（報告出品方/作者：中信建投證券，劉雙鋒、郭彥輝）

一、激光行業(yè)長坡厚雪

1.1 激光：二十世紀最重要四大發(fā)明之一

激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，縮寫 LASER）顧名思義是指受激輻射發(fā)出的 光，其產(chǎn)生的具體過程是：原子中的電子吸收能量后會從低能級躍遷到高能級，由于高能級非穩(wěn)定態(tài)，躍遷后 的電子會自發(fā)從高能級回落到低能級，同時釋放能量并發(fā)出光子，此過程為自發(fā)輻射，自發(fā)輻射過程產(chǎn)生的光 相位、方向等雜亂無章。愛因斯坦指出，若此輻射過程中伴有一個外來光子入射，則輻射會產(chǎn)生兩個與外來光 子頻率、相位、偏振態(tài)以及傳播方向都相同的光子，新產(chǎn)生的光子又會誘發(fā)其他輻射過程產(chǎn)生雙倍的特征相同 的光子，此過程為受激輻射，類似核反應的受激輻射最后會得到一束準直、單色、相干的定向光束，這便是激光。

由于激光是由相干的光子構成，因此與普通光相比激光具有更佳的方向性，相同功率下亮度更高、能量密 度更大。如激光器發(fā)射的激光光束發(fā)散度極小，大約只有 0.001 弧度，接近平行。1962 年，人類第一次使用激 光照射月球，盡管地月距離長達 38 萬公里，但是激光在月球表面的光斑不到兩公里，而同樣看似平行的探照燈 射向月球，按照其光斑直徑理論上將覆蓋整個月球。定向發(fā)光的特性也使得激光的亮度更高，在激光發(fā)明前， 人工光源中高壓脈沖氙燈亮度最高，而紅寶石激光器的激光亮度能超過氙燈幾百億倍，紅寶石激光器發(fā)射的光 束在月球上產(chǎn)生的照度約為 0.02 勒克斯（光照度單位），顏色鮮紅光斑肉眼可見，而即使用功率最強的探照燈 照射月球所產(chǎn)生的照度也僅有一萬億分之一勒克斯，人眼根本無法察覺。由于具備良好的光學特性，激光自從 二十世紀 60 年代被發(fā)明后便一直被廣泛應用于航空航天、軍事、醫(yī)療、微電子等領域，也因此激光和原子能、 半導體、計算機并稱為二十世紀最重要的四大發(fā)明。

1.2 激光滲透率提升是必選項

從長期視角來看，人口老齡化背景將促使激光在工業(yè)領域不斷滲透。當前中國已步入老齡化社會，且老齡 化趨勢仍在加劇。2021 年全國 65 歲以上人口占總人口比例高達 14.2%，且該比例增長有加速趨勢。根據(jù)澤平宏 觀援引世界銀行的數(shù)據(jù)，2020 年中國老齡化水平已排在全球第 63 位，超過全球平均水平。老齡化持續(xù)加劇引 發(fā)社會勞動力短缺問題突出，而激光自動化加工設備可以大大提高生產(chǎn)效率，彌補因勞動力短缺帶來的生產(chǎn)力 不足問題。因此長期來看，激光技術滲透具有重要意義。

從中期視角來看，制造業(yè)人均產(chǎn)值提高需借助激光自動化設備來完成。根據(jù) Wind 數(shù)據(jù)，和美國、日本等 發(fā)達國家相比，我國制造業(yè)人均產(chǎn)值仍處于低水平。且根據(jù)前瞻經(jīng)濟學人數(shù)據(jù)，激光在中國制造業(yè)所占比重為 30%，與美國、德國等發(fā)達國家仍有較大差距。激光自動化設備在工業(yè)領域的廣泛應用可以提高工業(yè)生產(chǎn)效率， 從而提高制造業(yè)人均產(chǎn)值，使制造業(yè)真正實現(xiàn)轉型升級。因此，未來我國人均 GDP 若要趕超美國等發(fā)達國家， 必須繼續(xù)提高激光在制造業(yè)中的使用比重。

從短期視角來看，當前制造業(yè)投資景氣度向好，推動激光行業(yè)加速成長。根據(jù) Wind 數(shù)據(jù)，截至 2020 年 3 月底，工業(yè)機器人和金屬切削機床月產(chǎn)量均在環(huán)比提升，反應制造業(yè)景氣度向好。行業(yè)高景氣度促使激光加工 設備滲透更為容易，激光行業(yè)短期成長確定性強。

1.3 政策為激光行業(yè)保駕護航

國家相關支持政策明確了激光行業(yè)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要地位。激光產(chǎn)業(yè)是國家長期重點支持發(fā) 展的產(chǎn)業(yè)，2006 年以來，國家相繼出臺多項支持激光行業(yè)發(fā)展的政策，如《中國制造 2025》、《“十三五”國家戰(zhàn) 略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《高端智能再制造行動計劃（2018-2020）年》及《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā) 展第十四個五年規(guī)劃和 2035 年遠景目標綱要》等。

二、中游激光器是產(chǎn)業(yè)核心

2.1 激光器介紹

激光器是產(chǎn)生激光的核心裝置，主要是由泵浦源、增益介質、諧振腔等光學器件材料組成。激光器的核心 原理是利用泵浦源激勵增益介質發(fā)生粒子數(shù)反轉進而使其受激輻射產(chǎn)生光并通過諧振腔對光進行調整輸出形成 激光。在激光器構成中，泵浦源的作用是激勵增益介質發(fā)生并維持粒子數(shù)反轉，激勵的方式由增益介質的特性 決定，一般包括電激勵、光學激勵、化學激勵和核能激勵等，泵浦源激勵的過程即是激光器吸收能量的過程， 而增益介質發(fā)生粒子數(shù)反轉后輸出激光的過程是釋放能量的過程，因此泵浦源激勵方式即是激光器能量轉換方 式；增益介質的作用是吸收泵浦源的能量發(fā)生受激輻射產(chǎn)生激光，增益介質可以是固體、氣體、半導體和液體 等，其特點是具有合適的能級結構和躍遷特性；諧振腔通常是由兩塊反射鏡組成，主要用來使受激輻射光子在 腔內多次反射形成相干的持續(xù)振蕩，并對腔內往返振蕩光束的方向和頻率進行限制，以保證輸出激光具有一定 的單向性和單色性。

激光器可以按照增益介質種類、泵浦方式、輸出激光波長、運轉方式等進行分類。

（1）按照增益介質種類分類，激光器可以分為氣體激光器、液體激光器、固態(tài)激光器，其中固態(tài)激光器又 可分為固體激光器、光纖激光器、半導體激光器等。a）氣體激光器：增益介質是氣體的激光器，一般通過放電 得到激發(fā)，常見的氣體激光器有氦氖激光器、CO2 激光器、準分子激光器；b）液體激光器：所采用的增益介質 主要包括兩類，一類是有機熒光染料溶液，另一類是含有稀土金屬離子的無機化合物溶液，其中金屬離子（如 Nd）起工作粒子作用，而無機化合物液體（如 SeOCl2）則起基質的作用；c）固體激光器：增益介質一般是晶 體或玻璃，一般由半導體激光器陣列光照泵浦得到激發(fā)，包括最常用的固體激光器 Nd：YAG 激光器（摻釹釔 鋁石榴石）、增益介質為 Yb：YAG（摻鐿釔鋁石榴石）的碟片激光器（適用于高功率輸出）等，固體激光器具 有峰值功率高、熱效應小、加工精度高的特點，一般主要用于薄性、脆性材料和非金屬材料的精細微加工領域； d）半導體激光器：也稱激光二極管，增益介質一般是砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS) 等等材料制成的半導體面結型二極管，應用較廣的是性能較好的具有雙異質結構的 GaAs 二極管激光器；e）光 纖激光器：增益介質為摻雜稀土元素的玻璃光纖，屬于固態(tài)激光器的一種，具有輸出激光束質量好、能量密度高、電光轉換效率高、使用方便、可加工材料范圍廣、綜合運行成本低等諸多優(yōu)勢，被廣泛應用于宏觀加工領 域的金屬材料切割、焊接、鉆孔、燒結等，在工業(yè)應用中占主要地位，根據(jù) Laser Focus World，2020 年全球工 業(yè)激光器銷售收入中光纖激光器占比達 52.7%；根據(jù)《2021 中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，2020 年中國工業(yè)激光器 市場規(guī)模中光纖激光器占比達 67%。

（2）按照泵浦方式分類，激光器可以分為光泵浦激光器、電泵浦激光器、化學泵浦激光器、熱泵浦激光器、 核泵浦激光器等。由于增益介質的特性不同，其發(fā)生粒子數(shù)反轉的條件也不同，因此需要用不同的方式泵浦。 幾乎全部的固體激光器、光纖激光器均采用光泵浦；大部分氣體激光器及一般常見的半導體激光器均采用電泵 浦；一些特殊的激光器采用化學或核泵浦。固體激光器、光纖激光器通常用半導體激光器作泵浦源。

（3）按照輸出激光波長分類，激光器可以分為紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器。不同結構的物質 吸收的光波長范圍不同，因此不同材料或不同場景下的激光加工需要不同波長的激光器。紅外和紫外是運用最 廣泛的兩種激光器，a）紅外激光器主要應用于“熱加工”，將材料表面的物質加熱并使其汽化（蒸發(fā)），以除去 材料；b）在薄膜非金屬材料加工，半導體晶圓切割，有機玻璃切割、鉆孔、打標等領域，高能量的紫外光子直 接破壞非金屬材料表面的分子鍵，使分子脫離物體，這種方式不會產(chǎn)生高熱量反應，因此通常被稱為“冷加工”， 紫外激光器在微加工領域具有不可替代的優(yōu)勢。由于紫外光子能量大，難以通過外激勵源激勵產(chǎn)生一定高功率 的連續(xù)紫外激光，故紫外激光一般是應用晶體材料非線性效應變頻方法產(chǎn)生，因此目前廣泛應用工業(yè)領域的紫 外激光器主要是固體紫外激光器。

（4）按照運轉方式分類，激光器可分為連續(xù)激光器、脈沖激光器，其中脈沖激光器按脈寬又可以分為毫秒 激光器、微秒激光器、納秒激光器、皮秒激光器、飛秒激光器等。a）連續(xù)激光器：工作特點是激光輸出可以在 一段較長的時間范圍內以連續(xù)方式持續(xù)進行，大部分光纖激光器和以連續(xù)電激勵方式工作的氣體激光器及半導 體激光器均屬于此類，連續(xù)激光器工作穩(wěn)定、熱效應高，適合于金屬材料的連續(xù)高速切割、焊接，以及表面熱 處理、激光熔覆、激光快速成形等宏觀加工；隨著輸出功率的逐漸增加，對諸如鈦合金、鎢合金、特種鋼材等 高強度、高硬度材料的加工速度和加工質量越來越高；b）脈沖激光器：主要特點是峰值功率高、熱效應少、可 控性好、光束精細發(fā)散小，適合于打標、鉆孔、硅片及玻璃劃片、精密加工等領域。對于不同脈寬的脈沖激光 器而言，脈沖時間越短，單一脈沖能量越高，加工速度越快；波長越短，作用半徑越小，加工精度可以越高。

（5）按照輸出功率分類，可將光纖激光器分為小功率（<1kW）、中功率（1kW-3kW）、高功率（>3kW）， 對于固體激光器，一般將 10W 以下的歸類為低功率，10W 以上為中高功率。

進一步對比固體激光器和光纖激光器，固體激光器尤其是短波長、短脈寬的紫外皮秒、紫外飛秒激光器， 在目前的激光精細微加工領域應用最為廣泛，而光纖激光器在宏觀加工領域應用較多。這主要是由于固體激光 器的特點決定：a）瞬時功率高。在精細微加工實踐中，時常需要在短時間內釋放巨大能量來擊穿被加工材料， 固體激光器的高脈沖功率可以滿足這一要求。而光纖激光器受限于增益介質過于細小，無法承受較大的瞬時功 率，過大的瞬時功率很容易使其增益介質受損，從而影響輸出激光的質量和穩(wěn)定性；b）熱效應小。固體激光器 在實現(xiàn)超高瞬時功率的同時可將其平均功率控制在較小的范圍內，因而可以滿足精細微加工中的“冷加工”需 求；c）加工精度高。固體激光器可以有效輸出高聚焦度、短波長的紫外激光，在精細微加工領域，高聚焦度和 短波長意味著激光的作用半徑更小，更能夠實現(xiàn)精確控制和定點處理。光纖激光器則憑借高功率的特性未來仍 將主要應用于宏觀加工領域。

2.2 市場規(guī)模

近年來激光加工技術一方面憑借其優(yōu)勢正逐步替代宏觀加工領域的傳統(tǒng)加工工藝，另一方面隨著技術進步 正逐步向精細微加工的增量市場拓展，這促進了激光器行業(yè)市場規(guī)模的不斷增長。據(jù) Laser Focus World 數(shù)據(jù)， 全球激光器銷售收入從 2017 年的 137.7 億美元增長至 2021 年的 184.8 億美元，CAGR 達 6.1%；另據(jù) Laser Focus World 數(shù)據(jù)，中國激光器市場規(guī)模從 2017 年的 69.5 億美元增長至 2021 年的 129 億美元，CAGR 達 13.2%。

2.2.1 光纖激光器

光纖激光器領域，中國市場貢獻主要增長驅動力。根據(jù) Laser Focus World 數(shù)據(jù)，全球光纖激光器市場規(guī)模 到 2020 年達 27.2 億美元，但 2019 年后增速大幅下滑甚至 2020 年轉負，主要系中國光纖激光器廠商市場份額 持續(xù)提高疊加成本價格下降所致。2014-2018 年全球光纖激光器市場規(guī)模從 9.6 億美元增至 26.0 億美元，復合增 速達 28.3%。2018-2020 年全球光纖激光器市場規(guī)模小幅增長，復合增速僅 2.3%。根據(jù)武漢文獻情報中心數(shù)據(jù)， 中國光纖激光器市場規(guī)模到 2020 年達 94.2 億元，2014-2018 年從 28.6 億元增至 77.4 億元，復合增速達 28.3%， 和全球水平基本一致。2018-2020 年中國光纖激光器市場規(guī)模復合增速達 10.3%，仍保持兩位數(shù)水平，成為全球 光纖激光器市場規(guī)模增長的主要驅動力。

2.2.2 半導體激光器

根據(jù) Laser Focus World 數(shù)據(jù)，預計 2021 年全球半導體激光器市場規(guī)模達 79.5 億美元，從 2016 年的 48.4 億美元增至 2021 年的 79.5 億美元，CAGR 達 10.4%。著眼高功率領域，根據(jù) Strategies Unlimited 數(shù)據(jù)，預計 2021 年全球高功率半導體激光器市場規(guī)模為 19.8 億美元，約占整個半導體激光器市場規(guī)模的 25%，其中約 47.5% 的高功率半導體激光器直接應用，約 27.4%的高功率半導體激光器用于光纖激光器泵浦源，約 25.2%的高功率半 導體激光器用作固體激光器泵浦源。

2.2.3 超快激光器

超快激光器市場近幾年是激光市場最突出的增長點。皮秒、飛秒激光器也稱為超快激光器，通常屬于固體 激光器，由于具有瞬時功率高、熱效應小、加工精度高的優(yōu)勢，被廣泛應用于精細微加工領域。由于精細微加 工領域多為半導體及光學、顯示、新能源及科研等新興領域，受益于新興領域的高速成長，超快激光器市場規(guī) 模近幾年保持較高增速，是激光市場最突出的增長點，其增速高于激光器整體增速。根據(jù) Laser Focus World 數(shù) 據(jù)，全球超快激光器市場規(guī)模從 2016 年的 6.4 億美元增至 2020 年的 18 億美元，復合增速達 29.5%，高出激光 器整體增速 19 pcts。中國市場超快激光器市場規(guī)模增速更快，從 2016 年的 6.2 億元增至 2020 年的 27.4 億元， 復合增速達 45.0%，比全球水平高 15.5 pcts，主要得益于中國市場需求的強勁增長。未來隨著制造業(yè)進一步向 高精尖、智能化方向發(fā)展、激光精細微加工將逐步成為高端精密制造領域的核心加工工藝，推動超快激光器市 場規(guī)模繼續(xù)保持高速增長。

2.3 競爭格局

產(chǎn)業(yè)鏈中游是激光器制造商，A 股上市公司有銳科激光、杰普特、英諾激光、德龍激光（部分業(yè)務為激光 器業(yè)務）等，非上市公司有創(chuàng)鑫激光、凱普林等，國外知名公司有美國 IPG、nLight、相干、德國通快等。由于 光纖激光器是目前工業(yè)激光器領域最主要的類型，在宏觀激光加工領域具有重要地位，而超快激光器是激光器 行業(yè)增長最突出的部分，且未來在精細微加工領域將持續(xù)獲得高增長，因此本節(jié)主要針對這兩類激光器做分析。

2.3.1 光纖激光器國產(chǎn)替代進入攻堅期，未來將聚焦高功率

光纖激光器領域，IPG 是世界龍頭，銳科激光是國內龍頭，全球競爭格局較為集中。據(jù) Future Market Insights 數(shù)據(jù)預測，2021 年全球光纖激光器廠商中，IPG 市場份額為 50%，排在全球首位，德國通快、銳科激光、Lumnetum、 Fujikura 市占率排在其后，分別為 17%、9%、8%、4%，全球前五大廠商中僅銳科激光為中國企業(yè)，CR5 達 88%， 全球競爭格局較為集中。

IPG 等國外企業(yè) 2018 年后收入出現(xiàn)下滑，而國內廠商銳科、杰普特等保持增長。根據(jù) wind 數(shù)據(jù)，在全球 激光市場持續(xù)增長的背景下，IPG 從 2008 年到 2018 年收入維持增長，從 15.66 億元增至 93.14 億元，CAGR 達 14.7%。但 2018 年后全球經(jīng)濟放緩，國際貿(mào)易摩擦不斷，2019 年 IPG 收入下滑 8.5%，2020 年世界范圍內的疫 情爆發(fā)，對 IPG 收入進一步造成沖擊，使其下滑 14.6%，2021 年隨著疫后全球經(jīng)濟復蘇，IPG 收入基本回到 2019 年水平。而國內廠商起步較晚，2014-2018 年銳科激光、創(chuàng)鑫激光、杰普特經(jīng)過多年研發(fā)，不斷推出更具價格競 爭力的產(chǎn)品擴大市場份額，2014-2018 年三家公司收入 CAGR 分別為 58.2%、26.8%、39.0%，而 IPG 同期收入 CAGR 僅為 20.8%。2018-2021 年國產(chǎn)廠商技術不斷獲得突破，憑借成本優(yōu)勢在國內市場份額持續(xù)提高，盡管全 球激光器市場規(guī)模增長停滯，但由于中國市場仍保持高增長，因此銳科、杰普特等國產(chǎn)廠商收入仍實現(xiàn)高增長， CAGR 分別達 32.9%、21.4%。

中國市場上，IPG 市占率持續(xù)下滑，份額逐漸由銳科、創(chuàng)鑫等國產(chǎn)廠商替代，21Q4 銳科市占率首超 IPG 躍居首位。根據(jù)武漢文獻情報中心數(shù)據(jù)，2017 年 IPG 在中國光纖激光器市場占有 52.7%的市場份額，之后隨著 國產(chǎn)廠商的競爭力不斷加強，IPG 在中國光纖激光器市場的份額逐年下滑，到 2021 年為 28.1%，此間市占率減 少 24.6 pcts，但截止 2021Q3 其仍為中國光纖激光器市場占有份額最高的企業(yè)。與之相對應的是，在國產(chǎn)替代的 大趨勢下，銳科激光、創(chuàng)鑫激光在中國光纖激光器市場的份額逐年提高，分別由 2017 年的 12.1%、10.3%升至 2021 年的 27.3%、18.3%，市占率分別提升 15.2 pcts、8.0 pcts，從表觀數(shù)據(jù)來看，IPG 在中國光纖激光器市場失 去的份額基本由銳科、創(chuàng)鑫等國產(chǎn)廠商所替代。國產(chǎn)替代的趨勢仍在進行中，根據(jù) OFweek 分析，2021Q4 銳科 激光在中國市場份額首次超過 IPG 躍居首位。銳科激光董事長閆大鵬預計公司 2022 年將保持國內市占率第一的 地位。

2.3.2 超快激光器市場八成份額仍被國外企業(yè)占有

超快激光器領域國內企業(yè)起步較晚，國外廠商德國通快等占主要地位。由于光纖激光器應用最為廣泛，國 內激光器企業(yè)以光纖激光器廠商為主，國內超快激光器起步較晚，因此從事超快激光器的企業(yè)數(shù)量不多，主要 有德龍激光、華日激光、國神光電、英諾激光等，國外企業(yè)主要有德國通快、美國相干、美國光譜物理等。根 據(jù) OFweek 介紹，全球超快激光器市場約 80%份額被國外企業(yè)占有，而中國超快激光市場規(guī)模正以遠高于全球 水平的增速成長，國產(chǎn)替代空間十分廣闊，未來隨著國內廠商技術逐步突破，參考光纖激光器行業(yè)經(jīng)驗，國內 廠商市場份額有望逐步提高。

國產(chǎn)超快激光器產(chǎn)品性能正逐步接近世界領先水平。根據(jù)德龍激光招股書中所披露信息，對比德龍激光、 華日激光、國神光電、英諾激光以及幾家主要國外廠商的產(chǎn)品性能指標后，不難看出在超快激光器領域，德國 通快產(chǎn)品性能指標最為領先，主要系其采取了獨特的技術路線。在紫外皮秒激光器以及紅外、綠光飛秒激光器 方面，德龍激光產(chǎn)品性能指標略遜于美國光譜物理，與美國相干公司相當；在紅外、綠光皮秒激光器方面，德 龍激光和英諾激光產(chǎn)品性能指標僅次于德國通快，部分指標優(yōu)于其他國外廠商；在紫外飛秒激光器方面，德龍 激光已量產(chǎn)最大輸出功率為 10W 的激光器。（報告來源：未來智庫）

三、上游元器件壁壘高，國產(chǎn)替代空間足

3.1 上游元器件介紹

激光上游元器件主要是構成激光器的材料和光學器件，包括激光芯片、晶體材料、有源光纖等。此外大部 分激光設備均是自動化設備，因此運動控制系統(tǒng)是大部分設備必不可少的組成部分，也可被納入激光上游分類 中。

3.1.1 激光芯片

半導體激光芯片是采用半導體芯片制造工藝，以電激勵源方式，以半導體材料為增益介質，將注入電流的 電能激發(fā)，從而實現(xiàn)諧振放大選模輸出激光，實現(xiàn)電光轉換。其增益介質與襯底主要為摻雜Ⅲ-Ⅴ族化合物的半 導體材料，如 GaAs（砷化鎵）、InP（磷化銦）等。 半導體激光芯片根據(jù)諧振腔制造工藝不同分為邊發(fā)射激光芯片（EEL：Edge Emitting Lasers）和面發(fā)射激 光芯片（VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）兩種。邊發(fā)射激光芯片是在芯片的兩側鍍光學膜形 成諧振腔，沿平行于襯底表面發(fā)射激光，而面發(fā)射激光芯片是在芯片的上下兩面鍍光學膜形成諧振腔，由于光 學諧振腔與襯底垂直，能夠實現(xiàn)垂直于芯片表面發(fā)射激光。面發(fā)射激光芯片有低閾值電流、穩(wěn)定單波長工作、 可高頻調制、容易二維集成、沒有腔面閾值損傷、制造成本低等優(yōu)點，但輸出功率及電光轉換效率較邊發(fā)射激 光芯片低。

常見的邊發(fā)射激光芯片相關產(chǎn)品有單管芯片、光纖耦合模塊、巴條芯片、陣列模塊等。單管芯片只有一個 發(fā)光單元，巴條芯片是由多個發(fā)光單元并成直線排列的激光二極管芯片，巴條芯片經(jīng)過鈍化、解膜后，可解理 為單個發(fā)光單元的單管芯片，單管和巴條芯片主要用于工業(yè)泵浦、科學研究、激光裝備等。光纖耦合模塊通常 是由單管芯片經(jīng)過光學整形合束耦合封裝而成，主要用于光纖激光器、固體激光器泵浦源等；陣列模塊通常是 由巴條芯片集成封裝而成，主要用于固體激光器泵浦源等。

VCSEL 芯片相比 EEL 芯片結構更為復雜，工藝難度更高。典型的 VCSEL 結構自上而下分別是：電流注 入所使用的歐姆接觸、P 型的頂部分布布拉格發(fā)射鏡（DBR），多量子阱有源區(qū)、N 型的底部分布布拉格發(fā)射鏡 以及最底部的 N 型基質。頂部與底部的 DBR 構成激光諧振腔，長度為數(shù)微米，與激光波長在同一數(shù)量級。工 作時載流子被注入有源區(qū)的量子阱中，產(chǎn)生輻射躍遷，經(jīng)過諧振腔的選模，在垂直于襯底的方向上輸出圓形的 激光光束。相比于 EEL 的結構，VCSEL 顯然更為復雜，工藝難度也更高。其工藝高難度主要體現(xiàn)在 VCSEL 諧 振腔短（僅幾微米長），導致其單程增益長度也極短，因此就要求制作的分布布拉格反射鏡（DBR）材料質量必 須良好，還要求 DBR 的發(fā)射率極高（一般要求 99%以上），目前如何獲得高質量的 DBR 是 VCSEL 制作過程最 主要的難點。

VCSEL 最初被廣泛應用于光通信領域，目前最主要應用市場是消費電子（占比達七成），未來在汽車市場 （激光雷達、DMS 等）有望獲得新的增長。VCSEL 最初主要應用于光通信領域，2017 年蘋果公司在 iPhone X 中取消標志性的 Touch ID，轉而采用創(chuàng)新的 Face ID，該技術實現(xiàn)了 3D 傳感功能，實現(xiàn)該功能的核心器件便是 VCSEL，自此 VCSEL 開始大規(guī)模應用于消費電子領域，隨后安卓市場也紛紛將 VCSEL 應用于其產(chǎn)品的深度傳 感系統(tǒng)。根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2021 年 VCSEL 應用市場中，消費電子占比 63.9%，為主要應用領域，其次為電信及 基礎設施領域，占比 34.5%，汽車和移動設備領域占比僅為 0.1%，但 Yole 預測到 2026 年汽車和移動設備領域 占比將提升至 2.4%。VCSEL 在汽車市場的應用包括激光雷達、DMS、AR HUD、激光大燈等，在車載激光雷 達市場中 VCSEL 激光雷達將憑借探測距離、人眼安全等方面優(yōu)勢逐步替代 EEL 激光雷達，在 DMS（駕駛員監(jiān) 測系統(tǒng)）中 VCSEL 在隱私保護、受環(huán)境光照干擾等方面顯著優(yōu)于 LED，因此未來隨著汽車智能化不斷推進， VCSEL 在汽車市場的應用將迎來新的增長。

3.1.2 晶體材料

晶體是指原子、離子或分子在空間做長程有序的排列，并形成一定的點陣結構的物質。采用人工方法合成 的晶體，稱為人工晶體。人工晶體按照功能不同，可粗略分為激光晶體、非線性光學晶體、閃爍晶體、電光晶 體、壓電晶體等。光電子晶體材料是指對光電信息具有發(fā)射、接收、傳輸、處理、顯示和存儲等功能的晶體材 料，包括激光晶體、非線性光學晶體、閃爍晶體等。作為激光上游元器件的晶體材料主要是激光晶體和非線性 光學晶體，且二者主要應用于固體激光器。

激光晶體是指受激輻射后能發(fā)射出激光的人工晶體。1）激光晶體由基質晶體和激活離子兩部分組成。基質 晶體主要是為激活離子（發(fā)光中心）提供一個合適的晶格場；激活離子是摻雜在基質晶體中的鑭系等化學元素 離子。固體激光器發(fā)射激光和激光的波長主要取決于摻入晶體中的少量激活離子及其與基質晶體的相互作用。 常見的激活離子有稀土、過渡金屬離子，常見的基質晶體有氧化物、氟化物和含氧酸鹽化合物晶體。2）應用廣 泛的激光晶體主要有：摻釹釔鋁石榴石（Nd:YAG）、摻釹礬酸釔（Nd:YVO4）和摻鈦藍寶石（Ti:Al2O3）晶體， 三者合稱為“三大基礎激光晶體”。3）摻釹釔鋁石榴石（Nd:YAG）具有光學均勻性好、機械性能好、物化穩(wěn)定 性高、熱導性好等優(yōu)點，是迄今為止最為重要，也是最成熟、最主流的激光晶體材料，中、高功率激光應用主 要是 Nd:YAG；與 Nd:YAG 相比，摻釹礬酸釔（Nd:YVO4）對泵浦光有較高的吸收系數(shù)和更大的受激發(fā)射截面。 激光二極管泵浦的 Nd:YVO4晶體與 LBO、BBO、KTP 等非線性光學晶體配合使用，能夠達到較好的倍頻轉換 效率。低功率小型化激光應用主要是 Nd:YVO4；摻鈦藍寶石（Ti:Al2O3）非常有利于實現(xiàn)飛秒激光脈沖，而且具有受激發(fā)射截面大、激光損傷閾值高等優(yōu)點，因此可調諧、超快激光應用主要是Ti:Al2O3。

非線性光學晶體具有非線性光學效應。當入射激光在非線性光學晶體中傳播時，會激發(fā)非線性極化波，并 通過倍頻、差頻、和頻及光參量放大效應等方式產(chǎn)生新波段的光波，即輸出激光的波長與入射激光的波長不同， 從而產(chǎn)生新波長的激光。在激光器中激光晶體受激輻射發(fā)出的基頻激光具有特定的波長，波長取決于激光晶體 的種類，而非線性光學晶體可將基頻激光變頻為多種其他波長激光，從而豐富了激光器的波長范圍，使得激光 器的應用可以拓展到更多領域，因此非線性光學晶體元器件是激光器（主要是固體激光器）產(chǎn)生非基頻激光的 核心元器件。 目前應用最廣泛的非線性光學晶體有 LBO、BBO、KTP 等。據(jù)相關論文介紹，1）上世紀 60 年代到 80 年 代，非線性光學晶體的探索主要由美國主導，當時有兩大類非線性光學晶體，Bell 實驗室發(fā)現(xiàn)的具有（NbO6） 氧八面體配位的鈮酸鹽晶體的代表 LiNbO3和由杜邦公司發(fā)現(xiàn)的磷酸鹽晶體的代表 KTiOPO4（簡稱 KTP）。2） 80 年代，我國陳創(chuàng)天院士研究組率先在硼酸鹽中發(fā)現(xiàn)了一系列以 β-BaB2O4（簡稱 BBO）和 LiB3O5（簡稱 LBO） 為代表的性能優(yōu)異的非線性光學晶體，解決了近紅外激光向可見、近紫外波段的倍頻轉換。BBO 和 LBO 也被 譽為“中國牌”晶體，目前實現(xiàn)了商業(yè)化的晶體只有 KTP、BBO 和 LBO 等。3）目前經(jīng)過實驗證明是深紫外非 線性光學晶體的只有兩種，KBBF 和 RBBF，二者都可以通過直接倍頻實現(xiàn)深紫外激光輸出，KBBF 晶體的綜合 性能好于 RBBF。

3.1.3 有源光纖

光纖是光導纖維的簡稱，由折射率較高的高純度玻璃纖芯內層和折射率較低的玻璃包層組成。1）最初，光 纖主要用來導光，纖芯中沒有摻雜稀土元素，被稱為無源光纖。隨著研究深入和需求提高，開始在纖芯中摻雜 稀土元素等激活離子，并通過泵浦使光纖發(fā)光，使無源光纖被“激活”，成為摻雜有源光纖。一般在有源光纖中 摻入一種或多種稀土元素，如釹（Nd）、鐿（Yb）、鉺（Er）、銩（Tm）、鈥（Ho）、鏑（Dy）、鐠（Pr）等。有 源光纖作為增益介質，是光纖激光器中重要的組成部分，不同摻雜物的有源光纖輸出激光波段不同。2）摻稀土 元素的光纖通常為雙包層光纖，此種光纖結構由外包層、內包層和摻雜纖芯所構成，外包層的折射率小于內包 層的折射率，內包層的折射率小于纖芯的折射率，從而構成雙層的波導結構。摻雜雙包層光纖在光纖激光器中 的作用主要是將泵浦光功率轉換為激光的工作介質及與其他器件共同構成激光諧振腔。其工作原理是：將泵浦 光通過側向或端面耦合注入光纖，由于外包層折射率遠低于光纖的內包層，所以內包層可以傳輸多模泵浦光。 內包層的橫截面尺寸大于纖芯，對于所產(chǎn)生的激光波長，內包層與摻稀土離子的纖芯構成了完善的單模光波導， 同時它又與外包層構成了傳輸泵浦光功率的多模光波導。這樣可以將大功率多模泵浦光耦合進入內包層，多模 泵浦光沿光纖傳輸?shù)倪^程中多次穿過纖芯被吸收，由于纖芯中稀土離子被激發(fā)，從而產(chǎn)生較大功率信號激光輸 出。3）據(jù)相關論文介紹，雙包層光纖激光器近些年發(fā)展迅速，輸出功率已經(jīng)達到千瓦量級。但是，單根光纖的 激光輸出功率不可能無限提高，它還受到自身各方面因素的限制，如熱效應、非線性效應，以及光纖端面損傷 等。稀土摻雜雙包層光子晶體光纖突破了傳統(tǒng)單模光纖的結構限制，為進一步提高光纖激光器的光束質量及輸出功率提供了硬件條件。

3.1.4 運動控制系統(tǒng)

運動控制系統(tǒng)的發(fā)展起源于工業(yè)革命后對蒸汽機、電動機等各類機械設備進行精確控制的想法，隨著制造 業(yè)的不斷發(fā)展，需要同時控制多臺電機，進行互動式精確加工。早期運動控制主要用于數(shù)控機床領域，對應的 數(shù)控裝置被稱為數(shù)控系統(tǒng)。如今運動控制系統(tǒng)已廣泛應用于裝備制造、印刷、包裝、紡織、半導體制造、自動 化生產(chǎn)線等。作為各類設備的大腦，運動控制系統(tǒng)決定了設備的精度、效率，是不同品牌設備形成差異化的重 要環(huán)節(jié)。 運動控制系統(tǒng)是自動化機械的核心。其功能是根據(jù)控制程序，經(jīng)計算機處理后，實時控制執(zhí)行機構的動作。 運動控制系統(tǒng)一般由控制器、功率放大器與變換裝置、電動機、負載，及相關的傳感器等部件組成?？刂破飨?達指令后，驅動器將其轉化為能夠運行電機的電流，驅動電機旋轉，帶動工作機械運行，同時，電機上的傳感 器經(jīng)過信號處理將電機的實時信息反饋給控制器，控制器進行實時調整，從而保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉。

早期的運動系統(tǒng)由數(shù)字邏輯電路構成，隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)被計算機軟件取代。相 比于硬件電路，計算機軟件具有巨大的靈活性，可以實現(xiàn)邏輯電路難以表達的復雜控制算法，從而使運動控制 系統(tǒng)能有了質的飛躍。另外，運動控制系統(tǒng)可在使用過程中通過升級來提升性能或改變用途，從而使自動化機 械具有真正的柔性。目前運動控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分集成，硬件即工業(yè)控制板卡，包括主控單元、信號 處理等部分，軟件是控制算法。對于柏楚電子這樣的運動控制系統(tǒng)提供商，其硬件部分一般從市場上采購各類 通用元器件，然后組裝加工得到；基于硬件的架構，將軟件算法集成其中，形成最終的運動控制器。硬件的質 量、結構及算法的優(yōu)劣共同決定了運動控制系統(tǒng)的精度、效率。在硬件的差異化不明顯的情況下，軟件算法是 運動控制系統(tǒng)的關鍵。

3.2 市場規(guī)模

2021 年全球激光芯片市場規(guī)模約為 3.7 億美元，中國市場約為 2.6 億美元。參考長光華芯招股書估計方法， 假設全球激光器約 60%比例需要使用激光芯片，激光器廠商毛利率約 30%，泵浦源占激光器 BOM 成本約 50%， 泵浦源毛利率約 15%，激光芯片占泵浦源 BOM 成本約 10%，綜合計算激光芯片市場規(guī)模約為激光器市場規(guī)模 的 2%，結合章節(jié) 2.2 中激光器市場規(guī)模，可以粗略估算出激光芯片市場規(guī)模。經(jīng)估算，2021 年全球激光芯片市 場規(guī)模約為 3.7 億美元，而 2021 年中國市場激光芯片市場規(guī)模約為 2.6 億美元。

VCSEL 是激光芯片未來最有前景的方向，汽車應用領域未來增長性最佳。根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2021 年全球 VCSEL 市場規(guī)模為 12 億美元，預計到 2026 年全球 VCSEL 市場規(guī)模將增長至 24 億美元，CAGR 達 13.6%。細 分應用領域來看，消費電子領域 VCSEL 市場規(guī)模將從 2021 年的約 8 億美元增長至 2026 年的 17 億美元，CAGR 為 16.4%，高于整個 VCSEL 行業(yè)增速；通信基礎設施、工業(yè)領域不是未來 VCSEL 主要的增長方向，因此 CAGR 僅為 5.6%、6.3%；醫(yī)療、國防領域盡管增速較快，但整體規(guī)模較小，預計 2026 年占整個 VCSEL 行業(yè)比例均不 超過 0.5%；汽車領域是未來 VCSEL 應用增速最快的方向，預計市場規(guī)模將從 2021 年的 110 萬美元增至 2026 年的 5700 萬美元，CAGR 高達 121.9%。

晶體材料市場規(guī)模變化趨勢和超快激光器保持一致。晶體材料主要應用為固體激光器尤其是超快激光器的 增益介質。由于晶體材料制作工藝技術壁壘高，因此長期以來相關生產(chǎn)商毛利率處于穩(wěn)定較高水平，因此全球 晶體材料市場規(guī)模增長趨勢整體與全球超快激光器市場規(guī)模趨勢基本一致，以晶體材料領域的龍頭企業(yè)福晶科 技的年度收入與全球超快激光器市場規(guī)模對比，二者基本保持同樣變化趨勢。細分領域來看，非線性光學晶體 由于在超快激光器（尤其是紫外激光器）中的重要地位，市場需求增長更快。根據(jù)武漢文獻情報中心數(shù)據(jù)，近 年來全世界非線性光學晶體的銷售額每年超過 4 億美元，2020 年全球用于全固態(tài)紫外激光器中的非線性光學晶 體（僅 LBO、BBO）市場空間約 2.9 億元。未來隨著高功率、短脈沖、短波長、高重復頻率的紫外（深紫外） 激光器在精細加工領域滲透率不斷提高，晶體材料的市場規(guī)模將保持增長趨勢。

運動控制系統(tǒng)方面，根據(jù) GlobeNewswire 網(wǎng)站公布的《2020-2030 全球運動控制市場份額、趨勢、分析和預 測》報告，2019 年全球運動控制系統(tǒng)市場總規(guī)模達到 187 億美元，預計 2021 年至 2025 年，全球運動控制市場 規(guī)模將從 206 億美元增至 251 億美元，復合增長率為 5%。

3.3 競爭格局

3.3.1 激光芯片仍以國外企業(yè)為主，國內廠商正逐步追趕

從整個半導體激光行業(yè)來看，美國和歐洲起步較早，技術上具備領先優(yōu)勢，半導體激光芯片及器件廠商仍 以國外企業(yè)為主，主要是貳陸集團（Ⅱ-Ⅵ）、朗美通（Lumentum）、IPG、恩耐（nLight）等國際巨頭，上述企 業(yè)同時從事下游的廣泛業(yè)務，綜合實力相對較強。國內廠商主要有長光華芯、武漢銳晶、華光光電、縱慧芯光 等。

激光芯片領域以國外廠商為主導，國內廠商在全球市場份額仍較小。國外企業(yè)恩耐、IPG 自產(chǎn)芯片僅用于 生產(chǎn)自身下游產(chǎn)品，不對外銷售；武漢銳晶是銳科激光關聯(lián)方，其生產(chǎn)的激光芯片主要向銳科激光銷售。根據(jù) 長光華芯招股書估算，2020 年長光華芯在全球市場的占有率為 3.88%，在國內市場的占有率為 13.41%，武漢銳 晶在全球市場的占有率為 2.15%，在國內市場的占有率為 7.43%。長光華芯在國內市場占有率第一，居于國內領 先位置。但放眼全球，一方面，與國際企業(yè)貳陸集團、朗美通在全球范圍內相比，長光華芯等國內廠商收入體 量較小，反應其綜合實力仍有較大空間提升，但從長光華芯收入占主要三家企業(yè)合計營收比例來看，長光華芯 在全球市場占有率逐年穩(wěn)步提高；另一方面，在中國市場上與國際企業(yè)對比，長光華芯等國內廠商開始逐步占 有一定市場份額，在國產(chǎn)替代的大背景下未來有望優(yōu)先在國內市場實現(xiàn)較大增長。

從產(chǎn)品性能指標來看，長光華芯的高功率單管芯片性能指標已經(jīng)接近世界領先企業(yè)水平。915nm、976nm （975nm）波長的單管芯片主要用于下游光纖激光器的制造，而光纖激光器占工業(yè)激光器市場規(guī)模的比重較高， 因此，這兩種波長的單管芯片下游需求較大，是半導體激光行業(yè)的主流產(chǎn)品。激光芯片在一定的條寬范圍下， 功率及電光轉換效率越高，波長種類越多，反映出技術水平越高，下游應用越廣泛。根據(jù)長光華芯招股書提供 數(shù)據(jù)，其高功率單管芯片在 190-230μm 的條寬范圍內，公司目前高功率單管芯片輸出功率可達到 30W，電光轉 換效率可達 63%，技術處于世界領先水平。

VCSEL 工藝更為復雜，未來應用前景也更大，市場方面目前仍是國外企業(yè)占主導，國內廠商縱慧芯光、 長光華芯等已經(jīng)掌握 VCSEL 制造工藝技術并實現(xiàn)量產(chǎn)，正逐步追趕國際先進水平。Yole 將 VCSEL 市場描述 為“由兩個巨頭領導”，這是因為根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2019 年朗美通和貳陸集團兩家公司占據(jù)全球市場 68%的市場 份額，而到 2020 年這一數(shù)值增長到 80%，其中貳陸集團 2019 年和 2020 年收入增速分別為 92%、62%，均高于 朗美通（2019 年 35%，2020 年 19%），貳陸集團收入迅速趕上朗美通得益于蘋果和 Finisar 之前強大的供應關系， 而 Finisar 于 2019 年被貳陸集團收購。另據(jù) Semiconductor 數(shù)據(jù)，2019 年全球 VCSEL 市場中，美國廠商合計占 比 72%，居于絕對主導地位，歐洲廠商合計占比 20%，國產(chǎn)廠商僅縱慧芯光上榜，市占率為 2%，縱慧芯光是 華為 Mate 30 Pro 中 VCSEL 的主要供應商。

3.3.2 晶體材料方面中國具有世界領先水平

在晶體材料方面中國具有絕對的世界領先水平，國內廠商福晶科技是非線性光學晶體世界龍頭。1）中國和 美國是全球激光晶體的主要生產(chǎn)國。中國激光晶體的研究和生產(chǎn)水平處于國際領先，福晶科技是全球最早開展 Nd:YVO4批量生產(chǎn)的企業(yè)之一，目前是全球規(guī)模最大的 Nd:YVO4晶體元器件生產(chǎn)企業(yè)，也是全球規(guī)模最大的 Nd:YVO4+KTP 膠合晶體生產(chǎn)企業(yè)（Nd:YVO4晶體和 KTP 等非線性光學晶體配合使用，能夠達到較好的倍頻轉 換效率）。美國的 VLOC、Northrop Grumman Synoptics 等公司是大型激光晶體企業(yè)，加工技術和產(chǎn)品品質處于 世界先進水平；2）中國是非線性光學晶體研究最早的國家之一，晶體生長技術水平處于世界領先水平，福晶科 技是全球規(guī)模最大的 LBO、BBO 非線性光學晶體及其元器件的生產(chǎn)企業(yè)，在非線性晶體的生長方面處于全球領 先水平，LBO、BBO 等非線性晶體市占率穩(wěn)居全球第一。除福晶科技外，LBO 產(chǎn)品的其他供應商有：Cristal Laser （法國）、Raicol Crystals（以色列）、EKSMA（立陶宛）等，BBO 產(chǎn)品的其他供應商有：Cleveland Crystals（美 國）、Inrad（美國）、EKSMA（立陶宛）等，KTP 的其他供應商有：Raicol Crystals（以色列）、Cristal Laser（法 國）、EKSMA（立陶宛）等。LBO、BBO 領域目前形成了以福晶科技為主導，俄羅斯、德國、以色列、美國等 國企業(yè)共同參與的市場競爭格局。3）在深紫外領域，可用的非線性光學晶體目前只有兩種，而只有 KBBF 晶體 實現(xiàn)了實用化，KBBF 同樣是中國最早發(fā)現(xiàn)且技術領先世界。由于 KBBF 晶體的重要性，Nature 期刊專門刊登 了一篇題為“中國的晶體秘藏（China’s crystal cache）”的文章，介紹了 KBBF 晶體的發(fā)展，文章認為，在這個 領域其他國家很難在短時間內縮小與中國的差距。

3.3.3 運動控制系統(tǒng)在高端領域國內廠商有望進一步突破

1）激光振鏡控制系統(tǒng)方面，國內主要公司有金橙子、長沙八思量等，國際公司有德國 SCAPS GmbH、德 國 SCANLAB GmbH 等，根據(jù)金橙子招股書介紹，在激光振鏡加工控制系統(tǒng)領域，金橙子 2020 年的市場占有率 為 32.29%，市占率處于行業(yè)領先地位。對比金橙子產(chǎn)品與國際廠商主流產(chǎn)品性能指標可知，金橙子產(chǎn)品從技術 指標角度已經(jīng)達到國際領先企業(yè)水平，但由于振鏡控制系統(tǒng)拓展性較高、應用領域廣泛，德國 SCAPS GmbH、 德國 SCANLAB GmbH 等國際廠商憑借其先發(fā)優(yōu)勢及在前沿高端領域持續(xù)布局，在部分細分高端應用領域仍占 據(jù)主導地位，如大族激光官網(wǎng)披露其晶圓切割設備應用德國 SCANLAB GmbH 控制系統(tǒng)，德龍激光從事包括半導體、顯示屏等領域激光加工設備，招股書披露其控制系統(tǒng)仍主要向國外供應商采購。未來隨著國內自主技術 發(fā)展，金橙子等國內廠商在相關領域有望逐步趕超國外廠商；2）激光伺服控制系統(tǒng)方面，國內主要公司有柏楚 電子、維宏股份、奧森迪科等，國際主要公司有德國倍福（Beckhoff）、德國 PA（Power Automation）、西門子等。 中低功率激光切割控制系統(tǒng)領域，目前國產(chǎn)激光運動控制系統(tǒng)已占據(jù)中國市場的主導地位，柏楚電子、維宏股 份、奧森迪科市占率合計約 90%，其中柏楚電子市占率 60%。高功率激光切割控制系統(tǒng)領域，目前國際廠商依 然占據(jù)絕對優(yōu)勢，為中國市場主導者，國產(chǎn)激光運動控制系統(tǒng)僅占據(jù)約 10%市場份額，柏楚電子為國內第一的 高功率激光切割控制系統(tǒng)生產(chǎn)商，國產(chǎn)高功率激光切割系統(tǒng)所占的 10%市場份額也幾乎全部為柏楚電子所貢獻。 國外市場目前基本沒有中國公司參與，由德國倍福、德國 PA、西門子等國際公司壟斷。

整體來看，激光上游元器件中，晶體材料方面國內廠商福晶科技具有世界領先水平，中低端運動控制系統(tǒng) 以國內廠商柏楚電子、維宏股份、奧森迪科、金橙子為主，激光芯片以及高端運動控制系統(tǒng)仍以國際廠商為主 導。根據(jù)《2021 中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，激光上游元器件領域我國仍嚴重依賴進口，元件進口數(shù)量和進口金 額均呈上升趨勢，而元件出口數(shù)量及金額均增長緩慢，可見目前國產(chǎn)廠商的首要目標是提高技術及拓展國內市 場，實現(xiàn)國產(chǎn)替代仍有較大空間。（報告來源：未來智庫）

四、下游設備規(guī)模大，競爭最為激烈

4.1 設備分類

激光加工是激光的主要應用方向。激光技術自誕生之日起，便憑借其優(yōu)異的光學特性獲得廣泛的應用，經(jīng) 過幾十年的發(fā)展和技術進步，目前激光技術幾乎涵蓋了所有主要的高端制造業(yè)領域。一方面，激光技術作為高 端制造的核心技術之一，在精細化制造、智能制造等領域有著極其重要的地位，未來將逐步對傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè) 技術的存量市場進行替代和優(yōu)化升級；另一方面，激光技術正在解決一些新興高成長領域（碳化硅等新型半導 體、光伏、鋰電等）的先進工藝需求，拓展增量市場。從激光的應用領域來看，根據(jù) Laser Focus World 數(shù)據(jù)， 2020 年全球激光器應用于材料加工領域的占比接近 40%，材料加工是激光應用占比最大的方向；而中國作為全 球最大的制造業(yè)國家，根據(jù)武漢文獻情報中心數(shù)據(jù)，2020 年中國應用于工業(yè)領域的激光設備市場規(guī)模占比超 62%， 激光加工成為激光技術的主要應用方向。

激光加工應用領域十分廣泛。激光加工技術是對傳統(tǒng)加工技術的革新，相較于傳統(tǒng)加工技術，具有潔凈環(huán) 保、精度高、自動化程度高等特點。激光加工可以實現(xiàn)多種加工目的，可以對多種金屬、非金屬加工，特別是 高硬度、高脆性及高熔點的材料；加工過程無刀具磨損，無接觸應力，不產(chǎn)生噪音，無環(huán)境污染。傳統(tǒng)激光主 要用于切割、表面處理、焊接、打標和鉆孔等。近年來，精密激光制造和服務技術日益成熟，激光技術整體向 高頻率、高能量密度、高精密度的方向發(fā)展，激光加工設備應用范圍從傳統(tǒng)的大型制造業(yè)，如鈑金、汽車、航 空航天行業(yè)，逐漸深化到精密加工制造行業(yè)，如汽車輕量化、動力電池、OLED、消費電子、半導體等。

4.1.1 激光切割

激光切割有“熱加工”和“冷加工”兩種方式。宏觀領域的激光切割技術是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光 束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物 質，從而實現(xiàn)將工件割開的功能，這種激光切割屬于熱切割方法之一。目前一般使用的是激光熔化切割（相對 于激光汽化切割）：激光熔化切割時，用激光加熱使金屬材料熔化，噴嘴噴吹輔助氣體（O2、He、N2等），依靠 氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排出，形成切口。應用于微觀領域的激光切割技術主要是利用高能量密度的光子破 壞材料的分子鍵，與前述宏觀領域常用的激光切割技術主要利用熱效應不同，激光精細微加工過程是“冷加工”，材料表面熱效應很小，因此對材料的破壞小，十分適合半導體、光學等透明脆性材料的切割。

4.1.2 激光焊接

激光焊接是利用激光束優(yōu)異的方向性和高功率密度等特性進行工作，通過光學系統(tǒng)將激光束聚焦在很小的 區(qū)域內，在極短的時間內使被焊處形成一個能量高度集中的熱源區(qū)，從而使被焊物熔化并形成牢固的焊點和焊 縫。 激光焊接根據(jù)焊接作用深度，可分為熱傳導焊和深熔焊；根據(jù)激光是否透過被焊物料，分為穿透焊和縫焊； 根據(jù)使用激光的工作模式分為脈沖模式焊接和連續(xù)模式焊接。

激光焊接應用于制造業(yè)可進行汽車車身、車蓋，動力電池的電芯、PACK 模組焊接，以及家電外殼、航空 航天器外殼、零部件的焊接；應用于光通信業(yè)可進行光電器件、傳感器等高精密部件、高精密電子的焊接；應 用于微電子行業(yè)可進行 MEMS 器件、集成電路等產(chǎn)品的焊接；應用于生物醫(yī)學領域可進行生物組織焊接、激光 縫合等。此外，激光焊接還能應用于粉末冶金和金銀珠寶的焊接。

4.1.3 激光打標

激光打標技術興起于 70 年代末 80 年代初，激光打標技術是利用受計算機控制的激光作為加工手段，在需 要做標記的物體表面進行激光標刻。其原理是利用適當高能量密度的、會聚在工件表面的激光光束對目標表面 掃描，利用激光與物質相互作用的特殊效應，在材料表面加工出所需要的字符、圖案。在防偽標記領域，傳統(tǒng) 的油墨噴印方式維護成本高，過程中經(jīng)常需要停機更換墨水，墨水和溶劑還易對環(huán)境造成污染。而激光打標方 式字跡清晰、持久，且使用方便、運行成本低，也無環(huán)境污染。

不同激光器種類制成的打標機適合不同打標領域。光纖激光打標機適用于大批量產(chǎn)線作業(yè)。CO2激光打標 機目前應用最為廣泛和成熟，包括食品、藥品、酒業(yè)、電子元器件、集成電路封裝、PCB 板、電工電器等。半 導體打標機適用于多種非金屬材料和要求標刻精度高的場合。紫外打標機適用于超精細打標和雕刻，以及玻璃 材料高速劃分、硅片晶圓的復雜圖形打標場合。

4.1.4 光伏

光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術，主要由太陽能電池板（組 件）、控制器和逆變器三大部分組成。太陽能電池是發(fā)生光電轉換的核心器件，在其生產(chǎn)中，激光加工技術目前 主要應用于消融、切割、刻邊、摻雜、打孔等工藝。

目前具備產(chǎn)業(yè)化基礎的提升太陽能電池光電轉換效率的工藝有 PERC、SE、MWT 等。PERC 工藝可將單 晶電池光電轉換效率絕對值由 20.3%提升至 21.5%，SE 工藝可將光電轉換效率絕對值提升 0.2%-0.3%左右，MWT 工藝可將光電轉換效率絕對值提升 0.4%左右。激光在 PERC、SE、MWT 工藝中起重要作用：

（1）PERC 消融（刻蝕）

a）PERC 高效太陽能電池是通過在電池背面增加鈍化層，阻止載流子在一些高復合區(qū)域（如電池表面與金 屬電極的接觸處）的復合行為，減少電損失，同時可以增強電池下表面光反射，減少光損失，從而提高電池的 轉換效率。PERC 電池與常規(guī)全鋁背場電池最大的區(qū)別在于：電池背面用全表面介質膜鈍化和局域金屬接觸方 式取代全鋁背場電極。b）在 PERC 技術中，背面電極透過鈍化層實現(xiàn)微納級高精度的局部接觸是技術難點之一。 加工過程中，在對鈍化膜精密刻蝕的同時，不能損傷到硅襯底材料，否則會影響電池片最終轉換效率。早期實驗室主要采用濕法刻蝕工藝，產(chǎn)業(yè)化難度高，且成本高。采用激光方式能夠定位最優(yōu)化的能量密度分布，精確 控制激光作用時間，同時保證每個脈沖嚴格一致。相比傳統(tǒng)工藝，該工藝只需要增加氧化鋁鍍膜設備、激光加 工設備及少量輔助設備即可完成生產(chǎn)線的升級和改造，可以兼容現(xiàn)有生產(chǎn)線，有利于以相對較低的成本提升電 池技術參數(shù)和生產(chǎn)效率。

（2）SE 摻雜工藝

a）SE 電池是通過在晶硅太陽能電池電極柵線與硅片接觸部位區(qū)域進行高濃度磷摻雜，從而降低電極和硅 片之間的接觸電阻；電極以外區(qū)域進行低濃度淺摻雜，降低表面復合速率，從而有效實現(xiàn)電池的開壓、電流和 填充因子的改善，提高光電轉換效率。b）實現(xiàn)選擇性發(fā)射極電池制備的主要工藝方法有絲網(wǎng)印刷摻雜源高溫擴 散法、離子注入法和激光摻雜法等。激光摻雜法以擴散產(chǎn)生的磷硅玻璃層為摻雜源，利用激光可選擇性加熱特 性，在太陽能電池正表面電極區(qū)域形成選擇性重摻雜的 n++重摻雜區(qū)域，提高電極接觸區(qū)域的摻雜濃度，降低 接觸電阻，從而有效地提高轉換效率。b）激光摻雜具有提效明顯、工藝流程簡單、投入成本低、設備緊湊、與 傳統(tǒng)太陽能電池生產(chǎn)線兼容性強等特點，因而逐漸成為了行業(yè)主流的選擇性發(fā)射極制備方式。

（3）MWT 工藝

a）MWT，即金屬穿孔卷繞技術，用以制備背接觸 MWT 電池，該技術采用激光打孔、背面布線的技術消 除正面電極的主柵線，正面電極細柵線搜集的電流通過孔洞中的銀漿引到背面，這樣電池的正負電極點都分布 在電池片的背面，有效減少了正面柵線的遮光，提高了光電轉換效率，同時降低了銀漿的耗量和金屬電極-發(fā)射 極界面的載流子復合損失。b）MWT 電池制造中在硅片、銅箔和封裝材料中做精準打孔是重要步驟，該步驟采 用激光打孔方式最佳。

（4）LID/R 工藝

a）該工藝通過超高功率光照射電池片，產(chǎn)生大量光生載流子來改變體內氫的價態(tài)，快速實現(xiàn)硼氧結構由高 活性的復合體轉變?yōu)榈突钚缘脑偕鷳B(tài)，以達到降低光致衰減目的。b）激光因高光強、方向性好、能量轉換效率 高等特性，再 LID/R 技術工藝中有較好的應用效果。 綜合來看，光伏領域應用的激光加工設備主要是用來對太陽能電池板制造過程中的多個工藝環(huán)節(jié)進行優(yōu)化， 以此來提升電池的光電轉換效率，涉及的工藝有激光切割、激光打孔等。

4.1.5 動力電池

根據(jù)海目星招股書介紹，動力電池領域應用的激光加工設備主要有：高速激光制片機、電池裝配線、電芯 干燥線等，覆蓋了極片制片、電芯裝配、烘烤干燥等關鍵工藝。高速激光制片機用來在鋰電池極片兩側的金屬 箔材上切割極耳；電池裝配線用來對對電芯進行熱壓、配對、超聲波焊接、包 mylar、入殼、頂蓋焊接、氦檢、 密封釘焊接等整線裝配；電芯干燥線用來對電池內部進行加熱，使水分蒸發(fā)。

4.1.6 半導體

半導體晶圓切割的傳統(tǒng)工藝是刀輪切割，其存在的問題是容易崩邊、容易產(chǎn)生灰塵、對于超薄高硬度材料 容易引起破碎致使良率低，而采用激光隱形切割可以避免這些問題的出現(xiàn)，尤其是對于超薄、高硬度的材料切 割具有顯著優(yōu)勢，如對于第三代半導體材料碳化硅，由于其硬度大，采用激光隱形切割優(yōu)勢凸顯。

4.2 市場規(guī)模

未來中國激光設備市場規(guī)模有望破千億元。激光產(chǎn)業(yè)鏈下游應用廣泛，涉及領域眾多，激光設備往往集成 了產(chǎn)業(yè)鏈中上游的眾多元器件，因此單個設備價值量一般較高，整個下游設備行業(yè)的市場規(guī)模也較大。過去 10 年隨著中國經(jīng)濟發(fā)展，制造業(yè)對自動化、智能化生產(chǎn)模式的需求不斷增長，中國激光產(chǎn)業(yè)處于高速發(fā)展期。根 據(jù)武漢文獻情報中心數(shù)據(jù)，中國激光設備市場規(guī)模從2010年的97億元增至2020年的692億元，CAGR達19.6%； 但 2018 年以來受貿(mào)易戰(zhàn)、疫情以及宏觀經(jīng)濟增長放緩等因素影響，中國激光設備產(chǎn)業(yè)增速下滑，2018-2020 年 CAGR 僅為 6.9%。2021 年隨著疫情得到有效控制，情況有所好轉，預計 2021 年中國激光設備市場規(guī)模達 820 億元，同比增長 18.5%。

激光打標市場規(guī)模逐步萎縮。激光打標機行業(yè)門檻低，終端應用廣泛，在激光加工領域屬于最成熟的領域 之一，已經(jīng)應用于國民經(jīng)濟的各行業(yè)中。2018 年以來中國激光打標設備市場規(guī)模逐年下滑，年下降幅度在 10% 以上，主要是由于：1）全球貿(mào)易摩擦、新冠疫情負面影響；2）激光打標機不需要高功率激光器，而中低功率 激光器國產(chǎn)化率高，價格戰(zhàn)導致成本不斷下降，終端設備單價也同樣下降。

4.3 競爭格局

競爭格局較分散，龍頭大族激光領先優(yōu)勢明顯。激光產(chǎn)業(yè)鏈下游為設備集成商，下游市場規(guī)模大，技術門 檻相對激光中上游較低，因此市場參與者眾多，整體市場競爭異常激烈，格局較為分散。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院 數(shù)據(jù)，2021 年中國激光設備行業(yè)里，大族激光市占率為 14%，為行業(yè)龍頭，其他公司市占率均不足 5%。

大族激光業(yè)務橫向多領域覆蓋，行業(yè)其余公司多專注個別細分領域。行業(yè)龍頭大族激光業(yè)務布局范圍廣， 收入來源多元，2021 年收入主要來自消費電子、高功率加工、PCB、動力電池，各板塊收入占比相對均衡，同 時業(yè)務范圍也在逐步往半導體、光伏等細分領域滲透。由于激光下游應用領域多，總體規(guī)模大，所以行業(yè)其余 設備公司發(fā)展策略均是專注某個細分領域成長，占領一定細分行業(yè)優(yōu)勢后逐步拓展至其他領域。如海目星 2021 年收入主要來自動力電池領域，目前開始向光伏領域拓展；帝爾激光 2021 年收入主要來自光伏領域；聯(lián)贏激光 2021 年收入主要來自動力電池領域。長遠看，多元驅動的行業(yè)龍頭發(fā)展更為穩(wěn)定，受下游單個細分應用領域周 期波動影響小，而其他專注少數(shù)細分領域的公司其發(fā)展和細分行業(yè)綁定，受細分行業(yè)波動影響較大。

未來行業(yè)龍頭和專注高成長細分領域的先發(fā)者將持續(xù)保持競爭力。1）2021 年上市激光設備公司中，收入 增速排在前列的公司主要是兩類，一是所專注細分行業(yè)是高成長賽道，如華工科技聚焦新能源汽車領域，聯(lián)贏 激光、海目星主要聚焦動力電池領域，德龍激光聚焦半導體領域；二是行業(yè)龍頭，如大族激光、華工科技。2） 以 3-5 年維度看激光設備行業(yè)，參考未來三年的 Wind 一致預期數(shù)據(jù)，預計未來成長性較好的激光設備企業(yè)仍舊 是行業(yè)龍頭和專注細分高成長賽道的公司。

五、行業(yè)重點公司復盤

5.1 產(chǎn)業(yè)鏈上下游對比

上游市場規(guī)模小、玩家少、競爭格局穩(wěn)定，中下游市場規(guī)模大但競爭者多。根據(jù)《2021 中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展 報告》統(tǒng)計，全國規(guī)模以上的激光企業(yè)里，位于上游元器件、中游激光器、下游設備領域的企業(yè)分別有 27 家、 37 家、73 家。1）過半企業(yè)擁擠在下游設備領域，核心是因為兩方面因素：a）下游設備領域市場規(guī)模大，2021 年預計規(guī)模達 820 億元，且下游設備多為采購中上游器件后集成，技術門檻相對中上游更低；b）此外下游應用 領域十分廣泛，細分行業(yè)多為定制化設備，很難有贏家通吃的局面，新進入者更容易在細分市場快速突破獲得 市場份額。2）產(chǎn)業(yè)鏈上游的元器件在下游設備里價值量普遍占比較小，故市場規(guī)模較小，對新進入者吸引力不 強。同時上游元器件技術門檻高，工藝積累周期長，故中下游廠商向上游滲透的性價比不高，另外上游元器件 種類較多，國內從事上游業(yè)務的公司多專注于不同種類元器件，整體市場競爭格局比較穩(wěn)定。3）中游激光器制 造有一定的技術門檻，且在下游設備中的價值量占比大（德龍激光招股書披露含激光器在內的光學件占設備成 本 30-50%），因此市場規(guī)模較大，且目前高功率的激光器領域國產(chǎn)替代仍有近 50%空間，對目前已具規(guī)模的激 光器廠商（銳科等）而言，一方面未來增長需要在高功率領域向實力強勁的國際廠商搶份額，另一方面需要面 對來自部分設備廠商自制激光器所構成的競爭壓力。

近幾年隨著激光行業(yè)不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)內公司獲得投資者青睞并在 A 股上市，目前 A 股上市的激 光公司已覆蓋行業(yè)上下游，考慮到上市公司在行業(yè)內的重要性，本報告認為可將上市公司作為研究樣本來對行 業(yè)上下游的特點進行分析。本報告在 A 股上市公司中選取從事激光芯片業(yè)務的長光華芯、從事半導體元器件和 激光光學元器件業(yè)務的炬光科技、從事有源光纖的光庫科技、從事晶體材料的福晶科技作為上游代表，選取從 事光纖激光器業(yè)務的銳科激光和杰普特、從事固體激光器業(yè)務的英諾激光作為中游代表，選取主營激光設備業(yè) 務的大族激光、華工科技、海目星、帝爾激光、聯(lián)贏激光、德龍激光作為下游代表，將各公司的收入、毛利率 等數(shù)據(jù)按照所屬上下游分類別進行加總或平均來得到行業(yè)上下游的綜合情況。

1）上下游企業(yè)收入體量呈數(shù)倍級金字塔型。從目前的收入體量來看，國內激光行業(yè)上游公司收入體量約為 億級（單位為元，下同），中游公司為十億級，下游部分龍頭公司為百億級，收入體量與行業(yè)規(guī)?；菊嚓P。 從收入增速來看，2021 年行業(yè)上下游基本收斂為 40%左右。

2）上游穩(wěn)居高毛利，中游毛利率在 40%下方趨穩(wěn)，下游毛利率仍在下滑趨勢。從毛利率角度來看， 上游 毛利率除 2019 年外均在 50%左右，而中下游毛利率呈緩慢下降趨勢，2021 年在 35%-40%水平，這主要是因為 以下幾個因素：a）上游元器件技術壁壘高，競爭格局穩(wěn)定，且主要玩家為國際廠商，高毛利容易保持；b）上 游元器件在中下游設備價值量占比不高，但元器件性能好壞直接影響中下游激光器及設備的可靠性及質量，故 中下游廠商對上游元器件高毛利容忍度強；c）中游激光器廠商為了短期迅速搶占市場份額打價格戰(zhàn)，拉低毛利 率水平；d）下游設備競爭激烈，價格戰(zhàn)同樣存在。

3）從營運指標來看，上游指標最佳，中下游基本接近，因此上游公司出現(xiàn)財務風險的可能性最低。

4）上游研發(fā)支出占比最高，中游研發(fā)支出占比呈上升勢。上游研發(fā)支出占比水平為 15%左右，比例較高主 因上游元器件技術含量高，涉及 know-how 及復雜工藝多，通常需要適當高的研發(fā)支出做支撐；下游研發(fā)支出 占比穩(wěn)定在 5%-10%水平，水平較低與公司體量大也有一定關系；中游研發(fā)支出占比呈上升趨勢，主要系行業(yè) 仍處在國產(chǎn)替代的關鍵時期，且目前中低功率激光器已基本實現(xiàn)國產(chǎn)替代，高功率領域是國際廠商最后堡壘， 國內廠商技術要突破需要保持較高的研發(fā)支出。（報告來源：未來智庫）

5.2 復盤，以史為鑒

5.2.1 IPG——垂直覆蓋行業(yè)上下游的國際巨頭

盈利角度分析各個階段： 1）萌芽階段（上市日-2010Q2）：股價表現(xiàn)平平甚至下滑，這段時間美國經(jīng)歷了次貸危機以及燃料價格飆升， 制造業(yè)出現(xiàn)下滑，美國工業(yè)生產(chǎn)總值同比增速從 2006Q1 的 2.28%下降到 2009Q2 的-13.05%，直到 2010Q1 才轉 正，這段時間 IPG 的營收及毛利前升后降，整體有所波動。

2）初步上升階段（2010Q2-2011Q2）：股價開始上升，該階段股價漲幅 377%。自上而下來看，首先得益于 美國經(jīng)濟的復蘇，該階段美國工業(yè)生產(chǎn)總值同比增速由負轉正反應出宏觀環(huán)境的向好，其次 IPG 在 2009 年推出 全球首款 10kW 單模光纖激光器、在 2010 年推出第一個準連續(xù)激光器。IPG 抓住宏觀環(huán)境向好的機遇推出新產(chǎn) 品，使得其營收取得大幅增長，該階段季度營收水平增長 82%，而更為重要的是，該階段 IPG 的單季度毛利率 從 2010Q1 的 40.1%大幅上升到 2011Q2 的 54.7%，這使得利潤端的增速更快，該階段（5 個季度）單季度毛利 同比增速均實現(xiàn)翻倍。綜合來看，該階段股價上升得益于宏觀環(huán)境向好下的盈利高增長。（股價和財務數(shù)據(jù)的領 先滯后問題我們認為不必過于糾結，關鍵在于階段的趨勢特征，觀察發(fā)現(xiàn)領先滯后一般不會超過 2 個季度）。

3）回調階段（2011Q2-2011Q4）：股價出現(xiàn)回調，該階段股價跌幅 53%。股價短時間出現(xiàn)下跌，觀察分析 可能原因是 IPG 營收端增長乏力所致，該階段單季度營收水平僅增長 1.6%，盡管毛利率基本保持穩(wěn)定，但引發(fā) 了投資者對公司未來經(jīng)營的擔憂。

4）平穩(wěn)上升階段（2011Q4-2016Q3）：股價反彈后平穩(wěn)上升，持續(xù)時間長達近 5 年。該階段股價漲幅 146%， CAGR 約 20%。該階段美國工業(yè)生產(chǎn)總值同比增速出現(xiàn)趨勢下行，2015Q4 一度轉負，反應出美國制造業(yè)增長趨 緩的背景。然而 IPG 憑借其優(yōu)良的產(chǎn)品競爭力在全球范圍內獲得收入，尤其是高速發(fā)展的中國市場為其增長貢 獻了重要作用，該階段單季度營收水平增長 126%，而在中國區(qū)域的年度營收水平增長了 241%，到 2016 年底中 國區(qū)域營收占其總營收比例高達 36%。該階段 IPG 毛利率水平基本穩(wěn)定，因此該階段股價上漲主要得益于公司 在全球視野下的綜合營收增長，營收水平 CAGR（17.7%）基本與股價漲幅 CAGR 接近。

5）加速上升階段（2016Q3-2018Q1）：股價加速上升，1 年時間股價漲幅 183%。該階段美國工業(yè)生產(chǎn)總值 同比增速出現(xiàn)上升，從 2016Q3 的-0.59%上升到 2018Q1 的 3.04%，美國宏觀經(jīng)濟回暖帶動需求提升，疊加中國 市場長期的高成長貢獻，IPG 在該階段營收獲得了加速上升，單季度營收水平增長 56%，由于其更聚焦于高功 率產(chǎn)品，產(chǎn)品高端屬性使得其毛利率也微弱提升了約 1 pct，因此單季度毛利水平增長 63%，總體上來看，該階 段股價漲幅主要得益于其營收、毛利的高增長表現(xiàn)。

6）大幅下跌階段（2018Q1-2020Q1）：股價大幅下跌，2 年時間股價跌幅 53%。該階段美國工業(yè)生產(chǎn)總值同 比增速出現(xiàn)斷崖式下滑，從 2018Q1 的 3.04%降到 2020Q1 的-11.05%（即使剔除 2020Q1 的疫情影響，2019Q4 的-2.31%也十分糟糕），美國宏觀經(jīng)濟下行引發(fā)其發(fā)動全球范圍內的貿(mào)易戰(zhàn)（主要針對中國），中美經(jīng)濟均出現(xiàn) 下行風險，疊加 2020Q1 全球新冠疫情雪上加霜，IPG 營業(yè)收入出現(xiàn)大幅下滑，單季度營收水平降低 31%。更為 對其不利的因素是中國國內廠商奮勇直追，經(jīng)過多年追趕，產(chǎn)品技術水平已逼近 IPG，而貿(mào)易戰(zhàn)引發(fā)的供應鏈 擔憂以及疫情引發(fā)國產(chǎn)廠商售后服務優(yōu)勢凸顯，導致中國市場上的國產(chǎn)替代進一步加速。中國國內廠商憑借不遜色的產(chǎn)品表現(xiàn)以及更為低廉的成本大打價格戰(zhàn)，IPG 只能應戰(zhàn)降低毛利率，其毛利率水平從 2018Q1 的 56.5% 降低到 2020Q1 的 41.3%，下降 15.2 pct，這導致其單季度毛利水平下降 49%，超過營收下降水平。綜合來看， 該階段股價表現(xiàn)仍舊主要受盈利水平下降的影響所致，單季度毛利下降幅度和股價下降幅度基本一致。

7）大幅反彈階段（2020Q1-2021Q2）：股價大幅反彈，1 年時間漲幅 91%，最終高點略低于 2018 年高點水 平。該階段美國工業(yè)生產(chǎn)總值同比增速回正并上升，主要系疫情后美國政府極其寬松的貨幣政策刺激所致，美 國 10 年期國債實際收益率從 2020Q1 的-0.17%降到 2021Q2 的-0.87%。受貨幣政策刺激以及疫情影響逐漸減弱， IPG 的營收收入水平開始回歸到正常水平，但仍未達到前期高點，單季度營收水平上漲 49%，同時其發(fā)展戰(zhàn)略 也發(fā)生調整，放棄了價格戰(zhàn)最嚴重的中低功率產(chǎn)品，更專注于高端的高功率產(chǎn)品，其毛利率水平有所回升，從 2020Q1 的 41.3%回升到 2021Q2 的 48.6%，因此單季度毛利水平上升 76%，與同期股價漲幅較為接近。綜合來 看，該階段 IPG 的股價表現(xiàn)仍然與其財務表現(xiàn)尤其是毛利水平緊密相關。

8）再次大幅下跌階段（2021Q2-至今）：股價再次大幅下跌，截至 2022Q1 跌幅 48%，已經(jīng)跌破 20Q1 低點。 該階段供需錯配導致上游原材料漲價，壓制中游制造業(yè)利潤及下游需求。同時美國通脹高企迫使美國貨幣政策 收緊進入加息周期，疊加全球地緣政治沖突、疫情因素影響，宏觀經(jīng)濟面臨嚴峻挑戰(zhàn)，IPG 營收增長停滯，該 階段單季度營收水平增速基本為 0，毛利率水平也有所松動，下滑 2.6 pct。綜合來看，該階段股價下跌可能與 IPG 的單季度毛利同比增速下滑有關。

5.2.2 銳科激光——專注光纖激光器領域，國產(chǎn)替代引領者

國內激光器龍頭廠商銳科激光于 2018 年 6 月 25 日上市，上市僅 4 年時間，相對 IPG 時間較短，按照股價 表現(xiàn)可以大體分為四個階段：

1）剛上市階段（上市日-2018 年 7 月）：股價大幅上漲，漲幅 297%，上市后連續(xù) 15 個交易日漲停。a）基 本面：該階段時間僅 1 個月，基本面信息無變化，故股價上漲不反應基本面信息。b）估值面：該階段銳科 PE_TTM 從 25 倍上升至 84 倍，漲幅 231%。綜合來看，該階段銳科股價變化主要是與估值水平上升有關。

2）震蕩下行階段（2018 年 7 月-2020Q1）：股價整體呈震蕩勢，以 40 元為中樞，向上漲幅不超過 37.5%， 向下跌幅不超過 15%，該階段整體跌幅 35%。a）基本面：由于全球經(jīng)濟增長趨緩疊加貿(mào)易戰(zhàn)影響，2019 年全 球激光器市場收入出現(xiàn)了下滑，章節(jié) 5.2.1 中提到國際巨頭 IPG 在該階段收入大幅下滑，整個行 業(yè)形勢十分嚴峻。而貿(mào)易戰(zhàn)帶來的國產(chǎn)替代迫切需求給銳科激光提供了發(fā)展機遇，該階段除 2020Q1 受疫情影 響停產(chǎn)外，其余季度營收均同比正增長 20%以上，但為了加速搶占市場份額，銳科加入到價格戰(zhàn)中，毛利率受到拖累持續(xù)下滑，從 2018Q2 的 48%降到 2020Q1 的 27%，因此利潤端反而下滑，單季度毛利水平從 2018Q2 的 2.08 億元下跌到 2019Q4 的 1.26 億元，跌幅 40%，和該階段股價跌幅比較接近。b）估值面：該階段銳科 PE_TTM 基本在 45 倍左右波動。對于銳科犧牲利潤換取市場份額的行為，從市場表現(xiàn)來看，投資者對此態(tài)度偏謹慎，因 此該階段股價整體震蕩為主。在階段尾部即 2020Q1，全球爆發(fā)新冠疫情，公司也因封控停產(chǎn)，投資者對市場系 統(tǒng)性風險的擔憂導致公司股價出現(xiàn)下跌，但跌幅不大。

3）大幅上升階段（2020Q1-2021Q2）：股價波動上行，漲幅 120%。a）基本面：該階段國內疫情已經(jīng)得到 有效控制，國內企業(yè)生產(chǎn)恢復正常水平，同時供需錯配導致供給偏緊而需求強勁，此外美國港口擁堵造成國際 間物流不暢，這更加速了國產(chǎn)替代步伐。銳科激光緊抓機遇，實現(xiàn)了營業(yè)收入的高增長，其中 2020Q4 創(chuàng)單季 度營收歷史新高后，2021Q2 再創(chuàng)新高，單季度營收水平從 5.92 億元（2019Q4 水平）增至 10.26 億元，增長 73%。 此外，該階段銳科激光新品和高端產(chǎn)品等高毛利產(chǎn)品占比提升，毛利率有所上升（2021Q1 達 36%），因此單季 度毛利從 1.26 億元（2019Q4 水平）增至 2.90 億元，增長 130%，和股價漲幅比較接近。b）估值面：該階段為 了降低疫情對經(jīng)濟的沖擊，包括美國在內的多個國家推出極為寬松的貨幣政策，低利率促使市場估值中樞上移。 銳科 PE_TTM 從 46 倍升至 83 倍，增幅 81%。綜合來看，該階段銳科股價表現(xiàn)搶眼主要得益于其毛利水平的強 勁上升+估值中樞上移。

4）大幅下跌階段（2021Q2-2022Q1）：股價大幅下跌，跌幅 49%。a）基本面：該階段行業(yè)競爭態(tài)勢更加嚴 峻，行業(yè)龍頭 IPG 的單季度營收增長停滯。對國產(chǎn)廠商而言，中低功率光纖激光器已基本實現(xiàn)國產(chǎn)替代，高功率光纖激光器國產(chǎn)化率也已經(jīng)達到 50%，國產(chǎn)替代步入攻堅期。此外，2022Q1 國內多地疫情反撲對實體經(jīng)濟造 成沖擊。多方不利因素影響下，銳科激光季度營收水平也從高位回落，從 2021Q2 的高點 10.26 億元下降到 2022Q1 的 7.01 億元，降幅 32%。同時價格戰(zhàn)仍在持續(xù)，公司毛利率水平從 2021Q1 的 36%下降到 2022Q1 的 21%，因 此單季度毛利水平比營收降幅更大，階段降幅為 49%，與股價跌幅基本一致。b）估值面：該階段隨著美國進入 加息周期，利率開始回升，估值中樞隨之下移。銳科 PE_TTM 從 83 倍降至 36 倍，降幅 57%。綜合來看，該階 段銳科股價表現(xiàn)主要與其毛利水平下滑以及估值中樞下移有關。

5.2.3 大族激光——業(yè)務涵蓋 PCB、動力電池、消費電子等多領域的綜合型設備龍頭

國內激光設備龍頭大族激光上市較早（2004 年 6 月 5 日），按照半年度的維度觀察其股價表現(xiàn)，可以劃分 為九個階段：

1）初次下跌階段（上市日-2005H1）：上市后股價持續(xù)下跌，1 年時間跌幅 65%。a）基本面：該階段大族 半年度營收水平上漲 8%，毛利水平上漲 10%，毛利率水平保持穩(wěn)定，基本面未發(fā)生明顯走弱跡象。但 2004 年 開始的宏觀調控抑制了固定資產(chǎn)投資規(guī)模增長，制造裝備業(yè)受影響增長緩慢，投資者擔憂未來公司基本面可能 持續(xù)弱勢。b）估值面：該階段大族估值大幅下降，PE_TTM 從上市日的 114 倍降到 2005H1 的 32 倍，降幅 72%，和股價跌幅比較接近，原因可能系兩方面，一是金融收緊引發(fā)無風險收益率上行，二是調控促使投資者降低對 公司未來基本面的預期。綜合來看，該階段大族股價變化主要是由估值驅動，估值回落帶動股價下行。

2）大幅上漲階段（2005H1-2007H2）：股價大幅上漲，兩年半時間漲幅 926%。a）基本面：該階段宏觀環(huán) 境改善，下游需求恢復快速增長；同時大族在上階段末期完成了募投項目建設，該階段募投項目開始貢獻增長； 另外公司在國外市場尤其是印度取得了突破。多方面有利因素促使公司在該階段獲得了基本面的高速增長，半 年度營收從 2005H1 的 2.27 億元增至 2007H2 的 8.66 億元，增幅 282%；財務優(yōu)化帶動毛利率小幅上升，半年度 毛利在該階段從 0.92 億元增至 3.70 億元，增幅 305%。b）估值面：該階段估值大幅上升，PE_TTM 從 32 倍上 升到 72 倍，漲幅 124%。估值上升原因可能是該階段中國 GDP 增速在兩位數(shù)水平不斷增長，高增長的宏觀經(jīng)濟 環(huán)境刺激投資者風險偏好大幅抬升。綜合來看，該階段大族股價變化主要受基本面和估值面的雙驅動，盈利高 增+市場風險偏好抬升促使大族股價創(chuàng)下兩年半上漲近 10 倍的優(yōu)異表現(xiàn)。

3）回調階段（2007H2-2008H2）：股價出現(xiàn)回調，跌幅 69%。a）基本面：美國次貸危機引發(fā)全球經(jīng)濟下行， 美國 GDP 環(huán)比增速轉負，中國盡管經(jīng)濟韌性更強但增速也出現(xiàn)下滑，季度 GDP 同比增速從 2007H2 的 13.9%高 點回落到 7.1%，在此環(huán)境下，大族的半年度營收水平下滑 8%，毛利水平下滑 12%。b）估值面：次貸危機背景 下市場風險偏好趨緊，帶動估值下行，大族 PE_TTM 在該階段從 72 倍降至 21 倍，降幅 71%，和股價跌幅基本 接近。綜合來看，該階段大族股價變化主要和估值下跌有關。

4）再次上漲階段（2008H2-2010H2）：股價反彈并超過上一階段高點，兩年漲幅 289%。a）基本面：一方 面，隨著次貸危機結束，全球經(jīng)濟逐步復蘇好轉，下游需求快速增長；另一方面，隨著國家產(chǎn)業(yè)轉型及升級戰(zhàn) 略實施，先進裝備制造業(yè)增長迅速，疊加進口替代刺激，公司訂單充足，在基本面取得了強勁增長。其中半年 度營收從 7.93 億元增至 17.51 億元，增幅 121%，毛利率變化不大。b）估值面：該階段中國 GDP 同比增速重回 兩位數(shù)水平，中國經(jīng)濟仍然行駛在快車道，隨著次貸危機結束，投資者對中國經(jīng)濟及實體企業(yè)重拾信心，估值 水平再次上升，該階段大族 PE_TTM 從 21 倍增至 58 倍，漲幅 180%。綜合來看，該階段大族股價上漲得益于 基本面走強和估值抬升的雙驅動。

5）再次回調階段（2010H2-2012H1）：股價出現(xiàn)回調，跌幅 56%。a）基本面：中國經(jīng)濟進入換擋期，GDP 同比增速拐頭向下，在該階段內逐季下降，從 10.0%下到 7.7%，大族的盈利增速也趨緩，半年度營收和毛利基 本保持平穩(wěn)微增長。b）估值面：該階段中國人民央行多次上調基準利率，利率抬升壓制市場估值中樞，該階段 大族 PE_TTM 從 58 倍下降到 12 倍，降幅 80%，高出股價跌幅。綜合來看，該階段大族股價變化主要是由于估 值水平下降所致。

6）大幅上漲（2012H1-2018H1）：股價整體呈現(xiàn)長期上升趨勢，6 年漲幅 792%。a）基本面：中國 GDP 增 速在該階段雖仍有下降趨勢，但整體保持平穩(wěn)，6 年時間僅下降 0.6 pct。該階段在傳統(tǒng)制造業(yè)加速轉型的背景 下，激光加工在消費電子、顯示、新能源（動力電池）等領域輪番加速滲透，傳統(tǒng)領域激光加工設備的國產(chǎn)替 代進程也在持續(xù)推進，得益于此公司基本面取得了長久的增長，半年度營收從 17.42 億元增至 51.07 億元，增幅 193%。b）估值面：該階段初期估值水平從低點快速回歸，PE_TTM 從 2012H1 的 12 倍回升至 2013H2 的 35 倍， 之后整體波動中保持平穩(wěn)。該階段 PE_TTM 總體上升 160%。綜合來看，該階段大族的股價上漲主要是由于基 本面長久穩(wěn)定增長+估值修復。

7）快速調整階段（2018H1-2018H2）：股價快速調整，跌幅 43%。a）基本面：該階段貿(mào)易戰(zhàn)爆發(fā)對實體經(jīng) 濟造成沖擊，此外對消費電子行業(yè)周期性下滑拖累公司業(yè)績，但顯示、新能源電池、PCB 業(yè)務為公司貢獻正增 長，綜合后大族半年度營收上升 16%，同時小功率產(chǎn)品（高毛利）收入下滑拖累綜合毛利率，該階段大族半年 度毛利水平增長 5%。b）估值面：該階段貿(mào)易戰(zhàn)引發(fā)投資者對市場系統(tǒng)性風險的擔憂，因此風險偏好下降，帶 動估值水平下行，大族 PE_TTM 從 30 倍下降到 18 倍，跌幅 41%，和股價調整幅度接近。綜合來看，該階段大族股價變化主要與估值水平下探有關。

8）反彈階段（2018H2-2021H2）：股價反彈，3 年漲幅 81%，CAGR 為 22%。a）基本面：公司在消費電子、 新能源、動力電池、光伏、半導體等多領域布局，而該階段消費電子行業(yè)需求復蘇后持續(xù)回升，新能源汽車、 動力電池等領域需求爆發(fā)。貿(mào)易戰(zhàn)持續(xù)加深促使國產(chǎn)替代進程加速。公司各領域基本面均獲得高增長，半年度 營收從 29.4 億元增至 53.2 億元，增幅 49%，同時毛利率有所回升，半年度毛利增幅 56%。b）估值面：該階段 估值先升后降，PE_TTM 從 18 倍回升至 39 倍，增幅 122%。綜合來看，該階段大族股價上漲主要是由于盈利穩(wěn) 增長+估值修復。

9）再次下跌階段（2021H2-2022Q1）：股價下跌，跌幅 29%。a）基本面：該階段國內疫情反撲，消費電子 行業(yè)受到?jīng)_擊，疫情管控削弱物流運輸效率，影響公司出貨及確認收入節(jié)奏，單季度收入同比增長僅 8%，利潤 端基本同比持平。b）估值面：該階段全球地緣政治沖突引發(fā)連鎖反應，國內疫情反撲影響全球供應鏈，投資者 對以上兩方面因素對經(jīng)濟可能造成的長遠影響存在擔憂，市場風險偏好下降。該階段大族 PE_TTM 從 39 倍下 降到 20 倍，降幅 49%。綜合來看，該階段大族股價變化主要和估值水平下降有關。

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