星空体育:激光设备产业研究:潜在增长空间大,下游多点开花加快行业发展
文章出处:本站 人气:发表时间:2024-05-19 13:03
原标题:激光设备产业研究:潜在增长空间大,下游多点开花加快行业发展
(报告出品方/作者:金华证券 刘荆 张晨飞 )
一、行业短期随制造业周期波动,长期持续渗透推动规模增长
(一)激光产业链及相关上市公司
激光产业链情况:激光产业链上游是利用半导体材料、高端装备以及相关的生产辅料制造的 激光芯片、光电器件等,是激光产业的基石。
产业链中游是利用上游激光芯片及光电器件、模组、光学元件等进行各类激光器的制造与销售;下游为激光设备集成商,产品最终应用于先进制造、医疗健康、科学研究、汽车应用、信息技术、光通信、光存储等众多领域。
激光行业发展历程:
1917 年,爱因斯坦提出受激辐射概念,之后的 40 年时间激光技术在理论上逐步走向成熟;
1960 年第一台红宝石激光器诞生,之后各类激光器层出不穷,行业进入应用拓展阶段;
20 世纪后,激光行业进入快速发展阶段,根据《中国激光产业发展报告》,2010-2020 年中国激光设备市场规模由 97 亿元增长至 692 亿元,CAGR 约 21.7%。
(二)短期随制造业周期波动,长期看渗透率提升和新应用拓展
1、激光行业下游分布广,短期随制造业波动
激光行业短期景气度与制造业相关度高。
激光设备的需求来自于下游企业的资本开支,受企业资本开支能力和意愿影响,具体影响因素包括企业利润、产能利用率、企业外部融资环境、对行业未来前景的预期等。
同时激光设备是典型的通用设备,下游广泛分布于汽车、钢铁、石油、造船等多个行业,激光行业整体景气度与制造业相关度较高。
从行业历史波动看,激光行业经历了 2009Q3-2010Q2,2017Q1-2018Q1 两轮大幅度的增长,主要与制造业周期和终端产品创新周期相关。
目前制造业周期处于景气阶段,工业机器人、金属切削机床等销量保持在较高水平,激光行业处于需求旺盛阶段。
制造业后半年或将维持平稳,激光行业景气度有望延续。
2021 年 9 月制造业 PMI 为 49.6,历经 18 个月的扩张后首次跌破荣枯线,反映制造业景气度整体回落。
往前看,地方专项债加快发行叠加海外疫情因素支撑出口需求,后半年制造业景气度仍具备支撑,或将维持平稳扩张态势。
2、长期看渗透率提升和新应用拓展
激光加工在加工效率和质量上优势明显,制造业转型升级推动行业发展。激光加工是将激光 聚焦于被加工物体上,使物体加热、融化或气化,从而达到加工目的。
与传统加工方式相比,激光加工具备三大主要优势:
(1)可以通过软件控制激光加工轨迹;
(2)激光加工的精密度极高;
(3)激光加工属于非接触加工,可以减少切割材料损耗,并且加工质量更好。
激光加工在加工效率、加工效果等方面表现出明显的优势,并且符合智能制造的大方向,制造业转型升级推动光加工对于传统加工的替代。
以激光切割设备为例,渗透率提升带动市场规模持续增长,2013-2019 年激光切割设备 CAGR 为 26%。
随着生产的发展和新工艺的应用,零件形状越来越复杂,对切割质量和切割工艺规范的选取提出了更高要求,比如拼焊工艺要求板厚 1mm 左右的镀锌板焊接前间隙不大于 0.05mm,这对切割后的表面粗糙度、挂渣程度和直线度都提出了极高的要求。
在制造业转型升级的背景下,激光切割市场快速发展,根据 Ofweek 产业研究院数据,2013-2019 年中国激光切割设备市场规模由 66 亿元增长至 266 亿元,CAGR 为 26.15%。
根据《中国激光产业发展报告》, 2013-2020 年我国激光切割机销量由 0.3 万台增长至 5.5 万台,占金属切削机床年产量的比例由 0.4%提升至 12.3%,目前激光切割的渗透率不高,仍具备较大提升空间。
新应用拓展,持续拓宽激光赛道。
激光技术最显著的特征是对其他技术具有广泛的渗透性,可与其他众多技术融合、孕育出新兴技术和产业,从而使激光加工在更多领域替代传统机械加工。
近年来,随着技术发展以及激光器价格下降,激光清洗、激光熔覆等市场在商用道路上快速发展,此外增材制造等领域也蕴含巨大增长空间。
(三)激光技术与行业发展趋势
激光发光原理:
激光是指窄幅频率的光辐射线通过收集反馈共振与辐射放大,产生的准直、单色、相干的定向光束。
激光器是产生激光的核心装置,主要由激励源、工作介质、谐振腔三部分组成,工作时激励源作用于工作介质之上,使多数粒子处于高能级的激发态,形成粒子数反转,之后光子入射,高能级粒子跃迁到低能级,并发射大量与让入射光子完全相同的光子。
传播方向与谐振腔横轴线不同的光子将逃逸出腔体,方向相同的光子则在谐振腔内往返,使受激辐射过程持续下去,并形成激光光束。
工作介质:
也称为增益介质,是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质,工作介质决定了激光器能够辐射的激光波长,根据形态的不同可分为固体(晶体、玻璃)、气体(原子气体、离子气体、分子气体)、半导体和液体等介质。
泵浦源:
对工作介质进行激励,将激活粒子从基态抽运到高能级,以实现粒子数反转,从能量的角度看,泵浦过程就是外界提供能量(如光、电、化学、热能等)给粒子体系的过程。
可分为光学激励、气体放电激励、化学机理、核能激励等。
谐振腔:
最简单的光学谐振腔是在激活介质两端恰当地放置两个高反射率的反射镜,其中一块是全反射镜,将光全部反射回介质中继续放大;另一块是部分反射、部分透射的反射镜,作为输出镜。按照能否忽略侧面边界,谐振腔分为开腔、闭腔以及气体波导腔。
行业技术发展趋势:高功率、窄脉宽、短波长。
在中国制造业转型升级不断深化的背景下,产品和零件加工逐渐趋向精密化、微型化,激光技术也不断向高功率、窄脉宽、短波长方向发展,更高的功率可以提高加工速度,优化加工效率;更窄的脉宽可以降低加工损伤,提升加工质量;更短波长可以使加工产生更小的光点,提供较高的分辨率,提高加工精度。
二、激光设备:潜在增长空间大,下游多点开花加快行业发展
(一)激光加工设备千亿市场,市场格局较为分散
全球激光加工设备市场规模约 1200 亿元,中国激光设备市场规模近 700 亿元,其中工业领 域市场规模 432 亿元。
根据 Optech Consulting 数据,2020 年全球激光加工设备市场规模为 174 亿美元,2009-2020 年 CAGR 约为 11.4%;根据《中国激光产业发展报告》,2020 年中国激光设备市场规模为 692 亿元,2010-2020 年 CAGR 约 21.7%,其中工业是主流应用,2020 年中国工业激光设备市场规模为 432.1 亿元,占比约 63%。
中国是全球最大激光市场,按照 2020 年激光加工设备销售额和当年平均汇率计算,2020 年全球激光加工设备市场规模为 1200 亿元,中国激光加工设备在全球的市场份额约为 36%。
市场格局:
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2020 年大族激光来自激光设备的营业收入为 90.29 亿元,市场份额为 13.05%;华工科技激光设备相关的营收为 18.88 亿元,市场份额为 2.73%;激光设备市场格局呈现较为分 散的格局。
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