激光被誉为最快的刀,最准的尺,并具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等优势,广泛应用与工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事及科研等方面。
激光市场超百亿美元 正处于上升通道
根据OFweek数据,2016、2017年全球激光器市场规模分别达104亿美元、113.3亿美元,同比增长分别为7.1%、8.9%。近几年,随着制造业设备的升级以及半导体/面板/新能源等新兴行业的应用,全球激光器市场规模的增速从2013年的3%左右上升至2017年的8.9%。光大证券认为,随着激光技术的成本不断下降,应用需求不断增多,未来激光技术市场规模将越来越大。

全球激光器行业应用领域主要包括材料加工、通讯、医疗美容、研发与军事等。据OFweek数据,2017年材料加工、通讯、医疗美容、研发与军事、仪器仪表与传感器、其他应用领域所需的激光市场规模分别达46..8亿美元、39.9亿美元、8.4亿美元、7亿美元、7亿美元、4.1亿美元,分别占全球激光器市场的41.3%、35.2%、7.4%、6.2%、6.2%、3.7%。
激光材料加工包括切割、打标、半导体/PC/显示器精密金属加工、金属焊接、非金融加工、增材制造等应用。激光切割主要用于钣金加工,据Strategies Inlimited数据,2017年钣金切割在全球市场非常活跃,尤其在以中国为首的亚洲地区,带动光纤激光器的销售额增长了34%。激光打标/雕刻适用于加工花岗岩、大理石、瓷砖、石板和其他类型的石材,2017激光打标应用市场保持稳定个位数增长,未来几年仍将继续增长。半导体的光刻、钻孔等对激光设备的精密度要求高,附加值高,各大厂商都投入大量力度攻克。OLED、Notch显示器屏的增加带动了激光的需求。光通信是以光波为传输媒质需要通过激光器将信号的光波发送出去。激光仪器表与传感器市场主要包括生物医学仪器、分析仪器、晶圆和掩膜版检测、光学测量、激光雷达、条码阅读器、传感器等。

中国激光迎来黄金十年 助力中国制造
2006年我国将激光列为未来15年重点发展的八项前沿技术之一,2011年我国将激光加工技术及设备列入优先发展的21项先进制造高技术产业化重点领域之一。激光切割也是一种高档数控机床,而《中国制造2025》中的一个重点领域就是“高档数控机床与基础制造设备”,“中国制造2025”将数控机床和基础制造装备列为“加快突破的战略必争领域”,针对激光制造来说,易于控制,还可以结合机器人系统、计算机数控技术,柔性化程度高、加工速度快、出产效率高、产品出产周期短,具有广阔的发展前景。
2015年我国激光切割市场规模达123.5亿元连续保持10%左右的行业增长率。激光加工技术已逐渐渗透到国民经济多个领域,汽车、高铁有50%-70%的零部件是采用激光直接加工完成,并广泛应用与飞机三围蒙皮、框架、直升机旋翼、发动机燃烧室等航空航天领域的切割以及焊接。超短脉冲激光在光伏、液晶显示、半导体、OLED等精细微加工领域的钻孔、刻线、划槽、表明处理等环节中有着不可代替的作用。

根据我国产业信息网统计,2016年我国激光产业市场规模达219亿元,同比增长6.31%,预计未来多年仍保持5%左右的增速,2016年中国激光器总收入达385亿元,同比增长11.6%,中国产业信息网预计2017年我国激光设备市场销售额总收入有望突破455亿元。
激光器是激光制造的心脏 占据核心地位
激光加工的产业链从上游生产核心激光器的企业到生产各类激光加工设备的企业到激光加工服务的企业,形成了整个激光加工完整的生态链,激光器在整个产业链占据了核心地位。激光加工设备主要由激光光学加工系统、机械传动系统、电子控制系统、辅助系统注册,其中激光光学加工系统是最核心的部分,成本占比最高。
激光器是激光加工设备的核心部件,激光器主要分为固体激光器、CO2激光器、光纤激光器等几类。他们性能各异,应用领域也不尽相同,光纤激光器作为第三代激光器,具有高效率和低维护成本的特点受到系统集成商的青睐,成为未来工业激光器的发展方向,在许多领域逐渐代替传统的固体激光器和CO2激光器成为主流激光器。

激光器技术难度大,从光学材料到光学元器件都是难啃的骨头。且激光器的核心外延材料和芯片存在技术与人才、行业推广、资金三大壁垒,激光器在外延材料和芯片领域的专业研发人才十分稀缺,主要集中在欧美发达国家,且后续的技术更新和产品升级同样需求较大的研发投入和资金支持。而且由于规模化生产需要大量的测试检验仪器和生产工艺设备,也需要大量的资金投入。
逐渐打破国外垄断 加速激光设备应用
随着激光技术广泛应用已经国内企业对激光器技术的逐步掌握,并逐步打破国外垄断局面,激光器价格有所下降,在国内激光器销售市场,平均功率30W以内的光纤激光器价格在10万以内,100W以内CO2激光器价格不超过10万元。10-20W的CO2激光器、红外激光器价格不超3万元。

我国光纤激光器基本基本依赖进口,但近年锐科开始商业化出货,逐渐打破了国外企业在光纤激光器领域的垄断,拉低进口产品价格,以2012年与2016年不同功率进口IPG光纤激光器价格对比均有所降低,2012年10W、20W、30W、500W、1KW、2KW功率的激光器分别约7.5万元、10.5万元、12万元、68万元、90万元、145万元,到2016年分别约3.5万元、4.5万元、6.7万元、65万元、1015万元、120万元。2016年一台进口20W的脉冲激光器,此前每台价格约为9-12万元,现在跌至3万元。锐科在2016年10-30W小功率光纤器的价格比同类进口光纤激光器低40-50%。
我国高功率激光加工中多采用CO2激光器和灯泵固体激光器,随着成本的进一步增加,全固激光器将评稳定性强、寿命长、功耗少等优势逐步进入工业加工领域,未来势必占领更多的市场份额。
展望未来,随着激光加工的成本不断下降,以及激光加工的应用不断广泛并不断适应新的,未来激光加工在适用领域全面开花,我国激光行业将迎来黄金十年。