中国激光行业分析:国内激光设备市场接近700亿,切割设备占比接近四成

1958年,人类在实验室里激发出一种自然界从来没有过的光,这货就是激光,也成为了20世纪以来继核能、电脑、半导体之后的又一重大发明。

不过,在当时,人们其实没有想到,激光在未来能够有如此关键的用途。

尽管激光行业广义上属于制造业,听起来似乎离我们的日常生活很遥远,但是它的下游应用范围是非常广泛的,已经深入到生活中的各个角落。

手机屏幕、按键,都需要用激光器切割;衣服扣子上的logo、消费电子设备,都需要用激光器打出来等等。

国内激光设备市场接近700亿,切割设备占比接近四成。2020年,受疫情影响,我国激光设备市场销售总额为692亿元,YOY+5.2%,低于历史增速。

激光设备的下游涵盖工业加工、通信、医疗美容等诸多领域。其中,工业激光设备实现收入432.1亿元,占比达39%,为激光设备最大应用。

按照加工工艺进一步划分,激光切割、激光焊接和激光打标构成工业激光加工设备的三驾马车,分别占工业激光应用的39%、12%和19%。

我国工业激光切割设备行业的市场规模约为168亿元,是激光设备最大的细分领域。2015年以来,国内激光切割设备渗透率从1%提升到2019年的接近10%,正处于产业快速成长的初期阶段,为激光设备行业的整体增长贡献主要动能。


什么是激光加工?

激光加工就是利用激光束与物质的相互作用,使工件在光热效应下产生高温熔化,从而实现对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔及微细加工的一种技术。

长期来看,激光加工优势显著,将逐步替代传统机加工。理论上,激光加工几乎能够实现全部的加工工艺,激光打标、激光切割、激光焊接。由于激光技术的独特性而具有传统工艺无可替代的优势,激光技术将逐渐渗透到各个领域,对传统加工方式的替代是长期趋势。

高功率激光器持续降价,设备应用场景逐步打开。近年来,中低功率市场的同质化竞争愈演愈烈,厂商纷纷向高功率段进军。切割设备市场中,中、高功率机型出货量的同比增幅差异逐年收窄,大功率器件向更高的平均功率发展成为必然趋势。

2018年以来,20kW、25kW乃至30kW的超高功率设备相继问世,国产高功率激光器的技术天花板被不断打破。这一方面强化了激光加工的工艺优势,另一方面,也意味着激光器的国产替代进程逐渐向高功率段蔓延。

中高功率激光设备中,激光器的成本占比最高(30%-50%),国产化带来的降价趋势最终将从上游传导到设备端,使得激光设备的经济性得到显著提升。伴随着应用成本的下降,激光加工将更加深入地渗透到以汽车、3C等为代表的众多行业,并推动新应用场景加速落地。

激光的应用场景包括那些?主要包括了动力电池、显示面板及半导体、PCB、消费电子领域。

动力电池加工分为前、中、后三道工艺,激光装备主要应用于前段、中段。动力电池装配过程中使用的激光技术目前主要包括激光焊接、表面处理以及材料切割,其中,激光焊接设备已成为产线标配。

根据测算,中国2023年动力电池装机量有望达到239.7GWh,每GWh新增产能对应的投资额约为8亿元,激光焊接设备(含整线)在动力电池厂商投入中约占比10%,则到2023年,预计国内动力电池厂新增设备需求约为62.9亿元。


显示面板与半导体。

从整体趋势上来看,面板的投资规模呈现一定的周期性,从结构上看,OLED屏柔性特征更适应5G时代万物互联的显示需要,成为高端消费电子产品的首选,5G通信的发展将极大促进其渗透率提升,2020年国内OLED手机占比已经达到50%。

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2020年中国大陆地区OLED总产能约为1,900万平方米/年,全球占比达到58%。据中国产业信息网预测,到2022年我国OLED产值规模有望达到584亿美元,2018-2022年复合增速有望达到41%。


据相关资料显示,OLED加工过程中共有约12道工序应用到激光技术,激光设备约占整个OLED生产线投资额通常为12%,而设备投资额占OLED总产值规模的60%左右。

也就是说,预计未来三年国内OLED总新增产值在3000亿元左右,对应新增激光设备投资规模在216亿元左右,年均市场规模在70亿元左右。


从目前的竞争格局来看,高端市场主要为韩企占据,国产设备企业开始向核心制程突破。国内OLED领域的激光设备高端市场目前仍由韩国企业所主导,技术含量最高的ELA设备市场基本被APSystems、Terasemicon、Viatron三家韩国企业占据;激光剥离设备主要由DongjinSemichem、ENFTech等主导。

以大族激光为代表的国产激光设备企业近年来异军突起,正逐渐渗透入国内面板厂商生产线,在非核心制程的激光切割环节有望率先完成国产替代。大族激光生产的激光切割、激光修复、激光剥离、画面自动检测设备现已通过多家客户验证,未来有望向核心制程进一步开拓。

5G和消费电子。

5G要求更高层次的加工精度,“换机潮”将引涨激光设备需求。随着5G建设进程的推进,消费电子行业明显回暖,进入新一轮创新周期。

截至2021年2月,我国手机市场总出货量为2175.9万部,YOY+240.9%;其中,5G手机的出货量同期占比69.30%,达到1507.1万部。据台积电预测,2021年5G手机渗透率将从2020年的18%提升到35%左右。

与4G手机相比,5G手机从材质到制造工艺都发生了巨大改变,核心部件将进一步往精密化、高端化方向发展。

而激光作为一种非接触式加工工具,在精密加工领域拥有得天独厚的优势,特别是伴随超快激光技术的进步,激光设备在微小5G手机零件、摄像头保护镜片等方面也将发挥重要作用,激光设备在3C行业的渗透率将再上新台阶。

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PCB设备。

PCB(印制电路板)是电子元器件的支撑体,Prismark测算,2020年全球PCB产值达到625亿美元,预计到2024年的CAGR在4.3%左右。

其中,中国大陆产值约348亿美元,受益于产业转移和产能升级,将以4.9%的增速保持相对较快增长,至2024年行业总产值有望达到417亿美元。

从全球PCB的区域产值分布变化可以看出,全球产业中心逐渐向亚洲转移,自2006年起,中国超越日本成为全球第一大PCB生产国,行业现呈现以亚洲、尤其是中国大陆为制造中心的新格局。


 

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