财富研究首次覆盖报告：激光焊接设备龙头，动力电池业务发力

预计2021-2023年公司的营业收入分别为13.38/19.54/28.62亿元，归母净利润分别为1.28/2.41/3.94亿元，每股收益分别为0.43/0.80/1.32元。首次覆盖，给予增持评级，目标价54.61元，对应2021年约127倍PE。 激光焊接行业龙头，新签订单显著增加：公司2021年上半年新签订单19.21亿元（含税），相较2020年全年订单额增长27.39%，其中85%新签订单来自动力电池行业。动力电池需求催化，激光焊接前景广阔：2022年2月我国新能源汽车销量33.4万辆，同比增长1.8倍。电池厂商加速投资扩产，预计2025年乘用车动力电池需求较2020年增加6.29倍。4680大圆柱电池和汽车轻量化的趋势对电池焊接工艺提出了更高要求，动力电池需求的边际增加将有效反映至公司订单层面。 公司作为业内龙头，具备显著先发优势：公司专注动力电池领域激光焊接，开创并拥有多项专利，形成一定进入壁垒。定制化设备跳出同质化产品竞争，溢价空间得以提升。拓宽下游应用场景，潜在业绩释放在即：公司纵向整合组织架构，四大条线均衡发展，加强布局消费电子领域，技术积累有利于新签业务加速落地，看好未来业绩释放。 催化剂：下游需求增加，设备得到量产验证。 风险提示：动力电池技术变革风险；原材料价格上涨风险；产品质量波动风险；下游厂商议价能力提升风险。 1.动力电池产能扩张，激光焊接渗透率提升 1.1.激光焊接行业市场空间巨大 1.1.1.激光加工产业具有发展空间 随着国家“双碳”战略的发展和国产替代的推进，激光加工行业迎来新一轮发展机遇。从产业链的角度，激光加工可以分为“上游材料及元器件”-“中游设备”-“下游应用”三个环节。 在中游阶段，激光器是技术发展的核心突破点。按照增益介质进行分类，激光器可分为气体、固体和液体激光器，其中，气体激光器以𝐶𝑂激光器为代表，而固体激光器则以YAG激光器、半导体激光器和光纤激光器为核心。从输出功率的角度，高功率激光器在激光加工中应用广泛，目前国产激光器渗透率较低，未来有较大提升空间。激光切割、激光焊接和激光打标共同构成核心技术的“三驾马车”。 图1激光加工产业链应用场景广泛 激光技术的应用领域主要集中在工业制造、医疗、电子等方面。近年来，新能源汽车需求量日益提升，轻量化的要求也使得焊接环节的工艺标准日渐提高。与传统技术相比，激光加工的能量密度高，高效高精，低耗易控，非接触加工的模式也大大降低了材料的形变程度。因此，激光加工市场从技术角度仍有较大提升空间。 图2激光加工行业市场加速增长 自2010年起，我国激光加工市场经历了快速发展，激光加工设备产值在近10年间增长7倍有余，行业增长率超越GDP增长率。即使在新冠疫情的冲击下，行业增长率不降反升，部分受益于激光加工在医疗领域的应用。2021年国内激光加工设备实现销售收入约770亿元。 从市场渗透的角度，核心零部件及激光器的国产化替代进程加速。中国激光器市场规模2020年达到109.1亿美元的市场规模，占全球激光器市场66.12%的份额。预计2022年将达到147.4亿美元的市场规模。 1.1.2.激光焊接市场前景广阔 在激光加工的众多环节中，激光焊接是重中之重。从市场规模的角度，2013年中国激光焊接设备市场规模不足20亿元，在经历了激光器技术、功率和焊接控制系统上的突破后，行业迎来大规模增长，叠加近年来新能源汽车及动力电池的强劲需求，2020年激光焊接设备市场规模相较于2017年翻番，达到130亿元的产值。联赢激光2020年激光焊接系统及配套设备收入8.78亿元，约占市场6.75%，处于行业前列。 图3激光焊接设备行业市场产值迅速提升 激光焊接替代的是传统的气体保护电弧焊机和电阻焊机。激光焊接要求的是高度自动化的产线式工作站，不仅需要配备上下料和传送系统，还需要高速高精度的焊接控制。尽管前期设备及研发投入成本较高，但性能更好、效率更高。 图4全国激光加工设备市场格局相对分散 券研究 激光加工行业的重点公司中，多数集中在激光器制造与激光切割环节，技术门槛相对较低。例如，正业科技主要面向PCB、锂电、液晶面板等行业提供智能检测和智能制造整体解决方案，与激光焊接技术相比，技术门槛相对较低。 表1激光加工行业主要公司财务数据对比 而激光焊接领域则以大族激光、华工科技和联赢激光为主。华工科技业务包括激光加工及成套设备及光通信等，激光加工主要专注激光切割领域。而相较于以激光切割和激光打标为主的大族激光，联赢激光更加专注于焊接领域的技术研发与设备开发，2020年营业利润0.77亿元，较前一年同比增长4.53%。 表2激光焊接主要公司产品情况对比 由于激光焊接行业需要上游材料、元件、系统等多方支持，采购项包括激光器、光学振镜等光学器件，传感器、PLC等标准电气件。因此上游价格对其有一定影响，若能通过自主研发则能够降低成本。 下游议价能力主要取决于动力电池厂商。目前，主机厂价格上涨和新能源补贴政策退坡导致动力电池厂商成本提高，利润从而降低，挤压作为上游的激光焊接厂商价格空间。动力电池行业龙头集中，导致议价能力较强。因此，激光焊接厂商需要尽可能通过自主研发降低采购成本。 1.2.动力电池迅速发展带动激光焊接渗透率进一步提升 1.2.1.激光焊接在动力电池中的应用及优势 在汽车动力电池的制造过程中，激光焊接起到了关键作用。从中道工艺的角度，极耳和极带的焊接、电芯入壳的预焊、外壳顶盖和注液口的密封均需要焊接工艺。而后道工艺中，激光焊接全程参与了PACK模组连接片及盖板上的防爆阀等完整装配流程。 图5激光焊接在动力电池制造过程中的应用 动力电池的焊接部位多、难度大、精度要求高，因此传统电阻、电弧、电子束焊接方式难以满足要求。激光焊接技术不仅在焊接质量和自动化程度方面具有显著优势，同时对焊材的损耗小，对被焊接工件造成的形变小，能够大幅提升动力电池的安全性，并延长使用寿命。从操作条件的角度，激光焊接不受磁场的影响、不局限于导电材料、不需要真空的工作条件，焊接过程中不产生X射线，非常适合高端精密制造。激光焊接将正负极材料、隔膜和电解液等原材料化零为整，这一融合制造过程是高性能动力电池生产流程中的关键工艺。 表3激光焊接工艺具备显著优势 与同属激光加工行业的打标和切割工艺相比，激光焊接的原理更复杂，工艺难度更大，发展时间更短。激光切割和打标利用激光将物质的表面结构或整体结构破坏，不涉及重构环节。而激光焊接是利用激光将物质的结构进行加工熔融并重新构筑，其应用的拓展必须要在激光器技术和功率上有所突破。 表4激光焊接与其他加工技术相比技术难度更高 决定激光焊接质量的主要核心要素为激光器能量控制及焊接工艺技术。 针对不同的被焊接材料，由于其对不同波长激光的吸收率不同，导致激光器的选择会直接影响焊接效果。为了保证焊件产品的统一，激光器的输出功率需要具有良好的稳定性并能够被精确控制，若功率过低会导致熔融不足，功率过高或上下波动则会造成飞溅现象，产生气孔。 因此，激光器的能量控制十分关键。同时，焊接角度、焦点距离、保护气体类型及流量等激光焊接技术的积累也十分关键。 1.2.2.新能源汽车催生动力电池需求 随着“碳中和”和“碳达峰”要求日益明确，能源替代迫在眉睫。其中，新能源汽车渗透率日益提高，需求稳步上升。 图6月度新能源汽车销量震荡上行 图7新能源汽车占全部汽车产量比逐渐增加 从国际市场的角度，2022年1月，全球电动汽车销量60.3万辆较去年同期增长87%，市场渗透率则达到10%。电动车的全球市场份额自2019年的2.5％实现迅速增长。 图8中国在国际新能源汽车市场占据重要份额 2022年2月我国新能源汽车销量33.4万辆，同比增长1.8倍。动力电池是新能源汽车的核心零部件，也是整车制造成本中占比最大的部件，直接决定整车性能。目前，国内动力电池的发展需要解决一致性问题。 由于锂电池多采用串联或并联方式，因此电池生产的一致性和稳定性决定了是否能够大规模应用。2020年动力电池需求为65吉瓦时，而2025年预计可以达到385吉瓦时，实现近5倍的增长。 图9乘用车及商用车动力电池需求 图10国内新能源车销量预计在2021年增速最快 从汽车类型的角度，目前国内市场以乘用车为主，商用车为辅。未来新能源车动力电池需求将主要集中在乘用车领域，且其占比随总需求的提升逐渐增加，乘用车市场具有广阔发展空间。 图11国内新能源乘用车销量自2021年起迅速增长 图12预计动力电池结构仍以方形为主 同时，动力电池行业的领军企业也加大海外布局。宁德时代在德国图林根州建设海外基地，国轩高科在印度等地成立合资公司，通过扩充产能应对未来持续增长的市场需求。 表5动力电池龙头厂商均提前进行产能规划 自2020年第四季度以来，锂电材料各环节产能供不应求。材料厂商有限的产能被动力电池行业实力强劲的公司锁定，造成了进入壁垒，形成了先发优势。对上游关键资源的把握使得企业核心竞争力提升。未来动力电池领域的竞争格局将愈发向龙头集中。 激光焊接作为动力电池环节重要的工艺环节，直接受到新能源汽车市场景气程度的影响。由于未来新能源汽车有向轻量化的发展的趋势，全铝或铝合金车身的车型数量增加，由于激光焊接对铝及铝合金材料有更好的焊接效果，因此激光焊接技术将会更加多地用于新能源汽车制造。新能源汽车的蓬勃发展带来动力电池需求高企，从而带动激光焊接渗透率进一步提升。 2.大圆柱电池量产在即激光设备迎来增量需求 2.1.4680引领大圆柱电池实现降本与续航平衡 随着上游原材料价格上涨逐步传导至整车，动力电池厂商开始通过改变电池结构、材料比例、制作工艺等多种降低成本。 图134680电池体积显著高于1865和2170电池 与传统1865、2170等电池相比，4680电池单体容量大幅提升，能够助力纯电动车续航里程增加16%。同时，根据特斯拉给出的数据，采用4680电池能使每kWh的电池成本降低56%，而投资成本则降低69%。 因此，以4680型号为主的大圆柱电池能够实现降本与续航相对平衡。 2.2.特斯拉率先量产，国际龙头跟进布局 2022年2月19日，特斯拉宣布已在加利福尼亚州的试点工厂完成第100万颗4680电芯的生产。截至2022年年底，预计4680电池产能将达到100Gwh，能够满足130万辆电动车的装载需求。 松下、LG化学、宁德时代等国际电池厂商均加速布局4680产线。日本松下投资约800亿日元在其和歌山工厂建立2条4680生产线，预计将于2024年3月投产。宁德时代共规划8条4680电池产线，目标年产能12GWh。 2.3.4680全极耳工艺，带来激光设备增量需求 4680电池采用全极耳工艺，打破了传统电池一正一负两个极耳的模式，而是直接从正极/负极剪出极耳，增加电流通路，缩短极耳间距，增强电池热稳定性，大幅提升电池功率。 同时，全极耳结构使电子更容易在电池内部移动，电流倍率提高，充放电速度更快，更有益于实现新能源车快速充电。 其工艺难点在于极耳形态不受控，易发生短路，制造时两段封闭，电解液渗入阻碍大。并且多极耳很难折叠整齐，对激光工艺要求更高。 图14 4680电池全极耳模式对激光焊接工艺精确性要求更高 从传统的点焊，到全极耳所需的面焊，激光焊接工序从5道增加至7道，焊接点达到方形电池的1.4倍。方形电池约为150-250Ah，而单颗4680电池仅为25Ah，生产一台特斯拉ModelY约需要960颗4680电池。 无论是从电池总量，还是单颗电芯的角度，4680技术路线带来的焊点相较之前增加5倍，对模切的工艺要求也显著提高，单GWh相较于18650和21700电池产线增加5台模切和5台焊接设备。 3.公司专注动力电池激光焊接，具备核心竞争优势 3.1.专耕激光焊接，客户群体覆盖行业龙头 公司自成立以来专耕激光焊接领域，主要产品包括激光器及激光焊接机、工作台以及激光焊接自动化成套设备，