2010年10月18日，《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中將節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車作為“十二五”期間中國經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，并以此帶動中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，改變中國經(jīng)濟發(fā)展模式，驅(qū)動中國經(jīng)濟持續(xù)健康增長。作為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一的高端裝備制造業(yè)因其技術(shù)先進、對國民經(jīng)濟的支撐作用帶動作用最大、成長潛力大、處于產(chǎn)業(yè)成長初期而備受投資界青睞。本文通過對激光的剖析從一個側(cè)面為投資界探究高端裝備制造業(yè)中的投資機會。

　　激光（laser）又稱“鐳射”，原意為受激輻射產(chǎn)生的光的放大，其理論基礎(chǔ)源于1917年愛因斯坦提出的技術(shù)理論——光與物質(zhì)相互作用。在現(xiàn)代社會中，由激光衍生出的各種激光器已經(jīng)成為裝備制造業(yè)中不可或缺的元部件，激光及其產(chǎn)品已經(jīng)成為一個龐大的產(chǎn)業(yè)并迸發(fā)出勃勃生機。

　　通常所說的激光器是指用來產(chǎn)生激光的裝置，其基本原理是用光、電、化學(xué)能或核能等對工作物質(zhì)進行激勵，工作物質(zhì)吸收外來能量實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生受激輻射，經(jīng)放大或增益后產(chǎn)生強度高、方向性強的激光。激光器的基本結(jié)構(gòu)包括激勵源（也稱激勵抽運系統(tǒng)、泵浦系統(tǒng)）、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作物質(zhì)，此外為使光子有一致的頻率、相位和運行方向，從而使激光具有良好的方向性和相干性，一般激光器都具有諧振腔。

　　激光器產(chǎn)業(yè)鏈

　　目前以激光器為基礎(chǔ)的激光工業(yè)在全球的發(fā)展勢頭非常迅猛，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事、文化教育、科研等方面。激光行業(yè)已形成完整、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈分布。上游主要包括激光材料及配套元器件；中游主要為各種激光器及其配套設(shè)備；下游則以激光應(yīng)用產(chǎn)品、消費產(chǎn)品、儀器設(shè)備為主。

　　總體而言，激光器自大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用以來市場一直穩(wěn)步增長。2009年，受金融危機的影響，全球工業(yè)激光器行業(yè)受到重大挫折，全球工業(yè)激光器銷售總額降至14億美元，比上年下降30%。隨著2010年后全球經(jīng)濟的漸漸復(fù)蘇，受固態(tài)激光器以及光纖激光器在半導(dǎo)體、太陽能、醫(yī)療設(shè)備、顯示、LED、航空航天、汽車等行業(yè)兩位數(shù)的增長的帶動，激光器行業(yè)出現(xiàn)了銷量和收入的急劇反彈。2012年，該行業(yè)銷售回升至歷史最高的21億美元，實現(xiàn)了“魚鉤式”反轉(zhuǎn)。激光系統(tǒng)的銷售趨勢與激光器類似。

　　以CO2激光器為代表的氣體激光器仍占據(jù)行業(yè)中的半壁江山，但增長已開始放緩，以Nd：YAG激光器為代表的固體激光器增長平穩(wěn)，而近年來勢頭迅猛的光纖激光器則實現(xiàn)了兩位數(shù)的增長，其他種類的激光器所占的市場份額仍然較小。

　　在應(yīng)用規(guī)模上，金屬加工仍然是激光器運用最廣泛、銷售最多的領(lǐng)域，占整體銷售規(guī)模的70%。2011年激光器在該領(lǐng)域的銷售收入達到了13.5億美元。其次是激光打標和激光雕刻，為3.3億美元。最后是半導(dǎo)體和微加工領(lǐng)域，達到1.47億美元。

　　金屬加工行業(yè)使用的激光器中，CO2激光器仍然占據(jù)統(tǒng)治地位，銷售占比達到了67%。但2011年大功率光纖激光器在金屬加工領(lǐng)域中的占比比2010年有大幅度增長，擠占了固體激光器的份額。半導(dǎo)體和微加工市場中的激光器銷售在2011年增長了23%，主要用于印刷電路板鉆孔、太陽能電池刻蝕、對智能手機顯示屏的加工和通訊元器件的焊接，大多數(shù)設(shè)備集中安裝在亞洲市場。這一領(lǐng)域應(yīng)用的主要為中小功率激光器，因此在大功率應(yīng)用上占有優(yōu)勢的氣體激光器和光纖激光器并沒有絕對優(yōu)勢，固體激光器和半導(dǎo)體激光器也得以廣泛使用，其中屬于固體激光器類的超快脈沖激光器（UFP）以年均翻一番的速度快速增長。

　　在激光打標/雕刻領(lǐng)域，據(jù)統(tǒng)計，2011年全年全球共安裝了超過22000臺固體激光器和光纖激光器以及11000 臺CO2激光器，產(chǎn)品的主要市場在亞洲。光纖激光器繼續(xù)從二極管泵浦固體激光器中搶占市場份額。2011年光纖激光器的銷售額同比增長34%，而固體激光器的銷售額僅增長4%。2011年半導(dǎo)體激光器的銷量約為1300臺，主要分布在微加工和打標行業(yè)。

　　其他應(yīng)用主要是指激光器在添加制造、表面處理、熱處理、快速制造中的應(yīng)用。2011年該類別的銷售收入為1.27億美元，不算是一個大市場，其主要的銷售業(yè)績（43%）是由固體激光器所壟斷，預(yù)計將在未來幾年內(nèi)會被光纖激光器取代。

　　整體裝機率方面，東亞市場以34%的激光器及系統(tǒng)安裝率超過了先前的市場領(lǐng)導(dǎo)者歐洲（30%）。中國是該地區(qū)的工業(yè)激光系統(tǒng)的主要用戶，占東亞地區(qū)所有裝置比例估計高達85%。

　　主要應(yīng)用技術(shù)

　　激光可用于各種金屬和非金屬材料的切割。由于切邊受熱影響很小，激光切割基本沒有工件變形。激光切割具有無毛刺、無皺折、精度高的優(yōu)點，因此明顯優(yōu)于等離子切割，同時由于激光切割工件變形極小，無刀具磨損，不受被切材料的硬度影響，更優(yōu)于傳統(tǒng)切割。對許多機電制造行業(yè)來說，由于微機程序控制的現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)能方便切割不同形狀與尺寸的工件，它往往比沖切、模壓工藝更被優(yōu)先選用。盡管其加工速度慢于模沖，但它沒有模具消耗，無須修理模具，節(jié)約了更換模具時間，從而節(jié)省了加工費用，降低了生產(chǎn)成本。

　　激光切割主要應(yīng)用于汽車行業(yè)、計算機、電氣機殼、各種金屬零件和特殊材料的切割、航天工業(yè)使用的鈦合金等。目前主要使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器、光纖激光器。

　　激光焊接由于其獨特的優(yōu)點，已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。而高功率CO2及高功率YAG激光器的出現(xiàn)，開辟了激光焊接的新領(lǐng)域，以小孔效應(yīng)為理論基礎(chǔ)的深熔焊接，在機械、汽車、鋼鐵等工業(yè)部門獲得了日益廣泛的應(yīng)用。

　　與其他焊接技術(shù)比較，激光焊接的主要優(yōu)點是：激光焊接速度快、深度大、變形小。能在室溫或特殊條件下焊接，焊接設(shè)備裝置簡單。例如，激光通過電磁場，光束不會偏移；激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊，并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M行焊接。激光聚焦后，功率密度高，在用高功率激光器焊接工件時，深寬比可達5：1，最高可達10：1?？珊附与y熔材料如鈦、石英等，并能對異性材料施焊，效果良好。例如，金剛石鋸片，用激光將基材（65Mn）和高強超硬的人造金鋼石焊接，使這種鋸片壽命、價值倍增?？蛇M行微型焊接，激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑，且能精密定位，可應(yīng)用于大批量自動化生產(chǎn)的微、小型元件的組焊中。例如，集成電路引線、鐘表游絲、顯像管電子槍組裝、手機電池的封焊等。采用激光焊不僅生產(chǎn)效率可大大提高，且熱影響區(qū)小，焊點無污染，從而大大提高了焊接的質(zhì)量。而且還能焊接難以接近的部位，施行非接觸遠距離焊接，具有很大的靈活性。近幾年來，由于在YAG激光加工技術(shù)中采用了光纖傳輸技術(shù)，使激光焊接技術(shù)獲得了更為廣泛的推廣與應(yīng)用。激光束易實現(xiàn)光束按時間與空間分光，能進行多光束同時加工及多工位加工，為更精密的焊接提供了條件。目前廣泛用于激光焊接的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體激光器。由于激光具有高能量、高聚焦等特性，激光打孔加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于眾多工業(yè)加工工藝中，使得硬度大、熔點高的材料越來越容易加工。

　　與傳統(tǒng)打孔工藝相比，激光打孔機具有以下優(yōu)點：速度快，效率高，打一個孔的作用時間只有0.0001至0.000001秒。在不同的工件上激光打孔與電火花打孔及機械鉆孔相比，效率可以提高l0~1000倍；可獲得大的深徑比；可加工硬、脆、軟等各類材料；無工具損耗，等。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體激光器。

　　激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，通過表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是通過光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而“刻”出痕跡，或者是通過光能燒掉部分物質(zhì)，顯出所需刻蝕的圖案和文字。激光打標可以打出各種文字、符號和圖案等，字符大小從毫米到微米量級，這對產(chǎn)品的防偽有著特殊的意義。激光打標使用的“刀具”是聚焦后的光點，不需要額外增添其他設(shè)備和材料，加工由計算機自動控制，生產(chǎn)時不需人為干預(yù)。

　　激光打標的特點有：非接觸加工，可在任何規(guī)則或不規(guī)則表面打印標記，且打標后工件不會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；材料適用面廣，可在金屬、塑料、陶瓷、玻璃、紙張、皮革等不同種類或不同硬度的材料上打?。豢膳c生產(chǎn)線上的其他設(shè)備集成，提高生產(chǎn)線的自動化程度；標記清晰、持久、美觀，并可有效防偽；使用壽命長、無污染；加工效率高，計算機控制下的激光光束可以高速移動（速度達5～7米/秒），打標過程可在數(shù)秒內(nèi)完成。激光打標在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體激光器。

　　激光雕刻和激光打標的原理類似，但一般而言，激光打標機工作面小，屬于微加工范疇，在精度和效果方面的要求高于激光雕刻機。激光打標機可以加工金屬材料，針對的行業(yè)比較專業(yè)，設(shè)備價格通常遠高于激光雕刻機。激光雕刻機不適合加工金屬材料，且工作面大，工作行程長，精度要求相對較低。目前已有兼顧雕刻和打標功能的大型打標機，但價格很高。

　　激光雕刻一般指的是在非金屬材料上進行雕刻或切割。激光雕刻按雕刻方式的不同分為點陣雕刻和矢量切割。點陣雕刻酷似高清晰度的點陣打印。激光頭左右擺動，每次雕刻出一條由一系列點組成的一條線，然后激光頭同時上下移動雕刻出多條線，最后構(gòu)成整版的圖象或文字。與點陣雕刻不同，矢量切割是在圖文的外輪廓線上進行。一般雕刻機可雕刻的材料有：木制品、有機玻璃、金屬板、玻璃、石材、水晶、氧化鋁、皮革、樹脂、噴塑金屬等。

　　激光熱處理是利用高能激光照射到金屬表層，通過激光和金屬的交互作用達到改善金屬表面性能的目的。激光表面熱處理技術(shù)包括激光相變硬化技術(shù)、激光涂覆技術(shù)、激光合金化技術(shù)、激光沖擊強化技術(shù)等，這些技術(shù)對改變材料的機械性能、耐熱性和耐腐蝕性等有重要作用。激光相變硬化〔即激光淬火〕是激光熱處理領(lǐng)域研究最早、最多、進展最快、應(yīng)用最廣的一種新工藝，適用于大多數(shù)材料和不同形狀零件的不同部位，可提高零件的耐磨性和疲勞強度。激光合金化和激光涂覆是利用高功率激光束快速掃描金屬工件表面，使一種或多種合金元素與工件材料表面一起快速熔化再凝固，共同形成硬化層。激光表面合金化技術(shù)是材料表面局部改性處理的新方怯，激光沖擊強化使用脈沖寬度極短的激光照射到材料表面，可以產(chǎn)生高強度沖擊被，使得金屬材料的機械性能改善，阻止裂紋的產(chǎn)生和擴展，提高鋼、鋁、鐵等合金的強度和硬度，改善其抗疲勞性能。激光熱處理技術(shù)在汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時在航空航天、機床行業(yè)和其它機械行業(yè)也應(yīng)用廣泛。我國的激光熱處理應(yīng)用比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。激光微調(diào)技術(shù)可對指定電阻進行自動精密微調(diào)，精度可達0.01%～0.002%，比傳統(tǒng)加工方法的精度和效率高，而成本低。激光微調(diào)包括薄膜電阻（0.01～0.6微米厚）與厚膜電阻（20～50微米厚）的微調(diào)、電容的微調(diào)和混合集成電路的微調(diào)。

　　激光去重平衡技術(shù)是用激光去掉高速旋轉(zhuǎn)部件上不平衡的過重部分，使慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸重合，以達到動平衡的過程。激光去重平衡技術(shù)具有測量和去重兩大功能，可同時進行不平衡的測量和校正，效率大大提高，在陀螺制造領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。對于高精度轉(zhuǎn)子，激光動平衡可成倍提高平衡精度，其質(zhì)量偏心值的平衡精度可達1%或千分之幾微米。

　　激光劃線技術(shù)是利用激光器作為光源，經(jīng)過一組透鏡組合整合后發(fā)射出高準直度的點狀光源，在經(jīng)過特制棱鏡打散后形成一條亮度均勻的光線。由于采用特殊設(shè)計的棱鏡擴散光線，有效避免了采用普通柱鏡擴散光線后產(chǎn)生光線兩端光弱、中間光強的缺點。

　　激光制版技術(shù)是把聚焦的激光束射向印版，把印版的指定范圍熔化，然后去除不需要的部分，制出凸、凹的圖像，圖像的形狀、大小、尺寸等可由電子調(diào)制來控制。

　　激光防偽技術(shù)是通過激光制版，將影像制作在塑料薄膜上，產(chǎn)生五光十色的衍射效果。并使圖片具有二維、三維空間感。在普通光線下，隱藏的圖像、信息會重現(xiàn)；當光線在某一特定角度照射時，又會呈現(xiàn)新的圖像。這種模壓全息圖片可以像印刷一樣大批量快速復(fù)制，成本較低，且可以與各類印刷技術(shù)相結(jié)合使用。

　　近十年，中國激光產(chǎn)業(yè)增長迅速，年增長率在15%左右，幾乎比國外高出一倍。但行業(yè)缺乏整體規(guī)劃，整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展相當無序。技術(shù)上看，大功率激光器發(fā)展迅速，已經(jīng)打破國外產(chǎn)品的壟斷，武漢光谷科威晶已研發(fā)出10000W大功率軸快流CO2激光器，功率僅次于德國通快產(chǎn)品，居世界第二位。國內(nèi)半導(dǎo)體激光器、全固態(tài)激光器也有長足進步。國內(nèi)一些科研機構(gòu)和企業(yè)已經(jīng)研制出包括光纖激光在內(nèi)的新的激光技術(shù)和產(chǎn)品。國內(nèi)有些高校還對碟片激光器的研究開展了工作。

　　在產(chǎn)業(yè)分布上，中國激光產(chǎn)業(yè)主要集中在武漢、廣東、上海、北京等地，已基本形成以上述省市為主體的華中、環(huán)渤海、長江三角洲、珠江三角洲四大激光產(chǎn)業(yè)群。其中，武漢光谷是國內(nèi)僅次于北京中關(guān)村(000931，股吧)的第二大智力密集區(qū)，園區(qū)內(nèi)與激光產(chǎn)業(yè)相關(guān)的企業(yè)達200多家，擁有華工科技、楚天激光、武漢銳科、光谷科威晶等大批業(yè)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)，年度總收入超150億元，穩(wěn)據(jù)中國激光加工設(shè)備市場一半份額，成為中國激光產(chǎn)業(yè)最重的一極。

　　行業(yè)規(guī)模上，國內(nèi)激光加工設(shè)備市場行業(yè)規(guī)模迅速發(fā)展，增長維持在20%以上。2010年，市場規(guī)模突破55億元，2011年市場規(guī)模在60億元以上，其中大功率的激光設(shè)備產(chǎn)值約占七成，低功率的激光設(shè)備占三成左右。2001至2010年，該行業(yè)的復(fù)合年均增長率為21.7%，呈現(xiàn)出穩(wěn)定、高速增長的態(tài)勢。預(yù)計“十二五”期間，中國激光加工設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模年均增速將超過20%，市場規(guī)模有望突破130億元。投資重點關(guān)注領(lǐng)域#p#分頁標題#e#

　　作為目前最為活躍的激光光源器件，光纖激光器是在EDFA（Erbium-doped Optical Fiber Amplifier，摻鉺光纖放大器）技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，屬于激光技術(shù)的前沿領(lǐng)域。

　　光纖激光器的研究始于上世紀60年代，在80年代取得實用性突破。目前，美國IPG公司是世界最大的光纖激光器供應(yīng)商，其產(chǎn)品涵蓋30KW以內(nèi)連續(xù)光纖激光器和100W以內(nèi)脈沖光纖激光器，占全球約85%的市場份額，2010年該公司實現(xiàn)銷售額約3億美元。英國SPI公司的產(chǎn)品涵蓋400W以內(nèi)連續(xù)光纖激光器和40W以內(nèi)脈沖光纖激光器，占全球10%的市場份額。此外，國際各主要工業(yè)激光器制造商，如通快Trumpf、Rofin以及GSI等都相繼推出了自己的光纖激光器產(chǎn)品。

　　國內(nèi)光纖激光器的研究開展得較晚，但近幾年來取得了較快發(fā)展。從銷售額和市場情況看，光纖激光器最大的市場在千瓦級以上的應(yīng)用。目前二維鈑金切割是千瓦級光纖激光器的主要應(yīng)用，國內(nèi)大功率切割機市場每年有近兩千臺的需求。高功率激光的焊接和其他應(yīng)用的市場潛力更大。根據(jù)預(yù)測，國產(chǎn)千瓦級的工業(yè)光纖激光器會在一年之內(nèi)進入市場，并有望在兩年內(nèi)占據(jù)中國市場60%的份額，而且該領(lǐng)域會呈現(xiàn)激烈競爭的態(tài)勢。

　　激光快速成型技術(shù)也稱為“3D打印”，原理是用CAD生成的三維實體模型，通過分層軟件分層，以每個薄層斷面的二維數(shù)據(jù)來驅(qū)動控制激光光束，掃射液體、粉末或薄片材料，加工出符合要求形狀的薄層，逐層積累最后形成實體模型。

　　3D打印技術(shù)流派

　　3D打印目前處于技術(shù)發(fā)展早期，即將進入市場爆發(fā)的時刻。據(jù)統(tǒng)計，2010年全球3D打印設(shè)備市場規(guī)模達13.25億美元，其中服務(wù)收入為6.51億美元，2011年3D打印設(shè)備銷售額為17.14美元，同比增長29%。個人3D打印機銷量呈爆發(fā)式增長，銷售額從5987臺猛增至23265臺，增幅達289%。2011年工業(yè)3D打印系統(tǒng)占比迅速提升至24%。亞太地區(qū)中國和日本是主要的市場。3D打印面臨著迅速增長的市場需求，有機構(gòu)預(yù)測，到2015年全球市場規(guī)模將超過30億美元，2019年將超過60億美元。

　　中國科技部編制并印發(fā)的《新型顯示科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》（以下簡稱《專項規(guī)劃》）重新定義了激光顯示產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位，在“十二五”期間中國將大力發(fā)展激光顯示和3D顯示為代表的下一代顯示技術(shù)?！秾ｍ椧?guī)劃》明確了新型顯示科技“十二五”發(fā)展的經(jīng)濟指標：“十二五”時期產(chǎn)業(yè)鏈新增產(chǎn)值5000億元/年，建立規(guī)?；痉痘?個、工程化示范基地10個；激光顯示產(chǎn)值100億元/年，產(chǎn)量50萬臺/年；3D顯示產(chǎn)值3700億元/年，形成3D電視、3D顯示器、3D投影產(chǎn)業(yè)集群，建立3D電影院體系；有機發(fā)光顯示產(chǎn)值300億元/年，年產(chǎn)能1.5億片；電子紙顯示產(chǎn)值30億元/年，產(chǎn)量1000萬片/年；移動互聯(lián)網(wǎng)終端顯示產(chǎn)值1000億元/年。

　　激光顯示以激光為光源，充分利用了激光波長可選擇和高光譜亮度的特點，因此顯示圖像具有更大的色域，其色域覆蓋率可達熒光粉的2倍以上，可以達到人眼所能識別色彩空間的90%以上，而且具有很高的色飽和度。

　　據(jù)了解，顯示產(chǎn)業(yè)是年產(chǎn)值超過千億美元的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是信息時代的先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)帶動力和輻射力強。隨著電子消費產(chǎn)品的更新?lián)Q代，中國顯示產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求非常迫切。激光顯示被認為是“一次顯示領(lǐng)域的革命”，具有每年500億美元以上的市場前景。Sony、三菱電氣、精工愛普生、三星、德國歐士朗等國際產(chǎn)業(yè)巨頭正在加緊激光顯示技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。目前，國際激光顯示技術(shù)已發(fā)展到產(chǎn)業(yè)化前期階段，核心材料與器件的工業(yè)化生產(chǎn)和配套產(chǎn)業(yè)的完善以及爭奪先期市場成為當前發(fā)展的重點，未來3~5年將是全球激光顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵時期。

　　國際跨國顯示企業(yè)已經(jīng)開始扮演激光等新型顯示概念推廣者的角色。2005年，索尼公司斥資在愛知世博會上建起了一個有500平方米巨幕的巨大激光影院，2006年三菱推出了40英寸激光電視樣機，2007年索尼再次高調(diào)推出了60英寸激光電視樣機，松下、日立、東芝、愛普生、三星等企業(yè)也都傳出積極研究激光電視、激光投影產(chǎn)品的消息。