企业竞争图谱：2024年激光器 头豹词条报告系列

Leadleo.com 企业竞争图谱：2024年激光器头豹词条报告系列 许哲玮·头豹分析师 2024-09-06未经平台授权，禁止转载 版权有问题？点此投诉 制造业/专用设备制造业/电子和电工机械专用设备制造 工业制品/工业制造 行业： 行业定义 激光器是产生、输出激光的器件，是激光及其技术应… 行业分类 按照增益介质、泵浦方式和运转方式不同，激光器行… 行业特征 激光器行业的特征包括：1.行业技术壁垒较高；2.光… 发展历程 激光器行业 目前已达到3个阶段 产业链分析 上游分析中游分析下游分析 行业规模 激光器行业规模暂无评级报告 SIZE数据 政策梳理 激光器行业相关政策5篇 竞争格局 数据图表 摘要激光器是产生、输出激光的器件，是激光及其技术应用的基础。因亮度高、单色性好、方向性高以及高相干性等优点，激光器被广泛应用于信息传输、材料加工、医疗健康、照明、传感检测等领域。激光器行业产业链上游为原材料供应环节，包括光学材料、机械材料、电子材料及其他辅料；产业链中游为激光器制造与生产环节；产业链下游为激光切割、激光焊接、激光打标等激光加工设备制造商及军工、机械、电子、汽车、航空等最终应用环节。预计伴随传统制造业向数字化、智能化、绿色化的高端制造业转型升级，激光器技术也将向着高功率、智能化、国产化的方向持续升级迭代，从而带动激光器在高端清洗、新能源焊接、光伏、3D打印等高端制造领域渗透率不断提升。 行业定义[1] 激光器是产生、输出激光的器件，是激光及其技术应用的基础。激光器由泵浦源、工作物质和谐振腔组成，其中泵浦源提供能量，工作物质吸收泵浦源提供的能量后产生受激辐射光，谐振腔由两面腔镜组成，三者配合实现受激辐射光放大并产生激光。激光具有亮度高、单色性好、方向性高以及高相干性等优点。激光器被广泛应用于信息传输、材料加工、医疗健康、照明、传感检测等领域。作为终端激光系统设备的核心光学器件，激光器的 性能往往直接决定激光设备输出光束的质量和功率，是下游激光设备最核心的部件。 [1]1：file:///C:/Users/73… 2：凯普林招股说明书 行业分类[2] 按照增益介质、泵浦方式和运转方式不同，激光器行业可以分为如下类别： 激光器行业基于增益介质的分类 固体激光器 固体激光器是以晶体或玻璃作为基质材料，掺杂稀土金属离子或过渡金属离子等激活离子的一类激光器。目前常用的固体激光器有Nd:YAG激光器、Yb:YAG激光器和Cr:YAG激光器。固体激光器具有激光功率大、能量输出稳定和体积小等优点，在激光连接陶瓷领域当中有着较广泛的应用，但其能量转换效率低，光束质量较差。 气体激光器 气体激光器是指以气体或蒸汽作为工作介质的一类激光器，可分为原子气体激光器、分子气体激光器、离子气体激光器和准分子激光器，其中CO2激光器在激光连接 领域应用最广泛，具有功率范围大、能量转化率高以及光束质量好等特点，但因其焊缝宽度较宽，不适用于热敏感性较大的材料或器件连接。 激光器分类 半导体激光器 半导体激光器又叫激光二极管，是以砷化镓 （GaAs）、磷化铟(InP)、硫化镉（CdS）等半导体材料作为工作介质的激光器，其输出波长可覆盖可见光、近红外和中红外多个范围，能量效率高，设备体积小，使用寿命长，但存在光斑发射角较大，光束质量较差等不足。 光纤激光器 光纤激光器是以光纤为基础，以掺杂各种稀土元素离子的掺杂光纤作为工作介质的一类激光器，具有低阈值、高效率、光束质量好和性价比高等优点。 超快激光器 超快激光器是指基于SESAM、克尔透镜等锁模技术，用于发射超短脉冲的锁模激光器。目前超快激光器在国内主要应用于非金属材料切割领域，具有脉冲持续时间短、加工质量高等特点。 激光器行业基于泵浦方式的分类 电泵浦激光器 指以电流方式激励的激光器，气体激光器多以气体放电方式进行激励，而半导体激光器多采用电流注入方式进 行激励。 激光器分类 光泵浦激光器 指以光泵方式激励的激光器，几乎所有固体激光器、液 体激光器均属于光泵浦激光器，而半导体激光器被作为 光泵浦激光器的核心泵浦光源。 化学泵浦激光 器 指利用化学反应释放的能量对工作物质进行激励的激光 器。 激光器行业基于运转方式的分类 连续激光器 连续激光器中各能级的粒子数及腔内辐射场均具有稳定 分布，其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行，但 热效应明显。 激光器分类 脉冲激光器 脉冲激光器指激光功率维持在一定值时所持续的时间，以不连续方式输出激光，主要特点是热效应小、可控性 好。 [2]1：https://kns.cnki.ne… 2：file:///C:/Users/73… 3：中国知网-黄常聪等《陶… 行业特征[3] 1行业技术壁垒较高 激光器是由大量光学材料和元器件组成的综合系统，位于激光产业链的核心位置，涉及光学、材料科学、电子工程、计算机科学等多个学科的交叉融合，所处行业属于技术密集型行业。对于新进入企业而言，难 激光器行业的特征包括：1.行业技术壁垒较高；2.光纤激光器占据主导地位；3.产品更新迭代速度较快；4.市场需求具备差异化特征。 以在短时间内掌握前沿的产品研发技术导致其面临较大行业进入壁垒。 2光纤激光器占据主导地位 得益于中国对工业化进程的快速推进，特别是制造业领域由低端向高端的积极转型，近些年工业激光技术及其产业化得到了飞速发展。其中光纤激光器由于光电转换效率高、输出光束质量好、环境适应性强、批量使用成本低等优势特征而广泛应用于工业、通信、医疗、国防等多个领域，在各领域激光切割、激光焊接、激光增材制造等材料加工市场中占据主导地位。目前光纤激光器市场规模在中国工业激光器市场规模中占据近70%的份额，而半导体激光器和CO2激光器只有近20%的市场份额。 3产品更新迭代速度较快 伴随国内传统制造业向先进制造业转型，现代工业对高功率、高亮度泵浦源、大模场特种光纤等激光前沿技术需求日渐增多。自2018年国产万瓦激光器在工业市场得到应用以来，激光器高功率迭代进入发展快车道。2023年，国内万瓦激光器仅用一年时间便实现了从50kW到100kW的飞跃，功率提升几乎是2022年的三倍之多，反映了激光器行业较快的产品更新迭代速度。 4市场需求具备差异化特征 激光器行业下游应用场景丰富，包括但不限于传统制造、汽车生产、重工制造、医疗美容、通信和航空航天等行业。由于不同行业所需加工的板材类型及厚度等指标互不相同，相应地对激光器及其配套激光加工设备的需求也存在差异化特征。以配置不同功率激光器的激光切割设备为例，30kW辅助空气切割10mm厚度的碳钢相较20kW效率提升了25%，效率相较虽有提升但优势并不明显，而在切割25mm厚度的碳钢 时，30kW的效率相较20kW（辅助氧气）提升114.3%，效率优势明显。由此可见，下游客户在选择激光器产品时还需结合激光器核心器件配置、实际加工板材类型及厚度、激光器产品使用成本等因素综合考虑，不同客户间的需求差异性较大。 [3]1：file:///C:/Users/73… 2：file:///C:/Users/73… 3：https://mp.weixin.… 4：https://mp.weixin.… 5：https://mp.weixin.… 6：https://mp.weixin.… 7：凯普林招股说明书、锐… 发展历程[4] 技术变革阶段2000~2013 进入21世纪，华光光电、华科光电、凯普林等国内激光器先进制造商陆续成立，国内激光器行业开始 步入国产化替代进程。2004年，烽火通信继推出激光输出功率达100W以上的双包层掺镱光纤后，将该类新型光纤的输出功率成功提高至440W，达到国际领先水平，是国内在高功率激光器用光纤领域的重大突破，同年凯普林率攻克了光纤耦合半导体激光器的量产难关；2008年，锐科激光推出10W脉冲全光纤激光器并于次年将100W连续光纤激光器推入市场；2013年，锐科激光攻克万瓦激光器核心技术，成功研制中国首台万瓦连续光纤激光器。 该阶段属于激光器的技术变革阶段，国内激光器技术逐步从主流的CO2激光器和YAG激光器向光纤激 光器过渡，但此时国内大部分光纤激光器仍依赖进口，国产化替代率不高。激光器及其激光加工设备逐步应用于电子、建材、医药、机械、汽车等行业，中国激光产业开始快速发展。 高功率+智能化发展阶段2014~至今 2014年，国内光纤激光器市占率首次超过CO2激光器成为市场主流；同年，国产200W泵浦源问世， 有力支撑了国产千瓦级激光器在切割、焊接等领域向进口产品发起挑战；2016年，国内首次实现了 高功率光纤激光器核心器件全国产化目标，同时低功率光纤激光器国产化份额达85%；2018年，国产万瓦激光器在工业市场得到应用并于2020年真正进入产业化阶段；2023年以来，凯普林推出雷霆 自20世纪60年代研制出国内首台激光器之后，中国激光器行业发展迅速，经历了从早期研究阶段，到技术变革阶段，再到高功率+智能化发展阶段的转变，激光器技术逐步从进口依赖向国产化自主研发过渡。目前，光纤激光器是主流的激光器技术，国产万瓦激光器已进入产业化阶段，预计中国激光器行业将朝着高功率、智能 早期研究阶段1960~1999 1961年，中国第一台红宝石激光器于长春光机所研制成功；1963-1966年期间，He-Ne激光器、掺 钕玻璃激光器、GaAs同质结半导体激光器、脉冲Ar+激光器、CO2激光器、CH3I化学激光器、YAG激 光器相继研制成功；1970年，中科院半导体研究所成功研制出单异质结构半导体激光器；1978年，中科院长春光机所采用研制的500WCO2激光器对工业上用的数种金属材料进行较为系统的激光热处 理研究实验；1980年，中科院半导体研究所成功研制出双稳态半导体激光器；1999年，研制的120MW大功率半导体激光器寿命超越10万小时。 该阶段属于激光器的早期研究阶段，国内大部分激光技术仅停留在试验和学术讨论阶段，并未形成真 正的激光产业，在激光技术应用领域与国外相比仍存在较大差距，国内激光加工设备主要依赖进口，且早期国产激光器存在稳定性差、体积大、寿命短、光电转换效率低等问题。 化、国产化的方向持续发展，同时国产激光器在全球市场中的国际竞争力也将同步持续提升。 系列光纤激光器，重点聚焦超高功率激光应用领域，相继发布了80kW、100kW、120kW、150kW工业级光纤激光器产品。 该阶段属于激光器的高功率+智能化发展阶段，其中低功率激光器国产化进展较快，中高功率激光器国产化进程加速推进，激光器行业逐步朝着高功率、智能化、国产化方向发展。同时，国内头部厂商积极布局海内外业务，国产激光器产品在全球市场中的国际竞争力持续提升。 [4]1：https://mp.weixin.… 2：https://mp.weixin.… 3：https://mp.weixin.… 4：https://mp.weixin.… 5：file:///C:/Users/73… 6：https://mp.weixin.… 7：https://mp.weixin.… 8：https://mp.weixin.… 9：https://mp.weixin.… 10：https://mp.weixin… 11：https://mp.weixin… 12：https://mp.weixin… 13：file:///C:/Users/7… 14：https://mp.weixin… 15：https://mp.weixin… 16：https://mp.weixin… 17：光纤激光、中国焊接协… 产业链分析 [14 激光器行业产业链上游为原材料供应环节，包括光学材料、机械材料、电子材料及其他辅料；产业链中游为激光器制造与生产环节；产业链下游为激光切割、激光焊接、激光打标等激光加工设备制造商及军工