2022年激光器行业发展现状及市场空间分析VIP

1、2022年激光器行业发展现状及市场空间分析1.激光器行业空间：多元应用场景，驱动广阔市场需求1.1 激光器和激光设备：依托高性价比替代传统加工方式激光是现代制造业的重要加工手段。激光技术在工业领域最主要的应用是激光材料加 工，其是利用高强度的激光束，经光学系统聚焦后，通过激光束与加工工件的相对运动来 实现对材料（包括金属与非金属）进行加工的一门技术。激光设备，即为利用激光技术在 不同行业各个工艺环节进行加工的机械设备；激光设备主要由激光器、机械系统和数控系 统等组成。激光加工具有加工对象广、变形小、精度高、能耗低、非接触、自动化加工等 明显优势，逐渐对传统加工方式形成替代，广泛用于切割、焊接、

2、打标、雕刻、表面处理 和 3D 打印等领域。得益于激光加工应用市场的不断拓展，激光产业也逐渐驶入高速发展期。2021 年中国 激光设备市场规模达到821亿元，同比增长18.64%，2010年至2021年复合增速达21.43%。 根据2021 中国激光产业发展报告 预计，2022 年中国激光设备市场规模将超过 870 亿元。同时，依据2021 中国激光产业发展报告披露，中国激光市场快速发展，对全球 贡献较大，目前国内工业激光市场已经占全球近 30%的比例。激光器是发射激光的核心装置，固体激光器与光纤激光器并行发展。激光器，即能发 射激光的装置，为激光加工设备最核心的部件，激光器技术水平直接影响激

3、光加工装备的 技术水平，因此其在整套设备中成本占比高达 30%-50%。激光器主要由泵浦源、增益介质、 谐振腔等组成；泵浦源为激光器的激发源，谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路，增 益介质指可将光放大的工作物质。在工作状态下增益介质通过吸收泵浦源提供的能量，经 谐振腔振荡选模输出激光。材料加工与光刻目前仍是激光器的第一大应用领域。依据2021 中国激光产业发展报 告数据披露，2020 年全球激光器销售额为 160.1 亿美元，相较 2019 年增长 8.7%；预 计 2021 年全球激光器销售额为 184.8 亿美元，同比增长 15%；2021 年中国激光设备市场 规模达到 821 亿元，依

4、据柏楚电子公告，激光器为激光设备核心部件，价值量占比约为 40%， 考虑到近几年激光器降价幅度明显，故保守假设激光器占设备价值量比例为 30%，则国内 激光器市场约 246.3 亿元。激光器常用于材料加工、通信和光存储、科研和军事等领域， 其中材料加工与光刻市场、通信与光存储市场是全球激光器应用最为广泛的领域，分别占 比 39.6%、24.5%。1.2 激光微加工：符合智能制造趋势，下游领域高景气微加工激光器符合制造业转型升级的发展趋势，下游应用领域广泛。激光微加工一般 是指加工尺寸在微米级别的工艺过程。激光加工技术相较于传统接触式切削加工具有突出 的优势，微加工激光器具有热影响区域小、线宽窄

5、等特点，在精密钻孔、切割、划槽等工 艺在内的精细微加工领域具有独特优势。在消费电子制造、3D 打印、新能源、生物医疗、 通信和航空航天等新领域的应用也越来越广泛。（一）消费电子：微加工激光器最主要的应用方向 消费电子产品的制造精密度要求高、脆性材料应用多，适合激光微加工。随着消费电 子产品精密化程度提升，3D 玻璃、陶瓷等脆性材料的应用不断扩大，对精密电子零部件的 加工要求不断提升。智能手机包含摄像头、显示屏、线路板、天线等数百个零件，对精密 度和制造组装效率要求高。激光作为一种新型加工技术，具有精度高、速度快、不对基体 造成损害等特点，符合电子产品精密加工的需求，目前手机加工制造大部分环节需

6、应用激 光制造或检测设备。受益于技术迭代和应用拓展，我国消费电子行业规模保持稳健增长。一方面，5G 手机 加速渗透是智能手机行业增长的主要推力，近年来 5G 手机渗透率逐年提升，5G 技术的应用使得手机材质及制造工艺发生改变，对激光微加工的需求进一步增加。另一方面，消费 电子呈现多样化趋势，可穿戴设备、AR/VR 设备、智能手表、智能汽车等终端快速兴起， 推动消费电子行业持续保持较高景气度。据 Statista 数据，2016-2019 年全球消费电子产 品市场 CAGR 为 2.63%，未来全球消费电子产品市场整体仍将保持稳健增长态势，伴随市 场内部精密产品比例提高，助推激光精密加工需求持续

7、增长。（二）3D 打印/增材制造：激光加工是主流工艺之一 激光技术在 3D 打印领域广泛应用，3D 打印的行业规模将持续稳步增长。3D 打印是 以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料、液态光敏树脂等可粘合材料，通过逐层 打印的方式构造物体。光固化快速成型为主要成型方式之一，其成型中运用激光微加工技 术。根据Wohlers Associates 2018 报告，3D 打印主要应用于工业机械、航空航天、 汽车、消费品/电子、医疗/牙科领域，下游应用领域不断拓展。根据增材制造趋势报告 2021，2020 年 3D 打印的全球市场需求达到 126 亿美元，预计 2026 年达到 372 亿美 元，

8、2020-2026 年全球 3D 打印市场规模 CAGR 达到 19.8%。3D 打印市场规模的高速增 长将有力的拉动激光加工需求量。（三）光伏太阳能：PN 型电池转型，拉动光伏激光设备/激光器需求激光工艺在光伏行业中的应用，可助力终端用户降本提效。太阳能电池是通过光电反 应将光能转换成电能的能量转换器，在太阳能电池生产中，激光加工技术目前主要应用于 消融、切割、刻边、掺杂、打孔、激光修复、激光划片等工艺，可助力终端用户实现降本 提效。提升太阳能电池光电转化效率的关键在于控制光学损失和电学损失，目前，具备产 业化基础的提升太阳能电池光电转换效率的方式包括 PERC 激光消融、SE 激光掺杂、M

9、WT 激光打孔等。“双碳”政策目标加持下，光伏行业发展确定性强。2021 年，“碳达峰”、“碳中 和”首次被写入政府工作报告，“碳中和”目标对我国的能源转型发展具有重要意义。我 国具备强大的装备制造能力和超大规模的市场，并且已经掌握了核心技术、具备关键产业 链优势，将为清洁能源技术的成本降低和推广应用带来无可比拟的优势。因此，在国家政 策和产业环境的加持下，光伏行业发展确定性强，产业链上中下游有望受益。我国光伏发电累计装机量持续扩大，有望带动光伏激光设备及激光器需求提升。据国 家能源局统计数据显示，2013 年以来，我国光伏发电累计装机量增长迅速，从 2013 年的 19.42GW 增长至 2

10、021 年的 306GW，全国光伏发电累计装机量已超过 15 倍增长。根据 中国光伏产业发展路线图 2021，预计在“十四五”期间，全球每年新增光伏装机规模 将超过 220GW，我国每年新增光伏装机规模将超过 75GW，因此我国光伏发电累计装机 量或将进一步扩大，乐观情况下 2025 年有望达到 700GW。光伏产业景气度或将持续，从 而扩大光伏配套激光设备及激光器的需求。N 型太阳能电池新技术发展前景明确，预计市场占比逐年提升。目前主流的太阳能电 池为使用 P 型硅片的 PERC 电池，公认的可替代 PERC 的太阳能电池为使用 N 型硅片的 TOPCon、HJT 和 IBC 这三种新型太阳

11、能电池，因为 N 型电池符合光伏行业降本增效的大 背景、性能更为优异：1）N 型电池单瓦发电表现更具优势，主要是因为 N 型电池双面率 更高，可以更好利用背面反射光线；2）N 型电池温度系数高，在温度更高的环境下，功率 损失更少；3）N 型电池衰减慢，其硅片中没有硼元素，效率损失大幅降低，而 P 型硅片掺 杂硼元素，会和残留的氧产生硼氧复合，降低光伏电池的活性。太阳能电池技术路线迭代，或将扩大光伏激光设备市场空间。 根据普乐科技 POPSOLAR，2022 年 PERC、TOPCon、HJT、IBC 电池产能分别约为 200、30、10、8GW， 对应太阳能电池设备总投资额约为 550 亿元。

12、随着 TOPCon、HJT、IBC 为主的新型电池 技术路线逐渐替代 PERC，客户对激光光伏设备及激光器购置的需求进一步增大，存量市场和增量市场有望快速增长，未来光伏激光设备及激光器市场空间广阔。（四）半导体：国内芯片规模持续扩张，为激光加工贡献增量 激光技术逐渐应用于芯片制造领域。芯片制造具有微型化、精密化的特点，激光技术 可应用于深紫外曝光、退火、晶圆缺陷检测、切割、封装等环节；在半导体芯片制造部分 关键工序中，稳定可靠的高功率绿光、紫外和深紫外激光器是有效加工手段之一。自 2019 年起全球半导体设备市场迎来高速增长，中国大陆连续两年成为全球第一大 半导体设备市场。据 SEMI 统计，

13、2019 年全球半导体设备销售规模为 598 亿美元，2021 年首次突破 1000 亿美元，达到 1026 亿美元，年均复合增长率达 30.99%。2019-2021 年，中国大陆地区半导体设备销售额由 135 亿美元增长至 296 亿美元，年均复合增长率达 48.40%，高于全球增速。2021 年，中国大陆地区半导体设备销售额较 2020 年大幅增长 58.23%，大陆地区连续两年成为全球第一大半导体设备市场，占全球半导体设备市场的 28.86%。中国大陆增速高于全球增速显著高于全球平均水平，呈现良好的发展势头，未来 有望持续拉动激光加工的需求量。（五）市场空间：精细微加工需求下，固体激光

14、器市场需求或快速增长纳秒及超快固体激光器在精细微加工领域具有独特优势，应用领域和市场空间不断扩 大。以紫外、深紫外为代表的超短波长的固体激光器和以皮秒、飞秒为代表的超快激光器 具有超快超精、高聚焦能力、“冷加工”的特点，能有效解决微加工过程中所面临的技术 难题，在微加工领域的应用越来越广泛。根据2021 年中国激光产业发展报告，纳秒紫 外激光器功率不断提高，已从最早的 3W、5W 提高至 30W、40W；国产纳秒紫外激光器 的出货量由 2014 年的 2300 台增长至 2020 年的 21000 台，CAGR 高达 45%。而国产皮 飞秒超快激光器出货量已由 2015 年的 40 台增长至

15、2020 年的 2100 台，5 年间增长超 50 倍。随着制造业转型升级，制造业加工向精细化方向发展，微加工应用场景的不断扩展， 预计激光微加工的市场规模将保持较高增速。1.3 生物医疗：激光作用日益凸显，应用前景潜力巨大激光技术在生物医学领域广泛应用，包括医疗器械、诊断和治疗三个方向。自从 1960 年世界上第一台红宝石激光器发明并应用于医学领域，激光在医学领域发挥着日益重要的 作用。激光在生物医学领域主要有三个应用方向：激光微加工技术制备医疗器械：利用 超短脉冲激光器对材料进行激光切割、打孔、焊接等工艺；激光诊断技术：利用激光与 物质的相互作用来测量生物组织的微观结构、生理作用、生化分子

16、浓度等关键指标；激 光治疗技术：利用激光的光热效应，对生物组织进行凝固、气化或切割来达到消除病变的 目的等。光声成像技术可进行活体检测，应用前景广阔。光声成像是近年来发展的一种非入侵 式和非电离式的新型生物医学成像方法，利用脉冲激光照射生物组织产生超声信号以实现 高分辨率和高对比度的组织图像。光声技术的最大优点是可以进行活体检测，提供全新的 无损、精准监测手段，实现微创或无创监测，兼具高灵敏度、高选择性和长期稳定性，显 著提高医学监测结果的精准性。光声技术在生物医疗中有着广泛的应用前景，适用于血氧 含量测定、肿瘤血管成像、结构成像等多种场景，有着良好的市场前景。超快激光技术成为血管介入器件精密

17、加工的重要方式。皮冠状动脉介入治疗（PCI）为 治疗心脑血管疾病的主要方式之一。血管介入器件按使用部位主要分为心血管介入器件、 脑血管介入器件、外周血管介入器件三类，相关器件均要求精密加工。激光技术凭借自身优点，成为相关医疗器材精密加工的重要方式。相较于全球水平，我国的 PCI 手术渗透率 依然很低。但随着经济和社会发展，我国 PCI 手术的需求快速释放，心脑血管植介入器材 的使用量也将不断上升。根据弗若斯特沙利文公司(Frost & Sullivan)发布的中国主动脉 及周围血管介入器械行业白皮书显示，我国心血管介入器械市场不断增长，到 2022 年， 市场规模将达到 294.9 亿人民币，

18、2017 年到 2022 年期间的年复合增长率 14.2%。激光技术在生物医疗领域应用空间较大。根据中国工程科学刊文我国激光技术 医疗应用和产业发展战略研究引用的 Allied Market Research 市场调研报告的数据显示， 2016 年世界激光医疗市场达到 51.16 亿美元，预计 2023 年将增加到 125.86 亿美元，年 均增长约为 13.6%；美国、欧洲、以色列和日本位居世界领先地位。国际医用激光器已形 成产业，商业化产品超过 40 种，年销售额突破 10 亿美元。2. 英诺跑通独特商业模式，未来发展前景广阔公司形成以激光器为核心，以嵌入式模组为触角，面向全球市场，重点服务于“工业 应用”和“生物医疗应用”两大领域的商业模式。1）激光器业务保持优势地位，产品推新和升级进一步巩固市场竞争力。激光器作为激 光加工装备的核