激光行業(yè)專題報(bào)告下游應(yīng)用場景廣闊滲透率不斷提升

激光行業(yè)專題報(bào)告-下游應(yīng)用場景廣闊滲透率不斷提升1.國家政策規(guī)劃推動，助力行業(yè)加速發(fā)展1.1激光發(fā)展史激光是20世紀(jì)人類的重大發(fā)明之一（LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，簡稱LASER），是通過人工方式，用光或放電等強(qiáng)能量激發(fā)特定的物質(zhì)而產(chǎn)生的光，原子中的電子吸收能量后從低能級躍遷到高能級，再從高能級回落低能級時(shí)，所釋放的能量以光子的形式放出，是一種純色、準(zhǔn)直、高亮、同向、能量密度高的光子隊(duì)列。激光相比普通光源單色性、方向性好，亮度更高。激光的理論基礎(chǔ)起源于物理學(xué)家愛因斯坦，1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術(shù)理論“光與物質(zhì)相互作用”。1958年美國科學(xué)家肖洛和湯斯提出了"激光原理"，即物質(zhì)在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激發(fā)時(shí)，會產(chǎn)生不發(fā)散的強(qiáng)光—激光。他們?yōu)榇税l(fā)表了重要論文，并獲得1964年的諾貝爾物理學(xué)獎。1960年美國科學(xué)家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光，是人類有史以來獲得的第一束激光。同年，梅曼制造出世界上第一臺激光器，將激光帶入實(shí)用領(lǐng)域。1961年激光首次在醫(yī)療領(lǐng)域?qū)嵺`應(yīng)用，在外科手術(shù)中用于殺滅視網(wǎng)膜腫瘤。二十世紀(jì)七十至九十年代，隨著激光技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的探索，激光應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。七十年代，激光技術(shù)從最初的醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用拓展至軍用領(lǐng)域研究及應(yīng)用，大部分仍以實(shí)驗(yàn)裝置和研發(fā)樣機(jī)為主。八十年代激光技術(shù)在軍用領(lǐng)域應(yīng)用中，激光制導(dǎo)炸彈和火炮激光測距機(jī)等實(shí)現(xiàn)重大突破。同時(shí)激光應(yīng)用領(lǐng)域逐漸在各行業(yè)滲透，在制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用，在激光加工實(shí)用化上取得進(jìn)展及突破。二十一世紀(jì)，激光技術(shù)應(yīng)用進(jìn)入輝煌階段，激光行業(yè)形成了一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈，下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，帶動各行業(yè)發(fā)展，提高各行業(yè)生產(chǎn)動力。激光下游應(yīng)用領(lǐng)域在廣度和深度方面均日益拓展，逐步滲透到國民經(jīng)濟(jì)的多個領(lǐng)域。激光與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)治療及診斷、制藥科學(xué)相結(jié)合，在激光治療、激光手術(shù)、激光診斷等方面已逐步滲透到日常生活中。激光美容作為醫(yī)美的重要手段之一，逐漸被大眾接受甚至依賴，并成為各大醫(yī)院皮膚科治療方式之一。在裝備制造領(lǐng)域，高功率激光設(shè)備在航空、航天、汽車、高鐵、船舶等高端裝備制造領(lǐng)域的切割、焊接、測量、打標(biāo)等環(huán)節(jié)發(fā)揮著越來越重要的作用。在精細(xì)微加工方面，超短脈沖激光在光伏、液晶顯示、半導(dǎo)體、LED、OLED等領(lǐng)域的鉆孔、刻線、劃槽、表面紋理化、表面改性、修整、清洗等環(huán)節(jié)發(fā)揮了不可替代的作用。1.2激光行業(yè)環(huán)境分析隨著中國迅速應(yīng)對并有效控制新冠疫情，制造業(yè)迅速得以復(fù)蘇。中國制造業(yè)PMI連續(xù)18個月處于擴(kuò)張區(qū)間后回落至榮枯線下，制造業(yè)PMI呈小幅度下滑趨勢。2022年3月為49.50%。受供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革等影響，機(jī)械設(shè)備永康五金交易景氣指數(shù)較為波動。而新冠疫情對機(jī)械設(shè)備永康五金指數(shù)影響的持續(xù)性有限，2021年3月起永康五金指數(shù)在榮枯線100附近呈小幅波動趨勢。從固定資產(chǎn)投資方面來看，2022年2月制造業(yè)固定資產(chǎn)投資累計(jì)同比為20.90%，同比下降16.4pct，環(huán)比提升7.4pct。制造業(yè)固定資產(chǎn)投資累計(jì)同比在2021年2月觸頂后呈緩慢下滑趨勢，2022年2月回升。通用設(shè)備制造業(yè)是指使用于1個以上行業(yè)的設(shè)備制造，通用設(shè)備制造業(yè)固定資產(chǎn)投資可用于體現(xiàn)1個以上設(shè)備制造行業(yè)的景氣度；專用設(shè)備制造業(yè)是指專用于1個行業(yè)的設(shè)備制造，專用設(shè)備制造業(yè)固定資產(chǎn)投資可用于體現(xiàn)單一設(shè)備制造行業(yè)景氣度。2022年2月，通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)固定資產(chǎn)投資分別累計(jì)同比為28.30%、30.20%，分別同比下降5.90pct、30.00pct，分別環(huán)比提升18.50pct、5.90pct。細(xì)分至汽車制造業(yè)和3C制造業(yè)，與制造業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)呈相同趨勢，2022年2月汽車制造業(yè)、3C制造業(yè)固定資產(chǎn)投資分別累計(jì)同比為11.30%、35.10%，分別同比下降4.80pct、6.50pct，分別環(huán)比提升15.00pct、12.80pct。自2006年起，激光行業(yè)被國家列為國家長期重點(diǎn)支持發(fā)展產(chǎn)業(yè)，隨后國家陸續(xù)出臺一系列相關(guān)政策規(guī)劃支持行業(yè)發(fā)展。2011年將大部分激光相關(guān)器件設(shè)備與技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域；2014年再次將激光相關(guān)設(shè)備技術(shù)列入國家高基數(shù)研究發(fā)展計(jì)劃當(dāng)中。2016年多則“十三五”規(guī)劃涉及激光技術(shù)的提高與發(fā)展。2020年科技部、國家發(fā)改委等五部門發(fā)布《加強(qiáng)“從0到1”基礎(chǔ)研究工作方案》，意旨加強(qiáng)“從0到1”的基礎(chǔ)研究，開辟新領(lǐng)域、提出新理論、發(fā)展新方法，取得重大開創(chuàng)性的原始創(chuàng)新成果，同時(shí)也是國際科技競爭的制高點(diǎn)。方案圍繞基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域和關(guān)鍵核心技術(shù)重大科學(xué)問題，堅(jiān)持需求導(dǎo)向和前瞻引領(lǐng)。從國家戰(zhàn)略需求出發(fā)，強(qiáng)化重點(diǎn)領(lǐng)域部署，鼓勵跨領(lǐng)域、跨學(xué)科交叉研究，形成關(guān)鍵領(lǐng)域先發(fā)優(yōu)勢；面向國家重大需求，對關(guān)鍵核心技術(shù)中的重大科學(xué)問題給予長期支持。重點(diǎn)支持人工智能、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、3D打印和激光制造、重點(diǎn)基礎(chǔ)材料、先進(jìn)電子材料、制造技術(shù)與關(guān)鍵部件、高端醫(yī)療器械、重大科學(xué)儀器設(shè)備等重大領(lǐng)域，推動關(guān)鍵核心技術(shù)突破。此外，國家持續(xù)大力推動智能制造行業(yè)的發(fā)展，不斷發(fā)布政策規(guī)劃和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有效促進(jìn)行業(yè)發(fā)展和技術(shù)提升。受益于行業(yè)的快速發(fā)展，細(xì)分工業(yè)自動化領(lǐng)域受關(guān)注度持續(xù)增加。疫情后，工業(yè)自動化生產(chǎn)優(yōu)勢明顯，加快制造業(yè)自動化轉(zhuǎn)型。疊加國內(nèi)人口老齡化問題深化、人工成本不斷提高，工業(yè)自動化生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品需求不斷增加。2021年12月工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為35175臺，同比增長18.41%，環(huán)比增長10.21%；2022年1-2月，工業(yè)機(jī)器人累計(jì)產(chǎn)量為76381臺，同比增長68.12%，同比維持較高增速；1-2月平均產(chǎn)量約為38190臺，下游制造業(yè)需求不斷增加。隨著機(jī)器替代人的進(jìn)程不斷加速，工業(yè)機(jī)器人需求量持續(xù)增加，將推動工業(yè)激光行業(yè)的發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人結(jié)合激光技術(shù)形成新的工業(yè)加工工藝，不僅提高良品率和減少誤差，而且能24小時(shí)無休止運(yùn)作，縮短生產(chǎn)周期擴(kuò)大產(chǎn)能，為企業(yè)起到降本提效作用。激光工業(yè)加工應(yīng)用領(lǐng)域包括金屬加工、船舶和農(nóng)機(jī)等機(jī)械產(chǎn)品制造等，技術(shù)不斷創(chuàng)新，助力拓展激光應(yīng)用領(lǐng)域，為激光行業(yè)提供新的發(fā)展動力。2.滲透率相對低，不斷拓展下游應(yīng)用領(lǐng)域激光產(chǎn)業(yè)鏈中，上游主要以光學(xué)材料、光學(xué)元件和器材為主，也包括設(shè)備相關(guān)的機(jī)械、數(shù)控、電源和其他輔助配件；中游是以激光器為主的核心部件；下游為激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)等激光設(shè)備，這些設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域主要以工業(yè)加工制造為主。下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括汽車、通信、醫(yī)療、軍事、3C、機(jī)械、科學(xué)研究等。激光設(shè)備成本中，人工及制造成本占總成本的約10%，原材料占總成本的約90%。其中，中游核心部件激光器成本占比約30%-50%。目前，我國激光行業(yè)形成以北京、江蘇、湖北、上海和廣東等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省市為主體的華中地區(qū)、環(huán)渤海、長江三角洲和珠江三角洲四大激光產(chǎn)業(yè)群。在上游技術(shù)與設(shè)備領(lǐng)域，部分關(guān)鍵原材料如半導(dǎo)體激光芯片等依賴進(jìn)口，產(chǎn)業(yè)鏈配套有待完善，國內(nèi)市場的進(jìn)口替代需求較為旺盛。國內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)高端激光器，特別是光纖激光器的企業(yè)數(shù)量依然較少，應(yīng)用于3C電子、精密機(jī)械制造等高端產(chǎn)品的工業(yè)激光器供不應(yīng)求。此外，在大功率激光器方面，國外進(jìn)口產(chǎn)品在現(xiàn)階段仍占據(jù)大部分市場，隨著國產(chǎn)千瓦級大功率激光器加快進(jìn)入市場、國產(chǎn)產(chǎn)品的性價(jià)比持續(xù)提升，激光器產(chǎn)品的本土化優(yōu)勢越發(fā)明顯。我國激光器企業(yè)約于2006年起步，近年我國激光器領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)水平有較快的提升，商業(yè)化發(fā)展迅速。國內(nèi)激光器產(chǎn)品以中低端市場為主，雖然國內(nèi)已涌現(xiàn)一批具備與全球激光巨頭競爭的企業(yè)，但由于高端市場對技術(shù)要求較高，國內(nèi)企業(yè)仍有一段距離追趕。目前，中國激光產(chǎn)業(yè)下游制造業(yè)滲透率約為30%，相比其他制造大國仍然較低。美國（42%）、日本（44%）、德國（46%）激光在下游制造業(yè)的滲透率均高出我國10pct以上。我國作為世界制造第一大國，未來激光在制造業(yè)的應(yīng)用將不斷提升，激光產(chǎn)業(yè)前景廣闊。2.1下游應(yīng)用行業(yè)不斷擴(kuò)展，國內(nèi)激光加工競爭格局分散我國激光加工設(shè)備行業(yè)起步較晚，但近年來發(fā)展迅猛。激光設(shè)備行業(yè)屬于高端技術(shù)制造業(yè)，長期受到國家產(chǎn)業(yè)政策的重點(diǎn)鼓勵和大力支持。國家各政策規(guī)劃均強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)支持激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展提供了廣闊的空間和良好的機(jī)遇。2021年中國激光設(shè)備產(chǎn)量約為20.19萬臺，同比增長32.92%。中國市場規(guī)模方面，2013-2020年激光設(shè)備市場規(guī)模呈上升趨勢，年復(fù)合增長率為19.83%。2020年市場規(guī)模約為692億元，同比增長5.17%。預(yù)計(jì)2021年市場規(guī)模約為740億元，同比增長6.94%。隨著激光行業(yè)的技術(shù)不斷提升，激光設(shè)備下游應(yīng)用行業(yè)使用率逐漸提升。全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問題日益突出，節(jié)能、環(huán)保有關(guān)行業(yè)的發(fā)展被高度重視，發(fā)展新能源汽車已經(jīng)在全球范圍內(nèi)形成共識，各大國際整車企業(yè)也陸續(xù)發(fā)布新能源汽車戰(zhàn)略。其中鋰離子動力電池憑借其高能量密度、輸出功率大、工作溫度范圍寬、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，成為動力電池的主流技術(shù)路線。隨著鋰離子電池生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和成本降低，鋰離子電池的應(yīng)用將進(jìn)一步加深。自2011年以來，我國新能源汽車產(chǎn)值呈現(xiàn)快速增長趨勢。在國家政策大力支持及新能源汽車推廣應(yīng)用進(jìn)程加快的帶動下，中國車用動力電池需求大幅增長。動力電池應(yīng)用市場的蓬勃發(fā)展將拉動激光裝備市場的增長。根據(jù)我國《2021-2035年新能源車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》，到2025年我國新能源汽車新車銷量占比將達(dá)到約25%。目前，新能源車滲透率約為19%，未來新能源汽車滲透率將逐步上升，從而推動動力電池需求增長。同時(shí)，以激光技術(shù)為代表的先進(jìn)制造技術(shù)在不斷推動汽車制造業(yè)的更新?lián)Q代，先進(jìn)激光加工技術(shù)與汽車生產(chǎn)的結(jié)合已是大勢所趨。激光技術(shù)的應(yīng)用將有效降低汽車的生產(chǎn)成本，提高汽車生產(chǎn)效率，為現(xiàn)代汽車制造業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。此外，隨著滲透率的提升，客戶對新能源汽車及動力電池的安全性能要求將提高，對激光設(shè)備的效率、技術(shù)水平要求也將提高。在消費(fèi)電子方面，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費(fèi)電子范圍逐漸擴(kuò)大。近十年，中國逐漸成為世界消費(fèi)電子制造中心，全球大約70%以上的電子產(chǎn)品均由中國進(jìn)行制造和裝配，國內(nèi)消費(fèi)電子制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。OLED材料行業(yè)在國內(nèi)受到了政府的大力支持，政府出臺多個政策文件中涉及對OLED材料行業(yè)的扶持。隨著國內(nèi)技術(shù)水平提升，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展進(jìn)程加速，國內(nèi)廠商開始積極布局OLED領(lǐng)域。國內(nèi)OLED生產(chǎn)線、OLED面板供給端的壟斷市場格局將被打破。2020年OLED國產(chǎn)化率的市場占有率有望提升至20%。國內(nèi)面板市場仍處于增長期，OLED面板企業(yè)崛起將為上游國產(chǎn)激光加工設(shè)備帶來持續(xù)增量。激光加工設(shè)備機(jī)械設(shè)備制造行業(yè)使用率仍在不斷提高，主要是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)及高端制造業(yè)是我國工業(yè)轉(zhuǎn)型的發(fā)展方向。伴隨著我國科技投入不斷增加，我國高端技術(shù)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。目前，激光加工設(shè)備廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備和高端裝備制造的切割、焊接和標(biāo)記的工序上，對于保證設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量、提高生產(chǎn)精度和降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)具有重要作用。未來隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，下游需求增加，激光設(shè)備產(chǎn)量將不斷增長。2020年，全球激光設(shè)備使用率最高的領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)加工，占比39.28%，通信與信息、科研與軍事分別占比24.35%、14.04%，分別排名第二、第三位，前三應(yīng)用領(lǐng)域占比77.67%。儀器儀表與傳感器、醫(yī)療美容、娛樂、顯示與打印共占比22.33%。與全球市場相似，2020年工業(yè)市場是國內(nèi)激光設(shè)備最大下游應(yīng)用領(lǐng)域，占比62.40%；信息市場占比22.00%排名第二，科研、醫(yī)學(xué)和其他市場共占比15.60%。激光裝備主要由光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)組成，按功能劃分主要包括焊接機(jī)、打標(biāo)機(jī)、切割機(jī)和用于各類特殊材料加工的行業(yè)專用設(shè)備。激光裝備用于激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)增材制造、半導(dǎo)體顯示、激光檢測等領(lǐng)域的激光器設(shè)備統(tǒng)稱為工業(yè)激光器設(shè)備。激光加工是利用高強(qiáng)度的激光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，通過激光束與加工工件的相對運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)對工件的加工，實(shí)現(xiàn)對材料進(jìn)行打孔、切割、焊接、熔覆等的一門加工技術(shù)。相對于傳統(tǒng)加工工藝，激光加工具有適用對象廣、材料變形小、加工精度高、低能耗、污染小、非接觸式加工、自動化加工等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為一種新型制造技術(shù)和手段。激光加工因激光束能量集中、穩(wěn)定，適用于硬度大、熔點(diǎn)高等傳統(tǒng)工藝方法較難加工的材料。按照不同的用途，激光加工可分為激光切割、激光打標(biāo)、激光雕刻和激光焊接等不同工藝。激光加工已被廣泛應(yīng)用于材料加工、通訊、研發(fā)、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域，激光加工能力一定程度上體現(xiàn)了國家上述領(lǐng)域的生產(chǎn)加工能力、裝備水平和核心競爭力。歐美等發(fā)達(dá)國家最先開始將激光器用于加工制造，并在較長時(shí)間內(nèi)占據(jù)了較大的市場份額。受益于全球經(jīng)濟(jì)的持續(xù)復(fù)蘇和國家戰(zhàn)略的深入，全球制造業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)