張賀
自動(dòng)駕駛的快速發(fā)展,讓激光雷達(dá)逐漸成為新能源車(chē)的“座上賓”,也成為越來(lái)越多媒體的頭條。激光,這一和半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、核電同樣誕生于20世紀(jì)的偉大發(fā)明,有望迎來(lái)更廣泛的應(yīng)用。
其實(shí)在感知之外,激光在制造業(yè)早有應(yīng)用。
近年來(lái),激光加工不斷替代傳統(tǒng)加工方式,以激光器為基礎(chǔ)的激光工業(yè)發(fā)展迅速,目前已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、通訊、信息處理、軍事及教育科研等領(lǐng)域,產(chǎn)業(yè)分工的成熟度和深入程度不斷提升,未來(lái)也將進(jìn)一步受益于新能源和電動(dòng)車(chē)的飛速發(fā)展。
而在激光器的發(fā)展過(guò)程中,中國(guó)企業(yè)從跟跑、陪跑,逐漸實(shí)現(xiàn)中低端的國(guó)產(chǎn)替代,目前正在向高端發(fā)起沖擊。中國(guó)在光伏、新能源車(chē)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)以及激光設(shè)備在以上領(lǐng)域的應(yīng)用,為本土企業(yè)的國(guó)產(chǎn)替代,帶來(lái)了前所未有的發(fā)展良機(jī)。
如上文所述,激光在制造業(yè)的應(yīng)用十分廣泛,因?yàn)榫哂辛己玫膯紊?、方向性、亮度等特征,在工業(yè)制造、生物醫(yī)療、軍事等多領(lǐng)域應(yīng)用,被譽(yù)為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”。
與其他加工方式相比,激光加工是典型的無(wú)接觸式加工,在可控性、加工效率、材料損耗、加工質(zhì)量以及環(huán)保等方面優(yōu)點(diǎn)突出。
激光器是激光的發(fā)生裝置,主要由泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔等組成,上游主要是光學(xué)材料和光學(xué)元器件,下游主要為大族激光、華工科技等為代表的激光設(shè)備企業(yè)。其中,增益介質(zhì)是激光器的核心,可分為固體(含固體、光纖和半導(dǎo)體)、氣體和液體等。
因?yàn)樵鲆娼橘|(zhì)的不同,激光器分為固體激光器、氣體激光器和液體激光器。固體激光器又可以進(jìn)一步分為固態(tài)激光器、光纖激光器、混合激光器和半導(dǎo)體激光器。
如圖所示,除了按照增益介質(zhì)的不同分類(lèi),根據(jù)輸出波長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)方式、泵浦方式,激光器也有著相應(yīng)的分類(lèi)。
固體激光器(或全固態(tài)激光器)和光纖激光器是目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品類(lèi)型。二者在主要應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)方面存在比較大的差異,所以?xún)煞N路線(xiàn)可以并存發(fā)展,不存在相互替代的關(guān)系。
從全球來(lái)看,光纖激光器已經(jīng)占據(jù)工業(yè)激光器的半壁江山。而隨著光纖激光器在工業(yè)加工領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展,對(duì)激光器的功率、光束質(zhì)量等性能參數(shù)的要求也越來(lái)越高。
這里有必要了解激光器的部分指標(biāo)。功率的衡量指標(biāo)為瓦數(shù),功率越大,光纖激光器加工速度越快;光束質(zhì)量的衡量指標(biāo)為M2因子(M2)或激光光束參數(shù)積(BPP),光束質(zhì)量數(shù)值越小,能量密度和加工精度越高。
德邦證券援引中國(guó)科學(xué)院武漢文獻(xiàn)情報(bào)中心等機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的《2021中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》中提到,2020年我國(guó)光纖激光器市場(chǎng)規(guī)模同比增長(zhǎng)14%,達(dá)到94.2億元,超過(guò)2020年初預(yù)計(jì)的10%的增速。
報(bào)告顯示,2020年我國(guó)激光設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模同比增長(zhǎng)5.2%達(dá)到692億元,其中工業(yè)激光設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模以10%的增速領(lǐng)跑,規(guī)模可達(dá)432.1億元,占比62%。在具體的工業(yè)應(yīng)用中,激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)份額分別為41%、13%、13%。該報(bào)告還新增了非金屬加工的核算分部,占比5%,說(shuō)明激光的應(yīng)用范圍正在不斷拓寬。
激光器更符合制造業(yè)精細(xì)化、智能化、定制化的發(fā)展方向,而且近幾年逐漸向高功率、高附加值滲透。
具體來(lái)看,激光切割已經(jīng)邁向萬(wàn)瓦,國(guó)內(nèi)激光器和設(shè)備商也已經(jīng)切入動(dòng)力電池產(chǎn)線(xiàn)和光伏電池等領(lǐng)域,代表上市公司有銳科激光、帝爾激光、聯(lián)贏(yíng)激光、海目星等。該報(bào)告預(yù)計(jì)2021年激光焊接有望迎來(lái)高速增長(zhǎng),我國(guó)皮飛秒超快激光器出貨量有望同比增長(zhǎng)57%達(dá)3300臺(tái)。報(bào)告還特別提到激光雷達(dá)在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。
作為高端制造最重要的工具之一,激光產(chǎn)業(yè)將不斷滲透集成電路、無(wú)人駕駛、汽車(chē)制造、鋰電、海工裝備等各高端制造領(lǐng)域。
在激光產(chǎn)業(yè)向高端制造領(lǐng)域滲透的過(guò)程中,國(guó)內(nèi)企業(yè)也在加速追趕。
根據(jù)海目星招股說(shuō)明書(shū),近年來(lái)我國(guó)光纖激光器行業(yè)快速發(fā)展,國(guó)產(chǎn)化程度逐年上升。從市場(chǎng)滲透率來(lái)看,低功率光纖激光器市場(chǎng)中,2018年國(guó)產(chǎn)激光器市場(chǎng)份額高達(dá)98.21%;中功率光纖激光器市場(chǎng)中,國(guó)產(chǎn)激光器滲透率近年來(lái)也維持在50%以上的水平;高功率光纖激光器的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程也在逐步推進(jìn),從2013-2018年間實(shí)現(xiàn)“從無(wú)到有”,并達(dá)到了34.48%的滲透率。
當(dāng)前,國(guó)內(nèi)激光行業(yè)已形成芯片、晶體、關(guān)鍵元器件、激光器、激光系統(tǒng)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)等完整成熟的產(chǎn)業(yè)鏈分布,國(guó)內(nèi)激光企業(yè)也具備配套全球高端客戶(hù)的能力。2018年我國(guó)用激光、其他光或光子束處理材料的加工機(jī)床的出口呈現(xiàn)大幅度增長(zhǎng),出口金額7.39億美元,同比增長(zhǎng)37.36%。
從競(jìng)爭(zhēng)格局看,全球市場(chǎng)仍然主要為美國(guó)IPG、德國(guó)通快、美國(guó)相干等企業(yè)所占據(jù)。不過(guò),國(guó)內(nèi)銳科激光、英諾激光等企業(yè)也逐漸迎頭趕上。
銳科激光(300747.SZ)是國(guó)內(nèi)首家以激光器為主業(yè)的上市公司,國(guó)產(chǎn)光纖激光器龍頭。掌握了泵浦源、特種光纖、光纖耦合器、傳輸光纜、功率合束器、光纖光柵等激光器核心器件及材料的關(guān)鍵技術(shù)和大規(guī)模生產(chǎn)能力。其產(chǎn)品包括脈沖光纖激光器、連續(xù)光纖激光器、準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器、直接半導(dǎo)體激光器等。
杰普特(688025.SH)產(chǎn)品涵蓋激光器、激光/光學(xué)智能裝備和光纖器件,產(chǎn)品和服務(wù)覆蓋亞洲、北美和歐洲等地區(qū),公司以激光器研發(fā)為基礎(chǔ),打造了激光與光學(xué)、測(cè)試與測(cè)量、運(yùn)動(dòng)控制與自動(dòng)化、機(jī)器視覺(jué)等技術(shù)平臺(tái)。
英諾激光(301021.SZ)是2021年7月上市的激光器企業(yè),但與銳科、創(chuàng)鑫、杰普特主營(yíng)光纖激光器不同,英諾激光主打固體激光器,產(chǎn)品主要用于微加工。是全球少數(shù)同時(shí)具有納秒、亞納秒、皮秒、飛秒級(jí)微加工激光器核心技術(shù)和生產(chǎn)能力的工業(yè)激光器生產(chǎn)廠(chǎng)商之一,也是全球少數(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)深紫外納秒激光器批量供應(yīng)的生產(chǎn)商之一。
除此之外,大族激光、華工科技等激光設(shè)備龍頭,業(yè)務(wù)也都涉及激光器,在行業(yè)中具有一定地位。
但需注意的是,激光器企業(yè)的成本中,直接材料占比極高。根據(jù)2020年報(bào)披露,杰普特成本結(jié)構(gòu)中,直接材料占比高達(dá)85.02%;英諾激光招股書(shū)披露,其直接材料占主營(yíng)業(yè)務(wù)成本的平均比例也達(dá)到71.43%;銳科激光主要產(chǎn)品連續(xù)光纖激光器的直接材料也占其營(yíng)業(yè)成本的80%以上。
因此,對(duì)于激光器企業(yè)來(lái)說(shuō),上游的光學(xué)元器件、光學(xué)材料等的價(jià)格變動(dòng),對(duì)其經(jīng)營(yíng)有著重要影響。
2173501186260