一、行業(yè)短期隨制造業(yè)周期波動(dòng)，長(zhǎng)期持續(xù)滲透推動(dòng)規(guī)模增長(zhǎng)

（一）激光產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)上市公司

激光產(chǎn)業(yè)鏈情況：激光產(chǎn)業(yè)鏈上游是利用半導(dǎo)體材料、高端裝備以及相關(guān)的生產(chǎn)輔料制造的 激光芯片、光電器件等，是激光產(chǎn)業(yè)的基石。產(chǎn)業(yè)鏈中游是利用上游激光芯片及光電器件、模組、 光學(xué)元件等進(jìn)行各類激光器的制造與銷售；下游為激光設(shè)備集成商，產(chǎn)品最終應(yīng)用于先進(jìn)制造、 醫(yī)療健康、科學(xué)研究、汽車應(yīng)用、信息技術(shù)、光通信、光存儲(chǔ)等眾多領(lǐng)域。

激光行業(yè)發(fā)展歷程：1917 年，愛因斯坦提出受激輻射概念，之后的 40 年時(shí)間激光技術(shù)在理 論上逐步走向成熟；1960 年第一臺(tái)紅寶石激光器誕生，之后各類激光器層出不窮，行業(yè)進(jìn)入應(yīng) 用拓展階段；20 世紀(jì)后，激光行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，2010-2020 年中國激光設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模由 97 億元增長(zhǎng)至 692 億元，CAGR 約 21.7%。

（二）短期隨制造業(yè)周期波動(dòng)，長(zhǎng)期看滲透率提升和新應(yīng)用拓展

1、激光行業(yè)下游分布廣，短期隨制造業(yè)波動(dòng)

激光行業(yè)短期景氣度與制造業(yè)相關(guān)度高。激光設(shè)備的需求來自于下游企業(yè)的資本開支，受企 業(yè)資本開支能力和意愿影響，具體影響因素包括企業(yè)利潤(rùn)、產(chǎn)能利用率、企業(yè)外部融資環(huán)境、對(duì) 行業(yè)未來前景的預(yù)期等。同時(shí)激光設(shè)備是典型的通用設(shè)備，下游廣泛分布于汽車、鋼鐵、石油、 造船等多個(gè)行業(yè)，激光行業(yè)整體景氣度與制造業(yè)相關(guān)度較高。從行業(yè)歷史波動(dòng)看，激光行業(yè)經(jīng)歷 了 2009Q3-2010Q2，2017Q1-2018Q1 兩輪大幅度的增長(zhǎng)，主要與制造業(yè)周期和終端產(chǎn)品創(chuàng)新 周期相關(guān)。目前制造業(yè)周期處于景氣階段，工業(yè)機(jī)器人、金屬切削機(jī)床等銷量保持在較高水平， 激光行業(yè)處于需求旺盛階段。

制造業(yè)后半年或?qū)⒕S持平穩(wěn)，激光行業(yè)景氣度有望延續(xù)。2021 年 9 月制造業(yè) PMI 為 49.6， 歷經(jīng) 18 個(gè)月的擴(kuò)張后首次跌破榮枯線，反映制造業(yè)景氣度整體回落。往前看，地方專項(xiàng)債加快 發(fā)行疊加海外疫情因素支撐出口需求，后半年制造業(yè)景氣度仍具備支撐，或?qū)⒕S持平穩(wěn)擴(kuò)張態(tài)勢(shì)。

2、長(zhǎng)期看滲透率提升和新應(yīng)用拓展

激光加工在加工效率和質(zhì)量上優(yōu)勢(shì)明顯，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。激光加工是將激光 聚焦于被加工物體上，使物體加熱、融化或氣化，從而達(dá)到加工目的。與傳統(tǒng)加工方式相比，激 光加工具備三大主要優(yōu)勢(shì)：（1）可以通過軟件控制激光加工軌跡；（2）激光加工的精密度極高； （3）激光加工屬于非接觸加工，可以減少切割材料損耗，并且加工質(zhì)量更好。激光加工在加工 效率、加工效果等方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，并且符合智能制造的大方向，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)推動(dòng)光 加工對(duì)于傳統(tǒng)加工的替代。

以激光切割設(shè)備為例，滲透率提升帶動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，2013-2019 年激光切割設(shè)備 CAGR 為 26%。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和新工藝的應(yīng)用，零件形狀越來越復(fù)雜，對(duì)切割質(zhì)量和切割工 藝規(guī)范的選取提出了更高要求，比如拼焊工藝要求板厚 1mm 左右的鍍鋅板焊接前間隙不大于 0.05mm，這對(duì)切割后的表面粗糙度、掛渣程度和直線度都提出了極高的要求。在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升 級(jí)的背景下，激光切割市場(chǎng)快速發(fā)展，根據(jù) Ofweek 產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2013-2019 年中國激光切 割設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模由 66 億元增長(zhǎng)至 266 億元，CAGR 為 26.15%。

新應(yīng)用拓展，持續(xù)拓寬激光賽道。激光技術(shù)最顯著的特征是對(duì)其他技術(shù)具有廣泛的滲透性， 可與其他眾多技術(shù)融合、孕育出新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，從而使激光加工在更多領(lǐng)域替代傳統(tǒng)機(jī)械加工。 近年來，隨著技術(shù)發(fā)展以及激光器價(jià)格下降，激光清洗、激光熔覆等市場(chǎng)在商用道路上快速發(fā)展， 此外增材制造等領(lǐng)域也蘊(yùn)含巨大增長(zhǎng)空間。

（三）激光技術(shù)與行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

激光發(fā)光原理：激光是指窄幅頻率的光輻射線通過收集反饋共振與輻射放大，產(chǎn)生的準(zhǔn)直、 單色、相干的定向光束。激光器是產(chǎn)生激光的核心裝置，主要由激勵(lì)源、工作介質(zhì)、諧振腔三部 分組成，工作時(shí)激勵(lì)源作用于工作介質(zhì)之上，使多數(shù)粒子處于高能級(jí)的激發(fā)態(tài)，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)， 之后光子入射，高能級(jí)粒子躍遷到低能級(jí)，并發(fā)射大量與讓入射光子完全相同的光子。傳播方向 與諧振腔橫軸線不同的光子將逃逸出腔體，方向相同的光子則在諧振腔內(nèi)往返，使受激輻射過程 持續(xù)下去，并形成激光光束。

工作介質(zhì)：也稱為增益介質(zhì)，是指用來實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)， 工作介質(zhì)決定了激光器能夠輻射的激光波長(zhǎng)，根據(jù)形態(tài)的不同可分為固體（晶體、玻璃）、氣體 （原子氣體、離子氣體、分子氣體）、半導(dǎo)體和液體等介質(zhì)。

泵浦源：對(duì)工作介質(zhì)進(jìn)行激勵(lì)，將激活粒子從基態(tài)抽運(yùn)到高能級(jí)，以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，從能 量的角度看，泵浦過程就是外界提供能量（如光、電、化學(xué)、熱能等）給粒子體系的過程?？煞?為光學(xué)激勵(lì)、氣體放電激勵(lì)、化學(xué)機(jī)理、核能激勵(lì)等。

諧振腔：最簡(jiǎn)單的光學(xué)諧振腔是在激活介質(zhì)兩端恰當(dāng)?shù)胤胖脙蓚€(gè)高反射率的反射鏡，其中一 塊是全反射鏡，將光全部反射回介質(zhì)中繼續(xù)放大；另一塊是部分反射、部分透射的反射鏡，作為 輸出鏡。按照能否忽略側(cè)面邊界，諧振腔分為開腔、閉腔以及氣體波導(dǎo)腔。

行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：高功率、窄脈寬、短波長(zhǎng)。在中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)不斷深化的背景下， 產(chǎn)品和零件加工逐漸趨向精密化、微型化，激光技術(shù)也不斷向高功率、窄脈寬、短波長(zhǎng)方向發(fā)展， 更高的功率可以提高加工速度，優(yōu)化加工效率；更窄的脈寬可以降低加工損傷，提升加工質(zhì)量； 更短波長(zhǎng)可以使加工產(chǎn)生更小的光點(diǎn)，提供較高的分辨率，提高加工精度。

二、激光設(shè)備：潛在增長(zhǎng)空間大，下游多點(diǎn)開花加快行業(yè)發(fā)展

（一）激光加工設(shè)備千億市場(chǎng)，市場(chǎng)格局較為分散

全球激光加工設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約 1200 億元，中國激光設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模近 700 億元，其中工業(yè)領(lǐng) 域市場(chǎng)規(guī)模 432 億元。根據(jù) Optech Consulting 數(shù)據(jù)，2020 年全球激光加工設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 174 億美元，2009-2020 年 CAGR 約為 11.4%；2020 年中國激光 設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 692 億元，2010-2020 年 CAGR 約 21.7%，其中工業(yè)是主流應(yīng)用，2020 年中 國工業(yè)激光設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 432.1 億元，占比約 63%。中國是全球最大激光市場(chǎng)，按照 2020 年 激光加工設(shè)備銷售額和當(dāng)年平均匯率計(jì)算，2020 年全球激光加工設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為 1200 億元， 中國激光加工設(shè)備在全球的市場(chǎng)份額約為 36%。

市場(chǎng)格局：2020 年大族激光來自激光設(shè)備的營(yíng)業(yè)收入為 90.29 億元，市場(chǎng)份額為 13.05%； 華工科技激光設(shè)備相關(guān)的營(yíng)收為 18.88 億元，市場(chǎng)份額為 2.73%；激光設(shè)備市場(chǎng)格局呈現(xiàn)較為分 散的格局。

（二）切割、焊接及新應(yīng)用潛在增長(zhǎng)空間大

2019 年切割、焊接、打標(biāo)設(shè)備合計(jì)占比 66%，是激光工業(yè)三大主流應(yīng)用。根據(jù) Ofweek 數(shù) 據(jù)，2019 年中國激光切割、焊接、打標(biāo)設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模分別為 266 億元、101 億元、69 億元， 占中國激光設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的比重分別為 40%、15%、11%，合計(jì)占比 66%，是激光的主流應(yīng)用。 從行業(yè)增速看，2014-2019 年焊接增速最快，其次為切割和打標(biāo)。

激光切割市場(chǎng)空間測(cè)算：根據(jù)創(chuàng)鑫激光微信公眾號(hào)數(shù)據(jù)，6000W 激光器的穩(wěn)定切割能力在 12-22mm 之間，因此中板切割至少需要 6kW 甚至更高功率的激光器。2019 年 1.5kW 以下激光器銷量占比為 95%，因此目前激光切割正處于由薄板向中厚板 發(fā)展的階段。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2020年薄板、中板、厚板、特厚板的產(chǎn)量占比分別為 9.9%、47.1%、31.8%、11.1%，中厚板市場(chǎng)空間廣闊，隨著高功率激光器發(fā)展，中厚板市場(chǎng) 將打開激光切割成長(zhǎng)空間。

我們根據(jù)以下假設(shè)對(duì)激光切割機(jī)市場(chǎng)空間進(jìn)行測(cè)算：（1）假設(shè)薄板/ 中板/厚板的平均厚度為范圍中值；（2）假設(shè)薄板/中板/厚板平均密度相同；（3）假設(shè)激光器需求 數(shù)量與鋼板面積正相關(guān)；（4）假設(shè) 2kW 以下激光切割機(jī)主要用于薄板市場(chǎng)；（5）假設(shè)中低功率 激光切割機(jī)平均功率為 1kW，高功率激光切割機(jī)平均功率為 5kW。根據(jù)測(cè)算，2019 年中低功率和高功率激光切割機(jī)市場(chǎng)規(guī)模分別為 131 億元、135 億元，假設(shè)中厚板激光切割滲透率達(dá)到薄 板市場(chǎng)的一半，則激光切割機(jī)市場(chǎng)空間有望擴(kuò)容至 528 億元，即激光切割機(jī)市場(chǎng)存在翻倍空間。

激光焊接設(shè)備市場(chǎng)空間：根據(jù)觀研天下數(shù)據(jù)，焊裝工藝裝備占汽車制造裝備投資的比例約為 25%，根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2017 年汽車整車制造設(shè)備工器具購置固定資產(chǎn)投資為 1030 億元， 則汽車整車制造中焊接裝備市場(chǎng)約為 250 億元。2019 年國內(nèi)激光焊接市場(chǎng)規(guī)模為 101.3 億元， 僅汽車領(lǐng)域就有廣闊的增長(zhǎng)空間，激光焊接潛在增長(zhǎng)空間巨大。

激光清洗：激光清洗高效環(huán)保，首份國標(biāo)開啟制定有望打開千億市場(chǎng)。激光清洗是利用窄脈 寬、高功率密度的激光作用于待清洗物表面，在快速光振動(dòng)、汽化、分解和等離子體剝離等機(jī)理 的共同作用下，使污物脫離基底，實(shí)現(xiàn)表面清洗。傳統(tǒng)清洗多為化學(xué)藥劑和機(jī)械方法清洗，高效 環(huán)保優(yōu)勢(shì)推動(dòng)激光清洗對(duì)于傳統(tǒng)清洗的替代。根據(jù)前瞻網(wǎng)數(shù)據(jù)，2019 年全球工業(yè)清洗市場(chǎng)規(guī)模 為 468 億美元，而激光清洗產(chǎn)值約 6.14 億美元，占比僅 1.5%，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2021 年 4 月 20 日，《綠色制造激光表面清洗技術(shù)規(guī)范》項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)在武漢召開，重點(diǎn)討論激光表面清洗技術(shù)國 家標(biāo)準(zhǔn)大綱和初稿并預(yù)計(jì)于 2021 年下半年完成發(fā)布。根據(jù)激光行業(yè)觀察微信公眾號(hào)援引華中科 技大學(xué)教授數(shù)據(jù)，激光清洗主要有替代傳統(tǒng)工業(yè)清洗、替代人工打磨、文物/建筑清洗等新應(yīng)用 三大市場(chǎng)，潛在市場(chǎng)空間約 600 億元，全球需求則超過千億，首份國標(biāo)開啟制定有望加快清洗 市場(chǎng)發(fā)展。

激光熔覆在設(shè)備再制造領(lǐng)域前景廣闊。激光熔覆是通過同步或預(yù)置材料的方式，將外部材料 添加至基體經(jīng)激光輻照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成包覆層的工藝方法。激光熔 覆在設(shè)備再制造領(lǐng)域前景廣闊，以激光熔覆在工程機(jī)械應(yīng)用為例，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì) 2020 年 的工程機(jī)械報(bào)廢量將高達(dá) 120 萬臺(tái)，以液壓挖掘機(jī)為例，每年淘汰的數(shù)量預(yù)計(jì)為 10-15 萬臺(tái)， 如果有 40%進(jìn)入再制造，那么每年液壓挖掘機(jī)的再制造量將達(dá)到 4-6 萬臺(tái)，而液壓支架立柱通 過激光熔覆修復(fù)后使用壽命是電鍍修復(fù)的 6 倍以上，激光熔覆在設(shè)備再制造領(lǐng)域前景廣闊。根據(jù) 珠峰光電判斷，2019 年激光熔覆機(jī)市場(chǎng)銷量在 400-500 臺(tái)，2020 年約 700-800 臺(tái)，預(yù)估 2021 年為 1000-1500 臺(tái)，行業(yè)正處在快速發(fā)展階段。

（三）下游多點(diǎn)開花加快行業(yè)發(fā)展

1、鋰電：新能源車快速發(fā)展，激光鋰電設(shè)備需求旺盛

新能源車大勢(shì)所趨，鋰電設(shè)備需求旺盛。2020 年 11 月 2 日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源 汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》，明確 2025 年新能源車滲透率約 20%，我國新能源汽車步入 快速發(fā)展階段。與此同時(shí)，世界各國紛紛出臺(tái)政策推動(dòng)新能源車發(fā)展，2020 年 1 月歐盟開始執(zhí) 行全球最嚴(yán)碳排放法規(guī)，美國白宮也于近日表示，拜登將簽署一項(xiàng)行政令，設(shè)定了到 2030年零排放汽車銷量占新車總銷量 50%的目標(biāo)。隨著全球電動(dòng)汽車滲透率的提升，鋰電池供需將出現(xiàn) 缺口，根據(jù) SNE Research 預(yù)測(cè)，到 2023 年，全球電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力電池的需求達(dá) 406 GWh， 而動(dòng)力電池供應(yīng)預(yù)計(jì)為 335 GWh，供需缺口約 18％，到 2025 年，供需缺口將擴(kuò)大到約 40％。 在此背景下，鋰電池廠商紛紛擴(kuò)產(chǎn)，鋰電設(shè)備需求旺盛。

激光加工已廣泛應(yīng)用于鋰電池制造。鋰離子電池在安全性、一致性、密度等方面要求較高， 對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和加工工藝要求嚴(yán)格。激光加工在加工效果和效率上優(yōu)勢(shì)明顯，目前已廣泛應(yīng)用于鋰 電池生產(chǎn)的前段、中段、后段，具體包括焊接、切割、清洗等。以激光焊接在動(dòng)力電池上的應(yīng)用 為例，激光焊接的焊點(diǎn)小、效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并且有助于提高電池生產(chǎn)的良品率，目前 激光焊接設(shè)備已成為動(dòng)力電池生產(chǎn)線的標(biāo)配。根據(jù)聯(lián)贏激光招股書，激光焊接設(shè)備在動(dòng)力電池廠 商投入中的占比約 5-15%。考慮到激光切割、清洗、標(biāo)記等在鋰電池制造中均有廣泛應(yīng)用，假 設(shè)激光加工設(shè)備在鋰電池制造中的占比為 25%。

我們根據(jù)以下假設(shè)對(duì)鋰電領(lǐng)域激光設(shè)備市場(chǎng)空間進(jìn)行測(cè)算：（1）2021-2025 年中國汽車銷量以2%的速度平穩(wěn)增長(zhǎng)；（2）2025 年中國新能源車滲透率達(dá)到 20%；（3）單車電池裝機(jī)容量 平穩(wěn)增長(zhǎng)；（4）動(dòng)力鋰電池廠商產(chǎn)能利用率逐步提升；（5）鋰電設(shè)備投資額逐步下降至 2.3 億元 /GWh；（6）假設(shè)鋰電設(shè)備中激光設(shè)備占比為 25%。根據(jù)測(cè)算，2021-2025 年中國鋰電領(lǐng)域激光 設(shè)備平均每年的市場(chǎng)規(guī)模超過 70 億元。

國內(nèi)多家企業(yè)布局激光鋰電設(shè)備。國內(nèi)涉足鋰電激光焊接設(shè)備的企業(yè)主要有：大族激光、海 目星激光、聯(lián)贏激光、逸飛激光、華工激光、光大激光、迅鐳激光、楚源光電、泰德激光等。

（1） 大族激光：公司在電芯設(shè)備、模組及 PACK 段市場(chǎng)占有率及技術(shù)水平位于行業(yè)前列， 并能夠提供電芯和模組生產(chǎn)的整線智能裝備交付，2020 年公司新能源業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè) 收入 2.71 億元，并于寧德時(shí)代等主流客戶保持良好合作關(guān)系，根據(jù)公司公告，2020 年公司取得寧德時(shí)代設(shè)備訂單超過 12 億元，訂單額創(chuàng)歷史新高，訂單的交付期主要 集中在 2021 年度。

（2） 海目星：公司在動(dòng)力電池領(lǐng)域的產(chǎn)品主要包括高速激光制片機(jī)、電池裝配線、電芯 干燥線等，應(yīng)用的工藝環(huán)節(jié)包括極片制片、電芯裝配、烘烤干燥等，2020 年公司動(dòng) 力電池激光業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 4.86 億元。

（3） 聯(lián)贏激光：公司產(chǎn)品主要為激光焊接設(shè)備，是國內(nèi)激光焊接行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，2020 年公司動(dòng)力電池業(yè)務(wù)的收入為 6.15 億元。

2、光伏：碳減排下光伏裝機(jī)快速增長(zhǎng)，光伏激光設(shè)備需求旺盛

激光加工在太陽能電池生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。降本增效是太陽能電池生產(chǎn)的核心訴求，激光加工 技術(shù)因?yàn)槠渚雀?、零接觸等原因，在太陽能電池生產(chǎn)的消融、切割、刻邊、摻雜、打孔等工藝 流程取得重要應(yīng)用。

行業(yè)快速發(fā)展下，光伏激光設(shè)備需求旺盛。我們根據(jù)以下假設(shè)對(duì)我國光伏領(lǐng)域激光設(shè)備市場(chǎng) 規(guī)模進(jìn)行測(cè)算：

（1）中國光伏年度新增裝機(jī)規(guī)模參照 CPIA 保守與樂觀數(shù)據(jù)的中值；（2）假設(shè)行 業(yè)產(chǎn)能利用率維持在 70%；（3）假設(shè) PERC 新建產(chǎn)能占比逐步下降至 0%，TOPCon 和 HJT 新 建產(chǎn)能占比逐步上升；（4）根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù)，2020 年 PERC、TOPCon、HJT 單位產(chǎn)能投資額 分別為 22.5 萬元/MW、27 萬元/GW、45-55 萬元/GW，假設(shè)之后年度單位產(chǎn)能設(shè)備投資額逐步 下降；（5）根據(jù)帝爾激光公布的機(jī)構(gòu)調(diào)研公告，1GW 電池生產(chǎn)線需要配置的激光 SE 設(shè)備大約 5-10 臺(tái)，需要配置的激光 PERC 消融設(shè)備大約 5-8 臺(tái)，1GW 對(duì)應(yīng)的設(shè)備占比為總投資額的 8%-10% 左右。我們假設(shè)激光加工設(shè)備在光伏電池設(shè)備中的占比為 10%。根據(jù)測(cè)算，2025 年國內(nèi)光伏激 光設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 32 億元。

三、激光器：光纖占比最高，超快與半導(dǎo)體快速發(fā)展

（一）激光器市場(chǎng)規(guī)模與分類

全球激光器市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，材料加工與光刻占比最高。根據(jù) Laser Focus World 數(shù)據(jù)， 2014-2019 全球激光器市場(chǎng) CACR 為 9.5%，2019 年同比+7.0%至 147 億美元。激光被廣泛應(yīng) 用于材料加工與光刻、通信與存儲(chǔ)、科研軍事、醫(yī)療美容等領(lǐng)域，其中材料加工與光刻應(yīng)用占比最高，2019 年銷售收入為 60.3 億美元，占全球激光器市場(chǎng)的 40.6%。

激光器的分類：激光器常見的分類方式有五種：增益介質(zhì)、輸出功率、工作方式、輸出波長(zhǎng) 和脈沖寬度。（1）按照增益介質(zhì)，激光器可分為固體激光器、氣體激光器、染料激光器、半導(dǎo)體 激光器、光纖激光器和自由電子激光器 6 種；（2）按照輸出功率，可分為小功率激光器、中功率 激光器、高功率激光器；（3）按照工作方式，可分為連續(xù)激光器、脈沖激光器；（4）按照輸出波 長(zhǎng)，可分為紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器等；（5）按照脈沖寬度，可分為毫秒激光器、 微秒激光器、納秒激光器、皮秒激光器、飛秒激光器等。

光纖激光器占比超過 50%，成為主流的激光器。光纖激光器特指以光纖作為工作介質(zhì)的激 光器。光纖激光器性能優(yōu)異并且可通過光纖導(dǎo)出激光從而避免復(fù)雜的反射鏡系統(tǒng)，2019 年占工業(yè)激光器的份額達(dá)到 53%，已成為激光器行業(yè)主流。

（二）光纖激光器：中高功率國產(chǎn)化快速推進(jìn)

全球光纖激光器市場(chǎng)規(guī)模 27 億美元，國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模 94 億元。根據(jù)國際工業(yè)激光商業(yè)行情 數(shù)據(jù)，2015-2019 年，全球光纖激光器的市場(chǎng)規(guī)模由 11.7 億美元增長(zhǎng)至 27.4 億美元，CAGR 為 23.71%。隨著政策支持和技術(shù)進(jìn)步，國內(nèi)光纖激光器市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。2015-2020 年，我國光纖 激光器市場(chǎng)規(guī)模由 40.7 億元增長(zhǎng)至 94.2 億元，CAGR 為 18.27%。按照 2019 年光纖激光器市 場(chǎng)規(guī)模和平均匯率計(jì)算，國內(nèi)市場(chǎng)占全球的份額約為 43.7%。

中高功率國產(chǎn)化快速提升，國內(nèi)企業(yè)市占率快速提升。隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)不斷提升，國產(chǎn)激 光器品質(zhì)逐步向國外先進(jìn)水平靠攏，同時(shí)國內(nèi)企業(yè)具備成本和服務(wù)的雙重優(yōu)勢(shì)：（1）成本優(yōu)勢(shì)： 激光器產(chǎn)品自身較為復(fù)雜，其生產(chǎn)制造依賴大量熟練的技術(shù)工，難以用自動(dòng)化設(shè)備完全替代。因 此國內(nèi)企業(yè)在成本上具備較大優(yōu)勢(shì)；（2）服務(wù)優(yōu)勢(shì)：國內(nèi)企業(yè)占據(jù)本土的主場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，能夠提供更 加優(yōu)質(zhì)的售前和售后服務(wù)。

成本和服務(wù)優(yōu)勢(shì)下中高功率激光器國產(chǎn)化趨勢(shì)繼續(xù)進(jìn)行，2019 年中 功率國產(chǎn)光纖激光器占比繼續(xù)提升，由 2018 年的 54.90%提升至 2019 年的 56.74%；2019 年 高功率國產(chǎn)光纖激光器的占比大幅提高，由 2018 年的 34.48%提升至 2019 年的 55.56%。在中 高功率國產(chǎn)光纖激光器份額大幅提升的背景下，國內(nèi)激光器企業(yè)的市場(chǎng)份額提升，2017-2020 年 銳科激光的市場(chǎng)份額由 12%提升至 24%，創(chuàng)鑫激光由 10%提升至 16.6%，而 IPG 的市場(chǎng)份額則 由 52.7%下滑至 34.6%。

（三）超快激光器：精密加工重要方向

超快激光廣泛應(yīng)用于精密加工。超快激光包括飛秒激光（脈沖寬度≤10 -15s）與皮秒激光（脈 沖寬度≤10 -12s），與長(zhǎng)脈沖激光相比，相同脈沖能量下超快激光極短的脈寬使其能達(dá)到極高的峰 值功率，經(jīng)過啁啾脈沖放大后可達(dá) 1012W~1015W，光束被聚焦至微米或者更小尺度時(shí)，聚焦中心處的峰值功率甚至可達(dá) 1020~1023 W/cm2。在極高的功率條件下，超快激光幾乎可以將所有材 料完全電離，即超快激光與物質(zhì)的相互作用是多光子吸收的非線性電離過程。相比長(zhǎng)脈沖激光加 工，超快激光加工能大幅度降低加工過程中的熱損傷和熱效應(yīng)，提高加工質(zhì)量。因此超快激光亦 被稱為“冷加工”，在在工業(yè)微加工、科研應(yīng)用、精準(zhǔn)醫(yī)療、航空航天、增材制造等應(yīng)用領(lǐng)域表 現(xiàn)出色。

超快激光器行業(yè)發(fā)展迅速。隨著消費(fèi)電子、新型顯示、生物醫(yī)療、3D 打印、高端裝備等新 應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)于激光加工精細(xì)度要求越來越高，超快激光已經(jīng)成為精密加工的重要方向。2015年到2020年國產(chǎn)皮飛秒超快激光器出貨量由40臺(tái)增長(zhǎng)至2100 臺(tái)，2015-2019 年我國超快激光器市場(chǎng)規(guī)模由 2.9 億元增長(zhǎng)至 24.5 億元。根據(jù) Laser Focus World 數(shù)據(jù)，2019 年全球超快激光器市場(chǎng)規(guī)模為 16 億美元，同比增長(zhǎng) 16.8%，占全球激光器市場(chǎng)規(guī) 模的比重為 10.6%。

超快激光的發(fā)展前景良好，國內(nèi)多個(gè)企業(yè)均進(jìn)行了布局。大族激光于 2015 年自主研發(fā)皮秒 激光器并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，此后持續(xù)加強(qiáng)對(duì)于超快激光、超短波光源的研發(fā)和量產(chǎn)；華工科技、銳科激 光、德龍激光等通過子公司也在超快激光器進(jìn)行了布局，此外超快激光領(lǐng)域還有英諾激光、安揚(yáng) 激光、凱普林激光等具備一定實(shí)力的企業(yè)。根據(jù) Ofweek 數(shù)據(jù)，截止 2018 年底，我國共有規(guī)模 以上超快激光器研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè) 35 家（不包括科研機(jī)構(gòu)、已注銷或非正常運(yùn)營(yíng)企業(yè)）。

（四）半導(dǎo)體激光器：發(fā)展前景廣闊

半導(dǎo)體激光器工作原理：半導(dǎo)體激光器是指以半導(dǎo)體材料為工作介質(zhì)的激光器，采用半導(dǎo)體 芯片制造工藝，以電激勵(lì)源方式，以半導(dǎo)體材料為增益介質(zhì)，將注入電流的電能激發(fā)，從而實(shí)現(xiàn) 諧振放大選模輸出激光。其增益介質(zhì)與襯底主要為摻雜 III-V 族化合物的半導(dǎo)體材料，如 GaAs （砷化鎵）、InP（磷化銦）等。

半導(dǎo)體激光器分為邊發(fā)射和面發(fā)射兩種。根據(jù)諧振腔制造工藝的不同，半導(dǎo)體激光芯片分為 邊發(fā)射激光芯片(EEL)和面發(fā)射激光芯片（VCSEL）。邊發(fā)射激光芯片是在芯片的兩側(cè)鍍光學(xué)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(xué)膜，形 成諧振腔，由于光學(xué)諧振腔與襯底垂直，能夠?qū)崿F(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(zhǎng)工作、可高頻調(diào)制、容易二維集成、沒有腔面閾值損傷、制造成本低等 優(yōu)點(diǎn)，但輸出功率及電光效率較邊發(fā)射激光芯片低。

半導(dǎo)體激光器特點(diǎn)及應(yīng)用。半導(dǎo)體激光器優(yōu)缺點(diǎn)十分明顯：優(yōu)點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光電 轉(zhuǎn)換效率高、壽命較長(zhǎng)、易于調(diào)制等，缺點(diǎn)是輸出光束質(zhì)量差、光束發(fā)散角大、光斑不對(duì)稱、受 到帶間輻射的影響導(dǎo)致光譜純度差、工藝制備難度高等。半導(dǎo)體激光器可作為光纖激光器、固體 激光器的泵浦源，也可作為直接使用其輸出激光的直接半導(dǎo)體激光器，在能量光子、信息光子、 顯示光子均有廣泛應(yīng)用。

半導(dǎo)體激光器已成為光電行業(yè)最有發(fā)展前景的領(lǐng)域之一，2020 年全球市場(chǎng)規(guī)模為 67.24 億 美元。隨著半導(dǎo)體激光器技術(shù)的快速發(fā)展和突破，半導(dǎo)體激光器產(chǎn)品質(zhì)量、波長(zhǎng)范圍和輸出功率 正在迅速提高，同時(shí)在直接半導(dǎo)體激光加工應(yīng)用以及中高功率光纖激光器差異需求的推動(dòng)下，具 有中高功率、高光束質(zhì)量的半導(dǎo)體激光器快速發(fā)展。目前半導(dǎo)體激光器已應(yīng)用到激光加工、3D 打印、激光雷達(dá)、生命科學(xué)與健康和紅外照明與顯示等領(lǐng)域方面,半導(dǎo)體激光器也成為光電行業(yè) 中最有發(fā)展前景的領(lǐng)域之一。根據(jù) Laser Market Research 數(shù)據(jù)，2015-2020 年全球半導(dǎo)體激光 器的市場(chǎng)規(guī)模由 41.75 億美元增長(zhǎng)至 67.24 億美元，CAGR 約為 10.0%。

美國和歐洲的半導(dǎo)體激光行業(yè)起步較早，在技術(shù)上具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，半導(dǎo)體激光芯片及器件廠 商仍以國外企業(yè)為主，海外半導(dǎo)體激光器企業(yè)主要為上下游同時(shí)布局的一些巨頭公司，包括貳陸 集團(tuán)、朗美通、IPG 光電等。國內(nèi)主要企業(yè)為長(zhǎng)光華芯、武漢銳晶、華光光電、炬光科技等。

四、運(yùn)控系統(tǒng)：高功率領(lǐng)域國產(chǎn)化有望快速推進(jìn)

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是各類設(shè)備的大腦，軟件是其核心。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)控制程序，經(jīng) 計(jì)算機(jī)處理后，實(shí)時(shí)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由硬件和軟件集成，硬件即工業(yè)控制板 卡，包括主控單元、信號(hào)處理等部分，軟件是控制算法，其中硬件是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的載體，軟件 是核心，二者共同決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的精度、效率。

激光切割控制系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)控制在激光切割中的應(yīng)用。激光切割運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)控制在切 割中的運(yùn)用，位于激光產(chǎn)業(yè)中游，與激光器、機(jī)械部件等共同構(gòu)成激光切割設(shè)備。激光切割控制 系統(tǒng)的作用是控制激光切割頭運(yùn)動(dòng)軌跡以及與被切割物體之間的距離，可被運(yùn)用于所有涉及金屬 材料切割的行業(yè)，并正逐步向非金屬切割領(lǐng)域發(fā)展。

市場(chǎng)空間：我們根據(jù)以下假設(shè)對(duì)激光切割控制系統(tǒng)市場(chǎng)空間進(jìn)行測(cè)算：（1）假設(shè)中低功率激 光切割設(shè)備銷量按照 15%速度增長(zhǎng)，因?yàn)橐鸦緦?shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，假設(shè)單價(jià)按照 2%速度下降；（2） 假設(shè) 2021-2025 年高功率切割設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模增速為 50%、40%、35%、35%、35%，考慮到國 產(chǎn)化快速推進(jìn)，假設(shè)單價(jià)以 6%左右速度下降；（3）根據(jù)測(cè)算，2025 年中低功率和高功率激光 切割控制系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模分別為 10.41 億元、28.04 億元，總市場(chǎng)規(guī)模為 38.45 億元。

中低功率領(lǐng)域已基本國產(chǎn)化，柏楚電子市占率超過 60%。中低功率激光切割控制系統(tǒng)領(lǐng)域 中，國產(chǎn)控制系統(tǒng)憑借良好的使用性能和綜合性價(jià)比，已基本實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。目前國內(nèi)市場(chǎng)市占 率前三的企業(yè)為柏楚電子、維宏股份、奧森迪科，合計(jì)市場(chǎng)占有率約為 90%，其中柏楚電子的 市場(chǎng)占有率超過 60%。

高功率領(lǐng)域仍為國際廠商主導(dǎo)，國產(chǎn)化有望快速推進(jìn)。目前在高功率激光切割控制系統(tǒng)領(lǐng)域， 國際廠商仍占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，主要企業(yè)包括德國倍福、德國 PA、西門子等，柏楚電子在國內(nèi)高功 率激光切割控制系統(tǒng)的市占率超過 10%。目前激光切割設(shè)備國產(chǎn)化程度已達(dá)到 80%-90%，國內(nèi) 設(shè)備廠商使用國產(chǎn)化系統(tǒng)的意愿較強(qiáng)，同時(shí)隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)的快速進(jìn)步，高功率領(lǐng)域有望復(fù)制 中低功率領(lǐng)域的國產(chǎn)化之路，預(yù)計(jì)國產(chǎn)化將快速推進(jìn)。

五、重點(diǎn)公司分析

（一）銳科激光：國產(chǎn)光纖激光器龍頭，步入快速發(fā)展階段

公司是國內(nèi)光纖激光器龍頭，業(yè)績(jī)拐點(diǎn)顯現(xiàn)。公司由航天科工控股，領(lǐng)軍人才持股管理，自 成立以來在多個(gè)功率段率先實(shí)現(xiàn)光纖激光器的國產(chǎn)化，持續(xù)引領(lǐng)光纖激光器的國產(chǎn)化，2020 年 公司在國內(nèi)光纖激光器市場(chǎng)的市占率為 24.4%，是國內(nèi)光纖激光器龍頭。疫情后公司收入和利潤(rùn) 步入快速上升通道，2020Q3-2021Q2 公司單季度歸母凈利潤(rùn)同比增速依次為 84%、158%、902%、 168%，業(yè)績(jī)拐點(diǎn)顯現(xiàn)。

國產(chǎn)替代+盈利能力修復(fù)，國內(nèi)企業(yè)迎來發(fā)展良機(jī)。（1）隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)不斷提升，國產(chǎn) 激光器品質(zhì)逐步向國外先進(jìn)水平靠攏，同時(shí)國內(nèi)企業(yè)具備成本和服務(wù)的雙重優(yōu)勢(shì)，國產(chǎn)化趨勢(shì)下 國內(nèi)激光器企業(yè)市場(chǎng)份額快速提升；（2）我們認(rèn)為行業(yè)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)趨緩，企業(yè)盈利能力將繼續(xù)修復(fù)， 主要有 2 點(diǎn)原因：①國內(nèi)企業(yè)具備成本優(yōu)勢(shì)，且降本空間更大；②焊接等業(yè)務(wù)的非標(biāo)準(zhǔn)化從根本上避免了切割打標(biāo)領(lǐng)域激烈的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，隨著國內(nèi)激光器企業(yè)焊接、清洗等非標(biāo)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展， 預(yù)計(jì)行業(yè)整體價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)將趨于緩和。

技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈布局鑄就銳科激光核心競(jìng)爭(zhēng)力。（1）公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)優(yōu)秀，三位行業(yè)“領(lǐng)軍人才” 持股管理有助于帶領(lǐng)公司實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展；2020 年公司多項(xiàng)技術(shù)取得突破，新產(chǎn)品大幅解決了 行業(yè)應(yīng)用痛點(diǎn)；（2）產(chǎn)業(yè)鏈布局，一方面通過上游垂直整合，降本的同時(shí)提升公司產(chǎn)品性能；另 一方面，前瞻性布局超快激光器和半導(dǎo)體激光器，布局行業(yè)未來潛在爆發(fā)點(diǎn)，助力公司長(zhǎng)期發(fā)展。

（二）柏楚電子：激光切控系統(tǒng)龍頭，產(chǎn)業(yè)拓展打開成長(zhǎng)空間

國產(chǎn)激光切割系統(tǒng)龍頭，業(yè)績(jī)?cè)鏊倏?，盈利能力?qiáng)，現(xiàn)金流優(yōu)質(zhì)。公司成立于 2007 年，2012 年切入激光切割控制系統(tǒng)，目前已成長(zhǎng)為國產(chǎn)激光切割系統(tǒng)龍頭。在行業(yè)快速發(fā)展和國產(chǎn)化的雙 重驅(qū)動(dòng)下，公司業(yè)績(jī)快速增長(zhǎng)，2016-2020 營(yíng)收和歸母凈利潤(rùn) CAGR 分別為+47.1%/+49.0%。 得益于行業(yè)特征以及公司較強(qiáng)的議價(jià)能力，公司盈利能力極強(qiáng)，2020 年銷售毛利率和凈利率分 別為 81%、65%，同時(shí)公司現(xiàn)金流優(yōu)質(zhì)，具備較強(qiáng)的內(nèi)生發(fā)展動(dòng)力。

高功率切控系統(tǒng)國產(chǎn)化推動(dòng)公司業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)。目前中低功率激光切割系統(tǒng)已基本國產(chǎn)化，公司 市場(chǎng)占有率超過 60%，而高功率領(lǐng)域仍主要由國外企業(yè)占據(jù)，基于以下幾點(diǎn)原因，我們認(rèn)為公 司有望復(fù)制中低功率的發(fā)展路徑，實(shí)現(xiàn)高功率領(lǐng)域的國產(chǎn)化：（1）目前我國高功率激光切割設(shè)備 國產(chǎn)化程度已達(dá)到 80%-90%，國產(chǎn)廠商使用國產(chǎn)系統(tǒng)的意愿較強(qiáng)；（2）國產(chǎn)產(chǎn)品價(jià)格更低，同 時(shí)具備本土的服務(wù)優(yōu)勢(shì)，公司已覆蓋 400 多家行業(yè)主要的激光設(shè)備商，并積累了良好的口碑；（3） 公司是唯一掌握切割過程五大技術(shù)的企業(yè)，大幅提升了切割加工的便捷性，在應(yīng)用層面強(qiáng)于海外 企業(yè)；（4）隨著公司募投項(xiàng)目的推進(jìn)，高功率國產(chǎn)化有望快速推進(jìn)，從而推動(dòng)業(yè)績(jī)快速增長(zhǎng)。

產(chǎn)業(yè)拓展下，公司持續(xù)成長(zhǎng)可期。（1）布局超快激光，有望形成新的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)點(diǎn)：超快激光 已成為精密加工的重要方向，2015 年到 2020 年我國 超快激光器市場(chǎng)規(guī)模由 2.9 億元增長(zhǎng)至 27 億元，公司在超快激光領(lǐng)域已形成較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，隨 著募投項(xiàng)目推進(jìn)，超快激光有望形成新的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)點(diǎn)；（2）拓展激光切割頭，從軟件向硬件延伸： 激光切割頭是激光切割機(jī)三大主件之一，公司拓展激光切割頭一方面可以加強(qiáng)控制系統(tǒng)與切割頭 之間的適配性，從而提升切割效果，另一方面也可提供一體化綜合解決方案；（3）拓展智能焊接 機(jī)器人，打開公司成長(zhǎng)空間：焊接為切割后道工序且底層技術(shù)相通，公司具備產(chǎn)業(yè)拓展的技術(shù)基 礎(chǔ)。鋼結(jié)構(gòu)焊接市場(chǎng)空間大，并且焊工短缺下智能焊接機(jī)器人需求十分旺盛，智能焊接機(jī)器人將 徹底打開公司成長(zhǎng)空間。

六、風(fēng)險(xiǎn)提示

（1）行業(yè)景氣度不佳導(dǎo)致需求增長(zhǎng)不及預(yù)期；

（2）國際形勢(shì)不確定性帶來風(fēng)險(xiǎn)；

（3）價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈導(dǎo)致企業(yè)盈利能力下降；

（4）國產(chǎn)化進(jìn)度不及預(yù)期。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息，請(qǐng)參閱報(bào)告原文。）