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核心觀點(diǎn)

• 激光設(shè)備因其優(yōu)異的加工性能和廣泛的適用性，成為智能制造、產(chǎn)業(yè)升級(jí)有 力工具，行業(yè)極具成長(zhǎng)性。鑒于產(chǎn)業(yè)當(dāng)前階段，國(guó)內(nèi)企業(yè)同時(shí)享行業(yè)應(yīng)用場(chǎng) 景不斷拓展的成長(zhǎng)紅利+進(jìn)口替代空間:2012-2018 年，全球激光器市場(chǎng)規(guī) 模從 87.3 億美元以 7.88%的復(fù)合增速增長(zhǎng)到 137.6 億美元，受全球宏觀經(jīng)濟(jì) 影響，2018 年同比增速下滑至 5.28%;而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)激光設(shè)備銷(xiāo)售收入突破 600 億，同比增速達(dá) 22%。我們判斷，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)、較低的人工成本和本土 化服務(wù)響應(yīng)速度為國(guó)內(nèi)企業(yè)主要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而技術(shù)實(shí)力為競(jìng)爭(zhēng)支點(diǎn)。
• 我國(guó)工業(yè)激光器市場(chǎng)主要以光纖激光器為主，光纖激光器主要由泵浦源、增 益光纖、諧振腔為三大核心部件，其中泵浦源核心為激光芯片。泵浦源+增益 光纖可占光纖激光器成本一半以上。且對(duì)激光器的輸出功率、電光轉(zhuǎn)換效率 和穩(wěn)定性起決定性作用，國(guó)內(nèi)企業(yè)的芯片、泵浦和光纖技術(shù)水平及零部件自 產(chǎn)比例是其目前技術(shù)突破重點(diǎn)方向。提高激光功率主要依靠提高激光芯片的 單管輸出功率或通過(guò)合束增加激光器發(fā)光點(diǎn)個(gè)數(shù)。
• 市場(chǎng)角度看，3-4kw、6kw高功率光纖激光器為競(jìng)爭(zhēng)核心，2018 年國(guó)產(chǎn)高功 率激光器進(jìn)展較快:低功率已基本實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，中高功率仍有空間，2018 年 100w 以下光纖激光器國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到 98%，1.5kw 及以下國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到 54%，1.5kw 以上高功率國(guó)產(chǎn)企業(yè)份額提升明顯，從 19%增加到 34%.
• 企業(yè)通過(guò)并購(gòu)加快技術(shù)布局，超快、數(shù)字化、自動(dòng)化為主要方向，精密加工 領(lǐng)域有望成國(guó)產(chǎn)激光器市場(chǎng)新藍(lán)海:國(guó)產(chǎn)紫外激光器從 2014 年的 2300 臺(tái)出 貨量提升到 2018 年 15000 臺(tái)。預(yù)計(jì) 2019 年突破 20000 臺(tái)，增速達(dá) 30%。 隨皮秒紫外國(guó)產(chǎn)化加速，其在玻璃加工、異形切割、FPC 打孔、半導(dǎo)體去薄 膜等領(lǐng)域應(yīng)用不斷拓展。超快激光器近年來(lái)在消費(fèi)電子加工領(lǐng)域發(fā)展迅速， 在柔性屏脆性材料和金屬加工領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸加大，精密加工領(lǐng)域有望成 為激光國(guó)產(chǎn)化新藍(lán)海。

報(bào)告內(nèi)容：

隨全球激光技術(shù)飛速發(fā)展，激光器各個(gè)品類(lèi)產(chǎn)品系列逐漸完善，激光加工滲透入制造業(yè)各個(gè)領(lǐng)域， 以光纖激光器為主的工業(yè)激光器在鈑金切割、焊接、打標(biāo)應(yīng)用為主的宏觀材料加工、精密加工領(lǐng)域 的應(yīng)用拓展迅猛。

行業(yè)基本框架梳理如下:

我國(guó)工業(yè)激光器市場(chǎng)主要以光纖激光器為主，光纖激光器主要由泵浦源、增益光纖、諧振腔為三大 核心部件，其中泵浦源核心為激光芯片。泵浦源+增益光纖可占光纖激光器成本一半以上。且對(duì)激 光器的輸出功率、電光轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性起決定性作用，國(guó)內(nèi)企業(yè)的芯片、泵浦和光纖技術(shù)水平及 零部件自產(chǎn)比例是其目前主要競(jìng)爭(zhēng)障礙。

我們判斷，激光設(shè)備因其優(yōu)異的加工性能和廣泛的適用性，將成為智能制造、產(chǎn)業(yè)升級(jí)有力工具， 行業(yè)極具成長(zhǎng)性。鑒于產(chǎn)業(yè)當(dāng)前階段，國(guó)內(nèi)企業(yè)同時(shí)享行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展的成長(zhǎng)紅利外+進(jìn)口 替代空間。我們判斷，性價(jià)比、較低的人工成本和本土化服務(wù)優(yōu)勢(shì)為國(guó)內(nèi)企業(yè)主要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而技 術(shù)實(shí)力為競(jìng)爭(zhēng)支點(diǎn)。

一、激光器——激光設(shè)備技術(shù)核心

激光在我國(guó)原本被稱為鐳射，是它的英文名稱 LASER 的音譯， 取自Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的各單詞的頭一個(gè)字母組成的縮寫(xiě)詞，意思是受激輻射的光 放大，1964 年按照我國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森建議將鐳射改稱激光。

原子內(nèi)電子的躍遷過(guò)程分三種:受激吸收，自發(fā)輻射、受激輻射，激光基本上就是由受激輻射機(jī)制 產(chǎn)生的。產(chǎn)生激光的必要條件:受激輻射占主導(dǎo)地位。

自發(fā)輻射:自發(fā)輻射就是在沒(méi)有任何外界作用下，激發(fā)態(tài)原子自發(fā)地從高能級(jí)(激發(fā)態(tài))向低能級(jí)(基態(tài))躍遷，同時(shí)輻射出一個(gè)光子的過(guò)程。該過(guò)程也是我們?nèi)粘Ｉ钪性S多光源的輻射機(jī)理，像 霓虹燈、熒光燈、LED 等常見(jiàn)光源輻射本質(zhì)上都屬于自發(fā)輻射。自發(fā)輻射中，各個(gè)原子在自發(fā)躍 遷過(guò)程中是彼此無(wú)關(guān)的，不同原子產(chǎn)生的自發(fā)輻射光在頻率、相位、偏振方向及傳播方向都有一定 的任意性。

受激吸收:受激吸收是處于低能級(jí)El 的原子，受到外來(lái)光子的激勵(lì)下，在滿足能量恰好等于低、 高兩能級(jí)之差ΔE 時(shí)，該原子就吸收這部分能量。

受激輻射:受激輻射基于愛(ài)因斯坦1916 年提出的理論:在組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的 粒子(電子) 分布在不同的能級(jí)上，在高能級(jí)上的粒子受到某種光子的激發(fā)，會(huì)從高能級(jí)跳到(躍 遷)到低能級(jí)上，這時(shí)將會(huì)輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光。受激輻射的最大特點(diǎn)是由受激輻射 產(chǎn)生的光子與引起受激輻射的原來(lái)的光子具有完全相同的狀態(tài)。 它們具有相同的頻率、相同的方 向。 這樣，通過(guò)一次受激輻射，一個(gè)光子變?yōu)閮蓚€(gè)相同的光子。這意味著光被加強(qiáng)了或者說(shuō)被放 大了。這就叫做受激輻射的光放大，簡(jiǎn)稱激光。這正是產(chǎn)生激光的基本過(guò)程。

1.1 激光器構(gòu)成及原理:泵浦、工作介質(zhì)及諧振腔為核心部件

根據(jù)激光的定義和產(chǎn)生機(jī)理，要獲得激光發(fā)射，必須滿足以下三個(gè)基本條件:

(1)形成分布反轉(zhuǎn)，使得受激輻射占優(yōu)勢(shì)

(2)具有共振腔，以實(shí)現(xiàn)光量子放大

(3)至少達(dá)到閥值電流密度，使得增益至少等于損耗 對(duì)應(yīng)的，激光器通常由三部分構(gòu)成:(1).激勵(lì)源(2).工作物質(zhì)(3).諧振腔

1.1.1 泵浦激勵(lì)源——粒子搬運(yùn)的動(dòng)力

激光是在受激輻射中產(chǎn)生的，受激輻射要求粒子處在高能態(tài)?？墒牵谕ǔＧ闆r下，物質(zhì)中絕大多 數(shù)粒子處于穩(wěn)定狀態(tài)(穩(wěn)態(tài))，為了使工作介質(zhì)中出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，必須用一定的方法去激勵(lì)原子體 系，使處于上能級(jí)的粒子數(shù)增加。

一般可以用氣體放電的辦法來(lái)利用具有動(dòng)能的電子去激發(fā)介質(zhì)原子，稱為電激勵(lì);也可用脈沖光源 來(lái)照射工作介質(zhì)，稱為光激勵(lì);還有熱激勵(lì)、化學(xué)激勵(lì)等。各種激勵(lì)方式被形象化地稱為泵浦或抽 運(yùn)。為了不斷得到激光輸出，必須不斷地泵浦以維持處于上能級(jí)的粒子數(shù)比下能級(jí)多。

激勵(lì)(泵浦)系統(tǒng)是指為使激光工作物質(zhì)實(shí)現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而提供能量來(lái)源的機(jī)構(gòu)或裝置。根據(jù) 工作物質(zhì)和激光器運(yùn)轉(zhuǎn)條件的不同，可以采取不同的激勵(lì)方式和激勵(lì)裝置，常見(jiàn)的有以下四種。1 光學(xué)激勵(lì)(光泵)。是利用外界光源發(fā)出的光來(lái)輻照工作物質(zhì)以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的，整個(gè)激勵(lì)裝置， 通常是由氣體放電光源(如氙燈、氪燈)和聚光器組成。2氣體放電激勵(lì)。是利用在氣體工作物質(zhì) 內(nèi)發(fā)生的氣體放電過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的，整個(gè)激勵(lì)裝置通常由放電電極和放電電源組成。3化 學(xué)激勵(lì)。是利用在工作物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的，通常要求有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué) 反應(yīng)物和相應(yīng)的引發(fā)措施。4核能激勵(lì)。是利用小型核裂變反應(yīng)所產(chǎn)生的裂變碎片、高能粒子或放 射線來(lái)激勵(lì)工作物質(zhì)并實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的。

1.1.2 增益介質(zhì)——被激發(fā)對(duì)象，激光器分類(lèi)主要依據(jù)

激光的產(chǎn)生必須選擇合適的工作介質(zhì)，可以是氣體、液體、固體或半導(dǎo)體。關(guān)鍵是能在這種介質(zhì)中 實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，以獲得產(chǎn)生激光的必要條件。激光工作物質(zhì)是指用來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的 受激輻射放大作用的物質(zhì)體系，有時(shí)也稱為激光增益媒質(zhì)，它們可以是固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導(dǎo)體和液體等媒質(zhì)。對(duì)激光工作物質(zhì)的主要要求，是盡可 能在其工作粒子的特定能級(jí)間實(shí)現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，并使這種反轉(zhuǎn)在整個(gè)激光發(fā)射作用過(guò)程 中盡可能有效地保持下去;為此，要求工作物質(zhì)具有合適的能級(jí)結(jié)構(gòu)和躍遷特性。

1.1.3 諧振腔——激光放大器

有了合適的工作物質(zhì)和激勵(lì)源后，可實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，但這樣產(chǎn)生的受激輻射強(qiáng)度很弱，無(wú)法實(shí)際 應(yīng)用。還需要將輻射的光進(jìn)行放大。

所謂光學(xué)諧振腔，實(shí)際是在激光器兩端，平行裝上兩塊反射率很高的鏡片，一塊為全反射鏡片，一 塊為部分反射、少量透射鏡片。全反射鏡片的作用是將入射的光全部按原路徑反射回去，部分反射 鏡片的作用是將能量未達(dá)到一定限度的部分光子按原路徑反射回去，而達(dá)到一定能量限度的光子則 透射而出。這樣，透射而出的這部分光子就成為我們需要的，經(jīng)過(guò)放大了的激光;而被反射回工作 介質(zhì)的光，則繼續(xù)誘發(fā)新一輪的受激輻射，光將逐漸被放大。因此，光在諧振腔中來(lái)回振蕩，造成 連鎖反應(yīng)，雪崩似的獲得放大，產(chǎn)生強(qiáng)烈的激光，直到能量達(dá)到一定的限度，從部分反射鏡片中輸 出。

由上可知，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。泵浦源為激光器 的光源，諧振腔為泵浦光源與增益介質(zhì)之間的回路，增益介質(zhì)指可將光放大的工作物質(zhì)。在工作狀 態(tài)下增益介質(zhì)通過(guò)吸收泵浦源提供的能量，經(jīng)諧振腔振蕩選模輸出激光。泵浦源和諧振腔是激光器 的關(guān)鍵組成部分，直接影響激光輸出參數(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)方式，其性能和穩(wěn)定性是激光器企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要 體現(xiàn)。

1.2 適用性廣:四高特性使其可加工幾乎所有材料

激光具有高亮度、 高方向性、 高單色性和高相干性特點(diǎn)。

激光的高亮度: 固體激光器的亮度更可高達(dá)1011W/cm2Sr。 不僅如此， 具有高亮度的激光束 經(jīng)透鏡聚焦后，能在焦點(diǎn)附近產(chǎn)生數(shù)千度乃至上萬(wàn)度的高溫，這就使激光可加工幾乎所有的材料， 適用范圍極廣，

激光的高方向性:激光光束在傳播過(guò)程中很少發(fā)生彌散，即使在傳播很長(zhǎng)距離后光束仍保持平行而 不發(fā)生彌散。 用于定位、導(dǎo)向、測(cè)距等。醫(yī)學(xué)上用作普通手術(shù)刀和微手術(shù)刀(直接對(duì) DNA 等生 物大分子進(jìn)行切割或?qū)?。激光的高方向性使其能在有效地傳遞較長(zhǎng)的距離的同時(shí)，還能保證聚 焦得到極高的功率密度，這兩點(diǎn)都是激光加工的重要條件。

激光的高單色性:光的顏色由光的波長(zhǎng)(或頻率)決定。激光器輸出的光，波長(zhǎng)分布范圍非常窄， 因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例，其光的波長(zhǎng)分布范圍可以窄到2×10^-9 納米，是 氪燈發(fā)射的紅光波長(zhǎng)分布范圍的萬(wàn)分之二。激光的單色性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)任何一種單色光源。由于激光的 單色性極高從而保證了光束能精確地聚焦到焦點(diǎn)上， 得到很高的功率密度，同時(shí)保證激光在較長(zhǎng) 的傳輸距離上都是高度集中的

激光的高相干性: 相干性主要描述光波各個(gè)部分的相位關(guān)系。相干光的特征是其所有的光波都是 同步的， 整束光就好像一個(gè)波列，具體分為兩種:時(shí)間相干性:從激光器輸出口不同空間發(fā) 出的光位相差恒定、方向一致、波長(zhǎng)相同、此種相干性稱時(shí)間相干性(即從光源不同點(diǎn)發(fā)出的光有 相干性稱時(shí)間相干性)?？臻g相干性:從光源同一點(diǎn)在不同時(shí)間發(fā)出的光如有恒定的位相關(guān)系、方 向和波長(zhǎng)也相同，此種相干性稱空間相干性。

現(xiàn)在，激光已經(jīng)逐漸被應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，被稱為最快的刀、最亮的光、最準(zhǔn)的尺，在工業(yè)加工中得到了廣泛地應(yīng)用。

工業(yè):工業(yè)上利用激光的高密度、高亮度和高定向性的特點(diǎn)，可以把激光輻射能量集中在較小的一 定空間范圍內(nèi)，產(chǎn)生幾千度到幾萬(wàn)度以上的高溫，因此可利用激光進(jìn)行多種特殊的非接觸特種加工 作業(yè)。目前比較成熟的應(yīng)用有激光打孔、激光焊接、激光切割、激光表面處理和激光印刷、激光信 息存儲(chǔ)等

軍事和航天:在軍事和航天方面，可用于激光測(cè)距、激光偵察、大氣激光通信、激光制導(dǎo)、激光武 器、紅外偽裝和紅外誘餌器。紅外偽裝的最基本原理是降低和消除目標(biāo)和背景的輻射差別，以降低 目標(biāo)被發(fā)現(xiàn)和識(shí)別的可能性。在航天領(lǐng)域中，航天器用紅外輻射涂層是一種高溫高發(fā)射率涂層，涂 在航天器蒙皮表面上，作為輻射防熱結(jié)構(gòu)。

醫(yī)療、美容:在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，隨著激光技術(shù)的出現(xiàn)，一種新型的以激光為基礎(chǔ)的醫(yī)療和診斷手段得到 了迅速的發(fā)展，激光治療的方式包括輻照、燒灼、光刀切割以及光針針炙等。

二、光纖激光器:綜合性能最優(yōu)，不斷高功率化

2.1 激光器分類(lèi):光纖激光器綜合性能最優(yōu)

根據(jù)激光器增益介質(zhì)的不同，一般將激光器分為液體激光器、氣體激光器、半導(dǎo)體激光器、固體激 光器和光纖激光器幾大類(lèi)，其中半導(dǎo)體激光器、光纖激光器本質(zhì)上都是一種固體激光器，而半導(dǎo)體 激光器常被用作光纖激光器的泵浦源。

其中光纖激光器的電光轉(zhuǎn)換效率、輸出功率、運(yùn)行成本等指標(biāo)均較優(yōu)，綜合性能突出:與固體、氣 體激光器相比:能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、適合批量生產(chǎn);與半導(dǎo)體激光器相比:單 色性好，調(diào)制時(shí)產(chǎn)生的啁啾和畸變小，與光纖耦合損耗小。

電光轉(zhuǎn)換效率高，光束質(zhì)量好:光纖作為導(dǎo)波介質(zhì)，纖芯直徑小，纖內(nèi)易形成高功率密度，可方便 地與目前的光纖通信系統(tǒng)高效連接，構(gòu)成的激光器具有高轉(zhuǎn)換效率、低閾值、高增益、輸出光束質(zhì) 量好和線寬窄等特點(diǎn);

體積小，易集成，運(yùn)行成本低:由于光纖具有極好的柔繞性，激光器可設(shè)計(jì)得相當(dāng)小巧靈活、結(jié)構(gòu) 緊湊、體積小、易于系統(tǒng)集成、性能價(jià)格比高;且使用過(guò)程中耗材少，冷卻簡(jiǎn)單，耗電量低，運(yùn)營(yíng) 成本有顯著優(yōu)勢(shì)。冷卻方面:由于光纖激光器的效率高，因而對(duì)冷卻的要求低，小功率光纖激光器 只需要空氣冷卻即可。消耗品/備用件: 由于光纖激光器采用了更加高效的設(shè)計(jì)(熱量管理效率更 高)和采用了電信級(jí)單芯結(jié)泵浦源，因而節(jié)省了備用件(例如燈和半導(dǎo)體陣列)，在激光器的使用 壽命內(nèi)節(jié)省了光學(xué)裝置(如共振腔鏡、晶體、液體、濾光片)和其他耗材的的調(diào)整或維護(hù)費(fèi)用，

光纖激光器不斷高功率化，適用范圍、加工效率不斷拓展:光纖激光切割機(jī)市場(chǎng)從主流的 3、4k 向 6kw 突破，萬(wàn)瓦級(jí)以上激光切割機(jī)不斷推向市場(chǎng)。功率的提升，帶來(lái)的首要變化就是鈑金切割 厚度的變革。早期光纖激光切割板材的厚度局限于碳鋼 20mm 以內(nèi)，不銹鋼 12mm 以內(nèi)，更厚的 材料還是采用精細(xì)等離子、線切割或水刀切割等傳統(tǒng)加工工藝。而萬(wàn)瓦級(jí)激光切割機(jī)切割鋁合金板 材可達(dá) 40mm，不銹鋼板材可達(dá)50mm，隨著 12kW 和 15kW 光纖激光切割機(jī)的陸續(xù)推出，材料 切割的厚度極限還會(huì)繼續(xù)被打破。厚板的加工價(jià)格會(huì)進(jìn)一步降低，因此會(huì)觸發(fā)更多厚板領(lǐng)域的激光 切割應(yīng)用，如造船、核電、國(guó)防等。由此形成一個(gè)良性循環(huán)，結(jié)果是促進(jìn)激光切割的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一 步擴(kuò)大。

最近幾年光纖激光器市場(chǎng)高速增長(zhǎng)，占比提升，尤其是在激光切割領(lǐng)域，憑借切割效率更優(yōu)、切割 能耗更低等優(yōu)勢(shì)，不斷取代 CO2 激光切割技術(shù)和傳統(tǒng)的金屬加工機(jī)床。

2.2 光纖激光器技術(shù)核心為泵浦源和增益光纖

2.2.1核心部件:泵浦源+特種光纖占光纖激光器50%以上成本

光纖激光器主要由泵源、耦合器、摻稀土元素光纖、諧振腔等部件構(gòu)成, 結(jié)構(gòu)如圖所示.泵源由一 個(gè)或多個(gè)大功率激光二極管構(gòu)成, 其發(fā)出的泵浦光經(jīng)特殊的泵浦結(jié)構(gòu)耦合到作為增益介質(zhì)的摻稀 土元素增益光纖內(nèi), 泵浦波長(zhǎng)上的光子被摻雜光纖介質(zhì)吸收, 形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn), 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。

泵浦源:可作為工業(yè)半導(dǎo)體激光器直接光源輸出直接半導(dǎo)體激光，也可作為光纖激光器的高效泵浦 源。泵浦將多個(gè)發(fā)射器在芯片上組合。

隔離器:隔離器只允許光在一個(gè)方向通過(guò)，在相反方向中阻擋光通過(guò)。因此在光纖激光器中，隔離 器可以用來(lái)避免光路中的回波對(duì)光源、泵浦源以及其他發(fā)光器件造成干擾或損傷。

合束器:光纖與光線之間進(jìn)行可拆卸連接的器件，通過(guò)光纖精密搭接技術(shù)，使發(fā)射光纖輸出的光能 量最大限度地耦合到接收光纖中去，是實(shí)現(xiàn)信號(hào)激光泵浦放大必不可少的核心器件;亦能夠合成多 路單模激光或泵浦激光，實(shí)現(xiàn)更高功率的激光輸出。

光纖光柵(FGB):激光器諧振腔的必要構(gòu)成部件，決定激光器的輸出波長(zhǎng)與帶寬，可控制激光 模式與輸出激光光束質(zhì)量。一般由一個(gè)全/高反射率光柵和一個(gè)半/低反射率光柵組成，達(dá)到要求的 激光從半/低反射率光柵測(cè)輸出。

雙包層有源光纖:光纖分有源和無(wú)源兩種，無(wú)源光纖主要起傳輸信號(hào)光作用;有源光纖則通過(guò)在光 纖芯內(nèi)摻雜稀土金屬離子作為增益介質(zhì)，將泵浦光放大。

從性能來(lái)看，激光器最重要的參數(shù)之一電光轉(zhuǎn)換效率也主要由芯片、泵浦源、增益光纖決定。外部 功能電源輸入泵浦芯片，電信號(hào)激發(fā)泵浦光，這一階段的轉(zhuǎn)換效率為電光轉(zhuǎn)換效率;然后泵浦光被 增益光纖吸收進(jìn)入增益光纖，放大后輸出信號(hào)光，這一階段轉(zhuǎn)換效率為光光轉(zhuǎn)換效率;此外，在信 號(hào)傳輸、合束階段也有部分光損耗，最后得到總的電光轉(zhuǎn)換效率。

從成本結(jié)構(gòu)來(lái)看，泵浦源和有源增益光纖也是光纖激光器原材料成本占比較高的器件。根據(jù)銳科激 光招股說(shuō)明書(shū)，中高功率連續(xù)激光器泵浦源和有源光纖占原材料成本比例超過(guò)50%，其中泵浦源 的核心部件為激光芯片和半導(dǎo)體二極管。脈沖激光器因多為低功率產(chǎn)品芯片基本采購(gòu)國(guó)內(nèi)品牌，且 有源光纖自供比例較高，采購(gòu)成本占比相對(duì)較低。

2.2.2 高功率激光芯片和雙包層增益光纖為核心技術(shù);

(1)激光芯片

高功率和高光束質(zhì)量是材料加工用激光器的兩個(gè)基本要求。為了提高大功率半導(dǎo)體激光器的輸出功 率，可以將十幾個(gè)或幾十個(gè)單管激光器芯片集成封裝、形成激光器巴條，將多個(gè)巴條堆疊起來(lái)可形 成激光器二維疊陣，激光器疊陣的光功率可以達(dá)到千瓦級(jí)甚至更高。而單管激光芯片功率對(duì)合束后 能達(dá)到的功率及其成本起決定性作用。因此，大功率半導(dǎo)體激光器及激光芯片是激光器高功率化核 心技術(shù)。

高功率激光芯片技術(shù):提高激光功率主要依靠提高激光芯片的單管輸出功率或通過(guò)合束增加激光器 發(fā)光點(diǎn)個(gè)數(shù)。目前，商品化的半導(dǎo)體激光芯片的電光轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到60%，實(shí)驗(yàn)室中的電光轉(zhuǎn)換 效率已超過(guò) 70%，國(guó)內(nèi)以長(zhǎng)光華芯為主的企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)更高轉(zhuǎn)換效率的976nm 波段泵浦源的國(guó)產(chǎn) 化。

(2)雙包層光纖

光纖是一種高度透明的玻璃絲，由純石英經(jīng)復(fù)雜的工藝?yán)贫伞Ｔ鲆婀饫w將泵浦光放大得到信號(hào) 光，雙包層結(jié)構(gòu)是光纖激光器能穩(wěn)定輸出可應(yīng)用強(qiáng)信號(hào)光的基礎(chǔ)。如下圖所示，雙包層光纖由中心 部分(包層芯 Core)、同心圓狀包裹層(包層 Clad)、一次涂覆層和套層組成。纖芯的折射率>內(nèi)包 層>外包層，因此入射泵浦光在芯和包層之間的界面上反復(fù)進(jìn)行全反射。內(nèi)包層的作用:一是包繞 纖芯，將激光輻射限制在纖芯內(nèi);二是將泵浦光耦合到內(nèi)包層，使之在內(nèi)包層和外包層之間來(lái)回反 射，多次穿過(guò)單模纖芯被其吸收。光光效率可達(dá) 70~80%。

自1999 全球首次報(bào)道用4只45W半導(dǎo)體激光泵浦摻鐿雙包層光纖實(shí)現(xiàn)110W輸出后，光纖激光 器輸出功率快速突破，2005 年，IPG 已實(shí)現(xiàn)單模 2kw，2008 年達(dá)到單模輸出功率2 萬(wàn) w，光纖激 光器適用范圍不斷拓展。

激光功率產(chǎn)生于激光模塊中。每個(gè)激光模塊可視作分立的激光器。

(3)單模功率及合束技術(shù)為光纖激光器高功率化核心

光纖合束器是在熔融拉錐光纖束(Taper Fused Fiber Bundle , TFB)的基礎(chǔ)上制備的光纖器件。 它是將一束光纖剝?nèi)ネ扛矊?，然后以一定方式排列在一起，在高溫中加熱使之熔化，同時(shí)向相反方 向拉伸光纖束，光纖加熱區(qū)域熔融成為熔錐光纖束。

根據(jù)激光器的額定輸出功率，每臺(tái)激光器會(huì)配備一定數(shù)量的模塊。各個(gè)模塊的輸出功率在合束器中 合成進(jìn)入單根光纖中(傳導(dǎo)光纖)，大大提高激光輸出功率。如果激光器中有多個(gè)模塊，可以通過(guò) 控制軟件有選擇性的使用其中的一個(gè)或幾個(gè)，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出功率的目的，且如果激光器中含有備用 模塊，如其中的某個(gè)模塊損壞，也可啟動(dòng)備用模塊。

2.3 我國(guó)多層次政策鼓勵(lì)激光技術(shù)發(fā)展

2.3.1 我國(guó)光纖激光器技術(shù)發(fā)展歷史

1960-1970 年，激光技術(shù)不斷突破，不同類(lèi)型激光器先后研發(fā)成功:我國(guó)緊跟全球最新激光技術(shù) 成果，差距較小

從 1917 年愛(ài)因斯坦提出受激發(fā)射理論到1953 年美國(guó)物理學(xué)家Charles Townes 用微波實(shí)現(xiàn) 激光器前身微波受激發(fā)射放大，激光技術(shù)在科研領(lǐng)域引發(fā)熱潮，不同類(lèi)型激光器先后研發(fā)成功，但 這一階段因激光器性能和穩(wěn)定性限制，并未形成規(guī)?；瘧?yīng)用。在這個(gè)階段，軍事應(yīng)用的研究開(kāi)發(fā)占 很大比重。

1960 年-1970 年，紅寶石、氦氖氣體激光器、半導(dǎo)體二極管激光器、CO2 激光器及 YAG 激光器 等相繼問(wèn)世，其中CO2 激光器率先突破高功率，1971 年第一臺(tái) 1KW 高功率 CO2 激光器投入商 用，打開(kāi)激光加工市場(chǎng)。而半導(dǎo)體二極管激光器則成為光纖激光器產(chǎn)業(yè)化支柱，在此基礎(chǔ)上，以半 導(dǎo)體二極管為泵浦源的光纖激光器技術(shù)不斷突破，直至現(xiàn)在取代 CO2 激光器成為商業(yè)化應(yīng)用主力。

在這一階段，我國(guó)以王大珩、王之江等專(zhuān)家領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)在 1961 年研制出我國(guó)第一臺(tái)紅寶石激 光器，并緊接著相繼突破氦氖氣體激光器、半導(dǎo)體激光器、脈沖 Ar 激光器、CO2 激光器及 YAG 激光器等，均緊跟全球研發(fā)進(jìn)展，奠定了我國(guó)激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)理論，培養(yǎng)了我國(guó)第一批激光科 研力量。

1970 年之后，激光技術(shù)轉(zhuǎn)向?qū)嵱秒A段，我國(guó)光纖激光器技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平逐漸產(chǎn)生差距

在激光的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用探索階段，最重要的時(shí)間是是低損耗光纖的突破、激光制導(dǎo)炸彈和火炮激光測(cè) 距機(jī)、激光加工實(shí)用化等，借助軍工、通信、航空航天和汽車(chē)等戰(zhàn)略性或成熟產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)和培育， 激光技術(shù)進(jìn)入以實(shí)業(yè)為主要研發(fā)力量的商業(yè)化應(yīng)用階段。其中汽車(chē)領(lǐng)域是激光民用的代表產(chǎn)業(yè)，1974 年，美國(guó)通用汽車(chē)公司所屬的薩基諾廠將汽車(chē)操縱器外殼的激光熱處理正式應(yīng)用于生產(chǎn)上; 1976 年由中科院長(zhǎng)春光機(jī)所、長(zhǎng)春第一汽車(chē)制造廠轎車(chē)分廠等單位合作研制的 CO2 激光切割機(jī) 成功的應(yīng)用于紅旗牌轎車(chē)覆蓋件的切割上。

而隨著適用范圍更廣、綜合性能更優(yōu)的的光纖激光器技術(shù)發(fā)展，我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平的差距逐 漸拉大。20 世紀(jì) 60 年代，Sniter 等人提出了光纖在激光器方面的設(shè)想，并且不久就用摻雜Nd3+ 的玻璃纖維研制出第一臺(tái)光纖激光器，隨著雙包層光纖激光器、窄線寬光纖激光器、超短脈沖光纖 激光器、光子晶體光纖激光器以及基于光纖光柵的高功率光纖激光器的出現(xiàn)，光纖激光器的研制得 到了迅速發(fā)展。

2007 年之前，盡管?chē)?guó)內(nèi)高校、研究所等單位在光纖激光器領(lǐng)域開(kāi)展了大量的研究工作并取得了諸 多成就，但國(guó)內(nèi)光纖激光器的產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品化仍然較空白，在本土企業(yè)突破激光器核心技術(shù)前，激 光器技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外企業(yè)壟斷，直接導(dǎo)致激光器設(shè)備價(jià)格昂貴，限制了激光應(yīng)用的拓展。

2.3.2 國(guó)家政策鼓勵(lì)光制造產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

激光設(shè)備作為通用器件，廣泛應(yīng)用于制造業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，材料加工、通信、軍事、醫(yī)療美容等各個(gè)領(lǐng) 域，涉及產(chǎn)值可觀。以美國(guó)為例，根據(jù)美國(guó)科學(xué)和技術(shù)政策辦公室 2010 年報(bào)告顯示，美國(guó)當(dāng)年 15 萬(wàn)億 GDP 產(chǎn)值中有約 50%與激光應(yīng)用相關(guān)。

基于制造業(yè)市場(chǎng)體量，我國(guó)對(duì)激光設(shè)備的需求空間極大，目前市場(chǎng)應(yīng)用占比最高的光纖激光器及核 心零部件領(lǐng)域領(lǐng)域，我國(guó)仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口，為此，我國(guó)不斷出臺(tái)相關(guān)政策，推動(dòng)我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

三、市場(chǎng)角度看技術(shù)方向:高功率化，品類(lèi)多元化

3.1 行業(yè)整體增速下滑，光纖激光器仍為增長(zhǎng)主力

據(jù)中國(guó)科學(xué)院武漢文獻(xiàn)情報(bào)中心統(tǒng)計(jì)，2012-2018 年，全球激光器市場(chǎng)規(guī)模從87.3 億美元以 7.88 的復(fù)合增速增長(zhǎng)到137.6 億美元，受全球宏觀經(jīng)濟(jì)影響，2018 年同比增速下滑至5.28%，根據(jù) Laser Focus world 預(yù)測(cè)，2019 年全球激光器銷(xiāo)售收入同比增速6%左右。

另外，隨著全球產(chǎn)業(yè)升級(jí)和高功率光纖激光器技術(shù)的快速發(fā)展，在加工制造領(lǐng)域，激光設(shè)備快速取 代傳統(tǒng)設(shè)備，全球工業(yè)激光器收入從 2013 年的 24.87 億美元增加至 2017 年的 43.14 億美元， 年復(fù)合增長(zhǎng)率為14.76%。2015 年以來(lái)，工業(yè)激光器市場(chǎng)規(guī)模增速逐步加快，最近三年的市場(chǎng)規(guī) 模增長(zhǎng)率分別為 8.93%、19.36%和 26.10%。工業(yè)領(lǐng)域激光器占全部激光器市場(chǎng)的份額從 2012 年 的 26.80%提升到 2017 年的 37.65% 。

其中，激光材料加工用大功率激光器經(jīng)歷了大功率 CO2 激光器、大功率固體YAG 激光器后，目 前正在朝著以半導(dǎo)體激光器為基礎(chǔ)的直接半導(dǎo)體激光器和光纖激光器的方向發(fā)展。在材料加工應(yīng)用 中，以大功率半導(dǎo)體激光器為基礎(chǔ)的直接半導(dǎo)體激光器和光纖激光器，不僅具備以往其他激光器的 優(yōu)勢(shì)，而且還克服了其他激光器效率低、體積大等缺點(diǎn)，將會(huì)在材料加工領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)新的技術(shù)革 命，就如同上世紀(jì)中葉晶體管取代電子管、為微電子技術(shù)帶來(lái)的革命一樣。因此，直接半導(dǎo)體激光 器和光纖激光器是未來(lái)材料加工用激光器的發(fā)展方向之一。

光纖激光器電光轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 30%-35%，是傳統(tǒng)固體、氣體激光器效率的幾倍，非常節(jié)能環(huán)保。 目前在金屬切割領(lǐng)域主要以光纖激光器為主，CO2 仍然有部分份額，此前在光纖激光器主要用于 薄板切割，CO2 激光器優(yōu)勢(shì)在于厚板，隨著光纖激光器的價(jià)格下降、切割工藝的改良、高功率崛 起，CO2 激光器逐步被擠出金屬切割領(lǐng)域，未來(lái)CO2 激光器主要將應(yīng)用于非金屬材料加工。

全球光纖激光器占材料加工的市場(chǎng)規(guī)模接近 70%，光纖激光器的全球營(yíng)收額從 2013 年的 8.41 億 元增加到 2017 年的 21 億元，占工業(yè)激光器銷(xiāo)售額的 47.26%。光纖激光器市場(chǎng)規(guī)模的快速增長(zhǎng)是 工業(yè)激光器市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)的主要原因。

中國(guó)為激光設(shè)備最大應(yīng)用市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)增速顯著高于全球:2018 年國(guó)內(nèi)激光設(shè)備市場(chǎng)銷(xiāo)售收入突破 600 億，同比增速達(dá)到 22.2%，而我國(guó)因材料加工應(yīng)用占比較高，從結(jié)構(gòu)看，光纖激光器份額2017 年達(dá)到 55%，2018 年預(yù)計(jì)為 60%左右。

3.2 激光下游以工業(yè)應(yīng)用為主:切割、焊接占據(jù)過(guò)半份額

細(xì)分領(lǐng)域結(jié)構(gòu)性分化愈發(fā)明顯:激光下游應(yīng)用廣闊，其中激光材料加工、信息與通信、醫(yī)療保健與 生命科學(xué)以及國(guó)防是世界范圍內(nèi)激光技術(shù)的四個(gè)最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，其中激光材料加工所占比例最 大，同時(shí)也是發(fā)展最快、對(duì)一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)影響最大的激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。激光材料加工技術(shù)在 工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的廣泛程度，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。隨著全球產(chǎn)業(yè)升級(jí)和 高功率光纖激光器技術(shù)的快速發(fā)展，在加工制造領(lǐng)域，激光設(shè)備快速取代傳統(tǒng)設(shè)備。

2018 年材料加工與光刻收入占比從42%提升到 45%，仍為占比最高的細(xì)分領(lǐng)域，約為61.6 億美 元。通信和光存儲(chǔ)占比從34%回落至 28%，銷(xiāo)售額 38.2 億元;科研與軍工應(yīng)用 2018 年收入增速

高達(dá) 12.7 億美元，增速達(dá)到38%。而我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)因工業(yè)體量大，加工需求多，激光設(shè)備市場(chǎng)份 額超6成為工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。

根據(jù) Industrial Laser Solutions 的研究報(bào)告，光纖激光器的用途可以為打標(biāo)、微材料加工、宏觀材 料加工三大類(lèi)。其中，微材料加工包括了除打標(biāo)以外，所有輸出功率小于1,000W 的激光器應(yīng)用; 宏觀材料加工包括了所有輸出功率大于等于1,000W的激光器應(yīng)用，主要為金屬切割和焊接。

光纖激光器按照輸出功率可分為三個(gè)層次:低功率光纖激光器(<100 W)主要用于激光打標(biāo)、鉆 孔、精密加工以及金屬雕刻等;中功率光纖激光器(<1.5 kW)主要用于金屬材料的焊接和切割， 金屬表面的翻新處理;高功率光纖激光器(>1.5 kW)主要用于厚金屬板的切割、特殊板材的三 維加工等。自光纖激光器問(wèn)世以來(lái)，高功率光纖激光器成為激光領(lǐng)域最為活躍的研究方向之一。隨 著新型泵浦技術(shù)的采用和大功率半導(dǎo)體激光器制造技術(shù)和工藝的進(jìn)一步發(fā)展成熟，在輸出功率、光 束質(zhì)量和亮度等方面取得了巨大進(jìn)步。

3.3 行業(yè)并購(gòu)頻繁，超快、數(shù)字化、自動(dòng)化為主要方向

3.3.1 加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合，上下游拓展仍為激光行業(yè)主要并購(gòu)方向之一

(1)通快進(jìn)軍超快領(lǐng)域:機(jī)床制造和激光設(shè)備頭部企業(yè)德國(guó)通快收購(gòu)超快脈沖激光器制造商 Amphos，超快脈沖激光器主要用于生產(chǎn)印刷電路板、顯示器和防護(hù)玻璃罩等物品，在3C 電子制 造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

(2)相干下游、上游收購(gòu)并舉:收購(gòu)德國(guó) OR Laser 公司，進(jìn)軍增材制造領(lǐng)域;收購(gòu)全息光柵(VHG) 和其相關(guān)應(yīng)用的波長(zhǎng)穩(wěn)定的單頻半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)生產(chǎn)商 Ondax，進(jìn)一步拓展公司元件、激光器 以及激光系統(tǒng)產(chǎn)品組合。

(3)MKS 通過(guò)并購(gòu)加快半導(dǎo)體市場(chǎng)布局:萬(wàn)機(jī)儀器(MKS)以約 10 億美元現(xiàn)金收購(gòu)激光微加工 公司 ESI。ESI 主營(yíng)激光加工設(shè)備及解決方案，產(chǎn)品大量應(yīng)用于FPC 與 HDI 板的微孔鉆孔、半導(dǎo) 體晶圓的加工，包括晶圓劃線、刻槽、打標(biāo)以及內(nèi)存修復(fù)等，已進(jìn)入國(guó)際主流半導(dǎo)體制造晶圓廠。(4)II-VI 收購(gòu) Finisar，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合拓展市場(chǎng):去年 11 月，工程材料和光電元件全球龍頭之一 II -VI 公司和光通信全球技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者Finisar公司，宣布合并，II-VI 公司將以現(xiàn)金和股票交易收購(gòu)Finisar，股權(quán)價(jià)值約為32 億美元。兩者在光通信、3D 傳感平臺(tái)和激光雷達(dá)等領(lǐng)域相互補(bǔ)充，合 并后業(yè)務(wù)范圍將覆蓋通信、消費(fèi)電子、國(guó)防、工業(yè)加工激光器、汽車(chē)半導(dǎo)體設(shè)備和生命科學(xué)等領(lǐng)域。

(5)SPI 收購(gòu)生產(chǎn)基地，積極擴(kuò)產(chǎn):英國(guó)的光纖激光設(shè)計(jì)和制造商 SPI Lasers 在英國(guó) Rugby 收 購(gòu)一處生產(chǎn)基地，加速垂直整合

(6)銳科激光公告擬收購(gòu)國(guó)神廣電布局超快激光器:03 月 19 號(hào)，銳科發(fā)布公告，擬收購(gòu)上海國(guó) 神光電 100%股權(quán)，國(guó)神光電主營(yíng)全光纖集成高功率超短脈沖光纖激光器件及系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)、生 產(chǎn)和銷(xiāo)售,擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的超快激光器技術(shù)，在2018 年先后推出了 20 W 紫外皮秒激光器、50 W 紅外皮秒激光器、20 W 綠光皮秒和 20 W 飛秒激光器，居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

3.3.2 數(shù)字化、自動(dòng)化方向成激光行業(yè)并購(gòu)新熱點(diǎn)，

機(jī)器人+激光方案拓展下游需求空間:

(1)IPG 收購(gòu)機(jī)器人公司，進(jìn)軍自動(dòng)化:IPG 光電宣布 1.15 億美元收購(gòu)全球機(jī)器人焊接和自動(dòng)化解 決方案開(kāi)發(fā)商 Genesis Systems Group。Genesis 在美國(guó)、墨西哥和日本均設(shè)有生產(chǎn)基地，是運(yùn)輸、 航空航天和工業(yè)終端市場(chǎng) 300 多家優(yōu)質(zhì)客戶的機(jī)器人系統(tǒng)集成商。進(jìn)軍機(jī)器人自動(dòng)化領(lǐng)域，將為IPG 在運(yùn)輸、航空、工業(yè)終端市場(chǎng)的激光加工提供更多的技術(shù)支持。

(2)三菱電機(jī)通過(guò)收購(gòu)激光設(shè)備企業(yè)加強(qiáng)自身自動(dòng)化水平:三菱電機(jī)宣布收購(gòu)瑞士鈑金激光加工 機(jī)自動(dòng)分揀解決方案開(kāi)發(fā)商 ASTES4 SA，旨在實(shí)現(xiàn)其自身商用鈑金加工產(chǎn)品的自動(dòng)化，并不斷增 加全球業(yè)務(wù)。(3)百超收購(gòu) Antil，擴(kuò)大自動(dòng)化業(yè)務(wù):金屬激光切割解決方案供應(yīng)商百超收購(gòu)自動(dòng) 鈑金加工專(zhuān)家 Antil 公司 70%的股份，擴(kuò)大其在自動(dòng)化領(lǐng)域的技術(shù)和服務(wù)范圍。

2007 年以來(lái)，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策支持和激光器企業(yè)的研發(fā)投入下，國(guó)內(nèi)光纖激光器產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速， 目前已出現(xiàn)超過(guò)十家光纖激光器企業(yè)。隨著國(guó)內(nèi)光纖激光器企業(yè)綜合實(shí)力的增強(qiáng)，國(guó)產(chǎn)光纖激光器 功率和性能逐步提高。近年來(lái)，隨著中功率光纖激光器產(chǎn)能大幅提升，價(jià)格明顯下降，進(jìn)一步促進(jìn) 了中功率光纖激光器的需求。

相比于傳統(tǒng)切割、焊接設(shè)備，光纖激光器優(yōu)勢(shì)明顯。以金屬焊接為例，光纖激光器實(shí)現(xiàn)了非接觸式 的焊接過(guò)程，減少切割材料損耗，且無(wú)需進(jìn)行后續(xù)處理，有助于提高工作效率，并大幅降低制造成 本。

3.4 國(guó)內(nèi)企業(yè)享份額提升、行業(yè)成長(zhǎng)雙重利好

3.4.1 高功率光纖激光器國(guó)產(chǎn)化率提升迅速，2019 年有望在 6kw 取得突 破

進(jìn)口替代向高功率突破:

(1)100W 以下小功率光纖激光器今年出貨保持較高增速，國(guó)產(chǎn)100W 以下出貨量從 2013 年的 13000 臺(tái)猛增到 2018 年 11 萬(wàn)臺(tái)，已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化完全替代，2019 年有望達(dá)到 12.5 萬(wàn)臺(tái)。

(2)100W-1500W 中功率光纖激光器出貨量增速維持在25%左右，戳貨了從10000 臺(tái)提升到 12500 臺(tái)左右，國(guó)產(chǎn)化比例略有下降。

(3)1.5KW 以上光纖激光器國(guó)產(chǎn)出貨量翻倍，達(dá)到2000 臺(tái)，其中 3kw、3.3kw 出貨量超 500 臺(tái)，6kw 超 300 臺(tái)。3kw 及以上功率激光器競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，預(yù)計(jì)2019 年國(guó)產(chǎn)化高功率光纖激光器效率仍將 繼續(xù)上升。

從國(guó)產(chǎn)化率來(lái)看，低功率已基本實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，中高功率仍有空間，2018 年 1.5kw 以上高功率國(guó) 產(chǎn)企業(yè)份額提升明顯，從 19%增加到 3%

3.4.2 紫外、超快激光器銷(xiāo)量增速明顯，精密加工有望成激光應(yīng)用新藍(lán)海

紫外激光器市場(chǎng)增速提升明顯，超快激光引發(fā)市場(chǎng)關(guān)注:國(guó)產(chǎn)激光器過(guò)去幾年從 2014 年的 2300 臺(tái)出貨量提升到2018 年 15000 臺(tái)出貨量，技術(shù)進(jìn)步迅速。預(yù)計(jì)2019 年紫外激光器國(guó)產(chǎn)出貨量突破20000 臺(tái)，增速達(dá)到 30%以上。隨皮秒紫外國(guó)產(chǎn)化加速，其在玻璃加工、異形切割、FPC 打孔、半 導(dǎo)體去薄膜等領(lǐng)域應(yīng)用不斷拓展。2018 年 15000 臺(tái)國(guó)產(chǎn)紫外中，納秒紫外占八成，

超快激光器近年來(lái)在消費(fèi)電子加工領(lǐng)域發(fā)展迅速，在柔性屏脆性材料和金屬加工領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸 加大。2018 年國(guó)產(chǎn)的皮秒和飛秒激光器銷(xiāo)售數(shù)量成倍增長(zhǎng)，精密加工領(lǐng)域有望成為激光國(guó)產(chǎn)化新 藍(lán)海。

最近幾年，國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛布局超快激光器業(yè)務(wù)，其中華日激光、安揚(yáng)激光、貝林激光、英諾激光等 均已實(shí)現(xiàn)批量出貨。

3.5 投資建議:業(yè)績(jī)驗(yàn)證進(jìn)口替代邏輯，內(nèi)資市占率不斷提升

3.5.1 銳科激光:市占率不斷提升，業(yè)績(jī)驗(yàn)證競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

專(zhuān)注光纖激光器的國(guó)產(chǎn)激光器龍頭企業(yè)

公司成立于2007 年，是一家專(zhuān)業(yè)從事光纖激光器及其關(guān)鍵器件與材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的國(guó)家 火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，是國(guó)內(nèi)第一家專(zhuān)門(mén)從事光纖激光器及核心器件研發(fā)并實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn) 的企業(yè)，先后研制出我國(guó)第一臺(tái) 25W 脈沖光纖激光器產(chǎn)品，第一臺(tái)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)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)光纖激光器產(chǎn)品從無(wú)到有 的突破，并始終引領(lǐng)國(guó)內(nèi)光纖激光器產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

中高功率光纖激光器國(guó)產(chǎn)替代空間巨大

從銷(xiāo)售額看，光纖激光器國(guó)產(chǎn)化率提升明顯，銳科、創(chuàng)鑫為首的國(guó)內(nèi)企業(yè)營(yíng)收增速遠(yuǎn)超IPG，市場(chǎng) 份額提升明顯。其中銳科激光市占率從12.10%提升到 17.80%，從銷(xiāo)售額看，光纖激光器國(guó)產(chǎn)化 率提升明顯，銳科、創(chuàng)鑫為首的國(guó)內(nèi)企業(yè)營(yíng)收增速遠(yuǎn)超 IPG，市場(chǎng)份額提升明顯。其中銳科激光市 占率從 12.10%提升到 17.80%，但 1.5kw 以上中高功率，國(guó)產(chǎn)化率目前僅為34%。所以從規(guī)模體 量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，銳科均有較大提升空間。

行業(yè)內(nèi)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力角度，國(guó)際激光器巨頭 IPG 從 2006 市以來(lái)，2006-2017 年，營(yíng)收規(guī)模從1.43 億美元增長(zhǎng)到 14.08 億，11 年間復(fù)合增速高達(dá)23.1%，毛利率從 44.2%提升到 56.7%，成功完成 上游垂直整合，全球化布局。IPG 中國(guó)區(qū)營(yíng)收占比2017 年達(dá) 44%，2018 年隨國(guó)內(nèi)銳科激光為首 的激光器企業(yè)技術(shù)不斷突破，IPG 業(yè)績(jī)受到較大沖擊，受中國(guó)市場(chǎng)宏觀經(jīng)濟(jì)壓力及銳科激烈競(jìng)爭(zhēng)影響，IPG2018 年?duì)I收同比增速3.6%，稅前利潤(rùn)同比下滑3.17%，為 2009 年以來(lái)最低;分季度來(lái) 看，IPG Q1/Q2/Q3/Q4 在中國(guó)區(qū)收入同比分別+29%/+10%/-9%/-19%，

3.5.2 先導(dǎo)智能:鋰電、光伏及 3C 裝備領(lǐng)跑行業(yè)，積極布局激光設(shè)備

公司是專(zhuān)業(yè)從事自動(dòng)化成套設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與銷(xiāo)售以及自動(dòng)化整體解決方案的供應(yīng)商，主 要為薄膜電容器、鋰電池、光伏電池/組件等節(jié)能環(huán)保及新能源產(chǎn)品的生產(chǎn)制造廠商提供設(shè)備及解 決方案。主要業(yè)務(wù)包括薄膜電容器設(shè)備(自動(dòng)卷繞機(jī)，高速分切機(jī)等)、鋰電池設(shè)備(焊接卷繞一 體機(jī)等)、光伏自動(dòng)化生產(chǎn)配套設(shè)備(自動(dòng)化擴(kuò)散上下料機(jī)、電池片自動(dòng)串焊機(jī)等)及智能化工廠 建設(shè)。目前，公司已經(jīng)成為全球最大的鋰電池智能裝備制造商，同時(shí)也是國(guó)際領(lǐng)先的電容器、光伏、3C智能裝備制造商，有望借助其研發(fā)實(shí)力和客戶資源，在激光設(shè)備領(lǐng)域取得突破。