随着传统制造业向数字化、智能化及绿色化的高端形态转型与发展,激光器技术亦将持续进化,朝着更高功率、智能化控制及国产化替代的方向迈进,进而驱动激光器在诸如高端清洗、新能源焊接、光伏产业、3D打印等高端制造行业的应用比例不断增长。
一、激光器行业概述
激光器是一种能够生成并输出激光的装置,构成了激光技术及其应用的基础框架。它由泵浦源、增益介质(或工作物质)以及谐振腔三大组件构成:泵浦源负责供给能量,增益介质吸收这些能量后释放出受激辐射光,而谐振腔——由一对反射镜构成——则与这两部分协同作用,实现对受激辐射光的放大,最终产生激光。激光以其高亮度、卓越的单色性、高度的方向性以及优异的相干性等特性而著称。
激光器在信息通讯、材料处理、医疗保健、照明技术、传感与检测等多个领域均得到了广泛运用。作为终端激光系统装备中的核心光学组件,激光器的性能直接关乎到激光设备所输出光束的品质与功率水平,是下游激光设备中最为关键的部件。
得益于中国对工业化进程的快速推进,特别是制造业领域由低端向高端的积极转型,近些年工业激光技术及其产业化得到了飞速发展。其中光纤激光器由于光电转换效率高、输出光束质量好、环境适应性强、批量使用成本低等优势特征而广泛应用于工业、通信、医疗、国防等多个领域,在各领域激光切割、激光焊接、激光增材制造等材料加工市场中占据主导地位。目前光纤激光器市场规模在中国工业激光器市场规模中占据近70%的份额,而半导体激光器和CO2激光器只有近20%的市场份额。
二、激光器产业链概述
激光器行业产业链上游为原材料供应环节,包括光学材料、机械材料、电子材料及其他辅料;产业链中游为激光器制造与生产环节;产业链下游为激光切割、激光焊接、激光打标等激光加工设备制造商及军工、机械、电子、汽车、航空等最终应用环节。
1、上游
制造激光器所需的基础材料涵盖光学、机械、电子及其他辅助材料范畴,具体来说,光学材料包括光纤、光学芯片、声光晶体、泵浦源以及镜片等关键组件;机械材料则涉及热沉、壳体以及各类机械配件;电子材料则主要包含电子元器件和电源等。这些原材料的成本在激光器总成本中占据了60%至80%的比重,对激光器的成本结构及利润空间具有显著影响。
值得注意的是,半导体激光器的终端客户往往对波长、功率等技术参数有高度的定制化需求,相比之下,光纤激光器主要以半导体激光器作为泵浦源,其生产过程相对更为标准化和工业化。因此,在成本结构上,光纤激光器的原材料成本占比要高于半导体激光器,而半导体激光器的人工成本占比则相对较高。
2、中游
激光器行业作为技术密集型领域,其产品定价在一定程度上体现了其技术附加价值。同时,随着上游原材料国产化的推进,原材料采购成本显著降低。在此背景下,行业头部企业通过规模化生产优势,享受着更低的单位原材料采购、人工及制造费用,从而实现了更高的产品毛利率。例如,国内半导体激光器领域的领军企业凯普林、长光华芯和炬光科技,在2023年分别取得了39.85%、33.54%和47.96%的毛利率;光纤激光器领域的佼佼者锐科激光和杰普特,同年也分别实现了26%和41.11%的毛利率,均处于行业前列。
此外,相较于中低功率的激光器产品,高功率激光器产品展现出更高的毛利率。根据调研报告,以凯普林为例,2023年其主流1kW至3kW功率段的光纤激光器系列产品销售占比相较于去年增长了38.5%,这一增长带动了光纤激光器整体毛利率同比上升14.13个百分点。尤为值得一提的是,当期6kW及以上功率段的光纤激光器毛利率达到了31.86%,超出了光纤激光器整体的毛利率31.39%。
近年来,激光器行业的国产化步伐显著加快,以市场上广泛应用的光纤激光器为例,2023年,1kW至3kW及3kW至6kW功率段的光纤激光器国产化率已攀升至98%以上,而10kW及以上功率段的国产光纤激光器市场渗透率也从2018年的不足6%大幅提升至70%。与此同时,随着国内激光产业呈现出集群化的发展趋势,激光器产品因其高毛利率特性,吸引了大量新兴制造商的涌入。这一趋势加剧了行业竞争,迫使多数企业采取降价促销的策略以维持市场份额,从而加剧了行业的内卷现象。
由市场调研报告指出,以行业领军企业锐科激光为例,2022年,在市场价格战的冲击下,尽管其激光器销售量实现了23.85%的同比增长,但营业收入和归属于母公司股东的净利润却分别同比下降了6.48%和91.38%。这一案例充分表明,价格战的销售模式并不利于企业的长期稳健发展。
3、下游
随着国产激光技术的不断创新与进步,以及由激光基础材料、激光光学元件、激光器本体、激光器配套组件及激光应用开发系统等环节构成的产业链日益完善,激光器已在激光切割与焊接、激光打印、医疗健康、机器视觉与传感技术、激光雷达等诸多领域实现了广泛应用。与此同时,高功率激光加工设备国产化率的不断提升,正推动其应用更加普及化,使得激光技术在各个领域的渗透率持续增强。特别是在工业领域,激光技术的渗透率预计将达到50%以上,这一增长趋势将同步带动上游激光器这一核心组件的市场需求实现同步扩张。
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