激光加工产业:中国步入“光加工”时代,国产化拉动市场

来源:乐晴智库精选    关键词:激光加工, 激光制造, 激光技术,    发布时间:2018-07-12

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中国继欧美日制造强国之后正阔步进入“光加工”新时代

激光制造将逐步替代传统加工、深化新领域应用

“激光技术”是现代高科技领域的重要基础性技术。1960年美国科学家梅曼获得人类第一束激光,此后激光以“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”所著称,也是继核能、计算机、半导体之后20世纪人类四项重大发明之一。

过去几十年全球激光技术及激光器的发展对通信、汽车、航空航天、军事、科学研究、影视娱乐等领域的支撑作用非常明显,激光技术是现代高科技领域的重要基础技术。

2016年2月科技部发布的《国家重点基础研究发展计划》明确将“激光器的研制”列入国家重点基础研究发展计划。

激光加工技术将逐步替代传统加工技术

激光加工因激光束能量集中、稳定,特别适合于硬度大、熔点高等传统工艺方法较难加工的材料。例如激光焊接替代电子束和电阻焊,激光切割替代机械切割和线切割等。

激光技术仍在不断提升,应用深度和广度仍将扩展

2017年全球激光器应用于材料加工和通讯领域、分别占42%和34%;从应用形式来看,切割占35%、焊接占16%、打标占15%。

当前光纤激光器已逐步取代二氧化碳激光器成为绝对主流,但半导体激光器以其结构紧凑、光束质量好、寿命长及性能稳定等优势受到产业青睐,例如应用于材料表面处理、熔覆等。

半导体激光器或将是未来技术发展的主流,推动激光应用的深度和广度。

激光技术带动新兴领域和传统加工制造工艺革新

激光技术发展将加速3D打印产业化和应用空间。激光技术与自动化控制技术结合而成的3D打印(SLA、SLS)是一种全新的制造技术,尤其应用在零部件结构高度复杂领域,例如航空发动机、汽车发动机等的制造。

根据中国激光产业发展报告,中国3D打印主要应用在家电、消费电子和汽车等行业,2016年中国3D打印产业规模达到12.15亿美元、增长56%,2012-2016年复合增速65.7%。

“光”造未来:预计2018年国内激光装备规模约600亿

工业需求拉动光纤激光器成主流、亚太成全球最重要市场

2017年全球激光器销售124.3亿美元、同比增长18.2%

根据LaserMarketsResearch统计数据,2016-2017年全球激光器销售呈加速趋势,2017年全球激光器销售124.3亿美元、同比增长18.16%、增速高于2016年的8.34%。

2017年全球激光器行业应用领域中材料加工相关的激光器收入51.66亿美元,占全球激光器收入的42%,成为第一大激光器应用领域。

2017年全球工业用激光器销售43.14亿元、同比增长26.1%

根据LaserMarketsResearch/StrategiesUnlimited数据,全球工业激光器收入从2013年的24.87亿美元增加至2017年的43.14亿美元、复合增速为14.76%。

2015年以来工业激光器市场规模增速逐步加快,2015-2017年增速依次为8.93%、19.36%和26.10%。

2017年全球工业用光纤激光器销售同比增长33.7%

近年来光纤激光器占工业激光器比重大幅提升。光纤激光器因其结构紧凑、稳定可靠、转换效率高等优势,近年来在全球工业用激光器中占比逐步提升。

根据LaserMarketsResearch统计,2017年光纤激光器占工业用激光器的比重为47%、较2013年的34%提升13个百分点。

2017年全球工业用光纤激光器销售20.39亿美元、同比增长33.7%。

根据LaserMarketsResearch统计,2017年在工业用激光器中,光纤激光器销售20.39亿美元、同比增长33.7%,2013-2017年复合增速24.78%,光纤激光器快速增长系工业激光器市场规模增长的主要原因。

截止2017年工业用光纤激光器占比较2009年的13.73%提升了33.3个百分点,几乎取代二氧化碳激光器当年的市场地位,成为当前工业用激光器的绝对主流。

未来半导体激光器或将接力光纤激光器。半导体耦合技术的提高与新型合束技术的逐渐成熟,半导体激光器逐步满足切割对光束质量的要求。

另外,短波长的半导体激光器的波长接近铝的波长吸收最大值,大功率半导体激光非常适用于车身的铝材的焊接。未来半导体激光器或将接力光纤激光器扩大激光技术在工业领域的应用。

预计2021年亚太地区光纤激光器销售比重将升至46%

激光加工装备或系统价值量是激光器的好几倍。激光器是激光加工设备中最为核心的装臵,完整的激光加工系统还包括机械装置、控制装置及其辅助装置等,往往完整的激光加工系统价值是激光器的好几倍。

以材料加工激光系统为例,根据OptechConsulting数据,2016年全球材料加工激光系统规模约为126亿美元,是当年工业用激光器销售规模的3.7倍。

预计2018年国内激光设备规模超600亿元、增长超20%

国内企业激光技术不断突破、已形成4大产业群集

中国基础激光技术取得较大的突破。近年来国内科研机构在基础激光技术方面研发取得较大的突破,这为国内激光器及激光技术的应用提供了技术支撑。

国内已形成4大激光产业链群集。根据中国激光产业发展报告,国内共有规模以上激光器企业数量超过60家,加上激光设备及系统集成商,中国激光加工产业形成4个产业链群集:华南、华东、华中和环渤海。

下游新兴需求多点开花,传统需求不断增长

消费电子升级推动电子创新周期不断缩短,为激光微加工的应用提供新的应用环境,例如OLED全面屏切割、激光焊接金属中框工艺、激光清洗工艺等,使激光能够在更多材料应用。

此外,金属3D打印、激光熔融修复、表面清洗等亦呈现出需求。传统应用对激光设备的需求也在不断增加,例如激光切割/焊接+工业机器人智能生产单元。

2010-2017年中国激光设备市场规模复合增速26%。根据中国激光产业发展报告,得益于应用市场的持续扩展,2010-2017年中国在工业、信息、商业、医用和科研领域的激光设备(含进口)市场销售规模持续增长。

至2017年中国激光设备市场规模达到495亿元、同比增长约28%,2010-2017年复合增速约26%。

预计2018年中国激光设备市场规模超过600亿元

根据2018年3月发布的2018年中国激光产业发展报告,预计2018年中国激光设备市场规模将超过600亿元、同比增长超过20%。

预计2018年工业用激光设备规模或将达到约400亿元

根据中国激光产业发展报告,2015年中国工业用激光设备规模约213亿元、占中国激光设备销售总额的约63%。

分析2016-2017年中国激光设备增长的因素,主要还是工业加工领域的新应用扩展为主,例如皮秒、飞秒等超快激光设备用于手机屏幕切割等。

因此我们以65%-70%占比估算,预计2018年中国工业用激光设备规模为390亿元至420亿元。

“激”不可失:国产化拉动市场、两条路径寻找投资机会

国产低功率激光器市场占有率达到约90%。近年来大族、锐科、创鑫、杰普特等国内企业在光纤激光器技术方面有显著的突破,国产低功率光纤激光器在下游需求的快速拉动下得到了市场认可。

根据中国激光产业发展报告,2016年国内低功光纤率激光器销售约6.8万台,其中国产6.2万台、占比88.6%,国产市占率大幅高于2015年67.5%。

根据中国激光产业发展报告,2016年国产中功光纤率激光器市占率58.5%、较2013年提升超过40个百分点,中功率光纤激光切割设备销售量增长166%。

国产化率提升促进激光器价格下降,终端用户和激光设备企业实现双赢,加速激光设备应用。未来随着中高功率激光器国产化提升,激光器价格将持续下降,国内企业有望凭借性价比优势开阔国内市场、竞逐海外市场。

作者:郭泰