摘要

◆光技術是最快刀，最準的尺，市場規(guī)模超百億美元。激光加工相比傳統(tǒng)機械加工具有精度高、速度快、變形小等優(yōu)勢，應用十分廣泛。2017年全球激光器市場規(guī)模達到113.3億美元，同比增長8.9%，激光應用正處于上升通道。

◆激光加工助力“中國制造2025”，中國迎來激光黃金十年。“中國制造2025”開啟了制造業(yè)轉型升級的“新篇章”，創(chuàng)新性開展先進制造、智能制造、智能裝備等研究是推動中國成為制造強國的重要舉措，將數(shù)控機床和基礎制造裝備列為“加快突破的戰(zhàn)略必爭領域”。隨著中國制造的升級，中國對激光的需求將越來越大，中國政府也積極出臺各項措施推進激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來將迎來激光的黃金十年。

◆激光器是激光加工設備的核心環(huán)節(jié)，其價格下降也催化激光設備的加速應用。激光加工設備主要由激光光學加工系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)組成，其中激光器在整個產(chǎn)業(yè)鏈占據(jù)了核心地位。不同激光器特性不一，下游應用也不盡相同，光纖激光器憑借優(yōu)秀的特性有望成為發(fā)展的主流。當前，激光器主要被國外廠商壟斷，我國的武漢銳科、創(chuàng)鑫激光等成功研制出中高功率光纖激光器，大大降低了該類產(chǎn)品的國內(nèi)銷售價格，使得激光加工設備的應用進一步加速。

◆激光設備應用百花齊放，發(fā)展空間巨大。激光設備成為智能制造領域重要的加工手段。手機制造業(yè)對產(chǎn)品自然也提出了更高的要求，約70％的手機加工，超過20種不同工藝的制造環(huán)節(jié)都應用到激光技術及相關的制造設備。在脆性材料的處理中，主要集中于全面屏面板的切割、OLED制程、3D玻璃加工。泛汽車行業(yè)是高功率激光加工的重點領域，從動力電池到汽車車身，激光加工增強汽車牢固性和安全性。半導體的先進制程步驟離不開激光加工，成為下游行業(yè)需求的新增量。

◆IPG、Coherent 、TRUMPF等海外廠商是激光產(chǎn)業(yè)的風向標，大族激光、華工科技、銳科激光等國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廠商正在崛起。在整個激光產(chǎn)業(yè)的競爭格局中，國外廠商優(yōu)勢仍十分明顯。TRUMPF是激光產(chǎn)業(yè)的絕對龍頭，IPG在光纖激光器領域技術領先，Coherent在面板ELA準分子激光退領域技術領先，它們都是激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風向標。對于國內(nèi)，中國大陸雖然技術有一定差距，但是大族激光已經(jīng)成為亞洲最大、世界排名前三的中高功率工業(yè)激光加工設備生產(chǎn)廠商；銳科激光等在激光器領域也不斷突破中高率產(chǎn)品，正在追趕。

◆投資建議：看好激光加工成為未來高端智能制造的重要組成部分，把握住產(chǎn)業(yè)升級中龍頭公司集中，優(yōu)勝劣汰的趨勢，堅定投資中國激光的行業(yè)典范標的，建議關注大族激光、華工科技、銳科激光、福晶科技。

◆風險分析：下游需求出現(xiàn)快速變化的風險；技術升級風險。

投資聚焦

研究背景

激光行業(yè)正處于快速發(fā)展之中，市場規(guī)模快速擴大，根據(jù)OFweek行業(yè)研究中心的數(shù)據(jù)，2016年全球激光器市場規(guī)模超過100億美元，2017年市場規(guī)模達到113.3億美元，同比增長8.9%。同時激光設備屬于高端制造裝備，在國民經(jīng)濟的發(fā)展中具有戰(zhàn)略地位。

伴隨著整個行業(yè)規(guī)模的擴大，我國激光行業(yè)的發(fā)展更為快速，并涌現(xiàn)出了像大族激光、華工科技、銳科激光這樣的優(yōu)秀企業(yè)。在此之前我國激光設備主要依賴進口，隨著國內(nèi)激光企業(yè)快速崛起，進口替代進程不斷加速，國內(nèi)激光設備行業(yè)迎來快速發(fā)展期。

我們區(qū)別于市場的觀點

激光行業(yè)是具有戰(zhàn)略意義的行業(yè)，不僅僅是整個行業(yè)規(guī)模在快速增長，更重要的是國產(chǎn)替代進程在快速推進。我們區(qū)別于市場的觀點主要有以下兩點：

1、我們認為國產(chǎn)替代是國內(nèi)激光行業(yè)快速發(fā)展的主要原因。我國是制造業(yè)大國，有很多地方需要用到激光設備，但此前主要依賴于進口。隨著我國企業(yè)在技術上實現(xiàn)突破，同時擁有更好的本地化配套和更低的成本，我國激光企業(yè)將借助進口替代實現(xiàn)快速成長。

2、我們認為激光器領域也將迎來快速發(fā)展。激光器是激光設備的上游，技術難度更大，目前主要是國外企業(yè)在生產(chǎn)。但我國的銳科激光等企業(yè)已成功研制出中高功率光纖激光器，開始實現(xiàn)技術上的突破。

投資觀點

伴隨著全球激光行業(yè)市場規(guī)模的快速擴大，以及國產(chǎn)替代進程的不斷推進，我們認為國內(nèi)激光行業(yè)正迎來快速發(fā)展期，會有一批優(yōu)質(zhì)企業(yè)脫穎而出。我們看好未來國內(nèi)激光設備行業(yè)的發(fā)展，建議投資者關注大族激光、華工科技、銳科激光、福晶科技等企業(yè)。

 

正文

1、 激遇未來，中國激光迎來黃金十年

1.1、 最快的刀，最準的尺

激光作為20世紀發(fā)明的新光源，它具有方向性好、亮度高、單色性好及高能量密度等特點，被譽為最快的刀，最準的尺，已廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事及科研等方面。作為最快的刀，激光能夠快捷靈敏地將高熱能量極速傳輸?shù)郊榷ǖ竭_的位置，并且極其鋒利，無堅不摧。作為最準的尺，激光是地球上測距最精確的技術，被運用到幾乎所有需要精確測量的項目之上。

激光加工就是利用光的能量經(jīng)過透鏡聚焦后在焦點上達到很高的能量密度，靠光熱效應來加工的。激光加工優(yōu)勢明顯，不需要工具、加工速度快、表面變形小，可用于加工各種材料。激光加工無接觸加工，對工件無直接沖擊，無機械變形。

 

正是由于這些激光加工的優(yōu)勢，激光在一些領域的應用十分廣泛。以汽車制造為例，汽車生產(chǎn)車間里面大量使用了激光技術，50%~70%的汽車零部件是用激光加工來完成的，包括激光焊接、激光平面切割、激光三維切割等。

1.2、 激光市場超百億美元，激光應用正處于上升通道

全球激光市場自2016年起就超百億美元

根據(jù)OFweek行業(yè)研究中心的數(shù)據(jù)，2016年全球激光器市場規(guī)模超過100億美元，2017年市場規(guī)模達到113.3億美元，同比增長8.9%。2017年激光器市場規(guī)模的增長驅動力主要來自于材料加工和通信領域的激光器需求持續(xù)釋放。近幾年來，隨著制造業(yè)設備的升級以及半導體/面板/新能源等新興行業(yè)的應用，激光技術的應用需求正在加速增長，全球激光器市場規(guī)模的增速前幾年的3%左右的水平提升到2017年的8.9%的增速，凸顯了激光技術應用正在加速。隨著激光技術的成本不斷下降，應用需求不斷增多，我們預計未來的激光技術的市場規(guī)模將越來越大。

 

材料加工、通訊是激光應用兩大市場，需求量在提升，應用處于上升通道

全球激光器行業(yè)應用領域主要包括材料加工、通訊、醫(yī)療美容、研發(fā)與軍事等。根據(jù)OFweek研究中心數(shù)據(jù)顯示，2017年，材料加工所需的激光器市場規(guī)模達到46.8億美元，占比41.3％，成為第一大市場應用；通訊所需的激光器市場規(guī)模39.9億美元，占比35.2%；醫(yī)療美容相關激光器市規(guī)模為8.4億美元，占全球激光器市場的7.4％；研發(fā)與軍事運用相關激光器市場規(guī)模為7億美元，占全球激光器市場的6.2％；儀器儀表和傳感器市場約7億元，占全球激光器市場的6.2％；其他應用領域規(guī)模為4.1億美元。

 

激光應用大類之材料加工市場

激光材料加工包含領域十分廣泛，包括切割、打標、半導體/PC/顯示器、精密金屬加工、金屬焊接、非金屬加工、增材制造等應用。

 

激光切割是激光材料加工的一個重要細分應用，主要用于鈑金加工上面，是鈑金加工中的“加工中心”。激光切割柔性化程度高，切割速度快，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，越來越多的鈑金加工采用激光方式切割。根據(jù)Strategies Jnlimited數(shù)據(jù)，2017年鈑金切割市場非?；钴S，尤其是在亞洲地區(qū)（以中國為首），帶動了光纖激光器的銷售額增長了34％。

激光打標/雕刻也是激光材料加工的重要應用，非常適用于加工花崗巖、大理石、陶瓷、石板和其他類型的石材。鑒于暫無其他更好的可替代激光用來打標的新技術出現(xiàn)，激光打標市場在未來幾年內(nèi)將繼續(xù)持續(xù)增長。2017年，激光打標應用的市場保持穩(wěn)定的個位數(shù)增長。

半導體/PC/顯示器是激光材料加工的一個非常具有發(fā)展?jié)摿Φ膽谩０雽w的光刻、鉆孔等對激光設備的精密度要求高，附加值高，各大廠商都投入大力度去攻克。顯示器的變化迅速，無論是OLED還是Notch屏，都增加了對激光的需求。

激光應用大類之通訊市場

光通信是以光波為傳輸媒質(zhì)的通信方式，而激光器是信息引擎的“燃料”，所有的光通信系統(tǒng)都需要激光器將帶有信號的光波發(fā)送出去。例如在光纖到駐地 (FTTP)架構中，需要采用摻鉺光纖放大器 (EDFA) 支持通訊市場中不同的光纖網(wǎng)絡結構。除了FTTP系統(tǒng)里，EDFA在光纖布線系統(tǒng)、FTTX、FTTH、密集波分復用（DWDM）光通信網(wǎng)絡、視頻光傳輸系統(tǒng)、模擬&數(shù)字 CATV光信號遠距離傳輸都有應用。

 

激光應用大類之儀器儀表和傳感器市場

激光儀器儀表與傳感器市場主要包括生物醫(yī)學儀器、分析儀器（如光譜儀）、晶圓和掩膜版檢測、光學測量、水平測量儀、激光雷達、條碼閱讀器以及其他傳感器中的激光器。

近年來，越來越多的激光傳感器用于監(jiān)測應用中，例如iPhoneX的3DSense采用VCSEL激光器，無人駕駛車輛采用激光雷達，這些都吸引了世界的眼球。除了這些新興科技領域的應用，與此同時，基于激光的結構健康監(jiān)測，對于飛機、車輛、橋梁、鐵路、道路和任何關鍵運輸和基礎設施資產(chǎn)而言，正在變得越來越重要。

 

1.3、 激光加工助力“中國制造2025”，中國迎來激光黃金十年

激光是我國政策優(yōu)先支持并由企業(yè)主導的國家戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè)

早在2006年發(fā)布的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》中就將其列為我國未來15年重點發(fā)展的八項前沿技術之一。2011年發(fā)布《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產(chǎn)業(yè)化重點領域指南（2011）》也將激光加工技術及設備列為當前應優(yōu)先發(fā)展的21項先進制造高技術產(chǎn)業(yè)化重點領域之一?！吨袊圃?025》中一個重點領域是“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”，激光切割機也是一種高檔數(shù)控機床。“工業(yè)4.0”以及“中國制造2025”開啟了制造業(yè)轉型升級的“新篇章”，創(chuàng)新性開展先進制造、智能制造、智能裝備等研究是推動中國成為制造強國的重要舉措，“中國制造2025”將數(shù)控機床和基礎制造裝備列為“加快突破的戰(zhàn)略必爭領域”，針對激光制造來說，激光易于控制，可以將激光加工系統(tǒng)、機器人系統(tǒng)與計算機數(shù)控技術等相結合，柔性化程度高、加工速度快、出產(chǎn)效率高、產(chǎn)品出產(chǎn)周期短，具有很廣闊的發(fā)展前景。

 

我國激光產(chǎn)業(yè)市場起步較晚，但發(fā)展勢頭迅猛。自2012 年以來，以大族激光為代表的激光企業(yè)一方面大力發(fā)展激光加工技術工藝研究，一方面不斷拓展應用市場，產(chǎn)品形態(tài)由單機設備延展到智能裝備，技術路線從大力發(fā)展激光加工技術工藝到激光工藝融合工業(yè)自動化發(fā)展，時至今日，中國的激光產(chǎn)業(yè)也駛入高速發(fā)展成熟期。

從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，2015年我國激光切割設備市場規(guī)模達到123.5億元，連續(xù)保持10%左右的行業(yè)增長率，呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢，而傳統(tǒng)數(shù)控機床加工在近幾年內(nèi)收到宏觀經(jīng)濟和下游需求疲軟的影響，行業(yè)成長有限。激光加工技術正從廣度和深度兩方面逐步滲透到國民經(jīng)濟的多個領域。從應用領域來看，汽車、高鐵有50%-70%的零部件是采用激光直接加工完成的;航空航天領域中，激光加工已廣泛應用于飛機三維蒙皮、框架、直升機旋翼、發(fā)動機燃燒室等部件的切割以及焊接加工;在精細微加工方面，超短脈沖激光在光伏、液晶顯示、半導體、OLED等領域的鉆孔、刻線、劃槽、表面處理等環(huán)節(jié)發(fā)揮了不可替代的作用。

隨著中國制造產(chǎn)業(yè)的升級，在過去十年間，激光加工相關設備的銷售迅速向亞洲轉移，我國激光市場規(guī)模也在不斷擴大。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的統(tǒng)計，2016年中國激光產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達到219億元，同比增加6.31%，未來我國激光產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將保持多年5%左右的增速。同樣根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的統(tǒng)計，2016年中國激光器總收入高達385 億元，同比增長11.6%，預計2017 年中國激光設備市場銷售總收入有望突破455 億元。

 

展望未來，隨著激光加工的成本不斷下降，激光加工的應用需求將快速增長，消費電子精加工、脆性材料、泛汽車、半導體等領域的應用將全面開花，我國將迎來激光黃金十年。

2、 激光器：激光制造的心臟，至關重要

2.1、 激光器是激光產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)

激光器在激光產(chǎn)業(yè)鏈占據(jù)了核心地位

激光加工的產(chǎn)業(yè)鏈從上游生產(chǎn)核心激光器的企業(yè)到生產(chǎn)各類激光加工設備的企業(yè)再到激光加工服務的企業(yè)，形成了整個激光加工完整的生態(tài)鏈。憑借其加工性能優(yōu)異和效率高的特點，多類先進制造業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)中越來越多的可以看見激光加工設備的身影。激光器在整個產(chǎn)業(yè)鏈占據(jù)了核心地位。

激光加工設備主要由激光光學加工系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)組成。其中激光光學加工系統(tǒng)是最核心的部分，成本占比最高，它包括激光器、激光加工頭與光學元器件三大部分。

 

激光器種類眾多，應用各具優(yōu)勢，光纖激光器優(yōu)勢明顯

激光器是激光加工設備的核心部件，其重要程度猶如CPU之于計算機，是激光設備配件中技術含量最高的部件。自1960年第一臺紅寶石激光器明問世以來，激光器技術不斷發(fā)生變化。以工作介質(zhì)來分類，激光器主要分為固體(YAG)激光器、CO2激光器、光纖激光器等幾類。它們性能各異，應用領域也不盡相同。

固體激光器。固體激光器使用固體激光材料作為工作介質(zhì)。工作介質(zhì)是在作為基質(zhì)材料的晶體或玻璃中均勻摻入少量激活離子。最常用的一種為在釔鋁石榴石（YAG）晶體中摻入三價釹離子的激光器可發(fā)射波長為1.06微米的近紅外激光。固體激光器的優(yōu)點為小而堅固，工作介質(zhì)的種類多，可運用的超過一百多種。缺點在于轉換效率低，YAG激光器的總體效率僅為3%左右。而且工作介質(zhì)的制備較復雜，工作時發(fā)熱量大，必須配置冷卻系統(tǒng)，導致產(chǎn)品價格較昂貴，維護成本高。

CO2激光器是以CO2氣體作為工作介質(zhì)的氣體激光器。放電管里面充以CO2氣體和其他輔助的惰性氣體，如氦氣和氮氣；電極一般是鎳制空心圓筒；諧振腔的一端是鍍金的全反射鏡，另一端是用鍺或砷化鎵磨制的部分反射鏡。當在電極上加高電，放電管中產(chǎn)生輝光放電效應，鍺鏡一端就有波長為10.6微米的中紅外波段的激光輸出。CO2激光器的優(yōu)點是有比較大的穩(wěn)定功率，且制造成本低。缺點是由于波長的原因，發(fā)射出的激光與金屬的耦合效率低，而且使用氣體作為工作介質(zhì)導致設備體積較大。

 

光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)，和泵浦源、耦合器、諧振腔等部件的激光器。光纖是以SiO2為基質(zhì)材料拉成的玻璃實體纖維，其導光原理是利用光的全反射原理。光纖激光器的基本原理為：泵浦源由一個或多個大功率激光二極管陣列構成，其發(fā)出的泵浦光經(jīng)特殊的泵浦結構耦合入作為增益介質(zhì)的摻稀土元素光纖，泵浦波長上的光子被摻雜光纖介質(zhì)吸收，形成粒子數(shù)反轉，受激發(fā)射的光波經(jīng)諧振腔鏡的反饋和振蕩形成激光輸出。

 

綜合上述激光器的特點，我們可以對比這幾種激光器的性能，可以看到光纖激光器作為第三代激光器，其性能優(yōu)勢明顯。

 

光纖激光器的優(yōu)勢體現(xiàn)如下：

1) 光纖成本低，材料的可饒性帶來設備小型化、集約化的優(yōu)勢；

2) 光纖材料具有極低的體積面積比，散熱快、損耗低；

3) 光束質(zhì)量優(yōu)良，焦點光斑直徑微小，可進行精密加工；

4) 諧振腔內(nèi)無光學鏡片，具有無需光學準直、免維護、高穩(wěn)定性的特點；

5) 稀土離子能級非常豐富，種類繁多，可使輸出激光波長選擇范圍廣；

6) 綜合電光效率高達20%以上，大幅節(jié)約工作能耗，成本較低；

7) 商業(yè)高功率光纖激光器穩(wěn)定輸出功率可達6KW。

綜合來看，光纖激光器高效率和低維護成本的特點受到系統(tǒng)集成商的青睞，成為未來工業(yè)激光器的發(fā)展方向，在許多領域逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固體激光器和CO2 激光器

2.2、 激光器技術難度大，從光學材料到光學元器件都是難啃的骨頭

激光器一般由三個部分組成：（1）工作物質(zhì)：這是激光器的核心，有能實現(xiàn)能級躍遷的物質(zhì)才能作為激光器的工作物質(zhì)；（2）激勵能源（光泵）：它的作用是給工作物質(zhì)以能量，即將原子由低能級激發(fā)到高能級的外界能量。通過強光照射工作物質(zhì)而實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的方法稱為光泵法；（3）光學共振腔：這是激光器的重要部件，其作用一是使工作物質(zhì)的受激輻射連續(xù)進行；二是不斷給光子加速；三是限制激光輸出的方向。以單縱模光纖激光器為例，其主要技術難點在于如何使諧振腔具有高的模式選擇性能，以及如何加入適當?shù)恼瓗V波器輔助選頻。在目前各種光纖激光器結構中，線形及環(huán)形腔代表了兩種最典型的激光器結構。當采用環(huán)形腔結構時，其諧振腔的腔長往往達到幾米甚至幾十米，因此對增益光纖的摻雜濃度要求不高，但是較長的腔長會導致縱模模式分布非常緊密，增加了選頻難度。當采用線形腔結構時，由于要保證單縱模激光輸出，激光器的腔長必須很短，一般都在厘米或毫米量級。

激光器的核心外延材料和芯片存在技術與人才、行業(yè)推廣和資金三大壁壘：（1）技術與人才壁壘：激光器在外延材料和芯片領域的專業(yè)研發(fā)人才十分稀缺，集中在美國、德國、英國、日本等少數(shù)國家；（2）行業(yè)推廣壁壘：激光器應用廣泛造成客戶群相對較為分散，行業(yè)推廣及銷售渠道的建立還需要大量的時間、資金、人力及技術的投入。激光作為新興產(chǎn)業(yè)，客戶對其技術及產(chǎn)品了解程度不深，激光設備制造企業(yè)，往往需要對客戶進行長時間的技術推廣和培訓引導；（3）資金壁壘：激光器前期研發(fā)投入較大，在產(chǎn)品銷售預期不明確的情況下，投入大筆資金開發(fā)激光器幾個細分行業(yè)的軟件解決方案風險較大。同時，為滿足不同行業(yè)的需求，后續(xù)的技術更新和產(chǎn)品升級同樣需要較大的研發(fā)投入和資金支持。而且由于規(guī)?；a(chǎn)需大量的測試檢驗儀器和生產(chǎn)工藝設備，這也需要大量的資金投入。

2.3、 激光器價格下降，催化激光設備的加速應用

隨著激光技術越來越廣泛的應用以及國內(nèi)企業(yè)對激光器技術的逐漸掌握，現(xiàn)如今激光器的價格已遠沒有國外產(chǎn)品壟斷時期的那種高價位。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)調(diào)研，從國內(nèi)市場主要激光器的售價中，平均功率30W以內(nèi)的光纖激光器價格在10萬元以內(nèi)，進口激光器價格明顯高于國產(chǎn)激光器價格。100W以內(nèi)CO2激光器價格不超過10萬元。10-20W小功率的CO2激光器、紅外激光器價格不超過3萬元。

我國光纖激光器基本依賴進口，供貨周期長。中國光纖激光器生產(chǎn)商，如銳科系列，在近年開始商業(yè)化出貨，逐步打破了國外企業(yè)在光纖激光器領域的壟斷，也逐步拉低了進口產(chǎn)品的價格。以進口的IPG光纖激光器為例，2016年4月份，光纖激光器在國內(nèi)的售價已低于2012年時的售價，以一臺進口的20W脈沖激光器為例，此前每臺價格約為9-12萬元，現(xiàn)在跌至約3萬元。

 

銳科公司在2016年的10～30W小功率光纖激光器的價格會比同類進口光纖激光器低40％-50％。

 

國內(nèi)對全固態(tài)激光器需求會進一步增長，其中千瓦級以上全固態(tài)激光器所占的比例還會略有提高，由于價格因素，我國高功率激光加工中多采用CO2激光器和燈泵固體激光器，不過由于全固態(tài)激光器在穩(wěn)定性、壽命、功耗等方面的顯著優(yōu)勢，目前已經(jīng)逐步進入工業(yè)加工領域，相信隨著成本的進一步降低，必將會占領更大的市場份額。

3、 激光設備：下游升級，激光應用百花齊放

3.1、 消費電子精密加工：多種用途百花齊放

市場研究公司BBC Research發(fā)布的報告顯示，預計到2020年，全球工業(yè)激光器的市場規(guī)模將達到63億美元，其中，消費電子領域將成為工業(yè)激光器最大的終端應用產(chǎn)業(yè)，其市場份額有望達到20億美元。隨著科技的不斷進步，全球創(chuàng)新型電子消費產(chǎn)品日新月異，它們不僅外觀炫目多彩，并內(nèi)置了各種復雜精密的集成技術。因而，電子行業(yè)的瞬息萬變也給激光制造業(yè)帶來了巨大的機遇和挑戰(zhàn)。

基本上，激光技術采用非接觸性加工方式，不會產(chǎn)生機械應力，特別符合電子行業(yè)的加工要求。另外，憑借其高效率、高精度、熱影響區(qū)小、無污染等優(yōu)勢，激光加工技術被廣泛應用了電子工業(yè)。

在電子消費品行業(yè)中，激光切割能夠以一流的切割精度和速度對金屬或非金屬零部件等小型工件進行精密切割或微孔加工。激光焊接則以熱變形小、作用區(qū)域和位置精確可控、焊接品質(zhì)高、易于實現(xiàn)自動化、能實現(xiàn)異種材料焊接等優(yōu)勢脫穎而出。而激光打標憑借其環(huán)保、耐磨性強、加工精度高、低成本、性能穩(wěn)定、使用范圍廣、便于追蹤管控等特點適用于對各種薄型金屬/非金屬材料打標，并且能在門類廣泛的電子元器件上烙下永久性的“標記”。

 

智能時代：激光與手機交融

隨著手機市場競爭愈發(fā)激烈，手機制造業(yè)對產(chǎn)品自然也提出了更高的要求。據(jù)悉，約70％的手機加工制造環(huán)節(jié)都應用到激光技術（超過20種不同的工藝）及相關的制造設備。無論你肉眼能看到的，抑或不能看到的，激光的身影都以不同形式“穿插”其中。

尤其是隨著近年來高功率、深紫外和超快激光加工等技術的發(fā)展，持續(xù)推動了智能手機制造技術的飛躍。究其緣由，想必與激光工藝特性及手機精密制造需求息息相關。憑借其功率密度高、方向性好、清潔、高效、環(huán)保等眾多優(yōu)勢，激光加工在手機制造中取代傳統(tǒng)技術的趨勢也日益明顯。

 

例如，精密激光切割在加工智能手機的眾多結構元素，如Home鍵、藍寶石屏、TFT液晶屏、AMOLED屏、玻璃蓋板、導電玻璃、音量孔、不銹鋼外殼、PCB電路板、柔性電路板、背蓋殼、以及其它薄膜材料和脆性材料等都是大有用武之地的技術。另外，如今電子元器件集成化要求越來越高、設計愈發(fā)傾向微小化，許多精細的深孔，如采用傳統(tǒng)加工方式便很難完成，激光鉆孔由此成為重要的工藝手段。激光聚焦光斑能在很小的區(qū)域內(nèi)集中很高的能量，尤其適用于加工微細深孔，最小孔徑只有幾微米，孔深和孔徑比可大于50微米。同時， 一部手機上隨處可見激光打標的影子，如：Logo、手機按鍵、手機外殼、電池、PCB、手機飾品以及手機內(nèi)部的零部件等等。

PCB是電子工業(yè)的重要部件之一，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占電子元件總產(chǎn)值的四分之一左右，在各個電子元件細分產(chǎn)業(yè)中比重最大，而FPC板又是PCB行業(yè)中增長最快的子行業(yè)之一。從全球各地區(qū)發(fā)展趨勢看，經(jīng)過大規(guī)模重組、遷移及技術換代，國內(nèi)PCB、FPC生產(chǎn)加工企業(yè)抓住了電子產(chǎn)品往國內(nèi)轉移的時機，使得國內(nèi)電路板產(chǎn)值在國際市場的比重進一步提升。

激光加工在PCB行業(yè)的應用非常廣泛，激光打標相對于傳統(tǒng)噴墨標記的優(yōu)越性越來越突出，激光標記可以加工流水號及二維碼等，以記錄相關生產(chǎn)信息，便于電子產(chǎn)品的全程追溯與質(zhì)量管控。在PCB行業(yè)，激光標記應用正呈現(xiàn)快速增長的趨勢。在柔性板（FPC）加工中激光切割、打孔也廣泛應用。

3.2、 脆性材料：全面屏/OLED/3D玻璃都需要激光加工

全面屏異形切割需要采用激光技術

隨著iPhone X全面屏手機的面世，“全面屏”這個概念終于從之前的星星之火形成了現(xiàn)在的燎原之勢。根據(jù)CINNO Research的預期，2018年全面屏在智能機市場的滲透率將會升至50%，后續(xù)逐步上升至2021年的93%，火熱程度可見一斑。但是與之相對應的卻是其制作工藝的復雜與艱難。一般來說，全面屏手機的設計可分為異形屏與非異形屏。在iPhoneX的帶動下，手機產(chǎn)商把手機從非異形屏向異形屏發(fā)展，而異形屏必須用異形切割方案才能實現(xiàn)。

 

隨著面板行業(yè)對其精度的不斷提升，未來激光設備的要求也會隨之提高。OLED面板是新時代的顯示技術，從國內(nèi)來看，京東方等產(chǎn)商相繼宣布量產(chǎn)也表明了未來OLED面板將會成為行業(yè)主流。但是短期來看，OLED面板生產(chǎn)所需的激光設備相比于LCD更為復雜，涉及的激光制程高達17-18個之多，設備需求數(shù)量和精度要求都較高，因此提前布局的產(chǎn)商將會率先收益。隨著三星Note 8和蘋果iPhone X等高端旗艦手機機型的發(fā)布，OLED全面屏無疑成為了2017年業(yè)界和消費者關注的熱點，這也是十年以來蘋果首次放棄了LCD屏，選擇使用了三星生產(chǎn)的OLED屏幕作為其最新高端機型的顯示屏幕。作為安卓機領軍人物的三星在2017年發(fā)布的Note 8上同樣也使用了OLED屏幕。

全球前五的手機廠商中，除三星、蘋果以外，華為、OPPO、小米等中國品牌正在努力實現(xiàn)產(chǎn)品轉型，旗下手機正在往高端化和差異化發(fā)展，而OLED的使用可以滿足國產(chǎn)手機品牌的產(chǎn)品升級的需求。目前OPPO、華為、vivo等廠商均開始生產(chǎn)搭載OLED屏幕的手機，據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2017年上半年在中國上市的OLED屏幕手機已有30多款。

柔性切割與劃線以及異形切割：柔性切割現(xiàn)階段采用超快紫外激光器。激光切割機的工作原理是利用355nm紫外短波長激光束掃描在表面，使高能量的紫外光子直接破壞柔性材料表面的分子鍵，達到去除材料的目的。紫外激光加工屬于"冷加工"，這種"冷"光刻蝕出來的部件熱影響區(qū)小，具有光滑的邊緣和最低限度的碳化，能保證加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)?？梢赃@么說，異形切割是一種要求無限精細的高端切割技術，而能夠支撐這種技術發(fā)展的正是激光切割。有別于傳統(tǒng)的刀具切割，激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束對材料的移動，孔洞連續(xù)形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫，完成對材料的切割。

使用紫外激光器主要優(yōu)點有以下四個：1）激光加工方式為非接觸式加工，加工過程中部件熱影響區(qū)??；2）高性能紫外激光器，工作時聚焦光斑小、功率分布均勻、熱效應小、切縫寬度小、切割質(zhì)量高；3）采用精密二維工作臺和全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，確保在快速切割的同時保持微米量級高精度；4）位置傳感器和CCD影像定位技術，自動定位、對焦，使定位快速準確，省時省心，效率高。

綜合這些優(yōu)點，超快激光因其具有超快速度和超高峰值等特性，獲得傳統(tǒng)激光無法比擬的高精度、低損傷等效果，比傳統(tǒng)刀輪切割優(yōu)勢更為明顯，也將是未來柔性切割的主要方式。

相比之下，當前的異形切割方式主要有兩種：刀輪切割和激光切割。刀輪切割屬于機械加工，沒有高溫問題，不會導致框邊黃化與熱點缺口，但成品較粗糙，容易改變玻璃本身的應力特性，且工序復雜，相對于激光切割來說良率較低，不適用于精細的玻璃、藍寶石等材料的加工。這種方案會導致崩邊嚴重。由于刀輪切割需要預留切割線，相比激光切割，刀輪切割對于整個Panel的利用率會下降10-20%，切割一片需要2-3分鐘。

而激光切割是非接觸性加工，無機械應力破壞，且效率較高。同樣的兩個C角，兩個R角，一個U槽的加工方案，20秒左右就可以完成切割。由于激光切割的原理是將激光聚焦到材料上，對材料進行局部加熱直至超過熔點，然后用高壓氣體將熔融的金屬吹離，隨著光束與材料的移動，形成寬度非常窄的切縫。激光切割的精度可以達到20um。

因此相比之下，激光切割在異形切割方面的優(yōu)勢明顯，行業(yè)中全面屏異形切割主要采用的是激光切割方案。

 

此外，激光退火、激光剝離、激光修復都是面板領域重要應用

LTPS的激光結晶化（退火）：準分子激光器與紫外激光器是退火系統(tǒng)所必需的器件。光結晶化技術尤其是準分子激光退火（ELA）技術目前在小尺寸應用方面已經(jīng)較為成熟，全球已經(jīng)量產(chǎn)的AMOLED產(chǎn)品基本都使用了ELA技術。

 

激光剝離：在柔性顯示器制造中，可能會使用電子紙（電泳），液晶（LC）或者有機光發(fā)射二極管（OLED）作為基礎，大量的激光工藝被用來實現(xiàn)每一層的有效結構直到最后切割和標記。在顯示器制造的激光加工步驟之一是在塑料基底上的激光剝離（LLO），用于釋放最后來自臨時剛性載體基板的柔性顯示器。相干是現(xiàn)階段全球準分子激光器是唯一供應商，韓國OLED 激光設備廠商的準分子激光器也是采購自相干，設備單價高達數(shù)千萬。

 

激光修復：OLED面板在完成老化制程后，需要對其顯示顯示缺陷進行檢查標記，并對可修復的顯示缺陷進行修復。

首先，將OLED面板用真空固定于真空吸附平臺上；然后，用點燈系統(tǒng)將OLED面板點亮，此時，通過點亮的OLED基板，可確定可修復性的顯示缺陷的大致位置，并對顯示缺陷予以標記；第三步，調(diào)節(jié)顯示缺陷檢查裝置的可調(diào)節(jié)平臺使顯微鏡移至上一步所標記的顯示缺陷的正上方，調(diào)節(jié)顯微鏡對顯示缺陷進行準確定位，并通過顯示裝置獲取顯示缺陷的圖像信息；第四步，將激光發(fā)生器打開，在顯示裝置的實時監(jiān)控和指導下，利用發(fā)射的激光束對顯示缺陷進行精準修復。

使用激光修復OLED面板顯示缺陷的優(yōu)點：通過將激光發(fā)生器的激光頭與顯示缺陷檢查裝置的顯微鏡鏡頭重疊，避免了對OLED面板顯示缺陷的重復定位，顯示缺陷檢查到后，無需移動OLED面板即可直接進行修復，不但提高修復效率，同時提高OLED面板顯示缺陷的修復的準確率。

 

3.3、 泛汽車行業(yè)：從動力電池到汽車車身，激光加工增強汽車牢固性和安全性

安全、舒適、節(jié)能和環(huán)保一直是世界汽車工業(yè)發(fā)展的主題。激光焊接工藝在汽車工業(yè)領域尤其得到重視和廣泛應用，其中汽車覆蓋件是激光焊接的五大類之一。激光焊接已經(jīng)成為車身覆蓋件制造的標準工藝。

激光焊接運用于汽車上可以降低車身重量、提高車身裝配精度、增加車身的剛度、降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本。德國人是最早把激光焊接技術運用于汽車，在20世紀90年代中期，BMW公司利用激光焊接機器人完成了BMW5系列轎車的第一條焊縫，焊縫總長度達12m。德國大眾Touran轎車的激光焊縫總長度達到了70m。隨后，奧迪、速騰、高爾夫及Passat等品牌的車頂采用了激光焊接技術，通用、豐田、福特、寶馬、奔馳等公司陸續(xù)均采用了激光焊接技術。

 

 

在汽車制造業(yè)內(nèi)激光復合焊也有大批量的應用，如一些鋁質(zhì)車門的焊接等。以德國大眾VW Phaeton的車門焊接為例：為了在保證強度的同時又減輕車門的重量，大眾公司采用沖壓、鑄件和擠壓成形的鋁件。車門的焊縫總長4980mm，現(xiàn)在的工藝是7條MIG焊縫(總長380mm)，11條激光焊縫(總長1030mm)，48條激光-MIG復合焊縫(總長3570mm)。

鑒于智能汽車有望成為下一代智能設備增長點，而汽車的能源、動力或成為關鍵因素，動力電池迎來新的時代。同時，國家也出臺眾多利好政策，幫助新能源汽車進入高速發(fā)展時期。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)，到2020 年新能源汽車年銷量有望達到210萬輛，滲透率達6%，到2030 年，年銷量將達1520 萬輛，滲透率達到40%。德國甚至在計劃到2030年全部置換新能源車，廢棄燃料車。

 

動力電池對焊接技術要求很高，國內(nèi)外動力電池的制造商在生產(chǎn)工序中一般根據(jù)不用的部件采用不同工序以及不同的焊接方法。大族激光為了滿足其在電池焊接方面逐步提升的要求，不斷提升自身的工藝成熟度。如今，大族激光已經(jīng)擁有包括硬殼電池、軟包電池的焊接，動力電池激光焊接自動化集成解決方案等多種技術儲備。未來隨著動力電池的需求不斷擴大，其焊接業(yè)務將迎來新的成長空間。

 

 

動力電池是新能源汽車的核心零部件，直接決定整車性能，其生產(chǎn)流程可分為前端、中端和后端設備，設備的精度和自動化水平將直接影響到電池的效率和一致性。而作為鏈接上游原料和下游產(chǎn)品的中游設備，激光焊接工藝開始進入人們視野，但其工藝應用的神秘性，至今還蒙上一層神秘面紗。激光焊接優(yōu)勢在于焊材損耗小、被焊接工件變形小、設備性能穩(wěn)定易操作，焊接質(zhì)量及自動化程度高。其工藝上的優(yōu)勢是其它焊接方式無法比擬的。

對于動力電池生產(chǎn)企業(yè)簡而言之，激光焊接是一個將正負極材料、隔膜和電解液等原材料化零為整的融合制造過程，是整個動力電池生產(chǎn)流程中的關鍵工藝。將所有原材料焊接成電池電芯、PACK模組，可直接用于傳統(tǒng)消費電子、電子工具、電動自行車、儲能電站及新能源汽車領域。激光焊接在動力電池中的地位也可以從焊接設備的成本價值上體現(xiàn)出來。以電池原料為對比，原料在成本中占比是持續(xù)性的且以噸為單位購入；激光焊接設備基本是一次性到位，不同工藝或類型的焊接設備價值數(shù)額在數(shù)十萬位至數(shù)百萬位人民幣，在電池廠投入中占比5-15%，在電池組pack廠投入占比10-40%不等。

近年來，很多國內(nèi)外動力電池生產(chǎn)廠商，在較為復雜的生產(chǎn)工序中，對于不同的工序、不同的被焊接部件，采用不同焊接方法，隨著新能源汽車行業(yè)邁向縱深發(fā)展，對配套電池的裝配與焊接精度、質(zhì)量都提出了更高的要求，大規(guī)模的采用激光焊接工藝勢在必行。未來，以三星、LG為代表的外資企業(yè)來世兇猛，以提供能量密度高、工藝精湛、高性價比的產(chǎn)品，將打破國內(nèi)動力電池市場的格局。國內(nèi)動力電池制造企業(yè)只有提升整體制造工藝水平才能參與國內(nèi)國際競爭。

3.4、 半導體：先進制程離不開激光加工

半導體可謂是電子精密制造的皇冠，在無限追求更小更精密的微觀世界里，激光發(fā)揮著至關重要的作用。例如，激光蝕刻出微細的溝槽，可將幾百塊芯片緊密地壓縮在一起，裝配在晶圓上；極紫外光可用于生產(chǎn)小于16納米的芯片；激光可將產(chǎn)品信息快速標記于極小的空間中；超短脈沖激光器能夠快速地在多層基板上鉆出大量細小的孔眼。

半導體激光應用之切割

在晶圓制程中，12寸的晶圓將被切割成微小的芯片，對切割技術要求高。在傳統(tǒng)機械切割晶圓的過程中，由于導體層之間填入低k介質(zhì)材料的絕緣層，低k介質(zhì)材料容易引發(fā)各種鋸切問題，有時會因為脆性而破碎，有時會粘住鋸片。即使使用最薄的鋸片分割晶圓，切痕仍然較大。這時候，激光切割足顯其優(yōu)勢，德國通快的TruMicro皮秒激光則可輕松實現(xiàn)40微米的溝槽寬度，且不產(chǎn)生任何損傷。

 

半導體激光應用之光刻

常規(guī)光刻技術是采用紫外光作為圖像信息載體，以光致抗蝕劑為中間（圖像記錄）媒介實現(xiàn)圖形的變換、轉移和處理，最終把圖像信息傳遞到晶片或介質(zhì)層上的一種工藝。隨著半導體技術的發(fā)展，光刻技術傳遞圖形的尺寸限度大幅縮小，已從常規(guī)光學技術發(fā)展到應用電子束、 X射線、微離子束、激光等新技術，使用波長已從4000埃擴展到 0.1埃數(shù)量級范圍。光刻是半導體加工難度極高的工藝，對設備要求非常之高，目前頂級的光刻機只有阿斯麥（ASML）、應用材料（AMAT）制備。

激光器：光刻機核心設備之一，難度極高。根據(jù)所使用的光源的改進，光刻機經(jīng)歷了 5 代產(chǎn)品的發(fā)展，每次光源的改進都顯著提升了光刻機所能實現(xiàn)的最小工藝節(jié)點。最初的兩代光刻機采用汞燈產(chǎn)生的 436nm g-line 和 365nm i-line 作為光刻光源，可以滿足0.8-0.35 微米制程芯片的生產(chǎn)。第三代光刻機采用 248nm 的 KrF（氟化氪）準分子激光作為光源，將最小工藝節(jié)點提升至350-180nm 水平。第四代光刻機的光源采用了 193nm 的 ArF（氟化氬）準分子激光，將最小制程一舉提升至 65nm 的水平。第五代 EUV 光刻機采用波長 13.5nm 的極紫外光，將工藝節(jié)點推向了7nm、5nm水平。

以最先進的EUV光刻機為例，由于極紫外光能被包括空氣在內(nèi)的很多材料吸收， 所以，要使用極紫外光，必須消耗電力把整個環(huán)境都抽成真空。與此同時，極紫外光容易被透鏡吸收，因此需要得到極高功率的極紫外光，需要極大的激光器，這也就意味著光刻機所需的激光器難度極大。

 

德國通快已研發(fā)了第三代的激光系統(tǒng)，為光刻系統(tǒng)制造商和預脈沖、主脈沖技術樹立了標桿。德國通快還將繼續(xù)加大技術投入，其目標是實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)所需的250瓦光學功率，為新一代芯片的生產(chǎn)奠定基礎。

4、 IPG、Coherent 、TRUMPF等海外廠商是激光產(chǎn)業(yè)的風向標，國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廠商正在崛起

全球激光產(chǎn)業(yè)格局鮮明，德國通快TRUMPF穩(wěn)局第一，Coherent收購Rofin后成為全球第二大激光廠商。值得一提的是，大陸廠商大族激光近兩年由于消費電子創(chuàng)新、面板、新能源、大功率業(yè)務等方面帶動，正在快速發(fā)展，未來市場份額有望更進一步。

 

4.1、 IPG 、Coherent、TRUMPF，激光產(chǎn)業(yè)的風向標

IPG：光纖激光器風向標

IPG（IPG Photonics）總部位于美國，是世界領先的高性能光纖激光器和放大器產(chǎn)品的開發(fā)及制造商，產(chǎn)品涉及眾多應用和市場，最為著名是的IPG高功率光纖激光器。IPG 經(jīng)過二十多年的發(fā)展逐步形成了光纖激光器上游產(chǎn)業(yè)鏈的垂直整合，如：增益光纖、半導體泵浦源、光纖元器件等，并拓展到光纖激光器下游產(chǎn)業(yè)鏈的一些特種激光加工裝備。IPG 為全球第一家實現(xiàn)光纖激光器產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，產(chǎn)品線豐富，產(chǎn)品類型包括高、中、低功率光纖激光器，在高功率光纖激光器的優(yōu)勢尤為突出。

 

IPG公布2017全年實現(xiàn)營業(yè)收入14.09億美元，同比增長40.02%，實現(xiàn)凈利潤3.48億美元，同比增長33.31%，增長迅速。其增長主要來源于三大原因，一是轉向6千瓦以上的高功率激光光源，其銷售額在2017年增長超過一倍，占高功率收入的30%以上；二是對非激光機械工具的替代，低端切割系統(tǒng)替代1-2千瓦激光源；三是2017年激光焊接市場快速擴張，IPG在焊接領域擁有明顯技術優(yōu)勢，在加工那些難以焊接的材料時，IPG的擺動和焊縫追蹤焊接頭適配器能夠確保焊縫的一致性。

 

IPG垂直一體化，構建光纖激光器技術壁壘。IPG掌握了光纖激光器的核心模塊技術，是一家典型的垂直整合的公司，其技術均是IPG研發(fā)出來的，例如特種光纖、泵浦二極管、包層側泵技術、分布式單管泵浦架構等核心環(huán)節(jié)，IPG均能實現(xiàn)自研生產(chǎn)，使得IPG生產(chǎn)高輸出功率和卓越光束質(zhì)量產(chǎn)品的同時，也能將成本做得更加低廉。

Coherent：ELA準分子激光退火的風向標

相干公司（Coherent）于1968年成立于美國，全球最早從事激光器研發(fā)與商業(yè)化的企業(yè)之一。Coheren來自準分子激光器營收占公司總營收一半以上，近年來充分受益于OLED產(chǎn)線建設對準分子激光器的旺盛需求。2016年3月，Coherent宣布以9.42億美元收購Rofin-Sinar，也開始進入高功率光纖激光器領域。

Coherent是最全面的激光器系統(tǒng)供應商之一，提供從振蕩級、放大器、OPA、泵浦源到特殊制造的TW激光器等一系列超快激光器產(chǎn)品，脈沖寬度最窄到20fs；峰值功率最高可達100TW；單脈沖能量最高可達到5J。公司能夠提供更全面的激光器和激光參數(shù)測量產(chǎn)品，包括：氬/氪離子激光器、CO2 激光器（10.6μm、9.4μm、調(diào)Q、可調(diào)諧、單頻、THz源）、半導體激光器(375nm、405nm、635nm、780-980nm)、鈦寶石連續(xù)可調(diào)諧激光器、準分子激光器、脈沖染料激光器、鈦寶石超快激光器及放大器、半導體泵浦固體激光器（1064nm、532nm、355nm、266nm）、功率計、能量計、光束質(zhì)量分析儀和波長計等。

 

2017年全年實現(xiàn)營業(yè)收入17.23億美元，同比增長101.00%，全年凈利潤2.07億美元，同比增長136.71%，增長情況同樣喜人。Coherent的爆發(fā)主要源于OLED訂單的迅速增長大幅推升了微電子業(yè)務部門的訂單，Coherent的準分子激光退火工具（ELA）和激光剝離工具（LLO）是目前OLED行業(yè)無法替代的工具，且由于ELA業(yè)務具有易耗和后續(xù)維修服務的特征，更新設備的收入加快了Coherent的爆發(fā)。

 

Coherent是ELA 激光退火設備的旗幟。ELA 激光退火設備是OLED生產(chǎn)線的重要設備，目前Coherent幾乎壟斷了該設備。在三星、LG、京東方的OLED生產(chǎn)線中，都在使用Coherent的ELA 激光退火設備。

德國通快（TRUMPF）：激光加工設備的風向標

德國通快成立于1923年，集團是全球制造技術領域的主導企業(yè)之一，在工業(yè)用激光及激光系統(tǒng)領域是技術及市場的全球領導者。德國通快成立之初最開始的業(yè)務是撓性軸，上世紀60年代，通快集團開始涉足激光領域，并于80年代造出了業(yè)界領先的激光器，將激光技術集成到通快的產(chǎn)品線，此后30多年保持持續(xù)發(fā)展和增長。

從收入規(guī)模來看， 2016/17財政年度，德國通快銷售額31億歐元，同比增加了10.8%；訂單收入34億歐元，同比增長21.1%。德國通快主要收入來自用于柔性鈑金和管材加工的機床，集團總收入的2/3與激光器有關。目前，德國通快在激光加工領域排名全球第一，也是全球第三大機床制造企業(yè)。

從創(chuàng)新角度來看，德國通快以其持續(xù)創(chuàng)新和專注于專業(yè)的生產(chǎn)方法以及不斷的改革作為其集團發(fā)展的綱領，使其牢牢占據(jù)了鈑金加工、激光生產(chǎn)、電子應用以及醫(yī)療設備等領域的競爭優(yōu)勢。因此，可以看到，無論是在鈑金制造的機床與電動工具領域，還是在激光技術與醫(yī)療行業(yè)，通快公司均靠技術創(chuàng)新而引領潮流。我們舉例為證，1997年，德國通快首先發(fā)明以自動控制折彎ACB而著稱的角度測量系統(tǒng)；2004年，德國通快首先發(fā)明四液壓缸驅動技術；這些都是折彎領域的兩大里程碑，均來自于德國通快之手。

從技術投入上看，2017年，德國通快的研發(fā)支出318百萬歐元，占收入比重達到10.2%，公司有1843名員工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)。

 

4.2、 中國的激光技術與國外仍差距明顯，正加緊追趕步伐

我國裝備制造業(yè)發(fā)展存在“以整機帶動零部件發(fā)展”的思路，由于整機廠的強勢和游說，21世紀初，國家把進口“零部件不免稅，整機免稅”改為“零部件免稅，整機不免稅”。在這種環(huán)境下，制造業(yè)的規(guī)模發(fā)展起來了，但是基礎技術和基礎零部件的發(fā)展相對滯后，并使我國本土零部件企業(yè)的生存環(huán)境更加惡劣，產(chǎn)業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)需要直面進口產(chǎn)品在價格和技術上的雙重沖擊。

國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)與世界差距多大？

2007 年之前，盡管國內(nèi)高校、研究所等單位在光纖激光器領域開展了大量的研究工作并取得了諸多成就，但國內(nèi)光纖激光器的產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品化仍然是空白，幾乎所有工業(yè)光纖激光器全部依賴進口。

中國激光產(chǎn)業(yè)存在最大的問題就是核心話語權缺失，這也是與國外最明顯的差距。我國激光產(chǎn)業(yè)工藝產(chǎn)品較為依賴進口，上游晶體公司出產(chǎn)晶體至德國、美國，國外企業(yè)制成晶片后再出售至中國。并非我國公司不能自產(chǎn)晶片，而是工藝不過關，進口晶片性能比自產(chǎn)的要好，下游加工商出于穩(wěn)定性考慮，選擇了進口產(chǎn)品。中游的激光器制造也是同樣境遇：比如制造飛秒激光器，在加工縮膜期間，縮膜便無法自產(chǎn)，只能進口。目前國內(nèi)所掌握的激光技術與國外差距并不大，但是受限于整體工業(yè)的體系發(fā)展的基礎，以500W以上的激光器為例，國產(chǎn)的產(chǎn)品在耐用性、性能、穩(wěn)定性以及大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)水平均與國際差距較大，根源在于我國的工業(yè)基礎相對薄弱。

根據(jù)《2017年中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》數(shù)據(jù)，2016年中國進口激光元器件的總金額創(chuàng)新高，達13億美元，說明核心激光元器件依賴進口的現(xiàn)象未得到本質(zhì)改觀，高端市場依然被國外企業(yè)把控。

 

目前我國中低功率光纖激光器的制造技術已比較成熟，但高功率激光合束與泵浦耦合等領域存技術難題，且器件缺乏。和發(fā)達國家相比，國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)的差距主要包括激光元器件技術方面以及產(chǎn)業(yè)化，其中，元器件技術的差距制約了整個激光產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化水平。

激光設備領域，大族激光、華工科技正在趕超

中國制造業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)工業(yè)制造技術的更新升級，也急切的激光加工設備做配套，倒逼著中國激光廠商不斷研發(fā)新設備以適應市場的發(fā)展，推動了中國大陸廠商加速發(fā)展。大族激光、華工科技等廠商在過去幾年取得了快速發(fā)展，已經(jīng)躋身世界激光設備大廠的行列。

以大族激光為例，大族激光是亞洲最大、世界排名前三的工業(yè)激光加工設備生產(chǎn)廠商，其產(chǎn)品覆蓋了激光打標機系列、激光焊接機系列、激光切割機系列、新能源激光焊接設備、激光演示系列、PCB鉆孔機系列、工業(yè)機器人等多個系列200余種工業(yè)激光設備及智能裝備解決方案。2017年，大族激光實現(xiàn)總營收115.6億，同比增長66.12%。其中，小功率激光打標、精密焊接、精密切割等業(yè)務實現(xiàn)營業(yè)收入61.88億元；大功率激光及自動化配套設備實現(xiàn)營業(yè)收入20.74億元，同比增長42%；PCB業(yè)務實現(xiàn)營業(yè)收入12.10億元，同比增長36%；半導體及顯視面板行業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入5.1億元，同比增長47%；新能源業(yè)務實現(xiàn)營業(yè)收入5.47億元，同比增長82%?？梢钥闯觯笞寮す獾靡嬗谙掠涡屡d應用的出現(xiàn)，半導體及顯視面板、新能源、大功率加工成為了重要潛力點。

在激光器領域，銳科激光、創(chuàng)鑫激光正在追趕

近幾年，隨著中國廠商的低功率（<100W）光纖激光器的技術成熟，其市場已大多被國內(nèi)廠商占據(jù)，國產(chǎn)化率高達85%。在中功率光纖激光器（≤1.5kW）領域，國產(chǎn)廠商在2016年的市占率已經(jīng)超過了國外廠商，國產(chǎn)化成果顯著。然而在高功率光纖激光器（>1.5kW）領域，由于國產(chǎn)產(chǎn)品的性能、穩(wěn)定性等仍存在客觀差距，其大部分市場依舊被國外廠商占據(jù)，國產(chǎn)的高功率光纖激光器市場份額約占8%。而在這里面的典型的代表企業(yè)包括銳科激光、創(chuàng)鑫激光等，它們成功研制出中高功率光纖激光器，大大降低了該類產(chǎn)品的國內(nèi)銷售價格，打破了國外壟斷。

 

 

 

5、 投資建議：建議投資中國激光的行業(yè)典范標的

5.1、 大族激光：從激光器到設備集成垂直一體化掌握核心技術，下游多項應用全面開花，維持“買入”評級

◆垂直一體化，從激光器到設備集成，國內(nèi)激光技術絕對龍頭。

大族激光是真正意義上掌握了激光核心技術的企業(yè)。激光技術的核心在于的激光器（激光器占激光設備成本的40%）。大族自主研發(fā)的Draco系列皮秒激光器實現(xiàn)規(guī)模銷售，作為新一代核心光源打破國外壟斷，在LED晶圓、藍寶石、玻璃等脆性材料切割領域基本替代進口。除了實現(xiàn)小功率激光器的產(chǎn)業(yè)化，大功率激光器也逐步攻克，隨著激光器自供的比例提升，將降低公司產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，進一步強化了大族在激光產(chǎn)業(yè)的領先地位。

為了更深層次掌握激光核心技術，大族激光也通過收購布局特種光纖進一步切入更上游，從而實現(xiàn)了從特種光纖到激光器再到設備集成的垂直一體化整合。目前，大族已經(jīng)打通激光技術產(chǎn)業(yè)鏈，為多個行業(yè)應用提供智能制造解決方案，已經(jīng)在消費電子、PCB、面板、新能源、大功率加工等多領域全面開花。

◆受益下游行業(yè)景氣度提升，重點布局IT、高功率、PCB、面板等產(chǎn)業(yè)。

智能手機市場相對飽和的大環(huán)境下，大族激光通過拓展國內(nèi)大客戶，IT業(yè)務線維持與2017年持平。高功率事業(yè)部受益于國內(nèi)外市場整體裝備制造升級，維持30-40%的復合高增速。公司出產(chǎn)的高功率設備目前應用于汽車、軌道交通等重要行業(yè)，已成為中集集團、中國鐵建、大慶油田等大型企業(yè)的激光系統(tǒng)集成解決方案提供商。

同時2018年主要受益于PCB行業(yè)景氣度提升，下游廠商擴張產(chǎn)能，軟板硬板產(chǎn)線都迎來擴產(chǎn)，機械鉆孔機、LDI激光直接成像設備等產(chǎn)品訂單同比增長100%以上，訂單相比2017年有大幅提升。顯示業(yè)務線收獲OLED設備、全面屏、LED劃片等增量訂單。同時新能源事業(yè)部伴隨電池廠商產(chǎn)能擴張和自動化工藝提升，將為公司業(yè)績帶來彈性。2018年全年凈利將維持高速增長。

◆盈利預測、估值與評級

近年來我國傳統(tǒng)制造業(yè)正處于加速升級階段，國家大力推進高端裝備制造業(yè)的發(fā)展，激光加工的突出優(yōu)勢在各行業(yè)逐漸體現(xiàn)。我們看好大族激光作為中國激光設備龍頭公司的行業(yè)地位。我們維持公司 2018—2020年 EPS 分別為 2.16/2.97/3.89元，對應PE分別為25/18/14倍，維持“買入”評級。

◆風險提示：

消費電子下游需求疲軟；高功率設備市場滲透率提升不及預期；PCB 下

游擴產(chǎn)速度不及預期。

5.2、 華工科技：制造向高端，汽車激光加工技術領先

◆立足激光，堅持“制造向高端”戰(zhàn)略

華工科技主要包括激光業(yè)務（華工激光）、光通信業(yè)務（華工正源）、傳感器業(yè)務（華工高理）、激光全息防偽業(yè)務（華工圖像）等多項業(yè)務，主要以激光業(yè)務（2017年收入占比34.63%）和光通信業(yè)務（2017年收入占比39.67%）為主，它們也正好順應了激光和5G通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。

華工科技下轄業(yè)務眾多，但公司立足于激光業(yè)務，堅持“制造向高端”戰(zhàn)略。2017年公司的激光業(yè)務收入15.5億元，同比增長33%，凈利潤1億元，同比增長20%。激光業(yè)務成為華工科技的重要業(yè)務支柱。

◆堅持技術創(chuàng)新，激光技術突出，已形成戰(zhàn)略布局

華工科技始終堅持研發(fā)創(chuàng)新，目前累計擁有502件專利，牽頭組織的國家科技部“重點研發(fā)計劃專項”項目——“工業(yè)級皮秒/飛秒激光器關鍵技術研究及產(chǎn)業(yè)化”、“高效智能激光強化設備研制及在鐵路、航空領域關鍵部件上的示范作用”、“基于超導回旋加速器的質(zhì)子放療裝備研發(fā)”有序推進。截至2017年末，華工科技有10人入選國家“千人計劃”、6人入選湖北省“百人計劃”。此外公司著力優(yōu)化調(diào)整人力資源結構，技術人員和市場營銷人員比重逐年上升。

華工激光擁有各種功率激光器和激光設備的核心技術，在微加工領域成功研發(fā)藍寶石切割、打孔設備，掌握皮秒激光成絲切割工藝、掌握高精度光機電協(xié)同控制技術等單元技術，在手機屏幕切割領域打開通過國家項目申報，突破顯示面板工藝技術并開發(fā)了全面屏的全自動切割設備。針對家電行業(yè)，推出紫外大幅面打標設備，突破了曲面異形加工瓶頸，填補了市場應用空白。開發(fā)出汽車變速箱齒輪焊接智能生產(chǎn)線、凸輪軸智能焊接裝備、汽車座椅滑軌部裝智能線、適用于航空航天、汽車等多領域的三維五軸智能加工設備。同時，基于信息化MES系統(tǒng)的智能激光切割、切管生產(chǎn)線成功交付。

正是由于華工激光突出的技術水平，其客戶覆蓋了眾多領域的極具影響力的廠商，包括寧德時代、比亞迪、廣東海中新能源公司、東光天藍智能裝備公司、京東方、深天馬、華星光電、A客戶等。

◆汽車激光加工優(yōu)勢明顯，已搶占行業(yè)高地

近十年來，華工激光充分利用華工激光法利萊制造產(chǎn)品、華科大科研力量、神龍汽車的“產(chǎn)學研用”的創(chuàng)新平臺，成功打破了行業(yè)內(nèi)外企獨大的壟斷格局。2010年9月，華工激光承接的“神龍汽車有限公司標致508白車身頂蓋激光焊接項目”實現(xiàn)小批量產(chǎn)，成功打破40年國外壟斷。2016年4月，華工激光法利萊與廣汽本田達成合作協(xié)議，負責其“汽車主線頂蓋激光焊、尾門鉸鏈、后輪拱滾邊自動化改造項目”，這意味著日系車將首次采用技術進行生產(chǎn)線制造。自此，華工激光在汽車激光加工已實現(xiàn)了國內(nèi)領先，搶占了先發(fā)優(yōu)勢。

目前，公司自主研發(fā)了國內(nèi)首條新能源汽車全鋁車身焊裝生產(chǎn)線，已實現(xiàn)了量產(chǎn)上市；公司重點推出了漫威系列光纖激光切割機、奧博三維五軸激光切割機系列新產(chǎn)品。這些將為公司在汽車領域未來發(fā)展鋪設了新道路。

◆風險提示：

技術轉化率不及預期；新產(chǎn)品推廣速度不及預期。

5.3、 銳科激光：國內(nèi)光纖激光器龍頭，雙重受益于行業(yè)景氣和國產(chǎn)替代

◆國內(nèi)光纖激光器龍頭，高功率連續(xù)激光器國內(nèi)領先

銳科激光是國內(nèi)第一家專門從事光纖激光器及核心器件研發(fā)并實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的國家級高新技術企業(yè)，公司主要產(chǎn)品為脈沖光纖激光器、連續(xù)光纖激光器兩大系列，均為自主研發(fā)，設計水平、產(chǎn)品質(zhì)量與性能整體處于行業(yè)先進水平，產(chǎn)品線豐富齊全，包括10W至200W 的脈沖光纖激光器和10W 至10,000W 的連續(xù)光纖激光器。脈沖光纖激光器主要應用于各種材料的打標、精密加工、圖文標記、深雕刻；連續(xù)光纖激光器廣泛應用于汽車車身零件的切割，航空領域鋁、鈦合金材料的鉚釘孔切割，造船業(yè)和鋼鐵業(yè)的厚鋼板切割等。

2017年，銳科激光實現(xiàn)營業(yè)收入9.51億元，其中脈沖光纖激光器1.75億元，占比18.44%；連續(xù)光纖激光器7.18億元，占比75.56%，該部分業(yè)務體現(xiàn)了中高功率的光纖激光器已成為公司發(fā)展的核心支柱。而銳科激光也在行業(yè)內(nèi)建立了高功率連續(xù)光纖激光器領域的先發(fā)優(yōu)勢，早在2013年，公司就向市場正式推出10kw連續(xù)光纖激光器，填補了國內(nèi)該項技術的空白。

◆光纖激光器正受益于行業(yè)景氣和國產(chǎn)替代

光纖激光器相比于固體激光器、氣體激光器，具有可操作性性好、設計簡單、制冷方式簡單等多方面優(yōu)點，光纖激光器的應用也越來越廣泛。

銳科激光正雙重受益于行業(yè)景氣和國產(chǎn)替代。在行業(yè)景氣方面，根據(jù) Laser MarketsResearch/ Strategies Unlimited 的數(shù)據(jù)，2017年全球工業(yè)激光器市場規(guī)模43億美元，其中光纖激光器市場規(guī)模已經(jīng)達到20億美元，占比47%，近三年的市場規(guī)模增速分別為21.67%、30.57%和33.70%，可見光纖激光器市場正處于高景氣時期。在國產(chǎn)替代方面，全球光纖激光器主要被IPG等海外巨頭壟斷，IPG 2017財年營收超14億美元，而銳科激光的2017年收入尚不到10億人民幣，正享受中國大陸市場國產(chǎn)替代的紅利。

◆三位“千人計劃”專家引領技術創(chuàng)新，代表國內(nèi)光纖激光器頂尖水平

銳科激光擁有一支人才突出、經(jīng)驗豐富的研發(fā)團隊，其中公司副董事長兼總工程師閆大鵬、 董事兼副總經(jīng)理李成、副總經(jīng)理兼董事會秘書盧昆忠 3 名高層次人才入選國家“千人計劃”， 3名“千人計劃”人才均為光纖激光器及核心器件等領域的領軍人才。以3 名“千人計劃”人才為核心，公司建立起以博士和碩士為主體的光纖激光器及核心器件的研發(fā)團隊，并于2014 年入選國家重點領域創(chuàng)新團隊。截至2017 年末，公司及控股子公司共有技術研發(fā)類人員205 人，占全體員工人數(shù)的比重為24.29%。

在3名“千人計劃”專家的帶領下，公司已經(jīng)取得了一系列的技術成果。截止2017年末，公司擁有專利108 項，其中境內(nèi)發(fā)明專利24 項，境內(nèi)實用新型專利68 項，境內(nèi)外觀設計專利15 項，境外專利1 項，軟件著作權7 項。

銳科激光先后研制出我國第一臺25W 脈沖光纖激光器產(chǎn)品，第一臺100W、1,000W、4,000W、6,000W 和10,000W 連續(xù)光纖激光器產(chǎn)品并形成批量化生產(chǎn)，技術研發(fā)實力在國內(nèi)同行業(yè)中保持領先水平

◆風險提示

激光行業(yè)下游需求不及預期。

5.4、 福晶科技：把握激光上游晶體的龍頭公司

◆中國激光產(chǎn)業(yè)上游的元器件龍頭公司

福晶科技主營業(yè)務主要聚焦光學晶體、晶體材料、激光器件的制造。產(chǎn)品劃分為非線性光學晶體元器件、激光晶體元器件、激光光學元器件和激光器件四大類，其中非線性光學晶體元器件主要為LBO（三硼酸鋰）、BBO（低溫相偏硼酸鋇）、KTP（磷酸鈦氧鉀）等，激光晶體元器件主要為Nd:YVO4（摻釹釩酸釔）等，激光光學元器件包括透鏡、反射鏡、波片、窗口片等，激光器件主要包括隔離器、電光開光、聲光器件等。

公司產(chǎn)品主要用于固體激光器及光纖激光器制造，是激光系統(tǒng)的核心元器件。固體激光器及光纖激光器在工業(yè)加工、醫(yī)療和科研等領域得到廣泛的應用。公司根據(jù)下游的客戶的需求，主要采取小批量、多規(guī)格的非標準產(chǎn)品訂單生產(chǎn)模式，按照客戶提供的指標要求，開發(fā)、生產(chǎn)相關產(chǎn)品。

經(jīng)過二十多年的發(fā)展，積累了精湛的工藝按照“材料——元件——組件——器件”的產(chǎn)業(yè)路徑，繼續(xù)加大人才和研發(fā)投入，持續(xù)開展新品種開發(fā)、產(chǎn)品升級和工藝改進活動，形成“研發(fā)一代、儲備一代、生產(chǎn)一代”的階梯發(fā)展模式。在鞏固和發(fā)展非線性光學晶體元器件、激光晶體元器件、激光光學元器件現(xiàn)有業(yè)務的同時積極尋求新的材料和元器件的發(fā)展。

公司產(chǎn)品處于激光行業(yè)的上游，隨著激光精細加工、醫(yī)療美容等相關領域應用拓展，作為上游元器件的市場需求呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，為公司業(yè)務拓展提供了良好契機。公司積累了獨特的技術和工藝，具備較強的自主研發(fā)能力和創(chuàng)新能力，為國家高新技術企業(yè)，參與制定了一些國家和地方性行業(yè)標準，與全球主要固體激光器廠商建立了良好的合作關系。

◆受益于下游設備需求增長，上游元器件廠商業(yè)績持續(xù)提升

非線性光學晶體元器件是公司重要的基礎業(yè)務線，公司是全球最大的LBO 晶體、BBO 晶體供應商，也是全球重要的Nd：YVO4 晶體供應商，控股子公司青島海泰光電技術有限公司是國內(nèi)最大的KTP 晶體生產(chǎn)商。公司發(fā)展了熔鹽法，提拉法、水溶液法和坩堝下降法等多種晶體生長技術，擁有數(shù)控加工、雙拋、大型環(huán)拋等多種加工手段以及IAD，IBS，EB等鍍膜工藝以適應各類不同的應用需求。檢測技術和設備也處于業(yè)界領先地位，擁有Zygo干涉儀、PE分光光度計、Trioptics中心儀等多臺檢測儀器。

公司產(chǎn)品主要用于固體激光器及光纖激光器制造，是激光系統(tǒng)的核心元器件。公司根據(jù)下游的客戶的需求，主要采取小批量、多規(guī)格的非標準產(chǎn)品訂單生產(chǎn)模式，根據(jù)客戶的指標要求，開發(fā)、生產(chǎn)并銷售相關產(chǎn)品。業(yè)績的增長主要得益于激光在精密加工方面的應用不斷普及，從而帶動激光上游元器件的市場需求。

◆風險提示：

激光行業(yè)下游需求不及預期。

6、 風險分析

（1）下游需求出現(xiàn)快速變化的風險：激光設備行業(yè)屬于上游行業(yè)，如果下游需求出現(xiàn)快速變化，激光設備廠商應對不及可能產(chǎn)生不利影響；

（2）技術升級風險：激光器的技術一直處于升級之中，如果出現(xiàn)新的技術而激光設備廠商應對不及，則可能會被淘汰。