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材料科技、制造科技推动下,光纤激光器或成主流
激光器行业是材料科技、制造科技重要应用领域之一,激光器制造工艺水平提升与材料科技、制造科技进步之间具有双向驱动作用。为加快高科技产业核心技术发展,加强对高功率光纤激光器自主知识产权掌控力,相关生产主体、研究机构、学术机构深度合作,政府采取财政支持、税收优惠等措施,激励中国激光器制造科技快速发展,提高优质光纤激光器应用普及率。
激光器定义及分类
激光器是激光设备中最核心的零部件,是产生激光的装置,在物理结构上包括泵浦源、增益介质、谐振腔等。泵浦源是产生激光的能量来源,作用是对增益介质进行激励,包括光泵浦、电泵浦等。增益介质是将光放大的工作物质,增益介质特性决定了激光光强、颜色、频率等基本特性。谐振腔位于激光器头尾两端或平均分布于激光器内,在泵浦源和增益介质之间构成回路,用于保证高质量、高能量激光输出。
根据增益介质不同,激光器可分为气体激光器、液体激光器、固体激光器、半导体激光器以及光纤激光器。
激光器分类
来源:头豹研究院编辑整理
中国激光器行业产业链分析
中国激光器行业产业链由上游材料供应商、光学元器件供应商、机械系统服务商、数控系统服务商、电源系统服务商,中游各类中低功率激光器研发制造企业、高功率激光器研发制造企业,下游激光设备研发制造企业、医疗服务企业、运输设备制造企业、航空航天设备制造企业、电子通讯设备制造企业、增材制造服务企业等各领域商业消费主体构成。
中国激光器行业产业链
来源:头豹研究院编辑整理
上游:
上游各类原材料、基础元器件供应商、设备制造系统服务商为中游激光器厂商提供生产所需各类基础硬件及生产线监测跟踪软件系统。原材料厂商提供激光晶体材料、光纤材料,光学元器件厂商提供包括透镜、棱镜、反射镜等光学呈像零件,分划板、滤光片、光栅等光学纤维零件,及二元光学元件等新型高级光学呈像零件。系统服务商为激光生产线提供机械系统、数控系统、电源系统等服务方案。
中游:
中游激光器厂商广泛为下游各应用领域提供产品和服务,是推动各类光电终端设备快速升级必不可少的主体。中国激光器厂商不断延展产业链,广泛布局激光器研发、设计、测试、封装、生产等环节,产能逐步提升,在封装环节、测试环节已具备全球头部企业实力,生产线自动化程度不断提升,激光器产品稳定性得到初步保证。为跟进中国激光设备事业发展速度,充分满足下游增材制造、高速率通讯等领域对高功率激光设备的需求,中游企业需向上游延伸,优化资源配置,提升高端器件研发能力。
下游:
下游各行业商业客户是激光器产业链的变现终端。激光设备制造商及运输、医疗、通讯、增材制造等领域企业对中游激光器稳定性、高效性、低耗能性等要求不断提高。未来下游激光设备制造商与中游激光器厂商合作加深,或向上游延伸,覆盖激光器及激光器核心原材料生产业务,形成核心组件自产能力。
中国激光器行业市场规模分析
中国工业激光器销售规模随消费性电子产品、新能源、光电集成电路板等市场需求增加呈现持续增长态势。截至2018年底,中国工业激光器销售规模突破650亿元,并将保持稳健增长。中国工业加工激光器销售规模可能与未来几年实现突破,影响因素包括增材制造领域需求扩张、自主研发高功率激光器面世等。
中国工业激光器销售规模,2014-2023年预测
来源:头豹研究院编辑整理
中国激光器行业驱动因素分析
Ø 产业链深度整整合
激光器制造技术科技含量高,全球激光器行业内企业呈“金字塔”式分布,上游企业相对稀缺,技术集中度较高,导致中游企业原材料采购成本高昂。为降低直接材料和间接材料采购成本,减轻现金流储备压力,产业链中游具备充分人力、物力资源的大型激光器企业开始着手推行产业链垂直整合战略。资源垂直整合商业模式可驱动激光器企业加速向上游并购,开发企业在上游领域市场潜力,驱动行业形成完整生态。
Ø 下游新兴应用领域快速发展
激光加工技术在作业过程中具备非接触性,较少对材料造成直接破坏,随激光器及激光设备升级换代,激光技术在下游市场的应用领域持续拓展。通过与新一代光电技术、封装技术及其他新兴工业制造技术相融合,激光器行业下游不断孕育出新兴产业,驱动激光技术快速替代传统加工技术,进而推动中游器件制造水平及下游市场产品和服务质量提升。
中国激光器行业驱动因素
来源: 头豹研究院编辑整理
中国激光器行业发展趋势
Ø 光纤激光器成主流
光纤激光器以铒、镱、铥为增益介质,利用光实现泵浦,是固态激光器的一种。相比其他类型激光器,光纤激光器具有结构简单、转换率高、光束质量好、维护成本低、散热性能好等优点,被称为“第三代激光器”。 随光纤激光技术不断成熟,其体积小、寿命长、加工成本低等优势将更加突出,未来有望加快替代其他类型激光器在高功率、超高功率加工市场实现快速增长,市场份额进一步扩大。
Ø 高功率、自动化、民用化成主导方向
在中国智造2025战略背景下,传统工业制造业深度转型,中国正处于“机械加工”向“光加工”升级的关键时期。激光技术作为“工业4.0”时代重点推广的加工技术之一,对高端制造、智能制造具有引领作用。随着激光技术应用范围愈加广泛,下游领域对激光器性能要求日趋提高,未来激光器向高功率、自动化、民用化方向发展是显著趋势。
Ø 国产替代趋势明显
中国是全球最大激光器应用市场,但科技发展较快的境外国家牢牢掌控高端激光器制造技术。为降低中国激光器行业对进口产品、技术依赖程度,降低高端原材料价格,中游厂商加大自主研发力度,未来国产元件、工艺替代进口产品、技术趋势明显。
中国激光器行业发展趋势
来源: 头豹研究院编辑整理
深度见解
激光相对普通人造光在强度、相干性、方向性等方面性能优越。以激光器为核心组件的设备大幅拓展各制造领域在材料质地、尺寸等方面的选择范围,拓展产品应用场景。为配合中国在增材制造、5G通讯、绿色工业等领域战略目标,中国激光器厂商需加速布局高功率激光器、光纤激光器,提高高端核心产品自主生产能力,把握尖端技术,赢得高附加值产品国际市场份额。
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