摘要：光纖激光隨著性能效率不斷提高，成本不斷降低，不斷打開傳統(tǒng)加工行業(yè)性價(jià)比瓶頸，不斷拓展行業(yè)應(yīng)用深度和廣度，未來有望為大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具。目前現(xiàn)代工業(yè)呈現(xiàn)技術(shù)指數(shù)化迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價(jià)格不斷降低，應(yīng)用場景持續(xù)擴(kuò)大，規(guī)模效應(yīng)非常明顯。同時(shí)，隨著市場規(guī)模擴(kuò)大，逐漸出現(xiàn)成熟產(chǎn)業(yè)鏈，各自深耕產(chǎn)業(yè)鏈一個(gè)環(huán)節(jié)，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級及降低成本。而光纖激光產(chǎn)業(yè)又非常符合摩爾定律及規(guī)模效應(yīng)、完整產(chǎn)業(yè)鏈等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的特性。中國作為全球制造中心，中國光纖激光市場是全球單一最大應(yīng)用市場，擁有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，仍就存在的人口紅利以及中國人持續(xù)拼搏奮斗的精神，未來將主導(dǎo)全球光纖激光市場。由于新型冠狀病毒肺炎疫情的影響，短期內(nèi)存在受到一定沖擊的風(fēng)險(xiǎn)，但長期看，新型冠狀病毒肺炎疫情不改光纖激光未來預(yù)期，光纖激光將 為大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具。
1、新型冠狀病毒及激光產(chǎn)業(yè)的影響
新型冠狀病毒自 2020 年 1 月 20 日鐘南山院士確認(rèn)稱新冠肺炎肯定存在人傳人以來，疫情不斷發(fā)展，受感染人數(shù)不斷增加，截至 2020 年 2 月 6 日，湖北省確診人數(shù) 19665，中國確診人數(shù) 28060，中國的經(jīng)濟(jì)及一定程度的世界經(jīng)濟(jì)都遭受影響。激光行業(yè)作為一個(gè)具有明顯全球化特征的行業(yè)及應(yīng)用，當(dāng)然在此疫情上亦受到較大的沖擊，一些典型的激光器及設(shè)備上市公司這幾日的股價(jià)受到明顯的波動(dòng)，國際國內(nèi)的相關(guān)股票價(jià)格變動(dòng)如下：
從上表來看，IPG 的生產(chǎn)基地主要在美國、德國、俄羅斯等產(chǎn)地，影響較小， 股價(jià)下降 3.88%；NLIGHT 的模塊生產(chǎn)基地在中國上海，高功率光纖激光器的銷售市場主要亦在上海，故屬于生產(chǎn)和銷售皆受到疫情的影響，股價(jià)下降 10.69%；銳科激光、杰普特激光兩家光源上市公司股價(jià)下降超過 13%，同時(shí)，老牌激光設(shè)備上市公司大族激光、華工科技股價(jià)降幅都超過 8%。
2、工業(yè)激光器的發(fā)展史
激光過去十年的復(fù)合增長率超過 30%，遠(yuǎn)超過制造業(yè)的平均復(fù)合增長率，其得益于光纖激光器的快速發(fā)展，目前已經(jīng)是工業(yè)激光器的主要類型，占比超過50%，并且持續(xù)擴(kuò)大。與此同時(shí)先后上市了銳科激光（300747.SZ）NLIGHT（LASR）、杰普特（688025.SH）及創(chuàng)鑫激光（已過會(huì)）等上市公司，在激光設(shè)備方面，海目星激光、光大激光亦在 IPO 申報(bào)審核中，此外，新起了宏山激光、迅鐳激光、邦德激光等銷售額 10 億級別的激光設(shè)備公司以及數(shù)百家相對規(guī)模略小的激光設(shè)備公司。
工業(yè)激光器自 70 年開始應(yīng)用到工業(yè)以來，先后出現(xiàn) YAG 激光器、CO2 激光器及 DISK（碟片）激光器，這些激光器都具有以下特征：硬光路（應(yīng)用光學(xué)鏡片進(jìn)行光的傳播）、激光器本身維護(hù)費(fèi)用高、運(yùn)營成本高（光電轉(zhuǎn)化率低）。這些特點(diǎn)帶來應(yīng)用的一定限制：比如硬光路導(dǎo)致設(shè)備組裝要求、維修調(diào)試要求高、應(yīng)用場景柔性化度低，不易于現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人高效協(xié)作；YAG 的晶體熱效應(yīng)使得其使用壽命相對較低，而且光衰較為明顯，較難大規(guī)模應(yīng)用到工業(yè)；CO2激光器光電轉(zhuǎn)化效率僅為 8%左右，并且需要周期性為激光發(fā)生器填充 CO2、H2等氣體，整個(gè)運(yùn)營成本相對較高；DISK（碟片）激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)組裝要求較高，未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，導(dǎo)致激光器在通用化應(yīng)用場景中性價(jià)比略低。
光纖激光器自出現(xiàn)開始就具備了獨(dú)特的技術(shù)特性：光波導(dǎo)傳輸，可以柔性化與機(jī)器人協(xié)作，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)制造；使用壽命長，目前的半導(dǎo)體激光器多經(jīng)過 50000小時(shí)的循環(huán)測試，適合長期不間斷生產(chǎn)；結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)組裝及維護(hù)，相比于硬光路的專業(yè)精密組裝調(diào)試，光纖激光器的生產(chǎn)一般普通人員即可，生產(chǎn)組裝要求低，易于大規(guī)模生產(chǎn)制造；光電轉(zhuǎn)化效率高，目前普通的光纖激光器轉(zhuǎn)化效率一般為 25-30%之間（976nm 泵浦的技術(shù)方案光電轉(zhuǎn)化率則在 40%以上），為 CO2 的 3 倍以上，使得運(yùn)營成本低。
正因?yàn)楣饫w激光器其獨(dú)特的特性和優(yōu)勢，過去的十年 IPG 作為工業(yè)光纖激光器的第一家持續(xù)保持一個(gè)較高的增速，其中 2018 年達(dá)到 100 億人民幣左右的收入。過去五年銳科激光作為國內(nèi)的第一家亦持續(xù)保持較高增速，其中 2019 年預(yù)計(jì)達(dá)到 20 億收入左右。
3、光纖激光器-摩爾定律踐行者
目前整個(gè)工業(yè)呈現(xiàn)技術(shù)指數(shù)化的迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價(jià)格不斷降低，應(yīng)用場景持續(xù)擴(kuò)大，規(guī)模效應(yīng)非常明顯。同時(shí)，隨著市場規(guī)模的擴(kuò)大，逐漸出現(xiàn)成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，各自深耕產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級及降低成本。而光纖激光器又非常符合摩爾定律及規(guī)模效應(yīng)、完整產(chǎn)業(yè)鏈等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的特性。
3.1 性能效率提高、價(jià)格不斷降低
功率提高率=20000W/15000W-1=33.3%
效率提高率=Average（55%、45%、50%、67%、60%、76%）=58.3%
功率效率提高比=效率提高率/功率提高率=58.3%/33.3%=1.75
這意味著如果售價(jià)隨著功率的提高呈現(xiàn)出線性增加的話，那么使用越高功率的產(chǎn)品，其單位價(jià)格的加工效率越高，這將會(huì)助推激光器廠商不斷提高激光器功率，直至上述功率效率提高比小于1為止，當(dāng)然實(shí)際市場功率還受激光器的能量密度（如 20000W激光器對應(yīng)100um的輸出芯徑：能量密度為20000W/(π50um^2）及工業(yè)電網(wǎng)負(fù)載承受等因素制約。
除了性能不斷提高之外，價(jià)格呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢，所有的功率段產(chǎn)品均呈現(xiàn)出下降趨勢，如下圖所示2016年以來，不同功率段皆呈現(xiàn)出每年價(jià)格下降幅度在 20%左右。
3.2 成熟產(chǎn)業(yè)鏈、規(guī)模效應(yīng)及先進(jìn)技術(shù)使得成本不斷降低
隨著光纖激光器市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大、激光產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟，激光器的核心器件國產(chǎn)化率不斷提高，激光器的成本不斷下降。如下圖所示，國內(nèi)典型光纖激光器企業(yè)銳科激光及創(chuàng)鑫激光自 2016 年以來每年的成本下降幅度均超過20%，市場規(guī)模的擴(kuò)大和產(chǎn)業(yè)鏈的不斷細(xì)化使得激光器的原材料材料呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢。
目前國內(nèi)的光纖激光器上游的核心器件基本實(shí)現(xiàn)全國產(chǎn)化，降低了器件的成本，進(jìn)一步加速了產(chǎn)能擴(kuò)張，使得產(chǎn)品具備持續(xù)降價(jià)的潛力。
3.2.2 規(guī)?；?yīng)
規(guī)?；侵袊圃熳畲蟮募t利，也使得目前中國作為全球制造中心的地位不斷鞏固和提高。隨著規(guī)模化，營業(yè)成本的各項(xiàng)子科目的邊際成本持續(xù)降低。原材料的采購由于更大規(guī)模的采購使得更有議價(jià)權(quán)；各類設(shè)備、場地的利用率得以提高從而降低各項(xiàng)折舊攤銷、場地、水電等費(fèi)用；更高生產(chǎn)制造利用效率從而降低產(chǎn)品的制造費(fèi)用。通過規(guī)?；?，優(yōu)化企業(yè)運(yùn)行效率，從而降低產(chǎn)品的成本。
3.2.3 先進(jìn)技術(shù)
目前降低激光器成本的先進(jìn)技術(shù)主要有泵浦效率更高的 976nm 技術(shù)方案、更高功率的單模塊以及更高集成度的電控系統(tǒng)。
1）976nm 更高泵浦效率及更短光纖
976nm 比 915nm 泵浦的光電轉(zhuǎn)化效率提高 25%以上；12kW 的 976nm 比915nm 產(chǎn)品成本低 10%左右。目前行業(yè)內(nèi)主要有美國 IPG、美國 coherent 及美國GW LASER TECH 在工業(yè)終端批量使用基于 976nm 泵浦技術(shù)的光纖激光器。
2）單模塊更高功率
單模組 1.5kw-3kw 相比于多模組 1.5-3kw，同等功率下兩個(gè)模塊較單模塊成本高 10%左右。
此外，電路高度集成主要使得電源、主控板及相關(guān)的結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，從而進(jìn)一步通過技術(shù)來降低成本。
4、光纖激光器的市場天花板不斷打開
據(jù)預(yù)測，到 2022 年，全球激光器件市場規(guī)模將達(dá)到 153.8 億美元，這是一個(gè)龐大的市場機(jī)遇。5G、光伏、新能源汽車、半導(dǎo)體等行業(yè)投資帶動(dòng)新一輪激光需求。相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2025 年中國激光裝備規(guī)模將超 1300 億元，激光器規(guī)模有望達(dá) 300 億以上。
4.1 激光切割市場
據(jù)民生證券研究所數(shù)據(jù)，激光切割機(jī)的存量替代空間超過 30 萬臺 如果按照50%的滲透率，有超過 15 萬臺的傳統(tǒng)的沖床、等離子切割、火焰切割機(jī)、二氧化碳激光切割機(jī)將被替代成光纖激光切割機(jī)，假設(shè)按照 10 年的替換周期，每年的年均替代空間為 1.5 萬臺 。
4.2 激光焊接市場
據(jù)觀研天下數(shù)據(jù)，我國焊接設(shè)備市場空間在 600 億元以上，提供了巨大的替代空間。以汽車行業(yè)為例，參考 Optech Consulting 的研究數(shù)據(jù)來看，焊接作為整車制造四大環(huán)節(jié)之一，其占固定資產(chǎn)投資成本約為 30%左右，2017 年國內(nèi)整車制造固定資產(chǎn)投資額超過 2500 億元，對應(yīng)的焊接環(huán)節(jié)市場超過 750 億元，而激光焊接在汽車行業(yè)應(yīng)用范圍廣泛，如果激光焊接占比能達(dá)到 20%，意味著國內(nèi)汽車行業(yè)激光焊接系統(tǒng)市場空間將達(dá)到 150 億元，對應(yīng)激光器市場空間在45 億元左右，考慮到全球整車制造產(chǎn)能約為國內(nèi)的三倍，全球汽車領(lǐng)域激光焊接對激光器的年需求量即有望達(dá)到 130 億元以上，再加上造船、工程機(jī)械等其他行業(yè)，激光焊接需求有望存在翻倍以上成長空間。2019 年興起的手持激光焊接將焊接進(jìn)一步深化各傳統(tǒng)焊接應(yīng)用場景對于使用激光焊接進(jìn)行替代的認(rèn)識。此外，新能源汽車動(dòng)力電池激光焊接潛力巨大。根據(jù)測算，動(dòng)力鋰電池行業(yè) 2018、2019、2020 年將分別擴(kuò)充產(chǎn)能 83/47/113GWh，以 2.5 億元/GWh 設(shè)備投資計(jì)算，行業(yè)總設(shè)備投資金額分別為207/118/284億元，對應(yīng)動(dòng)力電池焊接激光設(shè)備規(guī)模增量為10.3/5.9/14.2 億元左右。
4.3 激光熔覆市場
根據(jù)目前的市場數(shù)據(jù)，預(yù)測有 100 億的激光修復(fù)市場容量，但是隨著激光器的功率持續(xù)提高，效率亦隨之提高，激光器的成本持續(xù)下降，市場天花板有望進(jìn)一步打開。
4.4 激光清洗市場
據(jù)市場調(diào)研報(bào)告顯示，2018 年，全球激光清洗市場的價(jià)值將達(dá)到 5.89 億美元，到 2023 年這一數(shù)值預(yù)計(jì)將達(dá)到 7.24 億美元。據(jù)了解，2018 年以來各家激光清洗設(shè)備公司均取得了不錯(cuò)的增長，保守估計(jì)其銷售額比去年增長了 60％以上。一方面是因?yàn)槟壳皬氖录す馇逑丛O(shè)備的企業(yè)增加，各式機(jī)器層出不窮，推動(dòng)價(jià)格下降；另一方面是一些潛在用戶在觀望了解后，在今年開始采購激光清洗設(shè)備。整體來看，隨著激光器效率的不斷提高，價(jià)格的不斷下降，市場的天花板將持續(xù)打開。
5、中國主導(dǎo)全球范圍內(nèi)光纖激光器市場
中國 2019 年 GDP 近 100 萬億元，為世界第二。從 2011 年起，中國制造業(yè)總量就已經(jīng)是穩(wěn)穩(wěn)的世界第一。據(jù)世界銀行數(shù)據(jù)，2017 年，中國制造業(yè)產(chǎn)出 3.59萬億美元，超過美國 2.16 萬億和德國 0.76 萬億美元。中國為全球制造中心，而光纖激光產(chǎn)業(yè)作為服務(wù)于制造業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，中國光纖激光市場目前是全球單一最大應(yīng)用市場，據(jù) IPG2018 年的數(shù)據(jù)，占據(jù)其全部收入的 45%左右。
近幾年以來，光纖激光產(chǎn)業(yè)鏈在中國蓬勃發(fā)展，涉及光纖激光器的核心光學(xué)器件如泵浦源、有源光纖、合束器、光柵均在中國實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)制造。光纖激光器如銳科激光、創(chuàng)鑫激光、杰普特、GW LASER TECH 等企業(yè)今年來發(fā)展迅速，其中銳科激光、創(chuàng)鑫激光、杰普特先后實(shí)現(xiàn)上市或進(jìn)入上市發(fā)行狀態(tài)。激光設(shè)備商如新起的宏山激光、邦德激光、迅鐳激光及老牌的大族激光、華工激光、奔騰激光等均發(fā)展迅速，快速增長。
此外，光纖激光器及核心部件泵浦源的生產(chǎn)皆為勞動(dòng)密集型生產(chǎn)，中國作為全球第一大人口國，有著充足的生產(chǎn)工人。其單位時(shí)間的費(fèi)用僅為歐美國家的十分一左右，相比而言，歐美廠商的組裝成本較明顯高出國內(nèi)企業(yè)。人口紅利的突出優(yōu)勢從而降低產(chǎn)品的制造成本，提高產(chǎn)品在全球中的競爭力。
中國自古以來就是一個(gè)勤勞、奮進(jìn)的民族，而新一代人接受更加優(yōu)質(zhì)的高等教育，掌握更豐富的知識及技術(shù)，除此之外，在中國北京、上海、深圳等一二線城市中有數(shù)千萬人的擁有改變自己命運(yùn)的心并且付諸到每一天的行動(dòng)中去，才有了網(wǎng)上流行的 996 工作制。而也正是因?yàn)楣饫w激光行業(yè)有這樣的一群人，將光纖激光行業(yè)從無到有，從小到大，到現(xiàn)在已經(jīng)有十多家企業(yè)在國內(nèi)創(chuàng)業(yè)板、主板、科創(chuàng)板等板塊上市，未來還繼續(xù)有新的優(yōu)秀企業(yè)出現(xiàn)，部分未來將成長為世界級企業(yè)。
結(jié)論：疫情不改光纖激光預(yù)期，長期看好光纖激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展
光纖激光隨著性能效率的不斷提高，成本的不斷降低，不斷打開傳統(tǒng)加工行業(yè)的性價(jià)比瓶頸，不斷拓展行業(yè)應(yīng)用的深度和廣度，未來有望作為大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具。目前現(xiàn)代工業(yè)呈現(xiàn)技術(shù)指數(shù)化的迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價(jià)格不斷降低，應(yīng)用場景持續(xù)擴(kuò)大，規(guī)模效應(yīng)非常明顯。同時(shí)，隨著市場規(guī)模的擴(kuò)大，逐漸出現(xiàn)成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，各自深耕產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級及降低成本。而光纖激光產(chǎn)業(yè)又非常符合摩爾定律及規(guī)模效應(yīng)、完整產(chǎn)業(yè)鏈等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的特性。中國作為全球制造中心，中國光纖激光市場是全球單一最大應(yīng)用市場，擁有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，仍就存在的人口紅利以及中國人持續(xù)拼搏奮斗的精神，未來將主導(dǎo)全球光纖激光市場。由于新型冠狀病毒肺炎疫情的影響，短期內(nèi)存在受到一定沖擊的風(fēng)險(xiǎn)，但長期看，新型冠狀病毒肺炎疫情不改光纖激光未來預(yù)期，光纖激光將為大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具。
附注： ①奔騰資訊-激光加工高鐵時(shí)代，奔騰激光 20KW 設(shè)備客戶使用報(bào)告新鮮出爐：https://mp.weixin.qq.com/s/7D-sS2VgkJDYRHPz8E2d6g②BO GU-Bos Photonics-Industrial Laser Solution:2019 年中國工業(yè)激光市場分析及未來趨勢解讀③國盛證券研究所研究報(bào)告：總瓦數(shù)口徑測算激光器降本幅度④天風(fēng)證券研究所研究報(bào)告：激光器專題，光纖激光器的切割與焊接市場空間深度探討⑤天風(fēng)證券研究所研究報(bào)告：激光器專題，光纖激光器的切割與焊接市場空間深度探討
1、新型冠狀病毒及激光產(chǎn)業(yè)的影響
新型冠狀病毒自 2020 年 1 月 20 日鐘南山院士確認(rèn)稱新冠肺炎肯定存在人傳人以來，疫情不斷發(fā)展，受感染人數(shù)不斷增加，截至 2020 年 2 月 6 日，湖北省確診人數(shù) 19665，中國確診人數(shù) 28060，中國的經(jīng)濟(jì)及一定程度的世界經(jīng)濟(jì)都遭受影響。激光行業(yè)作為一個(gè)具有明顯全球化特征的行業(yè)及應(yīng)用，當(dāng)然在此疫情上亦受到較大的沖擊，一些典型的激光器及設(shè)備上市公司這幾日的股價(jià)受到明顯的波動(dòng)，國際國內(nèi)的相關(guān)股票價(jià)格變動(dòng)如下：
從上表來看，IPG 的生產(chǎn)基地主要在美國、德國、俄羅斯等產(chǎn)地，影響較小， 股價(jià)下降 3.88%；NLIGHT 的模塊生產(chǎn)基地在中國上海，高功率光纖激光器的銷售市場主要亦在上海，故屬于生產(chǎn)和銷售皆受到疫情的影響，股價(jià)下降 10.69%；銳科激光、杰普特激光兩家光源上市公司股價(jià)下降超過 13%，同時(shí)，老牌激光設(shè)備上市公司大族激光、華工科技股價(jià)降幅都超過 8%。
2、工業(yè)激光器的發(fā)展史
激光過去十年的復(fù)合增長率超過 30%，遠(yuǎn)超過制造業(yè)的平均復(fù)合增長率，其得益于光纖激光器的快速發(fā)展，目前已經(jīng)是工業(yè)激光器的主要類型，占比超過50%，并且持續(xù)擴(kuò)大。與此同時(shí)先后上市了銳科激光（300747.SZ）NLIGHT（LASR）、杰普特（688025.SH）及創(chuàng)鑫激光（已過會(huì)）等上市公司，在激光設(shè)備方面，海目星激光、光大激光亦在 IPO 申報(bào)審核中，此外，新起了宏山激光、迅鐳激光、邦德激光等銷售額 10 億級別的激光設(shè)備公司以及數(shù)百家相對規(guī)模略小的激光設(shè)備公司。
工業(yè)激光器自 70 年開始應(yīng)用到工業(yè)以來，先后出現(xiàn) YAG 激光器、CO2 激光器及 DISK（碟片）激光器，這些激光器都具有以下特征：硬光路（應(yīng)用光學(xué)鏡片進(jìn)行光的傳播）、激光器本身維護(hù)費(fèi)用高、運(yùn)營成本高（光電轉(zhuǎn)化率低）。這些特點(diǎn)帶來應(yīng)用的一定限制：比如硬光路導(dǎo)致設(shè)備組裝要求、維修調(diào)試要求高、應(yīng)用場景柔性化度低，不易于現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人高效協(xié)作；YAG 的晶體熱效應(yīng)使得其使用壽命相對較低，而且光衰較為明顯，較難大規(guī)模應(yīng)用到工業(yè)；CO2激光器光電轉(zhuǎn)化效率僅為 8%左右，并且需要周期性為激光發(fā)生器填充 CO2、H2等氣體，整個(gè)運(yùn)營成本相對較高；DISK（碟片）激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)組裝要求較高，未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，導(dǎo)致激光器在通用化應(yīng)用場景中性價(jià)比略低。
光纖激光器自出現(xiàn)開始就具備了獨(dú)特的技術(shù)特性：光波導(dǎo)傳輸，可以柔性化與機(jī)器人協(xié)作，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)制造；使用壽命長，目前的半導(dǎo)體激光器多經(jīng)過 50000小時(shí)的循環(huán)測試，適合長期不間斷生產(chǎn)；結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)組裝及維護(hù)，相比于硬光路的專業(yè)精密組裝調(diào)試，光纖激光器的生產(chǎn)一般普通人員即可，生產(chǎn)組裝要求低，易于大規(guī)模生產(chǎn)制造；光電轉(zhuǎn)化效率高，目前普通的光纖激光器轉(zhuǎn)化效率一般為 25-30%之間（976nm 泵浦的技術(shù)方案光電轉(zhuǎn)化率則在 40%以上），為 CO2 的 3 倍以上，使得運(yùn)營成本低。
正因?yàn)楣饫w激光器其獨(dú)特的特性和優(yōu)勢，過去的十年 IPG 作為工業(yè)光纖激光器的第一家持續(xù)保持一個(gè)較高的增速，其中 2018 年達(dá)到 100 億人民幣左右的收入。過去五年銳科激光作為國內(nèi)的第一家亦持續(xù)保持較高增速，其中 2019 年預(yù)計(jì)達(dá)到 20 億收入左右。
3、光纖激光器-摩爾定律踐行者
目前整個(gè)工業(yè)呈現(xiàn)技術(shù)指數(shù)化的迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價(jià)格不斷降低，應(yīng)用場景持續(xù)擴(kuò)大，規(guī)模效應(yīng)非常明顯。同時(shí)，隨著市場規(guī)模的擴(kuò)大，逐漸出現(xiàn)成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，各自深耕產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級及降低成本。而光纖激光器又非常符合摩爾定律及規(guī)模效應(yīng)、完整產(chǎn)業(yè)鏈等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的特性。
3.1 性能效率提高、價(jià)格不斷降低
功率提高率=20000W/15000W-1=33.3%
效率提高率=Average（55%、45%、50%、67%、60%、76%）=58.3%
功率效率提高比=效率提高率/功率提高率=58.3%/33.3%=1.75
這意味著如果售價(jià)隨著功率的提高呈現(xiàn)出線性增加的話，那么使用越高功率的產(chǎn)品，其單位價(jià)格的加工效率越高，這將會(huì)助推激光器廠商不斷提高激光器功率，直至上述功率效率提高比小于1為止，當(dāng)然實(shí)際市場功率還受激光器的能量密度（如 20000W激光器對應(yīng)100um的輸出芯徑：能量密度為20000W/(π50um^2）及工業(yè)電網(wǎng)負(fù)載承受等因素制約。
除了性能不斷提高之外，價(jià)格呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢，所有的功率段產(chǎn)品均呈現(xiàn)出下降趨勢，如下圖所示2016年以來，不同功率段皆呈現(xiàn)出每年價(jià)格下降幅度在 20%左右。
3.2 成熟產(chǎn)業(yè)鏈、規(guī)模效應(yīng)及先進(jìn)技術(shù)使得成本不斷降低
隨著光纖激光器市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大、激光產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟，激光器的核心器件國產(chǎn)化率不斷提高，激光器的成本不斷下降。如下圖所示，國內(nèi)典型光纖激光器企業(yè)銳科激光及創(chuàng)鑫激光自 2016 年以來每年的成本下降幅度均超過20%，市場規(guī)模的擴(kuò)大和產(chǎn)業(yè)鏈的不斷細(xì)化使得激光器的原材料材料呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢。
3.2.1 產(chǎn)業(yè)鏈完善
目前國內(nèi)的光纖激光器上游的核心器件基本實(shí)現(xiàn)全國產(chǎn)化，降低了器件的成本，進(jìn)一步加速了產(chǎn)能擴(kuò)張，使得產(chǎn)品具備持續(xù)降價(jià)的潛力。
3.2.2 規(guī)?；?yīng)
規(guī)?；侵袊圃熳畲蟮募t利，也使得目前中國作為全球制造中心的地位不斷鞏固和提高。隨著規(guī)模化，營業(yè)成本的各項(xiàng)子科目的邊際成本持續(xù)降低。原材料的采購由于更大規(guī)模的采購使得更有議價(jià)權(quán)；各類設(shè)備、場地的利用率得以提高從而降低各項(xiàng)折舊攤銷、場地、水電等費(fèi)用；更高生產(chǎn)制造利用效率從而降低產(chǎn)品的制造費(fèi)用。通過規(guī)?；?，優(yōu)化企業(yè)運(yùn)行效率，從而降低產(chǎn)品的成本。
3.2.3 先進(jìn)技術(shù)
目前降低激光器成本的先進(jìn)技術(shù)主要有泵浦效率更高的 976nm 技術(shù)方案、更高功率的單模塊以及更高集成度的電控系統(tǒng)。
1）976nm 更高泵浦效率及更短光纖
976nm 比 915nm 泵浦的光電轉(zhuǎn)化效率提高 25%以上；12kW 的 976nm 比915nm 產(chǎn)品成本低 10%左右。目前行業(yè)內(nèi)主要有美國 IPG、美國 coherent 及美國GW LASER TECH 在工業(yè)終端批量使用基于 976nm 泵浦技術(shù)的光纖激光器。
2）單模塊更高功率
單模組 1.5kw-3kw 相比于多模組 1.5-3kw，同等功率下兩個(gè)模塊較單模塊成本高 10%左右。
此外，電路高度集成主要使得電源、主控板及相關(guān)的結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，從而進(jìn)一步通過技術(shù)來降低成本。
4、光纖激光器的市場天花板不斷打開
據(jù)預(yù)測，到 2022 年，全球激光器件市場規(guī)模將達(dá)到 153.8 億美元，這是一個(gè)龐大的市場機(jī)遇。5G、光伏、新能源汽車、半導(dǎo)體等行業(yè)投資帶動(dòng)新一輪激光需求。相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2025 年中國激光裝備規(guī)模將超 1300 億元，激光器規(guī)模有望達(dá) 300 億以上。
4.1 激光切割市場
據(jù)民生證券研究所數(shù)據(jù)，激光切割機(jī)的存量替代空間超過 30 萬臺 如果按照50%的滲透率，有超過 15 萬臺的傳統(tǒng)的沖床、等離子切割、火焰切割機(jī)、二氧化碳激光切割機(jī)將被替代成光纖激光切割機(jī)，假設(shè)按照 10 年的替換周期，每年的年均替代空間為 1.5 萬臺 。
4.2 激光焊接市場
據(jù)觀研天下數(shù)據(jù)，我國焊接設(shè)備市場空間在 600 億元以上，提供了巨大的替代空間。以汽車行業(yè)為例，參考 Optech Consulting 的研究數(shù)據(jù)來看，焊接作為整車制造四大環(huán)節(jié)之一，其占固定資產(chǎn)投資成本約為 30%左右，2017 年國內(nèi)整車制造固定資產(chǎn)投資額超過 2500 億元，對應(yīng)的焊接環(huán)節(jié)市場超過 750 億元，而激光焊接在汽車行業(yè)應(yīng)用范圍廣泛，如果激光焊接占比能達(dá)到 20%，意味著國內(nèi)汽車行業(yè)激光焊接系統(tǒng)市場空間將達(dá)到 150 億元，對應(yīng)激光器市場空間在45 億元左右，考慮到全球整車制造產(chǎn)能約為國內(nèi)的三倍，全球汽車領(lǐng)域激光焊接對激光器的年需求量即有望達(dá)到 130 億元以上，再加上造船、工程機(jī)械等其他行業(yè)，激光焊接需求有望存在翻倍以上成長空間。2019 年興起的手持激光焊接將焊接進(jìn)一步深化各傳統(tǒng)焊接應(yīng)用場景對于使用激光焊接進(jìn)行替代的認(rèn)識。此外，新能源汽車動(dòng)力電池激光焊接潛力巨大。根據(jù)測算，動(dòng)力鋰電池行業(yè) 2018、2019、2020 年將分別擴(kuò)充產(chǎn)能 83/47/113GWh，以 2.5 億元/GWh 設(shè)備投資計(jì)算，行業(yè)總設(shè)備投資金額分別為207/118/284億元，對應(yīng)動(dòng)力電池焊接激光設(shè)備規(guī)模增量為10.3/5.9/14.2 億元左右。
4.3 激光熔覆市場
根據(jù)目前的市場數(shù)據(jù)，預(yù)測有 100 億的激光修復(fù)市場容量，但是隨著激光器的功率持續(xù)提高，效率亦隨之提高，激光器的成本持續(xù)下降，市場天花板有望進(jìn)一步打開。
4.4 激光清洗市場
據(jù)市場調(diào)研報(bào)告顯示，2018 年，全球激光清洗市場的價(jià)值將達(dá)到 5.89 億美元，到 2023 年這一數(shù)值預(yù)計(jì)將達(dá)到 7.24 億美元。據(jù)了解，2018 年以來各家激光清洗設(shè)備公司均取得了不錯(cuò)的增長，保守估計(jì)其銷售額比去年增長了 60％以上。一方面是因?yàn)槟壳皬氖录す馇逑丛O(shè)備的企業(yè)增加，各式機(jī)器層出不窮，推動(dòng)價(jià)格下降；另一方面是一些潛在用戶在觀望了解后，在今年開始采購激光清洗設(shè)備。整體來看，隨著激光器效率的不斷提高，價(jià)格的不斷下降，市場的天花板將持續(xù)打開。
5、中國主導(dǎo)全球范圍內(nèi)光纖激光器市場
中國 2019 年 GDP 近 100 萬億元，為世界第二。從 2011 年起，中國制造業(yè)總量就已經(jīng)是穩(wěn)穩(wěn)的世界第一。據(jù)世界銀行數(shù)據(jù)，2017 年，中國制造業(yè)產(chǎn)出 3.59萬億美元，超過美國 2.16 萬億和德國 0.76 萬億美元。中國為全球制造中心，而光纖激光產(chǎn)業(yè)作為服務(wù)于制造業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，中國光纖激光市場目前是全球單一最大應(yīng)用市場，據(jù) IPG2018 年的數(shù)據(jù)，占據(jù)其全部收入的 45%左右。
近幾年以來，光纖激光產(chǎn)業(yè)鏈在中國蓬勃發(fā)展，涉及光纖激光器的核心光學(xué)器件如泵浦源、有源光纖、合束器、光柵均在中國實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)制造。光纖激光器如銳科激光、創(chuàng)鑫激光、杰普特、GW LASER TECH 等企業(yè)今年來發(fā)展迅速，其中銳科激光、創(chuàng)鑫激光、杰普特先后實(shí)現(xiàn)上市或進(jìn)入上市發(fā)行狀態(tài)。激光設(shè)備商如新起的宏山激光、邦德激光、迅鐳激光及老牌的大族激光、華工激光、奔騰激光等均發(fā)展迅速，快速增長。
此外，光纖激光器及核心部件泵浦源的生產(chǎn)皆為勞動(dòng)密集型生產(chǎn)，中國作為全球第一大人口國，有著充足的生產(chǎn)工人。其單位時(shí)間的費(fèi)用僅為歐美國家的十分一左右，相比而言，歐美廠商的組裝成本較明顯高出國內(nèi)企業(yè)。人口紅利的突出優(yōu)勢從而降低產(chǎn)品的制造成本，提高產(chǎn)品在全球中的競爭力。
中國自古以來就是一個(gè)勤勞、奮進(jìn)的民族，而新一代人接受更加優(yōu)質(zhì)的高等教育，掌握更豐富的知識及技術(shù)，除此之外，在中國北京、上海、深圳等一二線城市中有數(shù)千萬人的擁有改變自己命運(yùn)的心并且付諸到每一天的行動(dòng)中去，才有了網(wǎng)上流行的 996 工作制。而也正是因?yàn)楣饫w激光行業(yè)有這樣的一群人，將光纖激光行業(yè)從無到有，從小到大，到現(xiàn)在已經(jīng)有十多家企業(yè)在國內(nèi)創(chuàng)業(yè)板、主板、科創(chuàng)板等板塊上市，未來還繼續(xù)有新的優(yōu)秀企業(yè)出現(xiàn)，部分未來將成長為世界級企業(yè)。
結(jié)論：疫情不改光纖激光預(yù)期，長期看好光纖激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展
光纖激光隨著性能效率的不斷提高，成本的不斷降低，不斷打開傳統(tǒng)加工行業(yè)的性價(jià)比瓶頸，不斷拓展行業(yè)應(yīng)用的深度和廣度，未來有望作為大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具。目前現(xiàn)代工業(yè)呈現(xiàn)技術(shù)指數(shù)化的迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價(jià)格不斷降低，應(yīng)用場景持續(xù)擴(kuò)大，規(guī)模效應(yīng)非常明顯。同時(shí)，隨著市場規(guī)模的擴(kuò)大，逐漸出現(xiàn)成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，各自深耕產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級及降低成本。而光纖激光產(chǎn)業(yè)又非常符合摩爾定律及規(guī)模效應(yīng)、完整產(chǎn)業(yè)鏈等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的特性。中國作為全球制造中心，中國光纖激光市場是全球單一最大應(yīng)用市場，擁有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，仍就存在的人口紅利以及中國人持續(xù)拼搏奮斗的精神，未來將主導(dǎo)全球光纖激光市場。由于新型冠狀病毒肺炎疫情的影響，短期內(nèi)存在受到一定沖擊的風(fēng)險(xiǎn)，但長期看，新型冠狀病毒肺炎疫情不改光纖激光未來預(yù)期，光纖激光將為大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具。
附注： ①奔騰資訊-激光加工高鐵時(shí)代，奔騰激光 20KW 設(shè)備客戶使用報(bào)告新鮮出爐：https://mp.weixin.qq.com/s/7D-sS2VgkJDYRHPz8E2d6g②BO GU-Bos Photonics-Industrial Laser Solution:2019 年中國工業(yè)激光市場分析及未來趨勢解讀③國盛證券研究所研究報(bào)告：總瓦數(shù)口徑測算激光器降本幅度④天風(fēng)證券研究所研究報(bào)告：激光器專題，光纖激光器的切割與焊接市場空間深度探討⑤天風(fēng)證券研究所研究報(bào)告：激光器專題，光纖激光器的切割與焊接市場空間深度探討
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
