先进制造系列：激光行业研究框架

激光行业研究框架

主要观点

• 行业成长性：激光行业短期随宏观波动，长期持续成长可期。行业处于成长期，增长空间巨大，建议关注产业链各环节具备竞争优势的企业。
• 发展驱动力：激光替代传统加工、清洗熔覆等新应用持续拓展、下游光伏锂电等行业高速增长，三大因素推动激光行业发展。
• 激光器：光纤激光器目前为主流，半导体/超快激光器具备较大潜力。光纤激光器高功率国产化推动国内企业发展，价格竞争趋缓叠加进一步垂直整合，国内企业盈利能力趋稳；超快激光器用于追求高质量的加工领域，发展十分迅速；半导体激光器优缺点明显，技术不断进步，发展潜力巨大。
• 运控系统：竞争格局佳，工业软件可拓展性强。激光切割运动控制系统低功率已基本国产化，高功率国产化正在推进；产品价格稳定，行业降价情况下受益于销量的快速提升；工业软件具备极强可拓展性；行业龙头柏楚电子的产业拓展路径：以软件带硬件拓展切割头，拓展超快运控系统，拓展智能焊接机器人。
• 激光设备：下游多点开花加速行业发展。渗透率提升是行业持续发展的根本动力，近年来激光器价格下降带动设备价格下降，激光设备经济性提高，行业渗透率加速提升；切割焊接仍具备极大增长空间，此外新应用拓展持续拓宽赛道；下游光伏、锂电等高景气领域需求旺盛，相关激光设备企业具备综合优势；建议关注高景气细分领域，相关受益标的有：帝尔激光（光伏激光设备龙头）、联赢激光（激光焊接设备龙头）、海目星（优质锂电激光设备企业）。
• 受益标的：锐科激光、柏楚电子、帝尔激光、联赢激光等。
• 风险提示：制造业景气度下降导致下游需求不及预期；竞争激烈导致企业盈利能力下降；国产化进度不及预期。

激光产业链

• 产业链情况：激光产业链上游为光学材料、元器件等，中游为激光器，下游为激光设备，终端面向汽车、电子、钣金加工等领域。
• 上游成本分布：以光纤激光器为例，上游成本中芯片、光纤占比较高。
• 下游应用分布：材料加工与光刻是第一大应用，占比40.6%，其次为通信存储、科研军事。
• 上市公司：福晶科技、光库科技、长飞光纤、锐科激光、英诺激光、杰普特、长光华芯、炬光科技、德龙激光、柏楚电子、维宏股份、大族激光、帝尔激光、联赢激光、海目星等。

发展历程

• 行业经历两轮大的向上周期：09H3-11H1、17H1-17H4，主要是制造业宏观周期向上，叠加终端产品创新等因素。
• 激光行业于周期波动中持续成长：大族激光、华工科技、IPG等企业的收入规模持续增长。

激光技术

• 激光器结构：主要由泵浦源、工作介质、谐振腔三部分组成。
• 激光发光机理：泵浦源作用于工作介质之上，使多数粒子处于高能级的激发态，形成粒子数反转；光子入射，高能级粒子跃迁到低能级，并发射大量与让入射光子完全相同的光子；传播方向与谐振腔横轴线不同的光子将逃逸出腔体，方向相同的光子则在谐振腔内往返，使受激辐射过程持续下去，并形成激光光束。
• 激光特性和发展方向：激光具备高方向性、单色性、相干性和高亮度四大特征。激光技术发展方向：高功率、窄脉宽、短波长。

三大发展驱动力

• 替代传统加工：激光加工优势明显，激光设备对传统设备的取代速度取决于其经济性。激光器降价背景下，激光设备经济型显著提升；目前激光加工已具备较强经济优势，行业渗透率加速提升。
• 应用持续拓展：激光技术易与其他技术结合孕育新产业。激光器价格下降加快激光应用拓展；激光清洗、激光熔覆等新应用市场前景广阔，其中激光清洗的潜在市场空间约600亿元。
• 下游新产业快速发展——锂电：新能源车快速发展，锂电设备需求旺盛；锂电池供需将出现缺口，锂电池企业纷纷扩产；激光在锂电池生产中应用广泛，包括焊接、切割、清洗等；激光锂电设备市场空间测算：年均市场规模约为60亿元。
• 下游新产业快速发展——光伏：全球新增光伏装机创新高，中国光伏装机保持上升态势；激光在光伏上的应用：激光加工应用于太阳能电池生产的消融、切割、刻边、掺杂、打孔等工艺；激光加工技术能显著提升光伏电池片的效率；根据测算，2025年国内光伏激光设备市场规模将达到32亿元。
• 下游新产业快速发展——OLED：激光在OLED上的应用：主要用于Array段基板切割、退火；Cell段剥离、分片；Module段精切等工艺环节；市场规模测算：OLED激光设备市场空间约200亿元。

激光器

• 激光器分类：按照增益介质、输出功率、工作方式、输出波长、脉冲宽度等分类。
• 光纤激光器：性能优异，占全球工业激光器的比例由33.8%提升至53.3%。中高功率国产化快速进行，国内企业市场份额持续提升。
• 超快激光器：应用于精密加工，特点是“冷加工”，用于追求高质量的加工领域，发展十分迅速。国内多个企业进行布局。
• 半导体激光器：优缺点明显，技术不断进步，发展潜力巨大。可作为泵浦源也可作为直接半导体激光器，在能量光子、信息光子、显示光子均有广泛应用。

激光运控系统

• 激光运动控制系统：位于激光产业中游，与激光器、机械部件等共同构成激光加工设备。市场空间测算：2025年中低功率和高功率激光切割控制系统的市场规模分别为10.41亿元、28.04亿元，总市场规模为38.45亿元。
• 高功率国产化快速推进：中低功率领域已基本国产化，柏楚电子市占率超过60%；高功率领域仍为国际厂商主导，国产化有望快速推进。

激光设备

• 激光设备介绍：常见的激光设备包括激光切割机、激光焊接机、激光打标机等。激光设备结构：集光、机、电三部分于一体。
• 市场规模与竞争格局：2020年全球激光加工设备市场规模为174亿美元，2009-2020年CAGR约为11.4%；2020年中国激光设备市场规模为692亿元，2010-2020年CAGR约21.7%；工业是主流应用，2020年中国工业激光设备市场规模为432.1亿元，占激光设备的63%。
• 市场空间测算：
  • 激光切割设备：6000W激光器的稳定切割上限为12-22mm；目前激光切割处于薄板向中厚板拓展的阶段；激光切割市场规模为263亿元；中厚板切割市场仍具备较大增长空间。
  • 激光焊接设备：激光焊接的原理是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法；激光焊接技术难度高于切割和打标；激光焊接市场增速快于切割和打标；汽车整车制造中焊接装备市场约为250亿元；激光焊接潜在增长空间巨大。

受益标的

• 锐科激光：应用拓展叠加垂直整合，公司迎快速发展。主要产品包括连续光纤激光器、脉冲光纤激光器、准连续光纤激光器、直接半导体激光器、超快激光器五个系列。
• 柏楚电子：盈利水平高，工业软件可拓展性强。主要产品包括随动控制系统、板卡控制系统、总线控制系统、切割头以及其他相关配套产品。
• 帝尔激光：光伏激光龙头。主要产品包括PERC激光消融设备、SE激光掺杂设备、MWT系列激光设备、全自动高速激光划片/裂片机、LID/R激光修复设备、激光扩硼设备等激光设备。
• 联赢激光：激光焊接设备龙头。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。

风险提示

• 制造业景气度下降导致下游需求不及预期。
• 竞争加剧导致企业盈利能力下降。
• 国产化进度不及预期。