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渐入成熟期的激光行业

时间:2019-11-19 来源:新特光电 访问量:1006

由于激光加工本质是对传统加工的存量替代,高度竞争下市场不断向龙头集中,最终的市场集中度将从上游器件到下游设备依次递减。

技术:有望实现全产业链国产化

激光器产品趋势是向高功率光纤激光器和超快激光器方向进行研发突破。从产业周期来看,激光器行业将会经历两次价格摸底,一次是中低端激光器国产化完成后构成的底部,激光产业的2B工业应用开始爆发;第二次是高端激光器及上游器件实现国产化后,激光器价格将再次摸底,2C激光应用爆发。

1、产品分类:光纤激光器综合性能最优

根据激光器增益介质的不同,一般将激光器分为液体激光器、气体激光器和固体激光器几大类,其中半导体激光器、光纤激光器本质上都是一种固体激光器,而半导体激光器常被用作光纤激光器的泵浦源,由于半导体激光器和光纤激光器的应用较多而逐渐被分离出来成为单独的激光器大类。

在现有的激光器类别中,光纤激光器的电光转换效率、输出功率、运行成本等指标均较优,综合性能突出,主要优势体现在:较之气体和固体激光器,光纤激光器的能量转换效率高、体积小、运行成本低、适合批量生产;较之半导体激光器,光纤激光器的单色性好,光纤耦合损耗小,调制时的畸变小,精准性更高。

(1)电光转换效率高,光束质量好。光纤作为导波介质,纤芯直径小,纤内易形成高功率密度,可方便地与目前的光纤通信系统高效连接,构成的激光器具有高转换效率、低阈值、高增益、输出光束质量好和线宽窄等特点;

(2)体积小,易集成,运行成本低。由于光纤具有极好的柔绕性,激光器可设计得结构更加紧凑,体积小,易于系统集成,性价比高;且使用过程中耗材少,冷却简单,耗电量低,运营成本有显著优势。在冷却方面,由于光纤激光器的效率高,因而对冷却的要求低,小功率光纤激光器只需要空气冷却即可。在耗材和备用件的使用上,由于光纤激光器采用了电信级单芯结泵浦源,因而节省了一些备用件(例如灯和半导体阵列)的使用,在激光器的使用寿命内节省了光学装置(如共振腔镜、晶体、液体、滤光片)和其他耗材的的调整或维护费用;

(3)光纤激光器不断高功率化,适用范围和加工效率不断拓展。在激光切割领域,光纤激光切割机功率从主流的3kw、4kw向6kw突破,万瓦级以上的激光切割机也在不断推向市场,光纤激光器凭借切割效率更优、切割能耗更低等优势,不断取代CO2激光切割技术和传统的金属加工机床。光纤激光功率的提升不仅带来了板材切割厚度的提升(万瓦级激光切割机切割铝合金板材可达40mm,不锈钢板材可达50mm)不同材质的激光切割技术(如铜材料的激光切割)也在不断突破,推动激光切割的应用领域进一步扩大。而刚刚起步的激光焊接市场,未来则有可能打开比激光切割更大的市场空间,目前的技术方案仍是围绕光纤激光器为核心进行研发。

2、激光焊接与超快激光应用前景广阔

激光器下游应用广阔,其中加工、通信、医疗和国防是世界范围内激光技术的四个最主要的应用领域,其中激光加工所占比例最大,同时也发展最快,激光加工技术在工业领域应用的广泛程度,已经成为衡量一个国家工业水平高低的重要标志。随着全球产业升级和高功率光纤激光器技术的快速发展,激光设备将在加工领域快速取代传统设备。2018年激光加工占比从42%提升到45%,为占比最高的细分领域,约为61.6亿美元。激光通信占比从34%回落至28%,市场规模为38.2亿美元;科研与军工应用2018年收入增速高达12.7亿美元,增速达到38%。而我国国内市场因工业体量大,加工需求多,2018年激光设备市场(605亿元)为工业领域应用。

激光器行业渐入成熟期

从全球激光器的应用市场来看,随着全球产业升级和高功率光纤激光器技术的快速发展,在加工制造领域,激光设备快速取代传统设备,全球工业激光器收入从2013年的24.87亿美元增加至2018年的55亿美元,年复合增长率为14.8%。2015年以来,工业激光器市场规模增速逐步加快,2016-2018年三年的市场规模增长率分别为19%、26%、27%;工业领域激光器占全部激光器市场的份额从2012年的26.80%提升到2018年的45%,而光纤激光器占全球工业激光器销售额的44.5%。IPG预测,高功率切割焊接、医疗、遥感、非金属材料微加工将成为激光行业新的增长点。

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