【摘要：光纖激光隨著性能效率不斷提高，成本不斷降低，不斷打開傳統加工行業性價比瓶頸，不斷拓展行業應用深度和廣度，未來有望為大規模生產制造通用化工具。目前現代工業呈現技術指數化迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價格不斷降低，應用場景持續擴大，規模效應非常明顯。同時，隨著市場規模擴大，逐漸出現成熟產業鏈，各自深耕產業鏈一個環節，持續進行技術升級及降低成本。而光纖激光產業又非常符合摩爾定律及規模效應、完整產業鏈等現代工業技術的特性。中國作為全球制造中心，中國光纖激光市場是全球單一最大應用市場，擁有成熟的產業鏈，仍就存在的人口紅利以及中國人持續拼搏奮斗的精神，未來將主導全球光纖激光市場。由于新型冠狀病毒肺炎疫情的影響，短期內存在受到一定沖擊的風險，但長期看，新型冠狀病毒肺炎疫情不改光纖激光未來預期，光纖激光將為大規模生產制造通用化工具。】

1、新型冠狀病毒及激光產業的影響

新型冠狀病毒自2020年1月20日鐘南山院士確認稱新冠肺炎肯定存在人傳人以來，疫情不斷發展，受感染人數不斷增加，截至2020年2月5日，目前湖北省感染人數24377，中國感染人數16678，中國的經濟及一定程度的世界經濟都遭受影響。激光行業作為一個具有明顯全球化特征的行業及應用，當然在此疫情上亦受到較大的沖擊，一些典型的激光器及設備上市公司這幾日的股價受到明顯的波動，國際國內的相關股票價格變動如下：



數據來源：wind資訊

從上表來看，IPG的生產基地主要在美國、德國、俄羅斯等產地，影響較小，股價下降3．88％；NLIGHT的模塊生產基地在中國上海，高功率光纖激光器的銷售市場主要亦在上海，故屬于生產和銷售皆受到疫情的影響，股價下降10.69％；銳科激光、杰普特激光兩家光源上市公司股價下降超過13％，同時，老牌激光設備上市公司大族激光、華工科技股價降幅都超過8％。

2、工業激光器的發展史

激光過去十年的復合增長率超過30％，遠超過制造業的平均復合增長率，其得益于光纖激光器的快速發展，目前已經是工業激光器的主要類型，占比超過50％，并且持續擴大。與此同時先后上市了銳科激光（300747．SZ）、NLIGHT（LASR）、杰普特（688025．SH）及創鑫激光（已過會）等上市公司，在激光設備方面，海目星激光、光大激光亦在IPO申報審核中，此外，新起了宏山激光、迅鐳激光、邦德激光等銷售額10億級別的激光設備公司以及數百家相對規模略小的激光設備公司。

工業激光器自70年開始應用到工業以來，先后出現YAG激光器、CO2激光器及DISK（碟片）激光器，這些激光器都具有以下特征：硬光路（應用光學鏡片進行光的傳播）、激光器本身維護費用高、運營成本高（光電轉化率低）。這些特點帶來應用的一定限制：比如硬光路導致設備組裝要求、維修調試要求高、應用場景柔性化度低，不易于現在工業機器人高效協作；YAG的晶體熱效應使得其使用壽命相對較低，而且光衰較為明顯，較難大規模應用到工業；CO2激光器光電轉化效率僅為8％左右，并且需要周期性為激光發生器填充CO2、H2等氣體，整個運營成本相對較高；DISK（碟片）激光器結構復雜，生產組裝要求較高，未形成完整的產業鏈，導致激光器在通用化應用場景中性價比略低。

光纖激光器自出現開始就具備了獨特的技術特性：光波導傳輸，可以柔性化與機器人協作，適用于大規模的生產制造；使用壽命長，目前的半導體激光器多經過50000小時的循環測試，適合長期不間斷生產；結構簡單，易于生產組裝及維護，相比于硬光路的專業精密組裝調試，光纖激光器的生產一般普通人員即可，生產組裝要求低，易于大規模生產制造；光電轉化效率高，目前普通的光纖激光器轉化效率一般為25－30％之間（976nm泵浦的技術方案光電轉化率則在40％以上），為CO2的3倍以上，使得運營成本低。

正因為光纖激光器其獨特的特性和優勢，過去的十年IPG作為工業光纖激光器的第一家持續保持一個較高的增速，其中2018年達到100億人民幣左右的收入。過去五年銳科激光作為國內的第一家亦持續保持較高增速，其中2019年預計達到20億收入左右。



單位：億元

來源：wind資訊

3、光纖激光器－摩爾定律踐行者

目前整個工業呈現技術指數化的迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價格不斷降低，應用場景持續擴大，規模效應非常明顯。同時，隨著市場規模的擴大，逐漸出現成熟的產業鏈，各自深耕產業鏈的一個環節，持續進行技術升級及降低成本。而光纖激光器又非常符合摩爾定律及規模效應、完整產業鏈等現代工業技術的特性。

3.1性能效率提高、價格不斷降低



【來源①：奔騰激光官網】

過去幾年內工業應用的激光器功率不斷提高，從最開始的200W、500W、800W、1000W、1500W到現在的2000W、3000W、6000W、12000W甚至部分客戶已經開始使用的15000W、20000W。在一定范圍內，激光加工效率一般隨著功率的提升呈現一定的非線性提高，如奔騰激光發布的20000W激光切割設備相比較15000W設備，平均加工效率提高50％以上，但是功率僅提高33％，呈現出隨著功率的提升，設備的效率功率提高比大于1，具體如下所示：

功率提高率＝20000W／15000W－1＝33.3％

效率提高率＝Average（55％、45％、50％、67％、60％、76％）＝58.3％

功率效率提高比＝效率提高率／功率提高率＝58.3％／33.3％＝1.75

這意味著如果售價隨著功率的提高呈現出線性增加的話，那么使用越高功率的產品，其單位價格的加工效率越高，這將會助推激光器廠商不斷提高激光器功率，直至上述功率效率提高比小于1為止，當然實際市場功率還受激光器的能量密度（如20000W激光器對應100um的輸出芯徑：能量密度為20000W／（π50um＾2）及工業電網負載承受等因素制約。

除了性能不斷提高之外，價格呈現出不斷下降的趨勢，所有的功率段產品均呈現出下降趨勢，如下圖所示2016年以來，不同功率段皆呈現出每年價格下降幅度在20％左右。



【來源②：Industrial LaserSolutions】

3.2成熟產業鏈、規模效應及先進技術使得成本不斷降低

隨著光纖激光器市場規模的不斷擴大、激光產業鏈的不斷成熟，激光器的核心器件國產化率不斷提高，激光器的成本不斷下降。如下圖所示，國內典型光纖激光器企業銳科激光及創鑫激光自2016年以來每年的成本下降幅度均超過20％，市場規模的擴大和產業鏈的不斷細化使得激光器的原材料材料呈現出不斷下降的趨勢。

銳科激光2015－2018年成本下降幅度：



創鑫激光2016－2019上半年成本下降幅度：



【來源③：國盛研究所、銳科激光招股書、創鑫激光招股書】

3.2.1產業鏈完善



目前國內的光纖激光器上游的核心器件基本實現全國產化，降低了器件的成本，進一步加速了產能擴張，使得產品具備持續降價的潛力。

3.2.2規模化效應

規模化是中國制造最大的紅利，也使得目前中國作為全球制造中心的地位不斷鞏固和提高。隨著規模化，營業成本的各項子科目的邊際成本持續降低。原材料的采購由于更大規模的采購使得更有議價權；各類設備、場地的利用率得以提高從而降低各項折舊攤銷、場地、水電等費用；更高生產制造利用效率從而降低產品的制造費用。通過規模化，優化企業運行效率，從而降低產品的成本。

3.2.3先進技術

目前降低激光器成本的先進技術主要有泵浦效率更高的976nm技術方案、更高功率的單模塊以及更高集成度的電控系統。

1）976nm更高泵浦效率及更短光纖



976nm比915nm泵浦的光電轉化效率提高25％以上；12kW的976nm比915nm產品成本低10％左右。目前行業內主要有美國IPG、美國coherent及美國GWLASER TECH在工業終端批量使用基于976nm泵浦技術的光纖激光器。

2）單模塊更高功率



單模組1.5kw－3kw相比于多模組1.5－3kw，同等功率下兩個模塊較單模塊成本高10％左右。

此外，電路高度集成主要使得電源、主控板及相關的結構更加優化，從而進一步通過技術來降低成本。

4、光纖激光器的市場天花板不斷打開

據預測，到2022年，全球激光器件市場規模將達到153．8億美元，這是一個龐大的市場機遇。5G、光伏、新能源汽車、半導體等行業投資帶動新一輪激光需求。相關機構預計，2025年中國激光裝備規模將超1300億元，激光器規模有望達300億以上。

4.1激光切割市場

【數據來源④：國家統計局、天風證券研究所】



如上圖所示，光纖激光切割正在替代或將替代剪切機床、等離子切割機、高壓水切割、火焰切割機及氣體／固體激光切割等傳統加工方案。比如，如下所示，目前激光切割綜合成本出現出低于等離子切割綜合成本，同時隨著設備價格的進一步下降及激光加工工藝的進一步優化，其綜合性價比優勢越發突顯。

【數據來源⑤：天風證券研究所】

據民生證券研究所數據，激光切割機的存量替代空間超過30萬臺如果按照50％的滲透率，有超過15萬臺的傳統的沖床、等離子切割、火焰切割機、二氧化碳激光切割機將被替代成光纖激光切割機，假設按照10年的替換周期，每年的年均替代空間為1.5萬臺。

4.2激光焊接市場

據觀研天下數據，我國焊接設備市場空間在600 億元以上，提供了巨大的替代空間。以汽車行業為例，參考Optech Consulting的研究數據來看，焊接作為整車制造四大環節之一，其占固定資產投資成本約為30％左右，2017年國內整車制造固定資產投資額超過2500 億元，對應的焊接環節市場超過750 億元，而激光焊接在汽車行業應用范圍廣泛，如果激光焊接占比能達到20％，意味著國內汽車行業激光焊接系統市場空間將達到150 億元，對應激光器市場空間在45 億元左右，考慮到全球整車制造產能約為國內的三倍，全球汽車領域激光焊接對激光器的年需求量即有望達到130 億元以上，再加上造船、工程機械等其他行業，激光焊接需求有望存在翻倍以上成長空間。

2019年興起的手持激光焊接將焊接進一步深化各傳統焊接應用場景對于使用激光焊接進行替代的認識。此外，新能源汽車動力電池激光焊接潛力巨大。根據測算，動力鋰電池行業2018、2019、2020年將分別擴充產能83／47／113GWh，以2.5億元／GWh設備投資計算，行業總設備投資金額分別為207／118／284億元，對應動力電池焊接激光設備規模增量為10.3／5.9／14.2億元左右。

4.3激光熔覆市場



根據目前的市場數據，預測有100億的激光修復市場容量，但是隨著激光器的功率持續提高，效率亦隨之提高，激光器的成本持續下降，市場天花板有望進一步打開。

4.4激光清洗市場

據市場調研報告顯示，2018年，全球激光清洗市場的價值將達到5.89億美元，到2023年這一數值預計將達到7.24億美元。據了解，2018年以來各家激光清洗設備公司均取得了不錯的增長，保守估計其銷售額比去年增長了60％以上。一方面是因為目前從事激光清洗設備的企業增加，各式機器層出不窮，推動價格下降；另一方面是一些潛在用戶在觀望了解后，在今年開始采購激光清洗設備。整體來看，隨著激光器效率的不斷提高，價格的不斷下降，市場的天花板將持續打開。

5、中國主導全球范圍內光纖激光器市場

中國2019年GDP近100萬億元，為世界第二。從2011年起，中國制造業總量就已經是穩穩的世界第一。據世界銀行數據，2017年，中國制造業產出3.59萬億美元，超過美國2.16萬億和德國0.76萬億美元。中國為全球制造中心，而光纖激光產業作為服務于制造業的基礎產業，中國光纖激光市場目前是全球單一最大應用市場，據IPG2018年的數據，占據其全部收入的45％左右。

近幾年以來，光纖激光產業鏈在中國蓬勃發展，涉及光纖激光器的核心光學器件如泵浦源、有源光纖、合束器、光柵均在中國實現了批量化生產制造。光纖激光器如銳科激光、創鑫激光、杰普特、GWLASER TECH等企業今年來發展迅速，其中銳科激光、創鑫激光、杰普特先后實現上市或進入上市發行狀態。激光設備商如新起的宏山激光、邦德激光、迅鐳激光及老牌的大族激光、華工激光、奔騰激光等均發展迅速，快速增長。

此外，光纖激光器及核心部件泵浦源的生產皆為勞動密集型生產，中國作為全球第一大人口國，有著充足的生產工人。其單位時間的費用僅為歐美國家的十分一左右，相比而言，歐美廠商的組裝成本較明顯高出國內企業。人口紅利的突出優勢從而降低產品的制造成本，提高產品在全球中的競爭力。

中國自古以來就是一個勤勞、奮進的民族，而新一代人接受更加優質的高等教育，掌握更豐富的知識及技術，除此之外，在中國北京、上海、深圳等一二線城市中有數千萬人的擁有改變自己命運的心并且付諸到每一天的行動中去，才有了網上流行的996工作制。而也正是因為光纖激光行業有這樣的一群人，將光纖激光行業從無到有，從小到大，到現在已經有十多家企業在國內創業板、主板、科創板等板塊上市，未來還繼續有新的優秀企業出現，部分未來將成長為世界級企業。

結論：疫情不改光纖激光預期，長期看好光纖激光產業發展

光纖激光隨著性能效率的不斷提高，成本的不斷降低，不斷打開傳統加工行業的性價比瓶頸，不斷拓展行業應用的深度和廣度，未來有望作為大規模生產制造通用化工具。目前現代工業呈現技術指數化的迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價格不斷降低，應用場景持續擴大，規模效應非常明顯。同時，隨著市場規模的擴大，逐漸出現成熟的產業鏈，各自深耕產業鏈的一個環節，持續進行技術升級及降低成本。而光纖激光產業又非常符合摩爾定律及規模效應、完整產業鏈等現代工業技術的特性。

中國作為全球制造中心，中國光纖激光市場是全球單一最大應用市場，擁有成熟的產業鏈，仍就存在的人口紅利以及中國人持續拼搏奮斗的精神，未來將主導全球光纖激光市場。由于新型冠狀病毒肺炎疫情的影響，短期內存在受到一定沖擊的風險，但長期看，新型冠狀病毒肺炎疫情不改光纖激光未來預期，光纖激光將為大規模生產制造通用化工具。

附注：

① 奔騰激光官方資訊－《激光加工高鐵時代，奔騰激光20KW設備客戶使用報告新鮮出爐》

② BO GU－Bos Photonics－IndustrialLaser Solution：2019年中國工業激光市場分析及未來趨勢解讀

③ 國盛證券研究所研究報告：總瓦數口徑測算激光器降本幅度

④ 天風證券研究所研究報告：激光器專題，光纖激光器的切割與焊接市場空間深度探討

⑤ 天風證券研究所研究報告：激光器專題，光纖激光器的切割與焊接市場空間深度探討