漸入成熟期的激光行業
發布人:新特光電 時間:2019-11-19 關注:

由于激光加工本質是對傳統加工的存量替代,高度競爭下市場不斷向龍頭集中,最終的市場集中度將從上游器件到下游設備依次遞減。

技術:有望實現全產業鏈國產化

激光器產品趨勢是向高功率光纖激光器和超快激光器方向進行研發突破。從產業周期來看,激光器行業將會經歷兩次價格摸底,一次是中低端激光器國產化完成后構成的底部,激光產業的2B工業應用開始爆發;第二次是高端激光器及上游器件實現國產化后,激光器價格將再次摸底,2C激光應用爆發。

1、產品分類:光纖激光器綜合性能最優

根據激光器增益介質的不同,一般將激光器分為液體激光器、氣體激光器和固體激光器幾大類,其中半導體激光器、光纖激光器本質上都是一種固體激光器,而半導體激光器常被用作光纖激光器的泵浦源,由于半導體激光器和光纖激光器的應用較多而逐漸被分離出來成為單獨的激光器大類。

在現有的激光器類別中,光纖激光器的電光轉換效率、輸出功率、運行成本等指標均較優,綜合性能突出,主要優勢體現在:較之氣體和固體激光器,光纖激光器的能量轉換效率高、體積小、運行成本低、適合批量生產;較之半導體激光器,光纖激光器的單色性好,光纖耦合損耗小,調制時的畸變小,精準性更高。

(1)電光轉換效率高,光束質量好。光纖作為導波介質,纖芯直徑小,纖內易形成高功率密度,可方便地與目前的光纖通信系統高效連接,構成的激光器具有高轉換效率、低閾值、高增益、輸出光束質量好和線寬窄等特點;

(2)體積小,易集成,運行成本低。由于光纖具有極好的柔繞性,激光器可設計得結構更加緊湊,體積小,易于系統集成,性價比高;且使用過程中耗材少,冷卻簡單,耗電量低,運營成本有顯著優勢。在冷卻方面,由于光纖激光器的效率高,因而對冷卻的要求低,小功率光纖激光器只需要空氣冷卻即可。在耗材和備用件的使用上,由于光纖激光器采用了電信級單芯結泵浦源,因而節省了一些備用件(例如燈和半導體陣列)的使用,在激光器的使用壽命內節省了光學裝置(如共振腔鏡、晶體、液體、濾光片)和其他耗材的的調整或維護費用;

(3)光纖激光器不斷高功率化,適用范圍和加工效率不斷拓展。在激光切割領域,光纖激光切割機功率從主流的3kw、4kw向6kw突破,萬瓦級以上的激光切割機也在不斷推向市場,光纖激光器憑借切割效率更優、切割能耗更低等優勢,不斷取代CO2激光切割技術和傳統的金屬加工機床。光纖激光功率的提升不僅帶來了板材切割厚度的提升(萬瓦級激光切割機切割鋁合金板材可達40mm,不銹鋼板材可達50mm)不同材質的激光切割技術(如銅材料的激光切割)也在不斷突破,推動激光切割的應用領域進一步擴大。而剛剛起步的激光焊接市場,未來則有可能打開比激光切割更大的市場空間,目前的技術方案仍是圍繞光纖激光器為核心進行研發。

2、激光焊接與超快激光應用前景廣闊

激光器下游應用廣闊,其中加工、通信、醫療和國防是世界范圍內激光技術的四個最主要的應用領域,其中激光加工所占比例最大,同時也發展最快,激光加工技術在工業領域應用的廣泛程度,已經成為衡量一個國家工業水平高低的重要標志。隨著全球產業升級和高功率光纖激光器技術的快速發展,激光設備將在加工領域快速取代傳統設備。2018年激光加工占比從42%提升到45%,為占比最高的細分領域,約為61.6億美元。激光通信占比從34%回落至28%,市場規模為38.2億美元;科研與軍工應用2018年收入增速高達12.7億美元,增速達到38%。而我國國內市場因工業體量大,加工需求多,2018年激光設備市場(605億元)為工業領域應用。

激光器行業漸入成熟期

從全球激光器的應用市場來看,隨著全球產業升級和高功率光纖激光器技術的快速發展,在加工制造領域,激光設備快速取代傳統設備,全球工業激光器收入從2013年的24.87億美元增加至2018年的55億美元,年復合增長率為14.8%。2015年以來,工業激光器市場規模增速逐步加快,2016-2018年三年的市場規模增長率分別為19%、26%、27%;工業領域激光器占全部激光器市場的份額從2012年的26.80%提升到2018年的45%,而光纖激光器占全球工業激光器銷售額的44.5%。IPG預測,高功率切割焊接、醫療、遙感、非金屬材料微加工將成為激光行業新的增長點。

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