研报掘金丨技术革命加快,国产替代+领域拓展势不可挡!

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你相信光吗

【券商关注理由】

1.随着激光器的高功率化,激光加工对传统工艺形成有效替代:激光切割及焊接已经开始高速替代,激光清洗及涂覆技术空间广阔;

2.国内厂商不断取得技术突破,推进产业链一体化降低成本,部分企业已经具备挑战国际巨头的实力;

3.激光设备的功率提升,价格下降,下游需求呈现金字塔式分布,随价格下降对于新领域的吸引力大幅提升

【风险预警】

市场竞争加剧、下游需求不及预期等

一、激光器为核心,产业链协同发展

激光器的主要原材料为激光晶体、芯片、特种光纤等激光材料和元器件,因此产业链上游为光学材料、光学元器件、数控系统等制造商。激光器组装成激光设备后既可用于传统加工行业,又可进军高新技术行业,为光伏电池、锂电池等新能源技术的实现提供支撑。

上游行业中,光学部件行业集中度较高,生产的核心技术主要由OSRAM、JDSU、Dilas等海外龙头掌握。由于光学部件的厂商对技术的控制极大影响其下游激光器和激光设备产品的质量,目前光学部件主要从国外进口,国外厂商竞争格局较好。而机械部件、电控部件、气动部件等原材料准入门槛低,技术性较弱,行业竞争较为充分。

以锐科激光(300747.SZ)、创鑫激光(暂未上市)为代表的国内激光器领先企业通过持续专研、整合产业链资源等方式,已实现部分关键元器件的自主配套生产。

在激光数控系统领域,柏楚电子(688188.SH)市占率国内企业第一。在中低功率市场领域,国产激光运动控制系统已占据主导地位,柏楚电子在中低功率市占率60%,其产品在稳定性、可靠性、精度、速度、易用性等方面占优。

受到汇率波动、贸易战、国产化替代和价格战等因素影响,2019年国际巨头IPG在中国这一最大市场上的营收同比下降了21.9%,2020年也仅同比增长2.11%,而国产6kW以上的激光器开始逐步参与竞争。巨大的国内市场和海外企业优势的削弱,为国产替代创造机遇。

光纤激光器按照激光灯工作模式,主要分为脉冲光纤激光器和连续光纤激光器,按输出激光功率大小可分为低、中、高三档。在低功率光纤激光器上,近年来国产品牌出货迅猛,市占率在2019年达到99%,基本完成国产替代。

在中高功率光纤激光器上,技术不断成熟推动国产率提升。2013-2019年中功率光纤激光器市场出货量保持15%以上增长,国产市占率持续提升,2019年达到56.7%。2019年高功率产品国产出货量近4000台,国产化率达到56%,主要得益于国内以锐科和创鑫为代表的厂商在3-6KW功率产品上的技术成熟与产能提升。

二、三驾马车:切割、加工、清洗与涂覆

1)激光切割:

2015年以前,高功率激光器在我国产销量极低,激光切割在应用上长期存在厚度的限制。传统上认为火焰切割能切割的板材厚度范围最广,适合于精度要求不高的厚板和特厚板加工;等离子切割在30-50mm区间速度优势明显,不适于加工特别薄的板材(<2mm);而激光切割多使用千瓦级激光器,在10mm以下速度和精度优势明显。近年来,随着高功率激光器的逐渐普及,激光切割设备开始逐渐向中厚板市场渗透。

有效的性能替代和价格替代下,激光切割设备加速侵吞传统切割市场。2020年,金属切削机床销量降至44.60万台,激光切割设备销量升至5.50万台。金属切削机床销量对激光切割设备的比值从2013年的270迅速下滑至2020年的8。

2)激光焊接:

激光焊接具有熔深大、速度快、变形小、大等优势,不受磁场的影响,不局限于导电材料,不需要真空的工作条件,焊接过程中不产生X射线。

2013-2018年,受益于激光技术进步和激光器价格下降,激光焊接设备在各行业渗透率不断提高,叠加下游需求旺盛,国内激光焊接设备市场规模快速增长,年复合增长率高达41.53%。

激光焊接在低端和高端加工市场上均有广泛应用。其中,在低端市场的主要产品为手持激光焊,可以实现复杂不规则的焊接工序,主要用于焊接3mm以下金属和非金属的板材。

但和激光切割相比,激光焊接标准化程度更低,通用性差。激光切割机在各应用领域通用性强,差异性弱,而激光焊接机在各下游市场则具有专用性,依用途不同还会采取不同焊接方式,例如汽车车身的焊接多采用钎焊,而医疗器械的焊接则多采用热传导或激光传导焊接。

3)清洗、熔覆:

激光清洗技术是利用纳秒或皮秒级的脉冲激光辐照待清洗的工件表面,使其表面的油污、锈斑、粉尘渣、涂层、氧化层或膜层等发生气化或剥离的清洁方式。和传统工业清洗方法相比,具有维护成本低、定位精确、自动化程度高等优点。

激光熔覆技术是利用高能激光束辐照,在基材表面形成一层具有特殊性能的材料,以弥补基体所缺少的高性能。

目前,激光熔覆在大部分应用场景已能完成对传统涂层制备的性能替代,但在性价比上还有一定成长空间,未来若能实现有效的成本控制,替代效应下市场规模的增长值得期待。

三、多渠道降低成本,国产替代+领域拓展势不可挡

2007年国内锐科激光和创鑫激光成立,并在5年时间内突破光纤激光器技术壁垒,2013年掀起小功率脉冲激光器价格战。

对比2015-2020年光纤激光器平均单价与激光设备市场规模趋势,发现二者呈现此消彼长的关系,即激光器价格下降,利于下游激光设备扩大市场。2018年以来,光纤激光器功率段上移,但平均单价并无上涨趋势,表明高功率激光器降价幅度较大。

高功率激光器降价,尤其助于打开切割、焊接等高端加工市场。下游的需求整体呈金字塔形。高功率激光器价格下降后,高端激光加工设备可以加快对传统加工设备的替代。而激光器厂商也将受益于下游需求的扩大,实现产能和销量的迅速增长。

国内企业售后体系完善,响应速度快。锐科基本形成了覆盖全国,辐射全球的服务体系,并提出“8小时内提出解决方案,48小时内工程师现场维修”的承诺。此外,通过技术研发和并购,掌握关键零部件的生产技术,零部件自制率水平位列国内第一。

未来高功率切割和焊接、医疗、遥感、非金属材料微加工将成为新的增长点,到2023年高功率切割和焊接将成为激光设备的最大应用领域。抢占高端市场需要在切割和焊接方案提供上深入耕耘,提高激光加工性能和替代性。

广发证券表示,激光行业的高功率化与成本下移,推进了激光加工对于传统工艺的替代。建议从两条主线把握行业投资机遇:

1.激光器层面建议关注光纤激光器国内龙头锐科激光,公司通过工艺进步、自制率提升等方式持续降本,并开拓高端应用市场,份额持续提升;

2.控制系统层面重点推荐柏楚电子,公司在中低功率市场地位突出,高功率市占率实现突破,并布局切割头、焊接机器人、超快激光系统等市场,打开成长空间。

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