端测算 2022-2025 年锂电设备平均每年市场空间超
1000 亿元 需求端测算 2022-2025 年全球锂电设备市场规模将超过 4000 亿元。我们从需求 端,也就是全球新能源汽车带来的动力电池需求来测算锂电设备市场规模。主要 采用以下假设:
(1)我国纯电动乘用车销量 2022-2025 年增速分别为 72%/30%/20%/20%,插电式 乘用车销量 2022-2025 年增速分别为 20%/20%/15%/15%,由此测算我国 2022-2025 年新能源汽车销量分别为 596.9/767.3/916.1/1094.2 万辆,2022-2025 年新能源 汽车渗透率分别为 22.3%/28.1%/32.9%/38.5%;
(2)预计 2022-2025 年海外新能源汽车销量分别为 432.3/578.0/718.1/827.7 万辆,全球 2022-2025 新能源汽车销量分别为 1029.2/1345.4/1634.3/1922.9 万 辆,新能源汽车渗透率达 12.5%/16.0%/19.1%/22.0%; (3)根据纯电动与插电式汽车的不同单车带电量测算,2022-2025 年全球动力电 池需求分别为 505.5/699.5/904.5/1117.3GWh; ( 4 ) 产 能 利 用 率 根 据 市 场 情 况 2022-2025 年 每 年 增 长 5% , 分 别 为 37%/42%/47%/52%; (5)预计每年 20%的设备折旧需要更新; (6)单位产能锂电设备投资额由于设备效率提升以及国产化持续推进每年下降 0.1 亿元,2022-2025 年分别为 1.9/1.8/1.7/1.6 亿元。
综 合 以 上 假 设 测 算 出 2022-2025 年 锂 电 设 备 市 场 规 模 分 别 为 1136.6/1030.6/1006.6/974.4 亿元。
考虑产能利用率的情况下,动力电池供给略大于需求。若不考虑产能利用率,动 力电池的供给远大于需求,一方面源于产能布局需提前需求 1-2 年时间,另一方 面在于动力电池厂商的产能在争夺下游客户方面起到关键性作用,故动力电池厂 商均会布局超过实际需求的产能以应对下游客户需求。

锂电设备竞争格局:国外率先起步、国内后来居上
国外日韩企业发展较早、专业分工较细,企业更多从事单一设备的研发生产,在 技术上处于领先地位。国外锂电设备制造企业起步较早,日韩等国基础机械加工 能力较为突出,其锂电设备制造厂商专业分工较细,积累了较好的技术优势,国 外厂商的产品精细化、自动化程度较高,但价格昂贵、与国内原材料的适用性较 差。仅仅几家生产规模较大、生产能力较强的锂离子电池生产厂家会在部分生产 工序中采用国外设备。国外生产锂电卷绕设备的企业主要有日本皆藤、CKD 以及 韩国 Koem;生产涂布设备的企业主要有日本的东丽、井上、富士、平野等;生产 分切机的企业主要有日本西村;韩国 PNT 和 CIS 具备多种锂电设备的生产能力, 是锂电设备的综合服务供应商。
我国锂电设备企业后来居上,部分设备技术达到国际先进水平占据主导地位,大 部分已实现国产替代。我国锂电设备制造行业从 20 世纪末开始起步,经历了 20 多年的发展,已经涵盖锂电池制造的所有环节。特别是 2013 下半年以来,中国加 大新能源汽车推广力度,新能源汽车产销量迎来快速增长,拉动锂电动力电池需 求迅猛增长,锂电生产线上部分设备技术水平提升很快,已逐步实现进口替代。 根据高工锂电数据,2021 年中国锂电设备国产化率达 85%以上,预计在新一轮的 动力电池扩产周期中,国产锂电装备占有率将进一步提升。
海目星核心产品:高速激光制片机市场领先,装配线持续完善
海目星目前主要生产销售的锂电设备包括高速激光制片机和装配线,根据动力电 池厂商扩产规划,预计 2022 年激光制片机以及装配线的市场规模分别为 112.08 和 240.17 亿元,合计达 352.25 亿元,且海目星目前在研的锂电设备包括涂布机、 辊压机、分切机、叠片机和卷绕机,中长期来看产品未来有望覆盖前中道设备, 将大幅提升公司业务增长空间。
海目星的高速激光制片机市场领先
高速激光制片机主要应用于动力电池制造中的极耳切割工序。高速激光制片机主 要用于锂电池极耳切割工序,利用激光切割正负极片两侧形成极耳,用于后续的 卷绕等工序。传统方法采用步进运动式模具切割工艺,生产效率低且需要更换模 具,而激光制片机可实现在膜卷运动中动态切割极耳,生产效率大幅提升。2015 年后行业开始使用激光切割替代传统模具切割极耳,海目星抓住技术变革关口, 推出高速激光制片机产品,快速切入激光极耳切割市场。
预计 2022-2025 年高速激光制片机平均每年价值量 118.22 亿元。根据高工锂电 数据,每 GWh 锂电设备产能大致需要 6 台高速激光制片机,按照单台制片机价值 量 200 万元测算,预计每 GWh 制片机价值量为 1200 万元。根据上述锂电设备产能 规 划 可 得 , 2022-2025 年 每 年 高 速 激 光 制 片 机 的 市 场 规 模 分 别 为 83.74/117.67/131.18/140.29 亿元。
预计 2021 年海目星在全球制片机领域市占率达 6.69%。由于海目星未公布 2021 年制片机具体收入,参考 2019 年制片机占锂电业务收入比例,假设制片机占锂电 业务收入 30%可得 2021 年公司高速机光制片机收入达 3.34 亿元,对应新增锂电 产能 27.83GWh,再根据 2021 年全球新增锂电产能测算出海目星高速激光制片机市 占率约为 6.69%,公司未来市场规模以及市占率均有较大提升潜力。
同行业对比,海目星的高速激光制片机性能市场领先,产品受到宁德时代、中创 新航等行业头部客户认可。海目星自 2015 年切入高速激光制片机领域,产品经过 多次更新迭代,在切割速度、精度等性能方面市场领先,成功进入宁德时代、ATL、 中创新航、蜂巢能源、力神、亿纬锂能等行业领先企业供应链体系,并通过客户 大批量验收。根据海目星招股说明书可知,2019 年 12 月公司获得特斯拉 1105.3 万美元订单。
海目星高速激光制片机快速上量,推动公司业绩高成长。海目星 2017-2019 年高 速激光制片机分别销售 28/34/78 台,两年内销量增长了 178.57%;销售收入分别 实现 5,280.01/6,403.99/15,940.61 万元,2019 年同比增速高达 148.92%;销售 单价由 2017 年的 188.57 万元/台增长至 204.37 万元/台。随着高速激光制片机的 快速上量,其占动力电池业务收入比重也从 2017 年的 23.53%迅速攀升至 2019 年的 47.92%,已经成为公司业绩最大驱动因素。
未来电芯发展对制片工艺提出更高要求,海目星在该领域技术储备丰富、在研项 目处于技术前沿,有望继续保持高速激光制片机的行业领先地位。
4680 电芯性能出色,有望引领行业发展。2020 年 9 月,马斯克在特斯拉电池日上 发布了其第三代电池,即 4680 电芯(直径 46mm,长度 80mm),相比原来的 21700 电芯(直径 21mm,长度 70mm)在体积和质量上大幅提升,同时单体能量提升了 5 倍,输出功率提升了 6 倍,扩大的单体圆柱电芯提升了 pack 成组效率,系统能量 密度得以显著提升,再配合 CTC(电芯直接装入底盘)技术,4680 电芯可以做到 续航里程提升 54%的壮举,叠加材料优化和装配工艺改进,4680 电池组成功将度 电成本降低 14%。 性能大幅改进配合特斯拉、宝马行业引领,4680 电芯有望成为 行业下一主流方向。
4680 采取无极耳技术,本质是全极耳,对极耳切割要求更高。特斯拉 4680 电池 通过采用全极耳(特斯拉宣传是无极耳)的方案来让二者兼顾,极耳简单来说就 是正负极充放电时的接触点,传统电池在正负极各有一个极耳,这样就带来一个 问题,电流从正极流向负极时,如下图左边所示,要穿越很长的横向路径,这样内阻自然较大,不仅损耗电池的能量,而且发热问题较难解决。
而根据特斯拉专 利可以看到 4680 电池的结构中正负极上分布着均匀的极耳,这样大大缩短了极耳 间距,比如 2170 电池电子在集流体里流过整个卷绕极片的展向长度,路径约 900 mm,而 4680 的正负极薄膜是 2170 电池的 4—5 倍,如果依然采用单极耳,那么电 子的路径会长达 3.8 米,内阻也会相应增加 4 倍,而全极耳的方案能让这一路径 缩短为电池的高度,即 80mm,根据特斯拉的介绍,4680 电池内阻发热只有 2170 电池的五分之一。再加上全极耳大大增加了电流通路,这样电子更容易在电池内 部移动。在生产工序中主要体现为在集流体末端留白不涂覆正负极材料,直接切 割集流体成型作为极耳与壳体进行连接,区别于传统的切割、焊接安装方式,也 因此对极耳切割和制片提出了更高的速度、精度和技术要求。
海目星高速激光制片机技术储备充足,在研项目技术水平市场领先。公司介入动 力电池激光制片赛道时间最早,产品成熟度最高,是赛道细分龙头。截止 2021 年末,公司共储备多项极耳切割及制片相关核心技术,其中包括圆柱电芯全极耳 雕刻这一未来可应用于 4680 大圆柱电池的技术储备。同时,公司仍保持激光制片 相关技术的研发升级,目前有包括先进电芯制片工艺、集成化激光制片、锂电高 效率制芯等多个在研项目,充足的技术储备使得公司有望在未来电池工艺发生变 化时升级改造产品,从而保持市场领先。
海目星的电池装配线持续完善
电池装配线用于动力电池中段全自动装配。其主要设备包括:全自动热压成型机、 全自动电芯配对机、全自动超声波焊接机、全自动包 Mylar 机、全自动电芯入壳 机、全自动顶盖焊接机等。目前市场上动力电池较为非标,生产工艺都具备一定 个性化需求,其不固定性导致来料的电芯、 壳体、PCB 板、连接片等都可能发生 变化,对装配线兼容性要求较高。
预计 2022-2025 年动力电池装配线平均每年市场规模 295.55 亿元。根据高工锂 电数据,每 GWh 锂电设备的装配线价值量约为 3000 万元,根据上述锂电设备产 能 规 划 可 得 , 2022-2025 年 每 年 的 高 速 激 光 制 片 机 的 市 场 规 模 分 别 为 209.34/294.17/327.95/350.74 亿元。 预计 2021 年海目星动力电池装配线市占率达装配线具体收入,假设装配线占锂电业务收入 70%可得 2021 年公司装配线收入达 7.78 亿元,对应新增锂电产能 25.95GWh,再根据 2021 年新增锂电产能推测出海目 星装配线市占率约为 6.24%,公司未来市场规模及市占率均有较大提升潜力。
海目星生产的全自动动力电池装配线(产线) 呈现单机设备数量递增、单价逐 年递增、生产效率逐渐提高的趋势。全自动动力电池装配线是海目星重要的锂电 设备之一,2017-2019 年实现收入 1.62/1.77/1.55 亿元。公司全自动动力电池装 配线产品单价逐年递增,主要系公司生产的全自动动力电池装配线可以包含十几 款设备,公司会根据客户需求,定制化提供解决方案,不同方案中单机设备的数 量有所差异。2017 年-2019 年公司生产的产线包含的平均单机设备台数分别为 6.5 台、8 台及 15.5 台;2017 年-2019 年,公司生产的产线生产效率不断提升,2017 年以 6ppm(每分钟生产数量)为主,2018 年以 6ppm 及 12ppm 为主,2019 年以 12ppm、 15ppm 及 18ppm 为主;随着锂电池生产工艺的发展,客户对设备性能提出了更多 的要求,如设备除尘、集成 CCD(电荷耦合器件)功能等,设备复杂程度提升, 设计、生产难度增大。
5.光伏行业激光设备取得突破,打开成长空间
海目星在光伏行业激光设备取得突破。海目星于 2021 年成立光伏事业部,大力研 发生产光伏激光设备,研发产品覆盖 PERC、TOPCon、HJT 和 XBC 等多种技术路线, 同时产品涉及消融、切割、刻边、掺杂、打孔、激光修复、激光划片等多种加工 工艺,并且产品已通过客户验证,于 2022 年 4 月取得晶科能源超过 10 亿元激光 微损设备订单。我们预计 2022-2025 年光伏行业的激光设备市场规模分别为 23.74/46.66/51.20/45.37 亿元,市场空间较大,未来有望成为公司新的增长点。
光伏行业高景气,装机规模及电池组件需求快速增长
碳中和已成全球共同目标。随着全球变暖带来的环境气候问题日益凸显,“碳中 和”在全球范围内获得了广泛的关注和支持,许多国家和地区纷纷提出各自的碳 中和目标。2020 年 9 月 22 日,在第 75 届联合国大会一般性辩论上,习近平主席 提出,中国的二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值,努力争取 2060 年前实现 碳中和。
全球可再生能源发电量占比将快速提升,带动新能源装机需求。目前,新能源发 电量的渗透率还处在较低的位置,未来高增长确定性强,行业处在成长期。据国 际能源署(IEA)2021 年 5 月发布的《2050 年净零排放:全球能源行业路线图》 预测,全球可再生能源发电量占比将显著提升,从 2020 年的 7660TWH(占比 29%) 提升至 2030 年的 22817TWH(占比 61%),2050 年 62333TWH(占比 88%),是发 电量增长最快的能源。
预计国内光伏新增装机量高于海外。为实现新能源对传统化石燃料的发电量替代, 需要持续快速扩大新能源电站装机规模,根据 CPIA 预测,2022 年国内光伏新增 装机在 75-90GW 之间,全球光伏新增装机在 195-240GW 之间,国内预期增速显著 高于海外。预期全球新增装机复合增速近 23%。综合考虑国内需求和海外需求,我们对行业 2021-2025 年全球新增装机的四年复合增速估算约为 23.1%。

N 型电池量产元年,技术迭代拉开帷幕
N 型相对于目前的 P 型电池优势明显,未来将成为主流。随着单晶 PERC 技术红利 的逐步消失,P 型电池的量产转换效率已经越来越接近理论极限,边际上显著提 升的空间已经不大。N 型电池具有转换效率高、光衰减系数低、温度系数低、弱 光响应良好、双面率高等特点,使得 N 型电池在全生命周期内的发电量普遍高于 P 型电池,并且差距会随着时间的推移逐渐拉大。电池片向高效率 N 型转变,是 未来几年技术进步的主战场,目前主流的 N 型技术路线有 TOPCon、HJT、IBC 等。
预计 2022-2023 年光伏电池设备市场空间将达 169/277 亿元
未来几年光伏行业高景气,对光伏设备的需求量维持在较高水平。从单位价值量 的角度,各种新型的电池设备单 GW 投资额较传统 PERC 电池均有不同程度的提升, 因此随着 N 型技术路线占比的快速提高,光伏电池设备的市场空间有望呈现稳步 提升趋势。我们判断 2022/2023 年全球光伏装机 225/281GW,对应电池组件需求 270/337GW,2022/2023 年新增产能为 83/112GW,由于单位价值量显著提升,对 应的市场空间为 169/277 亿元。
激光加工在光伏领域中应用广泛
激光加工技术目前主要应用于消融、切割、刻边、掺杂、打孔、激光修复、激光 划片等工艺。太阳能电池是通过光电反应将光能转换成电能的能量转换器,在太 阳能电池生产中,激光加工技术目前主要应用于消融、切割、刻边、掺杂、打孔、 激光修复、激光划片等工艺,目前海目星在各技术路线的激光设备均有布局。
1、PERC 电池中激光应用
激光加工技术可有效提升太阳能电池光电转化效率。目前具备产业化基础的提升 太阳能电池光电转换效率的方式包括 PERC 激光消融、SE 激光掺杂、MWT 激光打 孔,接下来就对几种激光加工工艺进行介绍。
1)PERC 激光消融(刻蚀)工艺。PERC 高效太阳能电池是通过在电池背面增加钝化层,阻止载流子在一些高复合区域(如电池表面与金属电极的接触处)的复合 行为,减少电损失,同时可以增强电池下表面光反射,减少光损失,从而提高电 池的转换效率,提高电池的性能。PERC 电池与常规全铝背场电池最大的区别在于: 电池背面用全表面介质膜钝化和局域金属接触方式取代全铝背场电极。在 PERC 技术中,背面电极透过钝化层实现微纳级高精度的局部接触是技术难点之一。加 工过程中,在对钝化膜精密刻蚀的同时,不能损伤到硅衬底材料, 否则会影响电 池片最终转化效率。早期实验室主要采用湿法刻蚀工艺,产业化难度高,且成本 高。即便利用激光方式,也要求激光加工能够定位最优化的能量密度分布,精确 控制激光作用时间,同时保证每个脉冲严格一致。只有特制的激光器和光路控制, 配合长期积累的工艺经验,才能得到最佳的电池性能。迅速定位与特定材料加工 匹配的微纳级激光加工技术和适应高效生产的控制系统是 PERC 电池激光加工设 备的技术核心,同时也是高效太阳能电池实现产业化的保证。
2)SE 激光掺杂技术。SE 电池是通过在晶硅太阳能电池电极栅线与硅片接触部位 区域进行高浓度磷掺杂,从而降低电极和硅片之间的接触电阻;电极以外区域进 行低浓度浅掺杂,降低表面复合速率,从而有效实现电池的开压、电流和填充因 子的改善,提高光电转换效率。实现选择性发射极电池制备的主要工艺方法有丝 网印刷掺杂源高温扩散法, 离子注入法和激光掺杂法等。激光掺杂法以扩散产生 的磷硅玻璃层为掺杂源,利用激光可选择性加热特性,在太阳电池正表面电极区 域形成选择性重掺杂的 n++重掺杂区域,提高电极接触区域的掺杂浓度,降低接 触电阻,从而有效地提高转换效率。激光掺杂具有提效明显、工艺流程简单、投 入成本低、设备紧凑、占地面积小、无污染等特点,因而逐渐成为了行业主流的 选择性发射极制备方式。
3)MWT 激光打孔技术。MWT,即金属穿孔卷绕技术,用以制备背接触 MWT 电池, 该技术采用激光打孔、背面布线的技术消除正面电极的主栅线,正面电极细栅线 搜集的电流通过孔洞中的银浆引到背面,这样电池的正负电极点都分布在电池片 的背面,有效减少了正面栅线的遮光,提高了光电转化效率,同时降低了银浆的 耗量和金属电极-发射极界面的载流子复合损失。由于 MWT 电池的电极都在背面, 且电极接触点不在一条直线上,常规焊带焊接互联方式并不适用。新的电极接触 方式是采用金属箔作为导电背板,在金属箔上进行电路设计,每片电池片通过导 电胶和金属箔电路互联形成完整的电流回路,再利用胶膜等封装材料进行封装。 和常规组件相比,MWT 电池制造省去了复杂的高温焊接过程,更容易实现自动化 和更高产能,降低破片率。
MWT 电池制造中在硅片、铜箔和封装材料中做精准打孔是重要步骤。低功率、短 波长的激光器打孔的质量好、热损伤小,但速度慢、成本高,并不适合规模化的 生产;高功率、长波长的激光器打孔速度最快,但热损伤大,容易产生隐裂,影 响产品质量。选择稳定性最佳的激光器,性价比最佳的波长,调整恰如其分的功 率、频率和脉宽、光束质量等参数是做好 MWT 电池的基础。
4)LID/R 激光再生修复技术。该工艺通过超高功率光照射电池片,产生大量光生 载流子来改变体内氢的价态,快速实现硼氧结构由高活性的复合体转变为低活性的再生态,以达到降低光致衰减目的。 激光因高光强、方向性好、能量转换效率 高等特性,在 LID/R 技术工艺中有较好的应用效果。利用激光在太阳能电池上实 现 LID/R 从实验室到量产阶段需有快速精准的激光自动化温控系统及商业电池 面积尺寸的均匀光照能量覆盖,其实现难度较大。
2、TOPCon 电池中的激光应用:SE(掺硼)
TOPCon 电池可以通过 SE(掺硼)实现效率的提升。由于硼的扩散速率慢,在硅 中固溶度低,掺杂困难, 限制了选择性发射极的应用。激光硼掺杂可帮助 TOPCon 电池实现选择性发射极结构,降低电极区域的接触电阻,提升电池的转换效率 0.2%-0.3%。我们认为,激光技术是实现 TOPCon 硼掺杂工艺的重要发展方向,激 光设备价值量有望显著提升。
3、IBC 电池:激光消融技术
激光消融替代传统光刻技术成为 IBC 电池主流工艺。IBC 电池传统主要采用光刻 工艺,通过光刻的方法在掩膜上形成所需刻蚀图形,但此类方法工艺复杂、成本 较高, 难以在太阳能电池领域大规模量产。而激光消融技术可以实现 IBC 工艺流 程中的快速、无损、高效去膜,从而达到背面 P\N 钝化膜层的精准消融,大幅度 简化工艺、 降低成本、提高升 IBC 电池的竞争力。
预计 2022-2023 年光伏行业激光设备市场空间将达 24/47 亿元
我们对光伏行业激光设备空间进行测算,在测算过程中采用以下假设: (1)单 GW 价值量:随着降本增效,我们假设 2022-2025 年 PERC(SE 掺杂+激 光消融)、 TOPCon(SE 掺杂)、HJT(激光修复)、IBC(激光消融)、激光转 印(各技术路径通用)单 GW 价值量逐年降低。 (2)2022-2025 年 HJT(激光修复)渗透率逐渐提高,分别为 0/20%/40%/60%; 2022-2025 年激光划片渗透率逐渐提高,分别为 20%/40%/60%/80%。 由 此 测 算 2022-2025 年 光 伏 行 业 激 光 设 备 市 场 空 间 分 别 为 23.74/46.66/51.20/45.37 亿元。
光伏行业激光设备竞争格局:帝尔激光市场领先
帝尔激光在 PERC 时代激光设备市占率处于绝对龙头水平。根据帝尔激光公司公 告,其 PERC 激光消融设备和 SE 激光掺杂设备在过去市占率常年保持在全球 80% 左右水平,呈现寡头垄断格局。除帝尔激光外,光伏激光设备领域公司包括大族 激光、迈为股份、海目星、友晁能源等,其他公司在各种技术路线也均有布局。
海目星布局光伏行业,已获客户大额订单
成立光伏事业部,积极布局光伏产
业 2021 年海目星成立光伏事业部。2021 年 4 月公司新增光伏事业群,并且将原“激 光研发中心”归入其中, 从而形成三大事业群——激光及自动化事业群、激光及 能源事业群以及光伏事业群。公司还与哈工大机械工程系、西安交大材料系等科 研院校建立产学研合作,先期便投入大量研发经费,面向光伏行业 PERC 电池、 TOPCon 电池、HJT 电池、无损切割等新技术进行产业化和创新研究。
七大产品推出市场,拥有 6000 平米生产基地。公司目前已推出全自动激光开槽设 备、全自动激光掺杂设备、全自动无损激光划裂设备、全自动激光刻划设备、全 自动电池芯片清边 设备、非标玻璃激光钻孔设备和非标玻璃激光切割设备共计 7 种产品,公司光伏事业部在深圳与常州生产基地共拥有 6,000 平米的场地、多间 保密生产车间及实验室,全面实行封闭式保密管理。
公司光伏行业在研项目均进入产业化实施阶段。根据公司 2021 年报,目前光伏行 业在研项目包括太阳能电池激光加工技术开发以及超快激光技术的研究,两项均 已结项,处于产业化实施阶段。
已获大客户超 10 亿元订单,取得突破性进展
光伏产品已获得超 10 亿元订单,有望成为公司业务新的增长点。2021 年 4 月 16 日,公司公告光伏激光设备首次获得大规模订单,全资子公司江苏海目星取得晶 科能源 TOPCon 激光微损设备中标通知书,中标金额为 10.67 亿元(含税)。此 次中标体现了公司在光伏领域的激光装备已达到相当的水准,为后续持续开拓光 伏业务奠定良好的基础。同时参照同行业光伏激光设备毛利率,平均值为 45%左 右,大幅高于公司其他业务毛利率,预计未来随着光伏业务比重的逐渐提升,公 司的盈利水平也将大幅提高。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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