为什么激光行业值得研究？

激光是受激辐射的光放大。激光是指窄幅频率的光辐射线通过受激辐射放大和必要的反馈共振，产生准直、单色、相干的定向光束的过程。激光的基本原理是基于 1917 年爱因斯坦提出的受激辐射理论。激光的形成需要三个最基本的条件：1.增益介质—在介质中实现粒子数反转；2.泵浦源—激励原子体系；3.谐振腔—放大受激辐射强度。

激光产生的必要条件是粒子数反转，在增益介质中实现。

抛开这些生涩难懂的专业词汇，我们来探究一下激光行业的本质。

激光行业其实是伪高科技行业，为什么呢？其它的高科技行业的核心都是是创新，能够融入想象力让产出的最终产品日新月异，而激光行业则不然，在爱因斯坦发现受激辐射理论的那一刻，激光行业的终端产品就只有一个----激光。在激光产生原理确定，产品始终都是激光的情况下，这个行业其实没有太多的空间来创新的。

激光的本质是一种物质，只要按照激光原理制造出来的激光，不管是新兴中国激光企业制造出的激光，还是底蕴悠久美国企业制造出的激光，只要是同一种激光，激光的质量就是一样的，和再贵的打火机，再高端的燃料打出的火都是一样的一个道理。所以激光行业是一个行业发展有先天局限的行业，因为它的终点只能是激光，激光是不能进化的。这样的特性让这个行业的先发优势就变得不那么明显，国外的企业技术比中国起步早很多，但是当抵达终点之后，能改进的就只有激光的制造装置，能改进的空间并不大，只能够任凭后来者不断的缩小与它们之间的差距。而不像其他暂时没有看到极限的高科技行业那样，可以利用先发优势不断扩大与后来者之间的差距。

也因为这样的行业特性，让我国的激光企业有了从外国企业手中夺回被占领的市场的机会。激光行业的进口替代是整个行业不可逆转的趋势。

激光行业的产业链

激光产业从上个世纪中旬发展至今，产业链已经极其完备。激光行业上游主要为光学材料、光学元器件、数控等，中游包括各类激光器（CO2、YAG、光纤、半导体、燃料）和对应的激光设备，下游已延伸至汽车、钢铁、造船、航空航天、电子通信、医疗、军事、科研等多个方面。

在具体应用方向上，主要包括激光切割、焊接、打标、钻孔、医疗、显示、照明、测量、熔覆、通信、微加工等。

目前，激光正以其优质的性能在各行各业加速渗透，并延伸到更多的行业，属于渗透率与增量应用都在提升的一个领域。

全球激光行业发展形势良好。根据 Strategies Unlimited 的数据，2016 年全球激光系统集成市场规模达到 111 亿美元，其中激光加工设备收入规模为 31.7 亿美元，切割、打标、焊接是重要的三种加工方式。

 

激光正不断渗透到下游各个行业，在材料加工等领域优势突出

激光主要应用下游为材料加工、通信、科研军事、医疗美容、仪器与传感器、娱乐显示与打印等。激光加工技术是一种新型的绿色先进制造技术，被认为是“未来制造系统的共同加工手段”。随着技术不断进步，激光技术应用领域不断拓展。

根据 Laser Focus World，2017 年材料加工与光刻领域激光器收入占全部激光器收入的 41.6%，达 51.66 亿美元，位列第二的是通信与光存储领域，收入占比为 34.1%。科研与军事、医疗与美容、仪器与传感器、娱乐显示与打印分别占比 7.4%、7.4%、6.5%、3.1%。

美国激光产业的发展对于全球激光产业有着先导和指引作用。根据美国科学和技术政策办公室 2010 年分析和统计，美国当年 GDP 的 50%，约 7.50 万亿美元的产值，与激光在相关领域的市场应用及不断广泛拓展相关。由此可见，激光以其卓越的性能，在各行各业逐渐渗透，并对工业企业的发展做出了巨大的贡献。

在具体的应用中，激光器和激光设备是激光行业的主要产品。激光设备主要由光学系统、机械系统和数控系统组成。激光加工设备主要包括激光打标机、激光切割机、激光焊接机等。按照不同功率分类，一般将平均功率在 100W 以下的激光器称为低功率激光器，100-1000W 为中功率激光器，1000W 以上的称为高功率激光器。

小功率激光器主要应用于电子、陶瓷、玻璃、五金、纺织、汽车零部件等轻工业制造，而高功率激光器一般运用于钣金加工、大型机械制造、石油化工、航空航天等重型设备的制造。

激光几大应用场景前景分析

材料加工

激光加工是指利用激光投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。用激光对材料进行各种加工，包括打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光能适应任何材料的加工，尤其在一些特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。

激光具有的特性决定了激光在加工领域存在的优势：

1. 无接触加工，激光能量和移动速度可调；2.可以加工金属和非金属；3.加工过程无“刀具”磨损，无切削力作用于工件；4.热影响区小，工件热变形小； 5.易与数控系统配合，加工方式极为灵活；6.生产效率高，质量可靠。

根据 OPTECH 的数据，2016 全球激光材料加工市场规模 126 亿美元，增长6.8%，其中中国增长近 20%。市场增加主要是中国市场需求增长近 20%，中国制造业仍然持续为激光设备投入巨资。考虑到中国制造业持续高增长，美国新政策引导制造业回流和欧洲经济复苏，预计 2017~2019 年三年全球激光材料加工市场仍有望保持超过 7%的复合增长。

 

通信

激光在通信领域的应用主要包括光纤通信。在发送端首先要把传送的信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤经过光的全反射原理传送；在接收端，

检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。

目前用于光通信系统和 3D 成像模块的红外光源可分为三大类：发光二极管

（LED）、边射型激光器（EEL）和垂直面射型激光器（VCSEL）。

 

根据麦姆斯咨询统计，2015 年全球 VCSEL 的市场规模为 9.5 亿美元，占红外光源总市场规模的 21%。预计 2022 年 VCSEL 的市场规模有望达到 31.2 亿美元，年复合增长率可达 17.3%。

医疗美容

目前激光在全球医学上的应用已经取得了阶段性进展，大致可分为激光诊断和激光治疗（含激光美容）两大类。前者以激光作为信息载体，后者以激光作为能量载体。

因激光在精确度、疗效及安全性等方面优于传统的治疗方法，多种多样的激光医疗设备已进入到普外、泌尿、皮肤、耳鼻喉、口腔、妇科、骨科、心血管、神经外科以及肿瘤科等各个临床科室，能够通过对病变组织进行凝固、切割、汽化等方式进行手术或介入治疗，达到临床治疗效果。

根据德勤的研究报告，全球医美市场规模稳步增长。2016 年，全球医疗美容市场规模约为 100 亿美元，预计其将以 7.27%的年复合增长率增长，于 2020

年达到 133.4 亿美元规模。具体来说，全球医疗美容市场细分项目按部位分类， 主要有激光类医疗美容、面部美容、胸部植入及牙科。其中，激光医疗美容和面部美容的市场份额将逐步增加。预计激光美容将成为激光在医疗行业发展中的重要推动力。

激光行业在整个社会体系构成中处于一个微妙中游的位置，它是一种技术一种工艺，而理论上可以参与任何行业的生产制造中去，所以它的下游行业并不固定，是随着时代的变化而变化，以目前的趋势来看，它的下游行业会不断的扩充，需求在不断的增加。

国内激光行业格局：国内优秀激光企业崛起，国产替代进行时

中国作为世界工厂，在几乎所有的工业部门都呈现出从传统加工向高端加工转型升级的态势，激光加工技术大有作为。

由于消费电子领域是工业激光器最大的终端应用产业，消费电子产品制造商的市场需求将使中国的工业激光器市场呈现大幅增长。鉴于亚太地区工业部门的快速发展和光纤激光器低成本、高输出功率的优势，用于材料加工的光纤激光器市场空间巨大。

以光纤激光器为例，国产光纤激光器品牌在与国外品牌的竞争中不断创新突破， 发展速度越来越快。2013 年至 2016 年，我国国产光纤激光器的销售台数逐年连续增长，2016 年已达到 7.4 万台。其中，低功率主要用于 3C 产品打标等精细加工领域；中功率主要用于金属板切割和焊接领域，预计未来几年销量将保 持快速增长；千瓦级以上的高功率光纤激光器主要应用于激光切割、打孔、焊 接等工业领域。

在国产化率方面，我国中小功率激光器已经能够实现自给，高功率激光器国产化率较低，正在逐步提升中。根据《2017 中国激光产业发展报告》，2016 年我国小功率激光器国产化率已经达到 89%，基本实现自给；中功率激光器国产化率为 58%；而高功率激光器正处于稳步提升中，国产化率从 2013 年的 1% 提升到 2016 年的 7%。随着大族激光、锐科激光等国产优秀品牌在高功率激光器方面的发力，高功率激光器国产渗透率有望持续升高。

国内高速增长的激光产品需求也使得进口的激光元器件数量和金额都在增长。2017 年中国进口激光元件 4376.7 万个，金额达到 20.9 亿美元。进口的激光元器件仍以单价较高的高功率激光产品为主。

从激光加工设备这一细分领域来看，我国中低功率市场在大族激光和华工科技的引领下，市场基本被国内厂商所占领，其中大族激光几乎占有国内市场份额的一半。而高功率激光加工设备仍处在国内厂商与海外厂商激烈竞争的阶段，未来国内厂商有望凭借产品性能的提升、价格优势以及更加优质的售后服务占有更多市场份额。

国内激光行业已经形成百家争鸣的局面，大族激光、锐科激光、华工科技等企业分别在各自领域崭露头角，具有一定国际竞争力。根据《2018 中国激光产业发展报告》，目前我国大部分激光企业分布在激光加工和激光器领域。在营收规模上，大族激光以超 50 亿元的营收水平位居第一，未来将有越来越多的国内激光企业正以崛起之势逐渐走上国际的舞台。