激光加工行业研究系列二：激光微加工新应用持续开发，受益下游行业高速发展

证券研究报告/行业研究 激光微加工新应用持续开发，受益下游行业高速发展 ——激光加工行业研究系列二 投资评级:看好 分析师：吴起涤执业登记编号：A0190523020001wuqidi@yd.com.cn研究助理：程治执业登记编号：A0190123070008chengzhi@yd.com.cn 激光设备指数与沪深300指数走势对比 20%10% 0% -10%-20% 2022/092023/02 2023/07 000300.SH 884220.TI 资料来源：同花顺iFinD，源达信息证券研究所 投资要点 激光微加工优势显著，新应用开发推动行业发展 激光微加工是一种冷加工方式，特点是可塑性强，能够降本增效。上述特点符合先进制造趋势，因此激光微加工在光伏、电子、锂电和半导体等行业有广泛应用。激光微加工行业的看点在于新应用，新应用的开发需要下游行业客户给机会，上游激光设备厂商积极配合。越是行业发展的初期及高速发展期，往往制造流程还未定型，对降本增效需求高，激光微加工才有更高的切入机会。 下游对激光工艺需求明确，光伏行业增量显著 从下游行业看，光伏行业是目前对激光应用需求增量较大的行业之一。行业中TOPCon、HJT和IBC等新型电池逐步替代PERC电池，对于激光应用都具有确定性需求。我们测算下2023年光伏激光设备市场有望达50亿元（不含激光转印和铜电镀）。而对于未来的下一代电池——钙钛矿电池，激光划线设备也是核心设备之一。此外激光微加工技术在消费电子行业已有较多应用，未来VR等智能穿戴设备和汽车电子都有望推动行业发展。而在半导体、锂电和显示面板行业中，隐形切割、巨量转移和激光清洗技术都具有良好应用前景。 新应用开发考验设备厂商能力，构筑坚固壁垒和成长驱动力 激光精密成套设备要好用需要设备厂商对于加工工艺有深厚积累，且新应用的开发也考验设备厂商对于下游行业痛点的捕捉能力，能否和客户建立长期稳定的合作关系。上述特点也使得激光精密成套设备具有较高附加值，行业格局一般较为集中。而基于以上分析，能够充分受益行业发展的也必然是目前拥有即将放量的新应用，且对于下游行业有深厚理解和工艺积累的设备公司。建议关注：帝尔激光、德龙激光等。 投资建议 建议关注： 1）帝尔激光：全球光伏激光设备龙头，在TOPcon、HJT和IBC等新型电池路线布局有多个激光应用，从目前公司公告看已经收获较多订单。 2）德龙激光：具备超快激光器自制能力，对下游行业深耕多年，在半导体及光学、新型电子和新能源领域都有较多布局。 风险提示 新应用推广不及预期，竞争格局恶化，下游行业资本开支不及预期等。 请阅读最后评级说明和重要声明 目录 一、激光微加工优势显著，受益新应用持续开发4 二、光伏激光应用：电池片迭代频率快、降本增效需求高6 1.新型电池：产业化稳定推进，激光工艺确定性持续增强6 2.钙钛矿：下一代电池技术，激光划线是必备工艺10 三、激光微加工：下游呈现碎片化的需求特点12 1.晶圆隐形切割12 2.动力电池电芯除膜13 3.激光巨量转移13 4.消费电子激光应用15 四、重点公司16 1.帝尔激光16 2.德龙激光17 四、投资建议19 1.建议关注19 2.一致预测20 五、风险提示21 图表目录 图1：激光微加工工艺示例4 图2：激光器主要分类4 图3：激光加工行业产业链5 图4：激光技术在光伏电池片制程中的应用梳理6 图5：典型钙钛矿电池结构10 图6：协鑫光电100MW钙钛矿电池产线所需设备10 图7：以纤纳光电专利（CN111668375A）为例，激光划线工艺的作用是将电池分区绝缘再串联11 图8：激光隐形切割在晶圆内部形成易分离的改质层12 图9：激光隐切切割MEMS芯片实例12 图10：激光隐切可缩短切割道宽度，增加芯片产数12 图11：动力电池电芯激光除蓝膜实例13 图12：激光隐切切割MEMS芯片实例14 图13：激光隐切可缩短切割道宽度，增加芯片产数14 图14：典型激光巨转用于GaN材料为外延层的MicroLED面板14 图15：激光技术在消费电子行业应用广泛15 图16：新旧订单交替影响公司近期营收增速16 图17：新订单需要一定兑现期导致公司近期利润增速下滑16 图18：2023年H1合同负债+预收账款同比增长174%17 图19：公司盈利能力总体保持平稳17 图20：新应用暂未放量导致2023年H1公司营收下滑17 图21：研发投入增大是公司利润下滑明显的一大原因17 图22：新能源板块2022年实现营收0.50亿元18 图23：公司毛利率保持平稳，净利率出现下滑18 表1：2022-2025年各电池技术路线新增产能测算7 表2：2022-2025年光伏激光设备市场空间测算（不含激光转印和铜电镀）8 表3：光伏激光设备领域订单进展9 表4：重点公司盈利预测20 一、激光微加工优势显著，受益新应用持续开发 激光加工技术可分为宏加工和微加工。相比宏加工主要采用光纤激光器，对激光器的主要关注点在于功率和稳定性。激光微加工主要采用固体激光器，依靠激光器的短脉冲和短波长，实现高精度、低热影响的高效加工。目前激光微加工已在光伏、消费电子、锂电和半导体等行业广泛应用。激光微加工行业的主要看点在于新应用，需要下游行业客户给机会，上游激光设备厂商积极配合。而越是行业发展的初期及高速发展期，往往制造流程还未定型，对降本增效需求高，激光微加工技术才有更高的切入机会。 图1：激光微加工工艺示例 光伏激光开槽晶圆隐切摄像头玻璃切割 资料来源：帝尔激光官网，德龙激光招股说明书，源达信息证券研究所 微加工激光器的主要性能指标是短波长、短脉冲和高峰值功率。微加工中的激光器选型以固体激光器为主，并有少量脉冲光纤激光器。固体激光器可将红外光转换成绿光、紫外光和深紫外光等具有高能量的短波长光束，可实现无热影响的冷加工。此外皮秒（10-9s）、皮秒 （10-12s）和飞秒（10-15s）等短脉冲激光器由于加工持续时间短，峰值功率高，是微加工的主流激光器选择。 图2：激光器主要分类 资料来源：英诺激光招股说明书，源达信息证券研究所 激光微加工行业中成套设备附加值高。激光器性能是微加工加工质量最重要的影响因素之一，因此部分成套设备厂商都具有激光器自制能力，如德龙激光、海目星和杰普特等，或与国内外头部激光器厂商深度绑定，如帝尔激光等。而工艺积累更是激光微加工行业最大的技术壁垒，相比激光器可以通过外采，know-how工艺只能通过长时间积累、下游客户给机会才能获取。正因如此激光成套设备往往具有较高的附加值，并且竞争格局较为集中。 图3：激光加工行业产业链 资料来源：德龙激光招股说明书，源达信息证券研究所 二、光伏激光应用：电池片迭代频率快、降本增效需求高 1.新型电池：产业化稳定推进，激光工艺确定性持续增强 光伏电池片的快速迭代和对降本增效的高需求是光伏激光应用发展的主要驱动力。降本增效推动光伏电池片技术的高速迭代，从2012年起PERC电池的逐渐量产，再到2022年起TOPCon、HJT和IBC等N型电池逐渐取代P型电池，以及指向未来的钙钛矿电池，都伴随有新型的激光应用切入市场。 图4：激光技术在光伏电池片制程中的应用梳理 资料来源：帝尔激光公告，源达信息证券研究所 2023年起光伏电池新增产能将以TOPC、HJT和IBC电池并行。根据CNESA，BNEF，GWEC数据，2022年全球光伏新增装机量约为268GW，并预计2023-2025年新增装机分别为369GW、487GW、619GW。我们假设PERC电池2023年起逐渐停止扩产，而2023-2025年中TOPCon电池在新增产能中占比为57%、59%和51%；HJT电池在新增产能占中比为18%、21%和24%；IBC电池在新增产能中占比为15%、20%和25%。可测算得到各电池技术路线2022-2025年新增产能。 表1：2022-2025年各电池技术路线新增产能测算 2021 2022 2023E 2024E 2025E 光伏新增装机量（GW） 172 268 369 487 619 容配比 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 电池产量需求（GW） 204 322 443 585 743 产能利用率(%) 66% 67% 68% 69% 70% 电池产能(GW) 309 480 651 847 1061 新增产能(GW) 132 274 331 413 497 PERC占比(%) 80% 35% 10% 0% 0% TOPCon占比(%) 12% 40% 57% 59% 51% HJT占比(%) 6% 15% 18% 21% 24% IBC占比(%) 2% 10% 15% 20% 25% PERC新增产能(GW) 105 96 33 0 0 TOPCon新增产能(GW) 16 110 189 244 253 HJT新增产能(GW) 8 41 60 87 119 IBC新增产能(GW) 3 27 50 83 124 资料来源：CNESA，BNEF，GWEC，源达信息证券研究所 根据上文测算和帝尔激光等光伏设备厂商发布的公告，我们对2022-2025年激光设备在各 电池路线中的价值量占比和渗透率变化做出合理假设。最终测算得到2023年光伏激光设备 市场空间约为50亿元（不含激光转印和铜电镀）。 产能（GW） 110 189 244 253 TOPCon激光硼掺杂价值量（万元） 2000 1500 1200 1000 渗透率（%） 10% 80% 90% 100% 市场空间（亿元） TOPCon 2.19 22.63 26.33 25.32 LIF激光诱导烧结价值量（万元） 1500 1500 1500 1500 渗透率（%） 10% 50% 60% 70% 市场空间（亿元） 1.64 14.14 21.94 26.59 合计市场空间（亿元） 3.84 36.77 48.28 51.92 产能（GW） 8 41 60 87 LIA激光修复价值量（万元）渗透率（%） 2500 8% 2000 9% 1800 10% 1500 11% 市场空间（亿元） 0.16 0.74 1.07 1.43 产能（GW） 27 50 83 124 激光开槽价值量（万元）渗透率（%） 2500 100% 2500 100% 2500 100% 2500 100% 市场空间（亿元） 6.85 12.41 20.66 31.04 表2：2022-2025年光伏激光设备市场空间测算（不含激光转印和铜电镀） 光伏激光设备市场空间测算 2022E 2023E 2024E 2025E 产能（GW） 96 33 0 0 激光消融+SE激光掺杂价值量（万元） 1000 1000 1000 1000 PERC 渗透率（%） 100% 100% 100% 100% 市场空间（亿元） 9.59 3.31 0.00 0.00 HJT IBC 合计市场空间（亿元） 20.4353.2270.01 84.38 资料来源：CPIA，各公司公告，源达信息证券研究所 光伏激光设备领域的主要厂商有帝尔激光、海目星、捷佳伟创和英诺激光等。其中，帝尔激光在PERC时代激光开槽+掺杂设备全球市占率超八成，并将优势延续至新型电池时代，在各电池技术路线积极开发激光应用，持续收获客户端订单；海目星和捷佳伟创主要布局有TOPCon电池激光掺杂设备，其中海目星具备激光器自制能力，深耕激光加工领域多年，而 捷佳伟创具备TOPCon电池产线整线交钥匙能力；英诺激光是国产超快激光器头部企业，逐步往光伏激光设备领域拓展。 表3：光伏激光设备领域订单进展 公司名称公告时间公告内容 帝尔激光 2022年10月26日获40GWIBC激光开槽订单和100GWPERC激光开 槽订单 2023年8月18日TOPCon一次掺杂订单和中标产能累计超450GW