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【龙马研究】激光设备行业:国产替代正当时

5 人参与  2020年09月06日 02:37  分类 : 基金管理  评论

  中财龙马资本

  本研究报告为龙马资本研究团队基于市场公开资料撰写,以供分享、交流,敬请阅读。

  文|胡洊源

  激光是20世纪以来,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”和“奇异的激光”。激光技术作为当今世界范围内最先进的制造加工技术之一,现在已广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗美容、3D传感、军事、文化教育以及科研等。

  我国激光设备行业已初步形成完整、成熟的产业链分布。上游主要包括激光材料及配套元器件,中游为激光器制造,下游则以激光装备、应用产品、消费产品为主,产品主要应用于工业加工和光通信市场。

  上游激光器核心零部件:进口替代仍有较大空间。激光器自身的零部件也存在较高的壁垒,目前激光晶体、光学镜片、合束器、泵浦源等国产化程度已经比较高;有源光纤、激光芯片国产化率仍有待提升。

  中游激光器:国产化率快速提升:目前国内的中低功率光纤激光器已基本完成了进口替代,高功率光纤激光器也在快速国产化的过程中,价格逐年大幅下降。激光器占激光设备成本30%-40%,近年光纤激光器价格快速下降有望降低激光设备成本,缩短终端用户投资回收周期,从而提升激光设备渗透率。

  下游激光加工设备:性价比提升,广泛替代传统加工方式。一方面,随着工业自动化升级,工业生产对精度、效率、可靠性等方面提出更高的要求;另一方面,随着激光器等零部件的国产化,激光加工设备的性价比逐渐显现。

  目录

  一、激光设备产业概况

  (一)激光原理

  (二)激光器分类

  (三)激光设备产业链

  二、激光设备产业市场规模

  (一)激光器市场规模

  (二)激光设备市场规模

  三、激光设备产业行业壁垒

  (一)技术和资金壁垒

  (二)品牌及客户资源壁垒

  (三)人才及组织机构壁垒

  四、激光设备产业竞争格局

  (一)光纤激光器竞争格局

  (二)激光设备竞争格局

  五、激光设备产业未来的发展方向

  (一)大功率激光器价格降低提升激光设备渗透率

  (二)超快激光器具有极高的单脉冲能量、极高的峰值功率以及“冷加工”等特性

  (三)定制化及智能化趋势

  六、激光设备产业的投资逻辑

  (一)上游激光器核心零部件:进口替代仍有较大空间

  (二)中游激光器:国产化率快速提升

  (三)下游激光加工设备:性价比提升,广泛替代传统加工方式

  七、激光设备产业的典型上市公司

  (一)上游:福晶科技

  (二)中游:柏楚电子

  (三)中游:锐科激光

  (四)下游:大族激光

  (五)下游:联赢激光

  八、激光设备产业融资情况

  九、2020年半年报情况更新

  (一)IPG

  (二)II-VI

  (三)Coherent

  (四)nLIGHT

  (五)锐科激光

  (六)华工科技

  (七)大族激光

  (八)杰普特

  (九)联赢激光

  (十)海目星

  十、行业总结及未来展望

  (一)行业总结

  (二)未来展望

  一、激光设备产业概况

  (一)激光原理

  激光由激发辐射过程产生。LASER 是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的缩写,受激发射(Stimulated emission)是由爱因斯坦1917 年提出,狄拉克1927 年首次实验证明受激发射存在。除受激辐射外另外一种光的发射过程是自发辐射。

  受激辐射的原理核心是粒子数反转和能级跃迁。受到激励光子的辐射,处于低能级E1 上的粒子(工作粒子可以是分子、原子、电子、离子以及准分子)跃迁至高能级E2 上,当足够多的粒子受到激发,则会发生粒子数的反转(处于高能级的粒子数量多于处于低能级的电子),此后跃迁至低能级E1 并辐射一个能量为E2-E1(=hv),并与激励光子完全相同的光子。

  受激辐射与自发辐射最重要的区别在于干涉性。自发发射是粒子在不受外界辐射场情况下的自发过程,自发辐射的光子传播方向和偏振态是无规分布,而受激发射是在外界辐射场控制下的发光过程,受激产能的光子的频率、相位、传播方向和偏振态与外界辐射场完全相同。这也是激光具有方向一致、亮度极高、能量集中的本质原因。

  激光器是激光的发生装置,有三大功能部件:泵浦源、增益介质、谐振腔。泵浦源为激光器提供光源,增益介质(也称为工作物质)吸收泵浦源提供的能量后将光放大,谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路,振腔振荡选模输出激光。

  泵浦源作为能量源,作用是产生光子对增益介质进行激励。泵浦源发出的光子将增益介质中的粒子从基态泵浦(pump)到高能级,以实现粒子数反转。激励机制包括光学激励(光泵浦)、气体放电激励、化学激励、核能激励;目前泵浦源一般采用高功率半导体激光器(LD),主要作用是完成电能到光能的转化。

  增益介质用来实现粒子数反转并放大光,同时决定输出激光的波长。增益介质可以采用液体、气体和固体。增益介质的基本要求是在受激后产生光子而不是光热转化,以及增益介质中的粒子需处于相对孤立的状态,才可能发生能级间的跃迁。

  谐振腔主要起到“储存”、“提纯”激光的作用。谐振腔通常由两块反射镜构成,也可以用耦合器构成各种环形谐振腔。光子在反射镜之间来回反射,不断在增益介质中引起受激辐射,产生高强度的激光。同时,谐振腔可使腔内的光子有一致的频率/波长、相位和运行方向,而使得激光具有良好的方向性和相干性。

  (二)激光器分类

  激光器较为常见的分类有四种,即按增益介质、输出功率、工作方式和脉冲宽度区分。

  按照增益介质(工作物质):激光器的增益介质包括气体、液体和固体,特定增益介质决定了激光波长、输出功率和应用领域。气体中具有代表性的是CO2 气体激光器,固体中具有代表性的包括红宝石激光器、半导体激光器和光纤激光器、YAG 激光器等。

  按照输出功率:可以分为小功率(0-100W)、中功率(100-1KW)、高功率(1KW 以上);但有时也将100-1.5KW 范围内定义为中功率。不同功率的激光器适应的应用场景不同。

  按工作方式:可分为连续激光器和脉冲激光器。连续激光器可以在较长一段时间内连续输出,工作稳定、热效应高。脉冲激光器以脉冲形式输出,主要特点是峰值功率高、热效应小;根据脉冲时间长度,脉冲激光器可进一步分为毫秒、微秒、纳秒、皮秒和飞秒,一般而言,脉冲时间越短,单一脉冲能量越高、脉冲宽度越窄、加工精度越高。

  按输出波长:可分为红外激光器、可见光激光器、紫外激光器等。不同结构的物质可吸收的光波长范围不同,例如金属对近红外光吸收率较高。

  核心观点:从增益介质来看,光纤激光器是大势所驱;从输出功率来看,大功率成为群雄角逐的焦点;从工作方式来看,连续和脉冲各显神通;从激光波长来看,可调谐性决定适用广度。

  光纤激光器是指利用掺稀土元素的玻璃光纤作为增益介质的激光器。光纤激光器一般用光纤光栅作为谐振腔,半导体激光器作为泵浦源,泵浦光从合束器耦合进入增益光纤,在包层内多次反射穿过掺杂纤芯,形成粒子数反转并输出激光。光纤激光器可整体化设计,可靠性高、稳定性好、结构紧凑、制造成本较低。光纤激光器常被分为脉冲和连续光纤激光器。脉冲激光器整体增速低于中高功率连续激光器,且壁垒较低,国内参与者较多,市场竞争激烈。目前国内厂商产品性能较进口产品相差无几,但价格约为进口产品的一半。

  (三)激光设备产业链

  (1)产业上游:比重小,空间大

  产业上游主要为激光材料及配套元器件。主要包括:激光晶体、激光气体、激光灯、激光电源、激光加工镀膜、激光器元部件、激光配套软件等。作为高新技术产品的代表,激光器自身的零部件也存在较高的壁垒,目前激光晶体、光学镜片、合束器、泵浦源等国产化程度已经比较高;有源光纤、激光芯片国产化率仍有待提升,国内激光器制造商越来越多的倾向于将核心零部件自制,这也是过去几年激光器价格大幅下降的重要原因之一。

  代表公司有:福晶科技、光库科技高德红外、华光光电、东骏激光、Oclaro等。

  (2)产业中游:攻关难,利润高

  产业中游主要为各种激光器及其配套设备。主要包括:固体激光器、半导体激光器、光纤激光器、气体激光器、液体激光器、其他激光器、激光器二极管、数控设备、计算机、设备及包装、机电产品、仪器仪表、激光模块等。

  代表公司有:IPG、Coherent、LUMENTUM、锐科激光、II-VI、n-Light、大恒科技等。

  (3)产业下游:技术应用群雄并起,企业数量最多

  产业下游距离生活最近,主要为激光应用产品、消费产品及仪器设备等。主要包括:激光加工、光通信、光存储、激光医疗、激光标记、激光照排和印刷、激光测量、激光显示、激光武器。位于产业下游的企业数量最多。

  代表公司有:联赢激光、ESIO、圣石激光、大族激光、光博士、华工科技、邦德激光、德中技术、天弘激光、Coherent、亚威股份光韵达正业科技金运激光等。

  二、激光设备产业市场规模

  (一)激光器市场规模

  2019年汽车、消费电子等激光器下游主要应用领域面临行业周期性调整。在汽车市场,从主力国家代表的世界销量看,2018年的世界汽车销量下降1%,自2010年以来首次陷入年度负增长,而2019年的全球汽车销量9032万台,同比下降3%。在消费电子大市场,根据国际数据公司 IDC (Worldwide Quarterly Mobile Phone Tracker)的数据报告,2019年全球智能手机出货量为13.71亿部,同比下降2.3%。

  随着下游汽车、消费电子等行业对激光器设备需求进一步减少,导致全球激光器市场,激光设备市场竞争激烈,2019年全球激光器市场的市场规模达到约为151.3亿美元,同比增长率为1.3%,相比之下,2018年的增长率为8.5%,2017年的增长数字为19.1%。

  材料加工与光刻、通信与存储,仍然是全球激光主要应用市场,2019年激光器在材料加工与光刻应用市场占比为44.3%,通信和存储是第二大应用市场,达到26.8%,其次是科研和军事领域、医疗和美容领域、仪表与传感器,分别是9.3%、7.5%和7.4%。

  光纤激光器已成为全球主要的工业激光器之一。相比于半导体激光器、固体激光器和CO2激光器,光纤激光器在全球工业市场的占有率已超过50%。

  激光技术自问世以来,传统激光器的技术发展相对缓慢,直到光纤激光器出现。由于技术门槛较高和研发投入巨大,国外龙头厂商的光纤激光器产品价格处于每36个月大概降一半的状态。直到2016、2017年国产激光器突然打入市场,光纤激光器的价格开始骤降。

  (二)激光设备市场规模

  2018年我国激光设备销售规模达到605亿元,同比增长约22.22%,其中62.66%的激光设备用于工业领域。

  (1)激光切割设备市场规模

  2018年我国激光切割设备行业市场规模达到243亿元,同比增长26.56%,2014-2018年我国激光切割设备行业市场规模年复合增长率达到23.09%,成为我国国民经济发展速度最快的行业领域之一。2019年,激光切割设备核心部件激光器价格继续大幅下降,进一步降低了下游行业客户购买激光切割设备成本,部分市场需求得到进一步释放,但同时也受到汽车、3C 消费电子行业周期性下滑、中美贸易摩擦导致的政策波动风险和行业同质化竞争加剧的不利影响,国内激光切割设备需求大幅放缓,汽车、3C等部分领域需求呈下降趋势,2019年我国激光切割设备市场规模为266亿元,增速降至个位数9.47%。目前激光切割设备的渗透率已经达到了60%,未来随着应用的不断拓展,行业规模将不断提高,行业增速将保持20%。

  (2)激光焊接设备市场规模

  2013-2018年,我国激光焊接设备行业市场规模从21.3亿元增长至88.6亿元,年复合增长率高达33.57%。其中,2017年是我国激光焊接设备市场规模发展最快一年,2017年随着新能源汽车、锂电池、消费电子、半导体及新兴产业市场的需求驱动,对激光焊接设备的需求更是进一步上升,2017年中国激光焊接设备市场规模达到71.4亿元,同比增长71.22%,市场规模呈现高速增长。2018年全球经济呈下行趋势,市场投资收紧,我国制造业、消费电子行业市场需求出现收缩态势,激光焊接设备市场规模增速也大幅放缓,同比增长24.09%。

  2019年,我国宏观经济压力持续加大,受中美贸易摩擦影响、新能源汽车市场受政策补贴退坡、消费电子周期等影响,激光焊接设备下游需求疲软,焊接设备市场规模增速进一步放缓,2019年我国激光焊接设备市场规模突破百亿元,达到101.3亿元,同比增长14.33%。

  激光焊接工艺相较于其他焊接工艺,具有熔深深、速度快、变形小、对焊接环境要求不高、功率密度大、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并且焊接过程中不产生 X 射线等优势,被广泛应用于高端精密制造领域。但相较于其他焊接工艺,激光焊接自动化成套设备成本较高,对焊接自动化设备要求高,难以手工操作。

  (3)激光打标机行业市场规模

  光纤激光打标机是我国激光设备领域发展最成熟、行业进入门槛最低、终端应用最广泛的行业。目前激光打标机已经被广泛运用于光纤通讯、激光空间远距通讯、工业加工、军事国防安全、医疗设备仪器、大型基础建设等领域。随着激光打标机价格下降和下游市场的广泛需求,我国激光打标机行业迎来快速发展时期,2014-2018年我国激光打标机市场规模年复合增长率达到19.72%,远超我国多数工业设备行业。

  到2019年,全球经济形势逆转,经贸摩擦此起彼伏,保护主义愈演愈烈,我国国民经济增速逐季放缓、中美贸易战不断升级,经济下行压力持续增大,消费电子、汽车等行业延续负增长,激光打标机下游需求放缓,同时上游CO2激光器,光纤激光器市场竞争不断加剧,尤其在光纤激光器市场,IPG、锐科激光、创鑫激光不断下调出货价格,中小功率光纤激光器市场一片红海,激光打标机价格不断下跌。多种因素影响下,我国激光打标机市场规模首次出现下滑,2019年我国激光打标机市场规模为69.4亿元,同比下降18.06%。

  三、激光设备产业行业壁垒

  (一)技术和资金壁垒

  激光加工设备行业属于高新技术行业,研发需要经验丰富的专家团队和技术人才。新进入行业的企业难以在短时间内组建成熟的技术团队以保证产品质量。

  激光加工技术的研发和产业化应用研究需要大量、长期的研发投入,因不同客户间的定制化需求存在一定的差异,专业知识的掌握、先进技术的吸收、新技术的创新和产业化应用等都需要大量的资金投入,由此形成本行业的技术和资金壁垒。

  (二)品牌及客户资源壁垒

  激光加工设备所对应的精密加工解决方案直接影响到下游客户的产品质量及生产的连续性,生产加工过程对激光加工设备有着苛刻的要求,不仅要求激光加工设备提供商对行业相关技术具备深刻理解,且必须具有快速、及时解决生产加工过程中产生的各种复杂问题的能力。良好的品牌形象、已有产品的销售业绩、稳定的运行记录、良好的生产效果和供应商认证等因素构成了激光加工设备企业获得订单的重要前提条件,由此形成了本行业的品牌及客户资源壁垒。

  (三)人才及组织机构壁垒

  拥有高端专业的人才是激光加工设备保持市场竞争优势的关键。随着激光加工行业向更高精密、更高生产效率方向的不断发展,应用领域不断增加,高端专业研发人才的需求缺口日益扩大。高端专业研发人才具有较高的聘用成本且多数集中于行业内的领先企业。

  四、激光设备产业竞争格局

  (一)光纤激光器竞争格局

  全球光纤激光器行业集中度较高。成立于1988年的美国IPG光子(IPG Potonics)作为全球激光器行业领导企业,2019年收入规模92亿元,显著高于市场其他参与者。2019年国内共有规模以上激光企业超过150家,多数企业集中在激光器制造和激光加工领域。在激光器企业中,营收超过5亿的仅有锐科激光、创鑫激光、杰普特光电三家。

  国内光纤激光器市场竞争激烈,IPG等海外龙头占比下降。2019年国内光纤激光器制造商锐科激光、创鑫激光、杰普特市占率为39%,相比2018年同比提升4个百分点。行业龙头IPG在中国区市占率大幅下跌8个百分点,主要由于锐科、创鑫等公司在6KW以上高功率光纤激光器竞争力逐渐增强,国产化替代趋势明显。

  中国各功率激光器出货量均保持增长,高功率激光器价值较高。按照中国激光设备产业发展报告2019分类,光纤激光器功率<100w为低功率光纤激光器,占2018年光纤激光器出货量79%,但其价格较低,贡献利润较小;功率≤1.5kw为中功率光纤激光器,占2018年出货量17%,中功率光纤激光器在国内企业技术成熟后价格也快速降至低位,毛利率呈先增再降趋势,贡献利润也将逐渐降低;1.5kw以上为高功率光纤激光器,2018年出货量占比仅4%,但由于其技术含量较高,为激光器企业贡献毛利呈逐渐上升趋势,预计将成为光纤激光器制造企业< span=“”>主要利润来源。

  中低功率光纤激光器国产技术逐渐成熟,国产化率趋于平稳。经过多年发展,国产低功率光纤激光器技术成熟成本较低,国内市场已基本完成国产化替代,国产低功率光纤激光器出货量从2013年的1.3万台上升至2018年的11万台,国产化率98.2%。国产中功率光纤激光器自2014年问世后由于其价格优势快速抢占市场,2018年国产化率达到52.1%,伴随着相关技术逐渐成熟同时关键激光元器件可以从国内采购或自产,中功率光纤激光器国产化占比将继续提升。

  高功率光纤激光器将成为市场争夺主战场,国产化进展迅猛。伴随着国内光纤激光器制造商技术实力提升,国产高功率光纤激光器能效显著提升,在高功率光纤激光器市场开始参与竞争。2019年国产光纤激光器出货量大幅上升,6kW以上高功率光纤激光器出货800台,超过2018年出货量两倍,同时3kW以上激光器出货量也大幅提升至3000台,超过2018年出货量四倍,近年国产化率保持大幅提升趋势,高端光纤激光器将成为国内外厂商竞争主战场。

  高性价比确保国内公司竞争优势,海外龙头业绩大幅下滑。国产光纤激光器由于其成本优势,投入市场后海外产品价格被迫下降,目前在1-3kW光纤激光器国内外产品价格已经较为接近,价格战将主要发生在6-10kW级别,国产激光器较高的性价比有望继续推动国产占比提升。中国区为全球光纤激光器龙头IPG主要收入来源,占比43.1%,受到高功率光纤激光器竞争加剧等影响,2019年在中国区销售收入同比下降21.81%,导致其整体业绩出现下滑。

  (二)激光设备竞争格局

  (1)激光切割设备竞争格局

  激光设备竞争格局较为分散,CR3仅为32.6%,其中大族激光市占率18%,华工科技市占8.6%,通快中国市占6%。这主要是因为区域性和下游离散型制造企业的特点,泛制造业领域的激光加工市场难以形成较为集中的竞争格局。

  2019年上游激光器价格大幅下降,下游汽车、3C等领域需求减少,处于中游激光设备企业面临巨大市场竞争压力,一些激光设备企业为了自身企业的利益,不惜打价格战来来提升产品销售量,导致市场混乱,目前市场4000W以下的中低功率激光切割设备市场竞争已经白热化,中低激光切割机每1000W价格已经低至12万,高功率激光切割机每1000W价格已经低至15万。

  恶性竞争不仅导致激光切割机的生产出现萎靡状态,使许多企业利润微薄,加上激光切割行业回款较慢等问题,更导致行业发展在一定程度上受到影响,但是也有像光韵达、邦德激光、宏山激光、金威刻等企业通过扩大产品结构,发力高端市场,开拓海外市场等手段实现企业规模和利润的双增长。

  (2)激光焊接设备竞争格局

  激光焊接在汽车领域应用:激光焊接率先在汽车领域应用并走向成熟。由于汽车产量非常大,跟激光焊接适合大批量生产的特点非常匹配。同时汽车制造自动化程度很高,跟激光焊接自动化的特点也非常匹配。此外,由于激光焊接是非常精密可控的焊接方式,在汽车加工中的可靠性非常高。基于这些因素,激光焊接率先在汽车领域得到应用并走向成熟。

  外资企业占据汽车激光焊接主要市场,国产替代空间大:全球以及国内的汽车自动化产线大部分市场份额都是被瑞士 ABB、德国 KUKA、日本 Fanuc、意大利 COMAU 等工业自动化企业垄断,因此我国汽车激光焊接主要是份额也是被上述企业占据。目前,我国汽车激光焊接领域技术实力较强的企业主要包括华工科技、大族激光和联赢激光。华工激光是国内汽车激光焊接的具备较强竞争实力,2011 年就开始自主研发出汽车整装焊接生产线,打破了国外企业的垄断。2016 年,华工激光自主研发的“汽车制造中的高质高效激光焊接、切割关键工艺及成套装备”荣获“国家科技进步一等奖”。大族激光早期主要聚焦于汽车零部件的激光焊接,2020 年交付了首条白车身焊装主线。联赢激光专注于汽车零部件的激光焊接,2019 汽车及五金业务收入约为 1.06 亿元。

  激光焊接在动力电池中应用:

  激光焊接在锂电子电池领域应用广泛。锂离子电池或电池组的制作工序非常多,而其中有多道工序,如防爆阀密封焊接、极耳焊接、软连接焊接、安全帽点焊、电池壳体密封焊接、模组及 PACK 焊接等工序,都以激光焊接为最佳工艺。如采用激光焊接可以提高电池防爆阀焊接的效率以及气密性;同时由于激光焊接的光束质量好、焊斑能够做到很小,其在应对高反射率的铝带、铜带以及窄带电池极带的焊接有着独特的优势。

  动力电池激光焊接竞争格局:动力电池激光焊接企业主要包括联赢激光、大族激光、华工科技、天弘激光和逸飞激光等,联赢激光作为我国动力电池激光焊接龙头企业,下游客户包括宁德时代国轩高科比亚迪亿纬锂能、松下、三星、中航动力等国内外动力电池龙头企业,2019 年公司动力电池激光焊接设备收入规模达到 7.55 亿元。此外之外,大族激光、华工激光以及海目星等企业在动力电池激光焊接领域也具备一定的竞争实力。

  假设每 GWh 新增产能对应的设备投资额约为 3 亿元,假激光焊接设备在动力电池厂设备投入中约占比 8%,则测算出 2020 年我国动力电池激光焊接设备市场规模有望达到 18 亿元。估算联赢激光在动力电池焊接设备市占率达到 57%。2019 年联赢激光动力电池激光焊接设备销售额为 7.55 亿元,则联赢激光在动力电池焊接设备市场中的占有率达到 57.2%,稳居国内动力电池激光焊接龙头地位。

  五、激光设备产业未来的发展方向

  (一)大功率激光器价格降低提升激光设备渗透率

  从采购激光加工设备的终端企业角度看,采购成本与加工成本决定了企业是否使用激光设备替换传统加工设备。

  根据创鑫激光资料,激光切割加工中将功率从6kW多模激光器提升至12kW多模激光器,带来加工成本降低50%,加工率提升87%-493%,同时对于不锈钢切面几乎无挂渣,碳钢能切除小锥度平滑亮面,加工效果提升明显。对采购企业来说,12kW激光设备相比6kW激光设备价格高出30%-40%,但生产效率却能提升数倍,加工成本也较低同时加工效果更好,对企业来说经济效益优异。

  高功率光纤激光器占激光设备成本超40%,降价趋势将显著降低激光设备采购成本。在光纤激光器的激烈竞争之下,近年光纤激光器成本大幅下降,由于国内企业从低功率光纤激光器开始加入市场竞争,中低功率光纤激光器价格已显著下降但高功率光纤激光器受到影响较小,目前伴随着国内企业开始参与高功率光纤激光器市场竞争,3kW以上高功率光纤激光器价格有望出现显著下降。

  (二)超快激光器具有极高的单脉冲能量、极高的峰值功率以及“冷加工”等特性

  超快激光器由于具有极高的单脉冲能量、极高的峰值功率以及“冷加工”

  等特性,被广泛应用于消费电子、显示面板、PCB、生物医疗、航空航天等行业的精密加工。

  显示面板领域:OLED面板中使用了较多的高分子材料,超快激光器“冷加工”特性可以避免高分子材料受热影响而发生液化,因此超快激光器在OLED玻璃基板的剥离以及面板的切割等环节都有非常成熟的应用;

  PCB领域:超快激光器有望代替纳秒激光器进行FPC柔性板的加工;此外,超快激光器在激光手术、激光美容等生物医疗领域以及飞机发动机叶片的斜孔加工等航空航天领域均有广泛应用。

  (三)定制化及智能化趋势

  现在的激光加工正在沿着智能化和自动化的方向发展,是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的定制化智能激光装备,是激光制造发展的必然产物。随着智能化和自动化水平不断提高,激光加工不仅提高了生产的质量,同时也解除了工人的繁复劳动,能够很好的适应现代制造业的规模化批量生产要求。相比传统的加工方式,使用自动化和智能化水平较高的激光设备可产生巨大的成本效益,具有占地空间较少、有利于生产布局优化 、 节约生产空间和成本等特点,在很多情况下,自动化水平和智能化程度较高的激光设备,可以减少一项或多项高成本的制造工序,进而提高生产效率。单设备的利润较低,定制化生产线利润较高。

  六、激光设备产业的投资逻辑

  (一)上游激光器核心零部件:进口替代仍有较大空间

  激光器自身的零部件也存在较高的壁垒,目前激光晶体、光学镜片、合束器、泵浦源等国产化程度已经比较高;有源光纤、激光芯片国产化率仍有待提升。国内激光器制造商越来越多的倾向于将核心零部件自制,这也是过去几年激光器价格大幅下降的重要原因之一。

  (二)中游激光器:国产化率快速提升

  激光器是激光设备最核心的单元。2018年全球激光器销售收入达到137.6亿美元,同比增长5.28%。激光器环节三个重要的趋势是:(1)工业激光器的占比逐渐提升,2018年全球工业激光器的销售额达50.6亿美元,占全部激光器的36.76%,该比例比2013年提升了约9.06个百分点;(2)光纤激光器正在快速替代CO2激光器:2018年全球光纤激光器市场规模达26.3亿美元,同比增长27.50%,占全部工业激光器的51.4%,该比例比2013年提升了17.6个百分点;(3)价格快速下降:目前国内的中低功率光纤激光器已基本完成了进口替代,高功率光纤激光器也在快速国产化的过程中,价格逐年大幅下降。激光器占激光设备成本30%-40%,近年光纤激光器价格快速下降有望降低激光设备成本,缩短终端用户投资回收周期,从而提升激光设备渗透率。2019年全球工业激光设备渗透率不足10%,仍处于低位,提升空间巨大,渗透率每提升一个百分点就将为全球激光设备带来约九亿美元市场,有望持续带来增量市场,推动行业发展。

  (三)下游激光加工设备:性价比提升,广泛替代传统加工方式

  激光加工设备与工业机器人类似,可在工业生产中替代众多传统的设备,如激光打标机替代油墨喷码机、激光切割机替代火焰切割设备、激光焊接机替代传统焊接设备等。一方面,随着工业自动化升级,工业生产对精度、效率、可靠性等方面提出更高的要求;另一方面,随着激光器等零部件的国产化,激光加工设备的性价比逐渐显现。2018年我国激光加工设备销售规模达到605亿元,同比增长约22.22%,未来成长动力依然充足。

  七、激光设备产业的典型上市公司

  (一)上游:福晶科技

  福晶科技是全球非线性光学晶体龙头,享誉世界的“中国牌晶体”:公司深耕激光设备产业链上游元器件领域,主营产品包括晶体元件、精密光学元件和激光器件三类,其中晶体元件板块中的 LBO、BBO 等非线性光学晶体市占率稳居全球第一,非线性晶体也是目前公司最重要盈利点。公司下游客户包括德国通快、美国相干、光谱物理、国内大族激光、锐科激光等激光设备产业中的龙头企业,已形成了稳定的长期合作关系。公司品牌“CASTECH”已在全球激光界树立起高技术、高品质、优质服务的市场形象,被业内誉为“中国牌晶体”。

  三大优势支撑公司高盈利能力,立足核心竞争力持续延伸产业链:公司凭借技术稀缺性、规模效应叠加本土人力成本优势,自上市以来非线性晶体板块保持毛利率的高位运行;在下游超快紫外激光器增长驱动的市场升级中,公司有望率先享受红利;目前公司立足核心的晶体生长工艺,经多年向下游领域的研发投入与积累,目前已形成“材料-元件-组件-器件”的产业链布局,未来有望进一步拓宽市场空间,为公司业绩增长提供新动力。

  (二)中游:柏楚电子

  公司是国内中低功率激光切割控制系统龙头,高功率控制系统国产替代先锋。2019 年,中低功率激光切割控制系统领域,公司全国市占率60%以上;高功率激光切割控制系统领域,公司已有100 家稳定客户,市场份额约10%,有望进一步实现国产替代。超快激光精密微纳非金属加工控制系统领域,公司已与蓝思等知名客户达成销售。公司在工业软件方面的领先技术构筑高护城河,在工业互联网创新业务的布局有望进一步打开成长空间。

  公司营收规模持续扩张,科创板上市后增速大幅攀升。公司2019 年实现营业收入3.76亿元,同比增长53.5%;归母净利润2.46 亿元,同比增长77.0%。2017-2019 年公司营收年均复合增长率达到21.43%。2019 年随动系统和板卡系统营业收入同比分别增长37.56%、46.57%,均实现较快增长。

  产品毛利率较高。公司主要产品由随动系统、板卡系统、总线系统产品构成,前两者占总营收的近90%。公司两大主营产品随动系统、板卡系统近4 年毛利率均维持在80%上下。2016-2019 年,公司毛利率均始终在80%以上。2019 年公司综合毛利率为81.65%,净利率为65.43%。

  (三)中游:锐科激光

  公司是专业从事光纤激光器的国家火炬计划重点高新技术企业。公司主营业务包括为激光制造装备集成商提供各类光纤激光器产品和应用解决方案,国内市场占有率正逐年提升。公司的主要产品包括脉冲光纤激光器、连续光纤激光器两大系列,均为自主研发。公司分别研制出了中国第一台1kW、4kW、10kW 连续光纤激光器,填补了国内高功率光纤激光器领域空白,率先实现了国内工业光纤激光器产业化,推动国产光纤激光器技术水平逐渐与国际接轨。

  实控人为航天科工集团,持股稳定有利长期发展。目前公司实际控制人为中国航天科工集团有限公司,航天科工为国务院国资委全资设立企业,具有军工背景,业务涉及导弹武器装备、航天工程、装备制造、信息技术等领域,拥有多家上市公司,截至2020 年6 月,航天科工集团通过子公司航天三江集团持有公司34%股权,航天科工有望进行长期股权持有,稳定的持股以及其军工背景有望利好公司长期发展。

  价格战压制利润不改增长趋势,疫情影响缓解单季度业绩有望回升。公司2019 年实现营业收入20.1 亿元,同比增长37.49%,维持高速增长趋势,利润端实现归母净利润3.25 亿元,同比下跌25%,主要受2019 年价格战加剧影响。2020 年一季度公司受疫情影响严重,二月基本处于全面停产停工状态,导致业绩出现大幅下滑。伴随疫情缓解,公司已于3 月6 日开始部分员工全封闭复工,四月基本全面复工,订单情况良好,二季度业绩有望回升至正常水平。

  价格战拖累短期盈利能力,后续有望回升。2019 年公司销售毛利率29%,销售净利率17%,受价格战影响同比显著下滑,目前从光纤激光器价格变化趋势来看,后续价格战持续可能性较小,激光器降价速度有望趋于常态化,公司盈利能力有望回升。分产品来看公司连续光纤激光器毛利率较高,2019 年约为脉冲光纤激光器两倍。

  (四)下游:大族激光

  国内激光设备龙头,深耕激光设备产业 20 余载。公司成立于 1996 年,初期产品为激光打标机。经过 20 余年的内生外延,公司目前业务线包括激光打标机、激光切割机、激光焊接机、PCB 专用设备等高端装备产品;丰富的产品群为公司开拓了庞大的客户群体,公司下游客户包括苹果、宝马、奔驰、京东方、深南电路等各行业标杆企业。根据《2019 中国激光设备产业发展报告》,公司系 2018 年国内唯一一家营收规模突破百亿的激光设备公司。

  公司目前的主要业务板块可划分为激光设备、PCB 设备及其他。其中激光设备板块包括小功率激光设备与大功率激光设备。针对不同下游,公司小功率激光设备板块可继续细分为:

  消费电子:板块产品包括激光打标机、精密激光切割机及精密激光焊接设备等,主要应用于手机等电子产品的打标、切割及焊接等精密加工市场。公司该板块主要下游客户包括苹果、华为等著名厂商。2017 年受益于苹果新款产品重大创新带来的生产线相关设备订单需求,公司消费电子板块收入实现快速增长。

  面板及半导体:公司该板块可大致细分为面板、半导体、光伏三条业务线。其中面板板块主营产品包括 LCD、OLED 产线中的激光设备。以 OLED 业务线为例,具体产品包括激光切割机(激光柔性切割、激光异形切割和偏光片激光切割)、激光修复机、激光剥离机和自动画面检查机等。

  锂离子电池:板块主要产品为激光焊接设备,未来产品线预计仍将继续向涂布机、卷绕机、搅拌机等延伸。公司该板块下游客户包括宁德时代、亿纬锂能、欣旺达等大型锂电池生产商。

  其他小功率业务:主要包括其他行业所需的激光打标机、小功率激光切割机及焊接设备。

  公司大功率板块主要产品有激光切割机、激光焊接机(功率为 1.5kW 以上),目前仍以

  激光切割机为主,激光焊接机随着产品经济性的逐步凸显预计未来将充分释放销量。该板块的激光切割机主要下游市场包括汽车、轨道交通、船舶制造等高端制造业;激光焊接机主要面向汽车及零部件市场。公司大功率板块下游客户包括奔驰、宝马、奥迪、上汽、一汽、中航工业、中国船舶中集集团中国铁建等各行业标杆企业。

  研发队伍规模方面,公司处于国内绝对领先水平。截至 2018年底,公司研发人员数量为 4513 人,横向对比来看,华工科技研发人员 1639 人,金运激光 54 人。由于激光设备行业产品更新周期短且产品种类繁多,所以公司研发实力是保证自身竞争力的核心因素之一。公司强大的研发团队与高强度的研发投入也将继续巩固公司行业领先地位,技术驱动高成长保证强者恒强。

  (五)下游:联赢激光

  公司是一家国内领先的精密激光焊接设备及自动化解决方案供应商,专业从事精密激光焊接机及激光焊接成套设备的研发、生产、销售。公司产品广泛应用于动力电池、汽车制造、五金家电、消费电子、光通讯等制造业领域。

  ’ 客户群体:公司客户主要分布于动力电池、汽车制造、五金家电、消费电子、光通讯等制造业领域,客户包括宁德时代、国轩高科、比亚迪、格力智能、富士康、泰科电子、长盈精密、亿纬锂能、松下、三星、中航动力等行业知名企业。

  行业规模及成长性:激光焊接行业属于技术密集型行业,对产品定制化、技术性能差异化需求增加,对行业技术储备及持续研发、差异化服务能力等提出了更高的要求;同时随着激光焊接领域的竞争日趋加剧,激光焊接相关技术升级迭代较快。

  行业地位:公司核心技术波形控制实时激光能量负反馈技术提高了激光输出能量的稳定性,有效降低了焊接产品的不良率,该技术荣获“广东省科学技术二等奖、深圳市科技进步奖。公司自主研发的多波长激光同轴复合焊接技术,可有效减少焊接缺陷,提高焊接效率,于2018年5月荣获2018年度中国工业激光器创新贡献奖。

  技术优势:公司拥有自主知识产权,截至2019年12月31日,公司拥有125项专利,其中19项发明专利,另外还拥有114项软件著作权,目前公司已经成长为国内激光焊接行业的领军企业。

  激光焊接行业属于技术密集型行业,随着下游客户对产品定制化、技术性能差异化需求增加,对发行人技术储备及持续研发、差异化服务能力等提出了更高的要求;同时随着激光焊接领域的竞争日趋加剧,激光焊接相关技术升级迭代较快,存在因行业技术升级迭代导致技术落后,产品市场竞争力降低的风险。

  2017-2019年,公司应收账款账面价值分别为 23,945.61 万元、30,363.18 万元和 39,942.01 万元,应收票据账面价值分别为 10,109.44 万元、23,157.36 万元和 17,687.86 万元,合计占同期营业收入比例分别为 46.79%、54.54%和 57.01%。受行业特点、销售模式等因素影响,公司期末应收账款及应收票据余额较大。一方面,公司设备销售主要采用“预收款—发货款—验收款—质保金”的结算模式,在验收确认收入时,公司的验收款和质保金尚未收回,随着收入的增加,应收账款余额上升。另一方面,受新能源汽车补贴政策调整影响,动力电池行业资金相对紧张,公司下游客户采用票据代替现金进行结算以缓解资金压力,导致期末应收票据余额增加。受产业链因素的影响,应收账款余额较大,未来应收账款回款时间及逾期应收账款有可能增加。若经济形势恶化或客户自身发生重大经营困难,公司将面临一定的坏账损失的风险。

  八、激光设备产业融资情况

  根据IT桔子信息显示,与激光相关的公司共有300多家。投融资集中在2018年,且以早期融资为主。

  (一)长光华芯

  长光华芯成立于2012年,依托中国科学院长春光机所创办,致力于高功率半导体激光器芯片、高效率VCSEL芯片、高速光通信芯片及相关光电器件和应用系统的研发生产和销售,已建成从芯片设计、MOCVD(外延)、光刻、解理/镀膜、封装测试、光纤耦合、直接半导体激光器等完整的工艺平台和量产线,是全球少数几家研发和量产高功率半导体激光器芯片的公司。公司高亮度单管芯片和光纤耦合输出模块、高功率巴条和叠阵等产品,在功率、亮度、光电转换效率、寿命等方面屡次突破,获多项专利,与全球先进水平同步。

  截至目前,长光华芯至今已完成四轮超3亿元融资。企查查显示,长光华芯2012年获得奥普光电天使轮融资;2016年获得东湖创投等A轮融资;2018年7月,长光华芯顺利完成1.5亿元B轮融资;C轮1.5亿元融资于2020年6月23日完成。

  长光华芯主要股东除公司管理层之外,长光华芯经过四轮融资,引进了华工科技、中国科学院长春光机所、中科院创投、国投创业、东湖创投、华泰证券等技术、资金雄厚的股东,为公司技术研发、产品销售、公司治理等方面提供巨大助力。

  (二)华兴激光

  华兴激光专注于激光芯片上游的化合物半导体外延片研发、制备与加工服务,公司主要基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术制备以磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)为基底的不同结构和功能的半导体外延片,其中,1310/1550 nm波段10G/25G DFB LD/PD/APD外延片、808/905/915/980/1064 nm FP/DFB LD外延片等产品性能达到国际先进水平,广泛应用于光通信、气体检测、激光医疗、激光加工、激光雷达等工业领域及智能手机、AR/VR等消费电子领域。

  2020年7月1日,无锡金投旗下基金——金投领航和金投信安基金完成对江苏华兴激光科技有限公司4000万元投资。

  国内半导体激光器产业化相对较晚,但随着应用市场的快速扩大,也孕育出一批极具竞争力的企业,如山东华光光电(1999.11成立)、西安华科光电(2002.9成立)、北京凯普林光电(2003.3成立)、西安炬光科技(2009.9成立)、苏州长光华芯(2012.3成立)等。据OFweek激光网了解,这几家企业2019年销售额均超过亿元。随着我国半导体芯片、半导体激光器国产化率提升,市场对半导体外延片的需求不断提高,未来,半导体外延片市场将依赖快速增长时期。

  (三)卓镭激光

  卓镭激光成立于2014年8月,是一家专注于激光器设计研发及生产制造的硬科技企业。该公司产品包括:卓镭激光自主研发的BLAZER系列工业级超快激光器、ALICE-PS系列医疗皮秒激光器、LAMBER系列高能量纳秒脉冲激光器。

  卓镭激光最近一次融资于2019年2月完成近亿元B轮融资。本轮投资由君联资本领投、厦门建发及朗玛峰创投跟投,资金将用于产品线进一步拓展及完善,持续投入新品研发和基础条件建设。

  九、2020年半年报情况更新

  (一)IPG

  2020年8月4日,IPG光子学公司公布了截至2020年6月30日的第二季度财务业绩。报告显示,IPG今年上半年实现营收5.46亿美元,同比下降20%;净利润0.75亿美元,同比下降41%。第二季度营收为2.96亿美元,同比下降19%;净利润0.38亿美元,同比下降47%。

  表:IPG 2020上半年收入情况

  目前,新冠疫情依然是IPG业绩的最大挑战。疫情对产品运输、销售及应用开发都造成较大的不利影响,一些项目也出现了延误和堆积。目前,马萨诸塞州正处于复工计划的第三阶段,未来将为IPG提供更多产能。

  按地区分析,中国市场销售额约占总销售额的49%(1.45亿美元),同比下降了11%,环比增长了一倍多。IPG首席运营官Eugene Scherbakov表示:“受益于切割、焊接和电池加工销售的连续强劲增长,我们的订单从3月、4月开始回升。尽管回升速度较为缓慢,但一直持续到第二季度后半期。我们在中国市场依然面临激烈的竞争,但我们继续维持了主要客户的份额。预计在2020年下半年,万瓦以上的激光器将有更强劲的表现。”

  应用与产品方面,材料加工应用的收入同比下降21%,其他应用的收入增长36%。高功率连续激光器的销售额同比下降26%,约占总收入的53%(1.57亿美元),其中6kW及以上的产品占高功率产品的50%(0.78亿美元)以上。

  系统销售额同比下降37%,因为医疗设备制造系统的增长被其他IPG激光系统和Genesis非激光系统的销售下降所抵消。

  中功率激光器销量下降31%,原因是增材制造业持续疲软,切割行业向千瓦级激光器过渡;而QCW激光器销量同比下降14%,但由于消费电子应用的持续改善,环比增长39%。

  表:IPG 2020上半年分应用、分产品、分地区收入情况

  在切割市场,IPG用于大批量市场的机架式1-4kW激光器和用于前沿切割系统的超高功率激光器实现了强劲的连续增长。随着超紧凑型YLR-U系列激光器的推出,IPG再次提高了在大批量切割领域的门槛。YLR-U是目前全球体积最小的连续光纤激光器,集聚高功率、高光束质量、光纤传输和高电光转换效率等优势于一身,以超紧凑的外形尺寸和创纪录的功率体积比提供优异的性能体验。

  在高端市场,IPG预计20kW和30kW激光器及超高功率切割头的订单量将大幅增长。Gapontsev表示,这些激光器不仅使切割速度比15kW的设备快50%到100%,而且能够加工20到50mm或更厚的材料。生产率和灵活性的提高推动了等离子切割机和低功率激光解决方案的更换与升级,尤其是在机械车间和建筑行业。

  Gapontsev认为,产品创新仍然是IPG成功的核心,第二季度新产品和应用的销售额占总收入的四分之一,尽管受新冠肺炎疫情影响一些新产品类别的需求趋势疲软,但仍增长了近20%。预计2020年第三季度,IPG的收入为2.8亿美元至3.1亿美元。

  (二)II-VI

  II-VI是一家工程材料和光电器件生产商,主要从事高功率半导体激光器的生产,其激光器产品线涵盖从紫外到远红外,以及最新的光纤激光器和现今的激光头和光束提供解决方案,主要产品包括10kW光纤激光器合束器,18W泵浦二极管,声光Q开关,600W直接调制激光器引擎等。

  II-VI在今年1-6月实现营收13.73亿美元,同比增长95%。对II-VI而言,1-6月业绩取得强劲增长主要是因为收购Finisar而提升了公司规模,尤其是在第四财季(每年4-6月为II-VI的第四财季)实现了创纪录的7.46亿美元收入,其中通信市场收入5.37亿美元,占72%;工业市场收入约0.67亿美元,占9%;航空航天与国防市场、消费电子市场、半导体设备市场则分别占7%、6%、5%。

  表:II-VI2020上半年收入情况

  业务板块方面,Photonics Solutions第四财季的销售收入同比增长190%,达到5.17亿美元,去年同期为1.78亿美元;Compound Semiconductors的销售收入则增长24%,达到2.29亿美元,去年同期为1.85亿美元。

  而在地域方面,II-VI第四财季在北美市场收入约3.58亿美元,占48%;中国市场收入2.01亿美元,占27%;欧洲市场收入1.19亿美元,占16%;日本市场收入0.52亿美元,占7%;其他地区占2%。

  (三)Coherent

  表:Coherent 2020上半年收入情况

  Coherent今年1-6月(第二、第三财季)实现营收5.91亿美元,同比减少17%,其业绩受新冠疫情影响较大。今年4月初,Andy Mattes成为Coherent新任总裁兼首席执行官,前总裁John R.Ambroseo博士将在2021年年底之前担任公司的特别顾问.

  Coherent业务主要布局在微电子、材料加工、科研仪器和仪表、科学与政府四大领域。今年上半年,微电子市场收入2.64亿美元,同比减少16%;材料加工市场收入1.68亿美元,同比减少19%;科研仪器和仪表市场收入1.17亿美元,同比减少11%;科学与政府市场收入0.43亿美元,同比减少31%。

  Coherent认为,受疫情影响,全球消费者消费习惯有所改变,与汽车等高价商品相比移动电子产品会更快开始复苏,因此微电子市场业务复苏将比材料加工市场业务要快。而材料加工市场则由于机床需求持续低迷而显得乏力,在疫情大流行之前,德国汽车和机床行业就普遍呈现增长放缓的情况,疫情更是加重了这一趋势。相较于疫情爆发前,欧美地区机床业务订单下降了25%以上。同时相干在4月宣布退出同质化竞争严重的大宗千瓦光纤激光器市场,减少了在中国材料加工市场的参与度,转而着眼于封装、医疗设备制造和特殊半导体打标等非金属应用。

  按区域划分,亚太地区今年1-6月为Coherent贡献了51%的收入,总金额为3.05亿美元,其中包括两个收入占销售额10%以上的地区;北美市场收入为1.37亿美元,占23%;欧洲市场收入1.21亿美元,占20%;其他地区占5%。

  (四)nLIGHT

  nLIGHT上半年实现营收0.95亿美元,同比增长6%,尤其是二季度在各大市场收入、毛利率等方面均出现明显回升。nLIGHT工业市场的收入在连续多个季度下滑后迎来回升,2020年二季度收入约0.22亿美元,同比增长8%,环比增长40%。nLIGHT总裁兼首席执行官Scott Keeney认为这与中国市场的强劲需求密不可分。

  航空航天/国防市场也较去年同期保持了较高的增长,实现收入0.15亿美元,同比增长68%,包括Nutronics实现0.06亿美元收入。精密加工市场虽然同比下降21%,但也实现了自去年第二季度以来的首次环比增长,呈现较为明显的复苏迹象,尤其是中国5G产业的大力发展(包括网络和手机),成为推动市场复苏的强劲动力。

  nLIGHT光纤激光器市场依旧体现了高功率产品发展最快的态势。2020年二季度,6kW以上的光纤激光器销量同比增长一倍,收入占比也达到了历史最高的54%;而2kW以下的产品则仅占11%,达到历史最低值;2-5kW产品同样收缩至历史最低值,占光纤激光器整体收入的35%。

  nLIGHT在中国市场的收入同样受疫情影响较大,一季度因疫情影响导致中国市场销售占比达到近年最低值(28%),而二季度快速复苏则达到41%,综合来看中国市场收入占35%,为0.36亿美元。

  (五)锐科激光

  8月26日晚,武汉锐科光纤激光技术股份有限公司发布2020年半年度报告。报告显示,锐科激光上半年实现营收7.09亿元,同比减少29.91%;归属于上市公司股东的净利润0.67亿元,同比减少69.33%。

  表:锐科激光2020上半年收入情况

  面对疫情,锐科激光积极采取了应对措施,在3月底开始逐步恢复产能,带动上下游25家公司复工复产,同时加速研发、生产工作,全力扩大产能,提高生产效率,扩大销售渠道,保证了疫情后公司收入的快速恢复。二季度锐科激光营收5.74亿元,净利润0.56亿元,环比均大幅增长。值得一提的是,锐科激光二季度连续光纤激光器订单量超过6000台,目前依然呈现供不应求的态势,这一趋势预计有望持续到下半年。在相对成熟的高功率光纤激光器市场,锐科激光相关产品销量也不断提升,在疫情影响下,6000W及以上高功率光纤激光器销售数量较2019年同期增长100.4%。

  (六)华工科技

  8月25日晚,华工科技发布了2020年半年度报告。报告显示,华工科技上半年实现营业收入27.44亿元,比去年同期增长7.43%;净利润2.02亿元,比去年同期增长26.80%。

  表:华工科技2020上半年收入情况

  华工科技以“激光技术及其应用”为主业,是国家重点高新技术企业、国家创新型企业,核心业务涵盖激光先进制造装备、光通信器件、激光全息防伪、传感器。2020年上半年,受席卷全球的新冠肺炎疫情影响,公司一季度生产、经营、研发等均存在不同程度的下降、滞后等情况;二季度以来,公司围绕市场、客户需求,瞄准产业高端,公司加大研发投入,扭转了一季度形式,取得了较好的效果和成绩。

  华工科技的智能装备事业群主营产品激光切割机、激光焊接机合同额同比增长10%。公司推出“激光开卷 落料生产线”,上半年已进入韩国等国际市场;面向中厚板坡口的市场需求,自主研发大幅面激光坡口切割设备,可用于船舶、工程机械、轨道交通等行业;加速推进重型管材切割装备等新产品研发进程,上半年激光切割产品收入同比增长10%;AUTOBOT系列热成型件三维五轴激光切割机装备在汽车、家电、军工等行业实现批量销售;焊接产品线借助在大众/通用/宝马等汽车的成功案例,以新能源汽车电池托盘产品为核心,成功进入宁德时代,销售额同比增长10%。

  (七)大族激光

  8月24日晚,大族激光科技产业集团股份有限公司发布2020年半年度报告。报告显示,大族激光上半年实现营收51.60亿元,同比增长8.99%;净利润6.23亿元,同比增长64.26%。

  表:大族激光 2020上半年收入情况

  (1)消费电子行业进入新一轮创新周期,行业需求逐步回升

  今年上半年,消费电子业务实现收入11.97亿元,同比增长36.71%。随着5G换机进程的推进,消费电子行业进入新一轮创新周期,消费电子行业景气度和设备需求逐步回升,公司消费电子业务及产品订单保持稳定增长。

  (2)大功率激光智能装备业务竞争进一步加剧

  今年上半年,大功率激光业务实现收入7.97亿元,同比下降29.46%。今年以来,大功率激光智能装备市场竞争进一步加剧。尽管大功率激光加工设备出货量相较去年同期保持稳定增长,但由于市场竞争加剧,导致其毛利率较去年同期下降6.32个百分点。为应对愈加激烈的市场竞争环境,公司持续推进核心部件自主化。今年上半年,公司搭载自研光纤激光器的大功率激光加工设备出货近300台,最高功率达到12KW,自主内核数控系统实现批量应用。

  (3)显示面板行业地位稳固,设备交付集中在下半年

  今年上半年,显示面板行业实现收入2.32亿元,同比下降26.67%,主要原因系部分大客户设备交付集中在下半年。其中,Mini LED切割、裂片、剥离、修复设备已形成系统解决方案并实现批量销售;显示面板行业份额稳步提升。

  (4)PCB行业专用设备优势地位凸显,5G业务需求快速增长

  今年上半年,PCB业务实现收入8.74亿元,同比大幅增长106.82%,5G技术带来高多层PCB通讯背板及HDI加工设备需求的快速增长,龙头产品机械钻孔机销量持续增长,多品类LDI设备、CO2激光钻孔设备及八倍密度/超大台面通用测试机等产品市占率快速上升。公司将通过进一步完善高端产品的性能,拓展高端市场,提升市场份额。

  (5)新业务拓展顺利,对业绩产生积极影响

  今年上半年,公司半导体行业激光类封测设备进入多家封测行业领先企业供应商序列,逐步获得客户订单;光伏行业激光类设备实现收入3486万元,同比增长203.91%;公司光刻机项目进展顺利,主要聚焦在5G通讯配套分立器件、LED、Mini/Micro-LED新型显示等方面的应用,已经实现小批量销售。报告期内,公司积极应对疫情,迅速响应市场需求,新增全系列口罩自动化生产线业务,并形成稳定出货能力,对公司业绩产生积极影响。

  (八)杰普特

  8月24日,深圳市杰普特光电股份有限公司发布2020年半年度报告。报告显示,杰普特今年上半年实现营收3.90亿元,同比增长29.32%;归属于上市公司股东净利润为0.35亿元,同比减少10.80%。

  表:杰普特2020上半年收入情况

  数据来源:杰普特2020半年报

  上半年业绩增长主要受激光器国产替代进程加快、苹果公司基于透明脆性材料的激光二维码激光微加工设备需求增加综合影响。但受疫情影响,公司空置厂房产生的租赁费用及发放的疫情补贴导致管理费用增加;而为保证一系列新研发项目的快速有效推进,公司大幅增加了研发人员、研发材料等投入;研发费用与管理费用的增加导致了公司净利润的下降。

  2020年上半年公司累计获得订单5.83亿元,已交付4.95亿元。5.83亿元订单中包含一季度3.25亿元订单,二季度2.58亿元订单。其中美国苹果公司订单上半年订单总额2703.64万美元,约为1.87亿元人民币。

  2020年上半年因受新冠疫情影响,全球消费电子行业增长降速,杰普特脉冲激光器业务终端客户主要使用红外激光为消费电子产品做标刻、切割、焊接,因而脉冲激光器的销售在疫情在国内爆发之初受影响较大。在国内疫情逐步受到控制之后,国内的脉冲激光器需求也逐步恢复,2020年上半年脉冲激光器销售台数为5881台,相比2019年同期5814台上涨了1.10%。

  固体激光器可用于KN95口罩标识标刻,美国对于KN95口罩要求需要使用激光做标识标刻,以避免标识油墨喷印带来油墨颗粒被使用者吸入肺部的风险。在2020年上半年固体激光器有一部分订单是被客户使用在这种来自美国的KN95口罩订单的口罩机内。这部分需求导致上半年固体激光器销量有较大提升,从2019年上半年的575台,到今年上半年1267台,同比增加120.35%。

  连续光激光器主要应用于工业金属切割与焊接,连续光激光器价格近年来持续下降,激光器切割、焊接设备整体价格也相应下降,加之激光市场应用扩张,原本找代工厂加工的需求转为自行够买设备加工;国产品牌连续光激光器技术逐渐提高,品质质量逐步稳定,加之国外疫情较为复杂,国外激光器厂商售后、维护等服务也受到了影响,国产激光器逐步替代进口激光器。销售台数从2019年上半年的417台,到今年上半年1135台,同比增加了174.15%。

  杰普特智能装备业务销售收入主要来自美国苹果公司及国巨股份的订单。美国苹果公司主要采购公司的基于透明脆性材料的激光二维码激光微加工系统,国巨股份主要采购公司的激光调阻机。2020年上半年因消费电子行业受疫情影响增速降速,电阻需求也相对降低,但在一些较特殊品类的电阻加工仍有需求。如01005小型化电阻、厚膜电阻、超低阻等品类的调阻机。

  2020上半年,杰普特智能装备产品销售收入1.74亿元,毛利率29.65%(2019年智能装备产品毛利率为37.45%),其中销售给苹果公司的精密打标机收入1.47亿元,占比为84.48%,产品毛利率 27.32%。

  (九)联赢激光

  作为国内最早从事研发、生产动力电池激光焊接设备的厂商之一,联赢激光及时跨越了国内激光行业早期的技术门槛,先于竞争对手引入能量控制技术,极大降低自研激光器的能量波动,实现进口替代,成功抓住了动力电池行业的风口红利。

  (1)动力电池焊接

  光焊接与“激光切割”、“激光打标”共同构成激光加工技术的三驾马车。不过,与激光切割、激光打标破坏物质表面或整体结构的原理不同,激光焊接则在熔融物质原有结构后再进行重新构筑,所以工艺难度更高、发展历史也较短。

  在国内激光设备产业发展的初期,国内市场的YAG激光器均采用电流负反馈技术,其能量波动率在8%以上,无法适应高端精密焊接的需求,更无法胜任对进口产品的替代。如果不能攻克能量控制的相关技术,中国的激光器将一直无法参与产业链竞争。

  联赢激光及时洞察了国内的行业瓶颈,意识到只有降低激光器的能量波动率,才能与国外产品有一战之力。因此联赢激光从深圳大学收购了能量负反馈技术,并通过自主研发创新,让这项实验室里的技术具备了产业化条件。

  通过市场验证和反馈,该技术持续迭代,联赢激光逐步确立了以YAG激光焊接机为核心的发展方向,并通过与新能源科技有限公司(Amperex Technology Limited)合作,进入电池相关行业。联赢激光在营收持续增长的正循环中,不断丰富产品线,逐步掌握了YAG激光器、半导体激光器和光纤激光器及各种激光焊接成套设备研发和生产,为之后搭上动力电池行业的东风埋下了伏笔。

  动力电池的焊接部位多、难度大、精度要求相对较高,厂商在生产设备的安全性、精密性和加工效率等指标上也有更高的要求。在技术领先且在电池行业有经验积累的联赢激光,在宁德时代创立之初就成为其业务、技术的合作方,业绩也水涨船高。

  经过在动力电池焊接行业的多年耕耘,联赢激光不仅在2017年被宁德时代评为“最佳合作伙伴”,并且进一步锁定与动力电池行业龙头企业的业务合作关系。根据高工产业研究院(GGII)的数据统计,在2019年上半年动力电池装机总电量排名前十的企业,有九家都与联赢激光开展了业务合作。

  除了自主实现激光能量控制技术的研发和产业化之外,联赢激光攻克了多波长激光同轴复合焊接技术、蓝光激光器焊接技术、激光焊接加工工艺技术等七项核心技术,构建了自己的技术护城河。尤其是联赢激光攻克的蓝光激光焊接技术,能够有效解决铜材焊接的技术瓶颈,让产品再次掌握竞争先机。

  (2)受累下游

  作为制造企业,下游产业的波动是影响业绩的重要因素。2019年产业链终端产品新能源汽车的销量下滑,让联赢激光的业务感受到了来自下游的寒意。

  2019年3月,多部门联合发布《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,新能源乘用车、专用车和客车三个领域的国家补贴退坡降幅超过50%,而且地方补贴在6月底的过渡期结束后也被取消。这直接导致新能源汽车销量在7月迎来了首次负增长,国内市场全年销量仅为1206万辆,同比下降4%。

  由于下游的波动,联赢激光尽管在营收上还保持着增长态势,但新签设备订单已经有所下滑。联赢激光2018年新签设备订单金额为8.95亿元,相较于2017年的13.01亿元同比下滑31.2%。

  在具体的财务状况上,联赢激光的应收账款余额则在逐年提高,从2016年的1.4亿元增长至2019年上半年的3.7亿元。应收账款周转率虽然低于招股书中可比公司的平均值,但与主要对标的大族激光、华工科技和先导智能处于相似水平,侧面印证了整个行业的风向。

  行业成熟度的提升,也有利于一直服务于行业龙头客户的联赢激光。除了动力电池的装机量仍然保持着增势以外,随着低端产能被逐步淘汰,市场份额开始向头部厂商集中。2018年,国内动力电池行业排名前三的宁德时代、比亚迪和国轩高科装机量合计占比为66.89%。而在2019年上半年,前三大厂商不仅排名没变,装机量合计占比也提升至75.87%。

  下游格局的变化,恐怕将成为影响联赢激光业务状况的主要因素。由于动力电池厂商承受着主机厂的成本传导压力,从2016年到2019年上半年,宁德时代的毛利率逐步下滑,从43.70%下降到29.79%,上游的联赢激光的毛利率也随之下滑。随着动力电池行业集中度的不断提升,头部厂商的话语权越来越重,联赢激光在议价中恐面对更大压力。

  在高功率光纤激光器的竞争中,联赢激光自制的产品相较于国际知名厂商IPG仍有差距,因此仍需要外购。外购激光器的销售数量占比也由2016年的6.20%增长到2018年16.95%。联赢激光无疑需要推出更具竞争力的激光器,来应对行业的技术升级。

  表:联赢激光2020上半年收入情况

  数据来源:联赢激光2020年半年度报告

  2020年8月29日,联赢激光公布2020半年度报告,公司2020年上半年营业收入为3.03亿元,同比下降32.79%;归母净利润为1104.21万元,同比下降72.1%;扣非归母净利润为185.14万元,同比下降93.42%

  业绩下滑主要因新冠疫情及相关管控措施,公司及供应商延期复工复产,上半年产量较上年同期有所下降,同时,管控期间基本停止到客户现场进行安装调试工作,使得前期已交付设备的安装调试及验收进度有所延迟,相应造成收入下降。

  公司2020半年度营业成本2亿,同比下降35%,高于营业收入32.8%的下降速度,毛利率上升2.2%。期间费用率为35.8%,较上年升高9.1%,对公司业绩形成拖累。经营性现金流大幅下降98.2%至212.9万。

  (十)海目星

  海目星今年上半年实现营收4.58亿元,同比增长27.1%;净利润0.23亿元,同比减少61.7%。其中一季度营收0.98亿元,二季度营收3.60亿元。

  数据来源:WIND

  上半年业绩增长主要系实现对苹果、赛尔康、伟创力、比路电子、亿纬锂能、宁德时代等大客户设备验收所致,但实际上公司的生产经营也受到了一定程度的影响。如采购方面,受政府管控措施及疫情影响,公司主要供应商复工复产进度有所延迟,物流运输能力有所下降;生产方面,为落实当地政府对新冠疫情防控的各项规定和要求,复工复产有所延迟;销售方面,受疫情的影响,主要客户复工复产的时间有所延后,短期内订单需求及设备验收进度有所延迟。

  受下游行业产销旺季、行业惯例等因素影响,海目星下游动力电池领域及3C领域的主要客户的非标准化产品验收主要集中在下半年乃至第四季度。2017-2019年,海目星下半年营业收入占全年营业收入比例分别为69.33%、63.88%和 65.03%,第四季度营业收入占全年营业收入比例分别为43.77%、47.69%和 46.02%。若2020年海目星各季度营收仍保持以往的周期性,则海目星今年的营收将有望超过12亿元。

  十、行业总结及未来展望

  (一)行业总结

  由于激光设备产业上游材料不具备稀缺资源属性,激光芯片等器件的技术门槛相较于半导体芯片较低,而中游激光器的技术核心集中在光学设计、工艺经验等集成能力,下游激光设备市场极为广阔且分散,因此国内的激光设备产业链未来有机会国产化闭环。

  目前激光设备产业链上游和中游的国产替代进程较快,中低端激光器件和激光器产品单价呈现明显的降价趋势:激光器件方面,2009-2017年IPG每瓦特的芯片成本下降了80%,年均降幅18%(数据来源:IPG官网);激光器方面,激光器单台价格每年降幅超过20%,带动激光装备价格逐年下降超过10%(数据来源:国金证券激光设备产业报告)。

  从产业发展周期来看,短中期内激光设备产业上游器件和中游激光器将完成中低端产品的国产替代过程,激光设备产业链整体定价将构成第一次底部,中低功率激光应用爆发,激光装备市场以TOB模式为主;长期来看,未来国内厂商在激光上游材料和核心激光器件取得突破后,激光设备产业链有望实现完全国产化,中游高功率激光器的成本大幅下降,带动下游设备降价,激光设备产业链将完成第二次价格探底。

  (1)激光加工取代传统加工

  激光加工符合智能制造、柔性制造的工业升级需求,具有传统加工不可比拟的效率和性能优势。随着激光设备产业的国产化进程和产业定价的两次探底,激光方案的经济性将不断提高,在切割、焊接等加工领域的渗透率也将随之升高,激光器的下游需求仍在不断释放。

  (2)国产替代进口

  国内激光设备产业链配套不断完善,国内激光器企业为争取高附加值产品、增加盈利能力不断推动产品研发向高功率突破,目前在低功率市场已经完成进口替代,中功率产品处于加速替代过程中,高功率市场也已打开替代缺口。

  (3)精密加工需求拓展应用场景

  随着新技术、新产品的应用与广泛推广,锂电、新能源汽车、智能手机、LED、PCB、5G等新兴产业的加工环节也在升级,新材料和新工艺对于加工工艺的精度和效率要求是传统加工无法达到的,这是只能依靠激光加工来实现的一些增量市场。

  (二)未来展望

  (1)高功率切割

  激光切割替代传统工艺本质取决于新老产品的投资回收周期。激光切割机在2017年高景气时,投资回收周期在2年以内,而在2018年下半年景气回落阶段,投资回收周期超过3年甚至更长,原因在于:第一,宏观承压,第三方钣金加工厂接到的订单减少,第二替代需求不够刚性,终端用户使用原先的旧工艺设备依然能够维持生计,替代需求减弱。

  因此在激光切割领域,高功率激光器的效率和工艺优势更强,替换动力更大,随着每天20%以上幅度的降价,高功率激光切割与传统等离子切割和火焰切割机的价差逐年缩小,经济性要求不断接近市场大规模推广的标准。

  (2)激光焊接

  激光焊接的工作原理是通过激光产生高功率单一的光束,作用于金属表面,能够快速达到金属沸点并熔化,熔化后的金属冷却凝固后形成焊缝,从而实现焊接功能。与激光切割不同,焊接工艺具有非标属性,需要针对不同应用场景进行定制化的设计,并配套机械手等其他设备,主要用于替代人工和满足柔性制造特点,如手持焊方案。

  目前激光焊接的技术方案仍不成熟(如手持焊中尚不能实现风冷而是需要水冷),而且经济性欠佳,主流客户集中在新能源动力电池和高端车企,如动力电池(电芯和模组段激光焊接)、高端车企(白车身、底盘、个别零部件等)、高档厨电领域应用。随着激光器价格的进一步下降和人工成本的上升,激光焊接的经济性会逐步得到体现,目前1-1.5kw功率段激光焊接替代传统的氩弧焊、电子焊已经开始具备经济性。

  未来激光焊接未来的潜在空间甚至大于切割,因为传统工艺的切割效率要5倍于传统焊接工艺的效率,因此激光焊接的提效需求更为强烈。中国作为全球制造中心集结了全球最多的切割和焊接基础工艺设备场景,且焊接设备非标属性决定焊接不会像切割一样,很快陷入价格战的红海之中,对激光装备和激光器公司的毛利率会有一定的支撑。

  (3)非金属材料微加工

  高功率和超快是激光装备行业的两个主要发展方向。脉冲宽度在10-12s和10-15s内的激光器属于超快激光器,主要包括飞秒和皮秒激光器,其激光设备的核心优势在于对材料本身热影响小,广泛应用于消费电子、医疗美容、微机械制造等微加工领域。

  超快激光装备主要受益于手机等消费电子增长。超快激光在手机上的应用包括logo打标、微部件直接成型、激光开孔、FPC切割(5G电路板)、PCB打标激等。超快激光器市场增长主要受益于消费电子工艺创新(含5G)带来的增量需求以及对传统加工替换需求。根据大族激光2018年年报,公司针对5G天线应用场景,实现了用于LCP材料的高端激光切割/钻孔设备、超高速贴附设备的大批量销售。除此之外,医疗美容也是超快激光器的重要应用,包括眼科屈光手术、美容方面的祛除纹身、祛皱、塑性、前列腺手术、脱毛以及牙科领域,市场规模超百亿元。目前激光医疗美容领域的应用仍以进口装备为主。医疗美容使用的激光器为1-150瓦的连续波以及二极管激光系统。

  参考资料:

  1、20200727-国元证券-锐科激光(300747.SZ):进军高功率市场,垂直整合战未来

  2、20200726-信达证券-信达证券机械设备周报:超快激光器应用场景及发展空间

  3、20200706-华泰证券-柏楚电子(688188.SH):激光行业工业软件翘楚

  4、20200630-国元证券-国元证券光纤激光器行业深度报告:价格战加速行业发展,垂直整合强者恒强

  5、20200605-兴业证券-兴业证券国内激光焊接行业领军企业:科创板新股申购策略,联赢激光,国内激光焊接行业领军企业

  6、20191218-平安证券-平安证券科创板系列:激光加工装备产业链全景图

  7、20200727-国元证券-锐科激光(300747.SZ):进军高功率市场,垂直整合战未来

  8、20200630-国元证券-国元证券光纤激光器行业深度报告:价格战加速行业发展,垂直整合强者恒强

  9、大族激光:2020年半年度报告

  10、锐科激光:2020年半年度报告

  11、杰普特:2020年半年度报告

  12、联赢激光:2020年半年度报告

  13、华工科技:2020年半年度报告

  14、OFWEEK激光网等其他网络公开资料

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