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光纖激光器:全球寡頭壟斷,國(guó)產(chǎn)龍頭待崛起

cici 來(lái)源:樂(lè)晴智庫(kù)2018-10-08 我要評(píng)論(0 )   

激光器誕生于1960年,目前光纖技術(shù)是前沿課題。1917年愛(ài)因斯坦提出光與物質(zhì)相互作用技術(shù)理論,指出存在受激輻射的光放大現(xiàn)象。


激光器誕生于1960年,目前光纖技術(shù)是前沿課題。

1917年愛(ài)因斯坦提出“光與物質(zhì)相互作用”技術(shù)理論,指出存在“受激輻射的光放大”現(xiàn)象。1960年美國(guó)科學(xué)家梅曼宣布世界上第一臺(tái)激光器誕生,從此激光開(kāi)始引入實(shí)用領(lǐng)域。

1962年半導(dǎo)體二極管激光器被前蘇聯(lián)科學(xué)家尼古拉-巴索夫發(fā)明,此后逐漸成為目前小型商用激光器的支柱。1970年后康寧公司開(kāi)發(fā)出低衰減光纖,光纖激光器逐步進(jìn)入商用化。

激光器主要可分為氣體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器和染料激光器四大類(lèi),主要應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、電新等領(lǐng)域。光纖激光器作為目前最為活躍的光源器件,是研究的熱點(diǎn)技術(shù)之一。

光纖激光器于1970年后進(jìn)入商用化,稀土摻雜雙包層石英光纖是關(guān)鍵技術(shù)之一。摻雜光纖的發(fā)展起源于光纖激光器的研究,1963-1964年光纖激光器和放大器概念被提出,受限于功率損耗直到1970年康寧公司開(kāi)發(fā)出衰減小于20dB/km的光纖才使得光纖激光器逐步商用化;

上個(gè)世紀(jì)80年代末出現(xiàn)稀土摻雜雙包層石英光纖技術(shù),成為了高功率光纖激光研究的關(guān)鍵技術(shù)之一;為解決傳統(tǒng)單模缺陷,大模場(chǎng)面積雙包層有源光纖成為目前有源光纖研制的熱點(diǎn)。

目前,稀土摻雜雙包層晶體光纖(PCF)的出現(xiàn)突破了稀土摻雜雙包層石英光纖工藝極限,為光纖研究帶來(lái)了新的可能和機(jī)遇。

光纖激光性能優(yōu)勢(shì)明顯,在工業(yè)激光器的市場(chǎng)份額呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。

相對(duì)于其他激光器,光纖激光器具有輸出激光光束質(zhì)量好、能量密度高、電光效率高、使用方便、可加工材料范圍廣等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于雕刻/打標(biāo)、切割/鉆孔、熔覆/焊接、表面處理等加工處理環(huán)節(jié)。

根據(jù)IndustrialLaserSolutions的數(shù)據(jù)顯示,2017年光纖激光器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)20億美元,在全球工業(yè)激光器市場(chǎng)中占比達(dá)到42.7%。

由于光纖激光、直接半導(dǎo)體激光和碟片激光等新型激光技術(shù)的出現(xiàn)及普及,近兩年來(lái)CO2激光器的應(yīng)用市場(chǎng)不斷萎縮,市場(chǎng)占比在逐年減小,2017年,CO2激光器在全球工業(yè)激光器市場(chǎng)中占比20.2%。半導(dǎo)體激光器和固體激光器市場(chǎng)占比分別為19.5%、18%。

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北美的光纖激光器技術(shù)領(lǐng)先,歐洲的技術(shù)緊隨其后。

根據(jù)2018激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告顯示,Trumpf公司等光纖激光器生產(chǎn)商設(shè)立在歐洲,Trumpf的2017年?duì)I收36.2億美元,同比增長(zhǎng)11.30%,領(lǐng)跑所有激光產(chǎn)業(yè)龍頭公司。

美國(guó)是第一個(gè)將光纖激光器用于制造業(yè)和進(jìn)行高功率激光應(yīng)用的國(guó)家,全球知名的大型光纖激光器生產(chǎn)商,如IPG、Coherent、nLight等公司總部都設(shè)立在美國(guó),Coherent和IPG2017年?duì)I收分別為17.2億美元和14.09億美元,分別同比增長(zhǎng)101%和40.02%。

激光器市場(chǎng)集中度逐漸提升,IPG、相干與通快處于行業(yè)領(lǐng)先地位。

激光器市場(chǎng)集中度緩慢提升,龍頭公司市場(chǎng)支配能力強(qiáng),根據(jù)OFWeek激光網(wǎng)及Bloomberg、Wind的數(shù)據(jù)整理,2017年IPG、Coheren(t相干)和Trump(f通快)公司市占率合計(jì)約為41.84%,IPG、Coherent(相干)、Trumpf(通快)、II-VI和銳科激光合計(jì)市占率約為46.32%。

IPG憑借在光纖激光器中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)保持市場(chǎng)領(lǐng)先地位,在高功率光纖激光器產(chǎn)品中具有較大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

Coherent公司產(chǎn)品覆蓋廣,2016年收購(gòu)Rofin后進(jìn)入高功率光纖激光器領(lǐng)域,目前主要產(chǎn)品涉及二氧化碳激光器、光纖激光器和半導(dǎo)體激光器等主流激光器產(chǎn)品。

Trumpf(通快)公司是工業(yè)用激光器及激光系統(tǒng)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者,公司總部位于德國(guó),該公司2008年收購(gòu)世界領(lǐng)先的光纖激光器廠商英國(guó)SPI公司。

IPG公司覆蓋范圍最全面,中國(guó)本土企業(yè)在產(chǎn)品線上仍有差距。

IPG公司光纖激光器產(chǎn)品覆蓋范圍最全面且產(chǎn)品系列多樣化,包含脈沖激光器(皮秒&飛秒激光器、納秒激光器)、準(zhǔn)連續(xù)激光器和連續(xù)激光器等。

Coherent相干公司在合并Rofin公司后產(chǎn)品系列拓寬,HlighLightFL/DL系列產(chǎn)品線覆蓋低中高功率連續(xù)激光器與納秒激光器。nLight恩耐公司主要光纖激光器產(chǎn)品系列為CFL,可提供500W至8000W輸出功率。

中國(guó)本土企業(yè)銳科激光與創(chuàng)鑫激光產(chǎn)品主要涉及納秒激光器、準(zhǔn)連續(xù)激光器和連續(xù)激光器,多模組最大輸出功率可達(dá)12kW。

國(guó)外公司完成全面垂直整合,高毛利率為龍頭特征。國(guó)外激光器龍頭IPG、相干(Coherent)實(shí)施全面的垂直整合策略,設(shè)計(jì)制造所有關(guān)鍵部件能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品低成本和性能高穩(wěn)定性,從而獲得穩(wěn)定高毛利率。

國(guó)內(nèi)激光器廠商已掌握大部分元件制造技術(shù),但光纖介質(zhì)、高功率激光芯片和高功率光纖光柵核心元器件仍依賴(lài)進(jìn)口。目前國(guó)內(nèi)激光器龍頭公司銳科激光毛利率水平較高,核心元器件若進(jìn)一步國(guó)產(chǎn)化可以為國(guó)內(nèi)廠商業(yè)績(jī)提供充足支撐。

2016年后全球激光產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整頻繁,重要并購(gòu)重組主要由大企業(yè)主導(dǎo)。

主要激光器廠商進(jìn)行重組并購(gòu)活動(dòng)更多地是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)層面上的補(bǔ)充和拓展,2016年3月相干收購(gòu)羅芬公司進(jìn)軍高功率光纖激光領(lǐng)域,2017年包括美國(guó)Teradiode,、大通激光、瑞士Onefive,、英國(guó)Powerlase等從事激光器的公司均被收購(gòu)。

通過(guò)重組活動(dòng),大企業(yè)正逐步完善業(yè)務(wù)布局增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力,爭(zhēng)奪更多的市場(chǎng)份額。與此同時(shí)激光行業(yè)新應(yīng)用不斷出現(xiàn),中小企業(yè)從細(xì)分市場(chǎng)中獲得生存空間。

▌國(guó)內(nèi)光纖激光器行業(yè):核心技術(shù)差距仍在,國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速

中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期,2018年激光器及激光設(shè)備市場(chǎng)銷(xiāo)售額有望突破600億元。

受益于消費(fèi)電子、新能源、PCB電路板等加工設(shè)備的需求旺盛,在經(jīng)過(guò)2016年增速放緩后,激光成套加工設(shè)備市場(chǎng)迎來(lái)全面快速增長(zhǎng)。

根據(jù)《2018中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》的統(tǒng)計(jì)與分析,2017年全行業(yè)的銷(xiāo)售收入增長(zhǎng)超過(guò)25%,幾家龍頭企業(yè)的收入增幅突破40%。2017年中國(guó)工業(yè)激光器及激光設(shè)備市場(chǎng)銷(xiāo)售總收入達(dá)到495億元,同比增長(zhǎng)28.6%,2018年銷(xiāo)售額有望突破600億元。

國(guó)內(nèi)光纖激光器企業(yè)起步較晚,銳科激光在國(guó)產(chǎn)廠商中市場(chǎng)份額領(lǐng)先,創(chuàng)鑫激光緊隨其后。

2007年開(kāi)始,以銳科激光為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)了從低功率到高功率的光纖激光器的產(chǎn)業(yè)化,但主要銷(xiāo)售產(chǎn)品集中在價(jià)格和附加值較低的中低功率領(lǐng)域,高功率光纖激光器產(chǎn)品仍以國(guó)外公司產(chǎn)品為主。

目前,光纖激光器主要生產(chǎn)企業(yè)有銳科激光,創(chuàng)鑫激光,杰普特光電等。銳科激光及創(chuàng)鑫激光相對(duì)規(guī)模較大,根據(jù)中國(guó)激光雜志社的數(shù)據(jù)顯示,2016年銳科和創(chuàng)鑫分別占據(jù)市場(chǎng)份額的12.10%與10.30%,為國(guó)內(nèi)廠商相對(duì)龍頭。杰普特憑借MOPA激光器鞏固了自己的行業(yè)地位,聯(lián)品激光與中科光匯發(fā)展迅速。

根據(jù)中國(guó)光博會(huì)的報(bào)道,中科光匯在連續(xù)激光器方面已有6KW的產(chǎn)品。其它品牌包括上海飛博、武漢安揚(yáng)、國(guó)神光電、46所、東方銳鐳、歐泰激光等都有一定發(fā)展。

國(guó)內(nèi)光纖激光器行業(yè)步入快速發(fā)展階段,逐步實(shí)現(xiàn)由依賴(lài)進(jìn)口到進(jìn)口替代到出口的轉(zhuǎn)變。

我國(guó)光纖激光器行業(yè)處于快速成長(zhǎng)階段,據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng),從光纖激光器國(guó)內(nèi)的滲透率情況看,2016年低功率光纖激光器市場(chǎng)中國(guó)產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)份額高達(dá)85%,已占領(lǐng)大部分市場(chǎng)。

中功率光纖激光器國(guó)產(chǎn)化率快速提升,國(guó)產(chǎn)激光器滲透率從2013年的17%提升至2016年的58%。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年到2016年間從無(wú)到有,達(dá)到了7%的滲透率。

 

 

國(guó)內(nèi)龍頭廠商進(jìn)入市場(chǎng),倒逼海外光纖激光器廠商降價(jià)。

在光纖激光器實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化之前,我國(guó)光纖激光器基本依賴(lài)進(jìn)口,價(jià)格昂貴,供貨周期長(zhǎng)。由于國(guó)內(nèi)廠商的技術(shù)研發(fā)和不斷突破,我國(guó)國(guó)產(chǎn)激光器的滲透率不斷上升,尤其在2016年小功率光纖激光器已達(dá)到85%的國(guó)產(chǎn)化率。

國(guó)產(chǎn)光纖激光器的成本優(yōu)勢(shì)傳導(dǎo)至價(jià)格優(yōu)勢(shì),打破了海外激光器的壟斷地位,使海外光纖激光廠商被迫降價(jià)。

根據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的統(tǒng)計(jì),以進(jìn)口的IPG光纖激光器為例,2016年4月份,光纖激光器在國(guó)內(nèi)的售價(jià)已明顯低于2012年時(shí)的售價(jià),以一臺(tái)進(jìn)口的10W脈沖激光器為例,此前每臺(tái)價(jià)格約為7~8萬(wàn)元,現(xiàn)在跌至3萬(wàn)元左右。

小功率激光器的降幅遠(yuǎn)高于中大功率激光器。具體原因,是因?yàn)樾」β始す馄鲊?guó)產(chǎn)化率高,國(guó)內(nèi)廠商進(jìn)入市場(chǎng)倒逼海外光纖激光龍頭降價(jià);而中高功率激光器,市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率低,國(guó)內(nèi)下游企業(yè)議價(jià)能力弱,價(jià)格降幅反而小于小功率激光器。

以2000W高功率激光器為例,2012-2016年市場(chǎng)均價(jià)由130-160萬(wàn)降到100-140萬(wàn),降幅僅在20%左右。

國(guó)產(chǎn)光纖激光器及零部件的品質(zhì)與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比仍存在較大差距。雖然國(guó)內(nèi)一些激光廠商已研制出6KW的高功率光纖激光器,

但根據(jù)OFweek激光網(wǎng),國(guó)內(nèi)80%的高功率光纖激光器需要依靠進(jìn)口。從光纖激光器的組件來(lái)看,抽運(yùn)源封裝、抽運(yùn)耦合器、激光合束器、特種光纖、激光傳輸組件已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,并全面應(yīng)用到中、高功率批量化產(chǎn)品中,例如可進(jìn)行抽運(yùn)源封裝的西安炬光科技、從事特種光纖生產(chǎn)的武漢長(zhǎng)飛光纖光纜,都是國(guó)產(chǎn)企業(yè)的佼佼者,但是高功率光纖光柵和高功率光閘幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。

零部件進(jìn)口使國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能受制于人,并成為垂直整合的阻礙。OFweek激光網(wǎng)顯示,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要的高功率光閘全部來(lái)自瑞典的Optoskand公司。

我國(guó)企業(yè)的產(chǎn)能受制于國(guó)外企業(yè)的產(chǎn)能,喪失主動(dòng)性。關(guān)鍵技術(shù)受制于人制約了我國(guó)國(guó)產(chǎn)高功率光纖激光器的發(fā)展,也使零部件成本高于垂直整合后的實(shí)現(xiàn)零部件完全自制的龍頭公司的零部件成本。

2017年銳科激光完成對(duì)武漢睿芯85%股權(quán)收購(gòu),實(shí)現(xiàn)了特種光纖的自制,但技術(shù)含量更高的泵浦源芯片仍在研制中。

持續(xù)看好具備技術(shù)壁壘并有能力實(shí)施垂直整合的光纖激光器國(guó)產(chǎn)龍頭企業(yè)。由于光纖激光技術(shù)發(fā)展成熟、優(yōu)勢(shì)突出,對(duì)傳統(tǒng)加工及YAG、CO2等其他類(lèi)型激光器的替代效果明顯,光纖激光器未來(lái)的增長(zhǎng)需求可觀。

當(dāng)前,我國(guó)光纖激光器行業(yè)正處于快速發(fā)展階段,我們認(rèn)為,龍頭企業(yè)憑借較為穩(wěn)定的產(chǎn)品銷(xiāo)售可支撐較大研發(fā)投入,以攻關(guān)高端技術(shù)形成壁壘凸顯競(jìng)爭(zhēng)力。

若國(guó)內(nèi)龍頭公司有能力實(shí)施垂直整合,憑借相比國(guó)際較低的成本優(yōu)勢(shì),進(jìn)口替代空間可觀,甚至有望搶占國(guó)際市場(chǎng)份額。百度搜索“樂(lè)晴智庫(kù)”獲得更多行業(yè)報(bào)告。

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