一、激光应用场景较多，下游产业链庞大

激光（Laser, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）是指原子受激辐 射产生的光，是一种能量密度高、方向性和单色性好的相干光辐射。激光产生的原理是原子 中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量 以光子的形式放出。

激光设备下游市场规模庞大且复杂，形成了完备的产业链。目前，与激光相关的产品和 服务已经遍布全球，形成了丰富和庞大的激光产业。激光的应用领域包括材料加工、信息通讯、 数据储存、医疗美容、科研军事、仪器传感、显示、增材制造等各个细分领域，形成了丰富庞 大的产业以及完备的产业链。产业链上游主要包括光学材料及光学元器件，中游为各种激光器 及配套设备，下游以激光应用产品为主，下游应用中渗透到消费电子、高端材料、半导体加工、 汽车、船舶、通讯、医疗美容、军事等众多领域。

由于下游涉及行业复杂，国际龙头注重以并购拓展业务版图。2018 年德国通快、美国相 干、IPG、贰陆等国际激光龙头企业营业收入均实现较快增长。由于激光设备涉及的下游较为 复杂，为拓展业务蓝图，国外龙头企业均采用了收并购的方式来进行扩展——通快收购了 Amphos 公司，强化在超快激光器领域的布局；相干收购了 Ondax 公司，拓展元件、激光器以 及激光系统的产品组合；IPG 则收购了 Genesis 公司，向机器人(15.650, -0.38, -2.37%)自动化领域进军。

二、激光器是激光设备的核心部件，光纤激光器优势明显

（一）激光器由泵浦源、增益介质、谐振腔三部分构成

激光器是激光设备的核心部件。激光器是激光设备的发光装置，作为激光设备最关键的 零部件，该环节技术壁垒较高。激光器主要由泵浦源、增益介质（工作物质）、谐振腔这三部 分构成。泵浦源作用是对激光工作物质进行激励，将激活粒子从基态抽运到高能级；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体系。谐振腔通常由两块与激活 介质轴线垂直的平面或凹球面反射镜构成，是光波在其中来回反射从而提供光能反馈的空腔。

以光纤激光器为例，增益光纤固定在两个光纤光栅之间构成谐振腔，泵源通电产生的泵浦 光穿过增益光纤时，增益光纤中的稀土离子会吸收泵浦光，其电子被激励到较高的激发能级， 反转后的粒子以辐射形成从高能级转移到基态后从纤芯中输出激光。

（二）光纤激光器具备能量密度高、加工范围广等优点，市场份额持续提升

激光器种类繁多，按照增益介质的不同，激光器可分为光纤激光器、固体激光器、气体 激光器、半导体激光器等。不同种类的激光器由于输出激光的波长、光束质量、输出功率等 参数不同，应用市场也有所差异。目前市场上的工业激光器的主要性能参数对比如下表所示：

二氧化碳、固体、半导体激光器性能各异，各有优劣。二氧化碳激光器由于具有功率大， 能量转换效率高，输出光束光学质量好，相干性好，工作稳定等优点，被广泛应用于加工、通 讯、科学研究等领域。但是也存在体积大、结构复杂、维护困难，金属对 10.6μm 波长的激 光不能够很好的吸收，不能采用光纤传输激光等缺点。固体激光器具有输出能量大、峰值功率 高、结构简单耐用，价格适宜的优点，在激光切割、定向武器等方面有广泛的用途，但是热效 应非常明显，且输出效率低。半导体激光器体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高，在 光纤通信、光电测量、军事领域得到十分广泛的应用，但在方向性、单色性和相干性方面较差。


相比之下光纤激光器更具有综合优势，被誉为“第三代激光器”。对比上表可以看到，相 较于固体、气体、半导体激光器，光纤激光器具有输出激光光束质量好、能量密度高、电光效 率高、使用方便、可加工材料范围广、综合运行成本低等诸多优势。因此广泛应用于雕刻、打 标、切割、钻孔、熔覆、焊接、表面处理、快速成形等材料加工领域，被誉为“第三代激光器”。近十年来，光纤激光器市场份额持续增长。其在全部工业激光器中的占比，从 2009 年的 13.7% 增长至 2018 年的 51.5%，相较于其他激光器处于明显的领先地位。

三、高功率激光加工将驱动工业激光器市场继续增长

全球激光器市场规模较大，且呈现稳步上升趋势。Strategies Unlimited 发布的数据显示，2018 年全球激光器市场规模达约为 137.5 亿美元，同比增长 5.8%，近十年复合增速达 11.1%。而随着飞机、汽车工业向复合材料的转变，高功率激光器渗透率的持续提升，我们预计 2019 年全球激光器市场销售额继续以 6.2%的速度增长，市场规模将达到 146 亿美元。


从激光器销售占比看，材料加工占据激光应用市场的主要地位。根据 Laser Focus World 的数据显示，2018 年材料加工等继续保持全球激光器应用市场收入占比最大的细分项，收入 规模达 61.6 亿美元，占比为 44.5%，较 2017 年同期增长 3.2 个百分点。通信与光储存是第二 大市场，规模为 38.2 亿美元，占比为 27.8%；科研与军事、医疗与美容、仪表与传感器、娱 乐与打印市场占有率分别为 9.3%、7.5%、7.4%以及 3.2%。


具体来看，高功率激光加工（切割、焊接）是目前的主要应用场景。从细分角度来看， 材料加工的用途包括切割、金属焊接、打标、半导体、金属精加工等多种领域。2017 年，切 割、焊接应用分别占全球工业激光器材料加工用途的 35%与 15%，是目前的主要应用场景， 打标应用占 15%，半导体占 14%，金属精加工占 8%。


高功率激光加工驱动材料加工市场稳步增长。根据 Optech Consulting 的咨询数据看，2018 年全球激光材料加工市场收入为 145 亿美元， 2012-2018 年的复合增速达 6%。由于高功率激 光材料加工渗透率继续提升，我们预计 2019 年全球激光材料加工市场将继续保持增长趋势， 收入规模有望达 156 亿美元。

材料加工用的激光器主要为工业激光器，或将继续受益。2018 年全球工业激光器销售收 入为 50.6 亿美元，同比增长 4.2%，近十年复合增长率达到 17%，增速超过激光器整体平均。在下游激光材料加工市场继续增长的背景下，我们预计工业激光器仍将保持较快增速。


四、中国激光产业保持快速增长，看好具备核心技术的龙头

（一）国内激光设备市场收入维持高增速

国内激光设备市场收入保持较快增速。2018 年全国工业、信息、医学、科研等领域的激 光设备总收入达到 605 亿元，同比增长 22%；2019 年我们预计增速将维持在 16%-25%之间， 市场规模有望超过 750 亿元。作为后发参与者，中国激光产业整体增速高于全球平均。长期来 看，随着中国经济结构向先进制造业的升级转变，我们认为工业用的大功率激光设备需求将长期保持较高景气度。


国内产业格局呈金字塔分布。从产业分布来看，国内的激光企业主要集中在下游的应用， 整体格局较为分散。

下游应用环节，除大族激光(38.070, -0.70, -1.81%)、华工科技(21.810, -0.35, -1.58%)两大行业龙头外（营收规模分别超过 100、50 亿 元），各细分板块有较多的参与者。而由于细分板块的整体市场规模相对较小，大部分的激光 企业均在科创板以及新三板挂牌上市。

中游激光器环节，国内生厂商主要是锐科激光(98.380, -2.94, -2.90%)、创鑫激光以及杰普特(49.030, 0.03, 0.06%)；运控系统中，柏 楚电子、维宏股份(26.290, -0.24, -0.90%)、奥森迪科占据中低功率激光切割控制系统的 90%，高功率激光控制系统 市场国际厂商仍占据绝对优势。上游元件环节，部分光纤已基本达到国际厂商水平，泵浦与芯 片等核心零部件仍然以进口元件为主。


（二）中低功率激光器国产化基本完成，高功率激光器竞争加剧

中游环节，国外光纤激光器厂商仍占大部分份额，但国产替代是大势所趋。2018 年全国 管线激光器市场销售总额超过 82 亿元，其中 IPG 光子市场占比为 50.3%，锐科激光、创鑫激 光作为国内龙头，相较 IPG 仍有较大差距。

但从趋势来看，2018 年 IPG 中国区实现收入 6.29 亿美元（约人民币 41.6 亿元），同比仅 增长 1.6%；而同期锐科激光、创鑫激光中国大陆地区分别实现收入 13.9 亿元、6.6 亿元，增 速达 55.8%、20.4%。在国内市场快速增长的背景下，2018 年锐科激光、创鑫激光国内市场份 额分别达到 17.8%、12.3%，较 2017 年均有明显提升。


中、低功率激光器市场景气度较高，国产替代基本完成。根据光纤激光器的功率不同， 可分为低功率（＜100W）、中功率（≤1.5kW）以及高功率（＞1.5kW）激光器。近年以来，低 功率光纤激光器出货量保持快速增长，从 2013 年的 1.3 万台增长至 2018 年的 11 万台，国产 份额超过 98%，预计 2019 年国产品牌出货量有望突破 12.5 万台，继续占据领先优势。中功率激光器方面，预计 2019 年国产出货量将达到 15500 台以上，增速维持在 25%，将继续挤压进 口厂商份额。

差异主要在于高功率激光器，市场竞争或将加剧。高功率（＞1.5kW）激光器的国产品牌 于 2018 年实现市场突破，出货量达到 2000 台，占比接近 40%，其中超过 300 台 6kW 光纤激 光器投放市场。在国内厂商已取得技术突破的背景下，我们预计 2019 年市场空间将进一步打 开，国产化率有望超过 50%。

国产化率的提升将伴随激光器价格的下移，短期内厂商盈利承压。以进口的 IPG 光纤激 光器为例，2016 年其光纤激光器国内售价已明显低于 2012 年时的售价，以一台进口的 20W 脉冲激光器为例，从 2012 年的每台价格约为 9～12 万元跌至 3 万元左右，降幅超过 50%。另 一方面，当时国内大功率激光器的技术尚未突破，进口价格相对坚挺，跌幅仅在 15%-20%左 右。

随着国产厂商在高功率激光器领域的突破，2019 年产业价格竞争呈白热化。以锐科激光 为例，在产品价格方面采用被动跟随战略，与海外厂商保持一定价差，因此在激烈的竞争中毛 利率出现了一定下滑。

（二）激光元件仍以进口为主，国产化正在路上

上游环节的芯片、光纤、高功率光纤光栅、热沉等光学器件是生产激光器产品的重要原材 料。国内相关产业起步较晚，技术不够成熟，质量及稳定性难以满足市场需求，目前仍然主要 以进口产品为主（含向国内代理商采购）。根据我们梳理的情况，国内三大激光器生产商的供 应商中，除了有凯普林、长光华芯等少数国产企业外，其他基本都是境外公司或其代理商。

国产龙头强化国内采购比重。但从进口原材料的金额来看，2017 年-2019 年上半年创鑫激 光的进口采购比重从 41.6%降至 23.7%，杰普特的进口原材料比重从 48.2%降至 29.3%，反映 了国产龙头厂商正强化国内采购比重。

国内光纤制造厂商已达到国外生产商相近的技术水平，光纤正逐步实现进口替代。2019 年上半年，创鑫激光脉冲、连续激光器的无源光纤国产化率分别为 89.91%、52.54%，杰普特 无源光纤国产化率也达到 90%。有源光纤作为增益介质，其难度与作用大于无源光纤，国产 化率也在同比提高。芯片（泵浦源）方面，国产芯片已达到可正常使用的水平，但在技术上仍 与进口芯片存在一定差距，目前国内领先的激光器厂商均主要采购 Lumentum 和贰陆激光的芯 片及组件，芯片环节仍有待突破。

综合来看，中国激光设备市场潜力巨大，国产替代将继续深化，看好具备核心技术的行 业龙头。在中国制造 2025 的大战略背景下，我国传统工业制造业面临深度转型，国内激光设 备市场规模将保持较快增速，市场潜力巨大。国内厂商快速发展，激光产业链国产替代步伐持 续，挤压国外企业市场占比。下游应用环节，已形成了以大族激光、华工科技行业两大龙头为 首的市场格局；中游激光器锐科激光、创鑫激光、杰普特三大国内厂商已具备核心竞争力，国 产替代正在加速，市场占比持续提升。上游元件环节，在部分环节取得突破性发展，未来需持 续关注芯片端的自主可控实现。综上所述，我们看好下游设备龙头企业受益于市场景气度向上， 以及具备核心技术的国产激光器厂商在国产替代趋势下的业绩增长