核心觀點：
從宏觀到微觀數據均表明製造業正在持續復甦。①宏觀：11月PMI為52.1，連續9個月位於榮 枯線以上，1-10月製造業固定資產投資完成額累計同比-5.30%，製造業投資持續改善；②中觀： 工業機器人產量高速增長，10 月達21467臺，同比增長 38.50%，金屬切削工具機產量在3月觸底後 快速提升，2020年10月達4.0萬臺，同比增速29.00%，增速提升明顯；③微觀：IPG中國區收入降 幅自2019Q4開始收窄，2020Q3已扭轉下跌趨勢，同比+22%。銳科雷射和柏楚電子Q1以來訂單需 求旺盛，收入增速環比提升顯著，Q3銳科雷射收入環比+78.28%，柏楚電子收入環比+59.42%。 短期來看，製造業持續復甦背景下，雷射設備、工業自動化等行業景氣度不斷提升，行業拐點已 經出現。
國內雷射行業快速增長，在各環節已實現突破，正在加速實現進口替代。2019年中國雷射 加工設備市場規模為658億元，2012-2019年CAGR達21.4%，在雷射行業高速增長的同時，本土企 業在各個環節正在加速實現進口替代：①在雷射設備環節，形成了以大族雷射、華工科技為代表 的全領域龍頭，同時出現了以專注於動力電池領域的聯贏雷射、專注於3C領域的光韻達為代表的 細分領域龍頭；②在雷射器領域，國內雷射器企業份額呈現快速提升態勢，2019年銳科雷射市佔 率由12%提升至24%，創鑫雷射市佔率由10%提升至12%，在實現中低功率雷射器國產化後，正 逐步實現高功率進口替代；③在雷射控制系統領域，本土企業已經獲取中低功率切割控制系統 90%市場份額，以柏楚電子為代表的龍頭企業開始向高功率以及超快控制系統等高端市場布局。 中長期看，雷射加工（雷射切割、焊接）滲透率不斷提升、應用場景不斷拓展（ 3C、動力電池 、光伏等），我國雷射加工市場在較長時間內仍將保持快速增長態勢，是一個成長性賽道。行業 持續快速增長疊加進口替代雙重因素驅動，本土相關企業迎來良好的發展機遇。
一、宏觀到微觀數據均表明製造業正在持續復甦
1.1 宏觀：製造業景氣度持續提升，行業復甦跡象顯著
1.2 中觀：工業機器人、工具機產量數據持續好轉1.2 中觀：工業機器人、工具機產量數據持續好轉
工業機器人和金屬切削工具機產量的變化，可以表徵製造業投資的景氣度情況：①疫情得到 有效控制後，工業機器人產量持續快速提升，10 月達21467臺，同比增長 38.5%。②金屬切 削工具機產量在3月觸底後快速提升，2020年10月達4.0萬臺，同比增速29.0%，提升明顯。
1.3 微觀：雷射頭部企業訂單旺盛，單季收入增速加快
拆分IPG中國區收入增速，我們發現：IPG中國區收入降幅自2019Q4開始收窄，2020Q3已 扭轉下跌趨勢，同比+22%；本土雷射器、控制系統龍頭銳科雷射和柏楚電子Q1以來訂單需求旺盛，收入增速持續提升 ，Q3同比增速分別高達78.28%和59.42%。
1.4 復盤歷史：雷射行業具有更強的成長彈性
復盤過去十年我國雷射行業和製造業固定資產投資完成額增速（由於雷射行業缺乏月度數 據，這裡我們選取年度數據），發現：①整體上，雷射行業的增速與製造業投資增速有相 關性，直觀的體現，2012-2016年和2018-2019年製造業投資增速放緩，雷射行業增速呈現 下降趨勢；②雷射行業增速相比製造業投資增速，表現出更高的彈性，主要原因是雷射設 備作為先進加工設備，替代傳統金屬切削工具機，具有滲透率提升邏輯。製造業持續復甦背景下，疊加雷射加工滲透率，雷射設備行業景氣度不斷提升，行業拐點 已經出現。
二、雷射產業鏈介紹
2.1 雷射：產業鏈龐大，應用廣泛
雷射：通過人工方式，用光或放電等強能量激發特定 的物質而產生的光。原子中的電子吸收能量後從低能 級躍遷到高能級，再從高能級回落到低能級時，釋放 的能量以光子形式放出，產生準直、單色、相干的定 向光束。有單色性好、亮度高、方向性好、相干性高等特點。 產業鏈完備，應用滲透至各行各業：雷射加工、雷射 醫療、雷射檢測、雷射照明等技術廣泛支撐汽車、電 子、航空、冶金等行業。
2.2 光加工優勢眾多，逐步替代傳統加工
相比傳統加工，雷射加工技術具有精度高、速度快、非接觸式、智能化、柔性化等優點。 光加工逐步應用至傳統製造業，大幅提高生產效率：雷射打標、深雕、切割與焊接等技術 逐步代替了傳統的噴碼印刷、金屬模具鋼蝕刻、機械切割工藝 2009-2019年，全球材料加工雷射設備市場規模CAGR為15.4%，遠高於同期工具機市場規模 增速6.5%。
2.3 製造業邁入「光加工」時代
歐美發達國家已經步入「光加工」時代：以德國、美國、日本等為代表的發達國家在部分 大型工業領域已經基本完成了對傳統製造技術的替換，2010年美國GDP 的 50%（約7.50 萬 億美元）與雷射應用相關。 目前我國雷射應用滲透率仍相對較低，正跟隨發達國家加速邁入「光加工」時代。2019年 ，我國雷射切割設備銷量僅為金屬切削工具機銷量的9.7%，佔比仍然較低。但相比2013年已 提升9.4pct。
三、雷射加工設備：國產化提升經濟性，推動新應 用場景不斷落地
3.1 下遊雷射設備市場細分領域眾多
雷射產業下遊以設備製造商為主，細分市場包括雷射加工、雷射顯示、雷射醫療、雷射測 量、3D列印等眾多領域，其中以雷射加工為主。主要設備包括雷射打標機、雷射切割機、 雷射焊接機等。
雷射加工領域已經形成了：（1）以大族雷射、華工科技為代表切入消費電子、新能源汽車 等全領域的龍頭；（2）以專注於動力電池領域的聯贏雷射、專注於3C領域的光韻達為代 表的細分領域龍頭。
3.2 雷射加工設備：國內市場規模持續增長
2019年，國內雷射設備市場規模佔比超過全球50%。隨著中國雷射產業的高速發展，雷射 市場需求逐漸轉向中國。2019年，受全球經濟形勢惡化、貿易戰等因素影響，雷射市場需 求萎靡，全球雷射加工設備市場規模達到1,267億元/-10%。與國外雷射加工設備市場的不 景氣形成對比，2019年，中國雷射加工設備市場規模為658億元，佔全球雷射加工設備市場 規模的52%，同比提升9pct。 2012-2019年國內雷射設備市場規模CAGR達21.4%，保持高速增長。受疫情影響，預計 2020年雷射加工設備銷售收入達645億元/-2.0%。
3.3 雷射加工設備：格局分散，大族、華工份額領先
2019年，國內規模以上雷射企業超過150家，其中半數以上企業集中在雷射加工和雷射器相 關領域。 我國雷射加工設備市場格局分散。按2019年國內雷射加工設備658億元的市場規模進行測 算，2019年大族雷射雷射加工設備相關營業收入76.4億元，市佔率12.6%；華工科技雷射加 工設備相關營業收入17.23億元，市佔率2.8%。海外雷射設備龍頭德國通快中國區19/20財 年收入為3.5億歐元，通快集團的經營業務分為工具機事業部和雷射技術事業部，全球來看， 雷射技術事業部收入佔比為34%，我們按照該比例測算出，通快中國區雷射設備收入折合 人民幣約為9.4億元，市佔率僅為1.6%。
分領域來看，國內企業在低功率雷射加工設備市場已經具備較強的競爭優勢，但高功率激 光加工設備仍有進一步國產化空間。
3.4 應用多元化，高功率切焊、微加工將成重點場景
國內超60%雷射設備用於工業領域，打標份額下降，切焊佔比提升。2019年，工業領域激 光設備收入達386.6億元，佔當年國內雷射設備總收入63.9%。其中，切焊佔比超過50%， 打標份額從佔據半壁江山快速下滑，應用場景多元化趨勢明朗。
美國 IPG 預測，高功率切割焊接、醫療、遙感、非金屬材料微加工將成為雷射行業新的增 長點，到 2023 年高功率切割和焊接將是雷射裝備的第一大應用領域。
3.5 國產化提升設備經濟性，推動新場景應用落地
上遊雷射器降價提升下遊雷射設備經濟性，推動新場景應用。雷射設備目前在國內的應用 率不高，其滲透率主要取決於相比其他技術的經濟成本。上遊雷射器一般佔據雷射設備成 本的30%-50%，其價格下降和性能提升是雷射設備降本增效的關鍵。 雷射器降價有利於終端用戶設備使用成本下降及下遊設備企業自身盈利能力提升。
上遊雷射器的降價分為兩個維度：（1）橫向比較來看，國內雷射器核心技術實現突破，進 口替代推動了下遊產業鏈成本下降，下遊設備經濟性提升拉高了應用滲透率；（2）縱向比 較來看，雷射器及核心器件符合技術進步的摩爾定律，價格隨時間推進下降，而性能則逐 步上升，帶動下遊雷射設備應用成本下降。
高性價比有望推動我國雷射設備企業參與全球市場競爭。2019年，我國雷射加工工具機出口 金額達8.96億美元/+21.2%，連續四年保持高速增長。大功率和精細化加工用雷射工具機依賴 進口現象有所改善，2019年進口金額7.16億美元/-22.1%。
3.6 雷射應用：白車身焊接
雷射焊接在白車身中的應用主要有：
雷射熔焊：雷射器功率範圍約4000-6000W，主要應用於車頂、落水槽、後蓋等較厚鋼 板；
雷射釺焊：雷射器功率範圍約1000-3000W，主要應用於側圍、底板、四門窗框等較薄 鋼板。
白車身中雷射焊接優點：速度快、質量好（車身剛度提升&輕量化）、成本低
主要雷射器類型：YAG固體雷射器、半導體雷射器、光纖雷射器
主要國內企業：華工科技（佔國內汽車白車身在線焊接業務近90%的市場份額）
3.6 雷射應用：白車身焊接
3.6 雷射應用：OLED、LCD生產線
主要應用雷射器類型：超快紫外雷射
為什麼要採用雷射技術？
雷射切割：精度高、加工過程中熱影響小，可以提高產品良率；
準分子雷射退火：準分子雷射退火（ELA）可實現低溫下單晶矽向多晶矽的轉變。
國內主要布局企業：大族雷射
市場空間測算： LCD面板產線：每條LCD產線的雷射器市場約1億元，預計2020年全球LCD屏幕產量 18億片，考慮到產品良率、產能爬坡等因素，對應LCD產線需求量超過50條，帶動 LCD用雷射器市場空間超過50億元。
國內方面，同樣框架測算，2020年市場空間達21 億元。 OLED面板產線：每條OLED產線的雷射器市場約3億元，預計2020年全球OLED屏幕 需求量將達10億片，考慮到產品良率、產能爬坡等因素，OLED屏幕生產線需求量超 過50條，帶動OLED用雷射器市場空間近150億元。國內方面，同樣框架測算，2020年 市場空間約60億元。
3.6 雷射應用：動力電池生產線
雷射焊接優勢：傳統電弧焊等工藝容易出現脫焊等情況，可靠性低；雷射焊接形變小、熱 影響小、精度高、成本低。
主要應用雷射器：光纖雷射器等
主要布局公司：大族雷射、聯贏雷射、逸飛雷射
四、雷射器：未來逐步實現高功率雷射器進口替代
4.1 中遊：雷射器工作原理
雷射器是雷射的發生裝置，典型的雷射器由光學系統、電源系統、控制系統和機械結構四 個部分組成，電源系統、控制系統和機械結構共同輔助光學系統輸出雷射。
光學系統為雷射產生最重要的組件，有三大功能部件：
汞浦源：用於將增益物質中的粒子從基態能級提升到激發態能級，提供光源。
增益物質：吸收泵浦源提供的能量後將光放大。也稱為雷射工作物質，與泵浦源共同實 現粒子數反轉，同時決定雷射器能夠產生雷射的波長、輸出功率和應用領域。
光學諧振腔：泵浦光源與增益介質之間的迴路，通過兩個鏡面間的不斷反射，控制雷射 輸出。
4.2 雷射器分類介紹：按增益介質
按增益介質劃分：氣體、液體和固體。氣體中具有代表性的是CO2氣體雷射器，固體中具 有代表性的是寶石雷射器、YAG雷射器、光纖雷射器、半導體雷射器。
4.2 雷射器分類介紹：光纖雷射器是目前的主流
光纖雷射器是目前的主流。主流雷射器歷經了其他固體雷射器、CO2雷射器、光纖雷射器 的發展過程。2018 年全球工業雷射器銷售收入為 50.6 億美元，其中光纖雷射器銷售收入為 26.0 億美元，在工業雷射器銷售收入中佔 51.5%，而在2009年光纖雷射器的市佔率僅為 13.7%。過去十年光纖雷射器收入在工業應用領域的複合增長率為 35.5%，遠高於工業雷射 器整體收入的複合增長率 17.0%。
未來半導體雷射器或將崛起。半導體可以作為光纖雷射器的泵浦源，也可直接製作雷射器 。隨著半導體耦合等技術的進一步發展，半導體雷射器已經應用到雷射加工、 3D 列印、 雷射雷達、生命科學與健康和紅外照明與顯示等諸多領域，是未來光電行業中最有發展前 途的領域。
4.2 雷射器分類介紹
按波段劃分：紫外、可見光、 紅外。紫外波長短、能量高、 精細程度高，一般用於微加工 ，紅外則多用於通信領域。 按工作模式劃分：連續、脈衝 按 輸 出 功 率 劃 分 ： 低功 率 （ <100W ） 、 中 功 率 （ 100W ~1,000W）、高功率（≥ 1,000W ）
4.3 光纖雷射器市場規模佔全球近一半
2019年全球雷射器銷售收入規模達147.3億美元/+7.0%，其中工業雷射器銷售收入51.6億美 元，佔比35.0%。 根據Industry Perspective，預計到 2023 年，我國工業雷射器總體市場規模可達 241.92 億元 。 2019年，國內光纖雷射器銷售收入達83億元/+7%。2018年國內光纖雷射器銷售收入即達到 全球光纖雷射器銷售收入的45%。預計2020年光纖雷射器銷售收入約為86億元。
4.4 競爭格局：市場集中度高，國內企業份額提升
相比雷射設備相對分散的市場格局，國內雷射器市場份額集中度較高。2019年，光纖雷射 器市場CR3（IPG、銳科雷射、創鑫雷射）佔據近80%的份額，其中IPG遙遙領先，市佔率 達到41.9%，佔據主導地位。
國內雷射器企業份額呈現提升態勢。2017-2019年，IPG份額逐年下滑，由53%下降至42% 。與之形成對比的是，銳科雷射市佔率由12%提升至24%，創鑫雷射市佔率由10%提升至 12%。
4.5 中低功率國產佔領市場，高功率有望逐步打開
低功率光纖雷射器已基本實現國產替代。近年來國內小功率光纖雷射器出貨迅猛，國產 100W以下光纖雷射器從2013年1.3萬臺上升至2019年的12萬臺，CAGR達45%，市佔率也從 2013年的72%提升至2019年的99%，基本實現國產替代。《2020年中國雷射產業發展報告 》預計2020年出貨量突破13萬臺，市佔率進一步提升。
中功率國產市佔率超過一半。中功率光纖雷射器市場持續景氣，出貨量年增速保持在15% 以上。國產市佔率從2013年的16.7%快速上升至2019年的56.7%， 《2020年中國雷射產業發 展報告》預計2020年進口將進一步壓縮。
4.5 中低功率國產佔領市場，高功率有望逐步打開
高功率進口替代有望逐步實現。2019年國產高功率光纖雷射器出貨量近4000臺，增速達 100%，國產化率大幅提升至56%（2017年為19%）。其中超高功率6kW有超過800臺，主要 得益於銳科雷射和創鑫雷射國產3kW和6看W超高功率雷射器技術不斷成熟，實現對IPG的 進口替代。預計未來萬瓦級國產光纖雷射器市場也有望逐漸打開。
製造業快速發展催生技術更新需求，拉動雷射設備朝高功率方向發展。近年來，隨著我國 製造業快速發展，傳統工業製造技術更新升級需求旺盛，行業對雷射設備需求提高。例如 光纖雷射器應用於雷射切割設備近兩年平穩增長，2019年雷射切割設備達4.10萬臺/+18.8% ，高功率佔比17.1%。雷射焊接等設備也不斷向高功率方向發展，將進一步拉動高功率雷射 器實現進口替代。
4.6 微加工需求推動紫外、超快雷射器發展
消費電子崛起帶動柔性材料、PCB等材料微加工需求。
紫外波長特性決定其適用於微加工。紫外雷射器的輸出波長在0.4μm以下，與紅外加工不 同，紫外微處理從本質上來說不是熱處理，而且大多數材料吸收紫外光比吸收紅外光更容 易。高能量的紫外光子直接破壞許多非金屬材料表面的分子鍵，用這種「冷」光蝕處理技 術加工出來的部件具有光滑的邊緣和最低限度的炭化。紫外短波長可以被聚焦到亞微米數 量級的點上，因此可以進行細微部件的加工，即使在不高的脈衝能量水平下，也能得到很 高的能量密度。
4.6 微加工需求推動紫外、超快雷射器發展
超快雷射器擁有超短脈衝（皮秒甚至飛秒級），能 以較低的脈衝能量獲得極高的峰值光強。超快雷射 「冷加工」 能減少熔化和熱影響區，更少重鑄材料 ，使得材料產生較少的微裂紋，具有更好的表面燒 蝕質量，雷射能量的吸收對材料和波長的依賴性更 小，具有低熱、冷消融、高精度等特性，適用於材 料精加工。 目前超快雷射器已經逐步應用於藍寶石、超薄超硬 玻璃基板等脆性材料加工領域，使脆性材料加工品 質、效率得到了較大提升。
五、控制系統：競爭格局出色的小而美賽道
5.1 雷射控制系統：雷射設備的大腦，包含五大核心技術
雷射切割控制系統是雷射切割設備的關鍵功能部件，作為雷射切割設備的大腦，雷射控制系 統通過集成CAD、 CAM、NC關鍵技術，涵蓋包括排版、切割、數控、調高傳感等各個流程， 形成一套雷射切割整體解決方案，各環節與各部件、軟體與硬體均可實現良好兼容。雷射切 割系統決定了設備的精度、效率，是不同品牌設備形成差異化的重要環節。由此可見我國激 光切割設備需求持續提升，為雷射切割控制系統市場規模快速擴大提供了契機。
5.2 雷射控制系統：市場競爭格局較好，盈利水平穩定
我國雷射器市場格局較差，存在激烈價格戰，雷射加工控制系統市場格局較好，不存在激烈 的價格戰，為雷射加工控制系統市場持續快速發展提供了契機。
5.3 中低功率控制系統市場穩步增長，高功率+超快領域加速爆發
中小功率雷射切割設備發展態勢良好，逐漸取代傳統的接觸式加工工具機，疊加市場上存量 設備持續性更新換代需求，將進入穩步增長的階段。 根據《雷射行業研究報告》，中低功率雷射切割設備配套運動控制系統未來的需求量呈現 上升趨勢、單價呈現小幅下降趨勢，預計2020-2022年中低功率雷射切割控制系統對應市場 規模 4.98、5.09和5.15億元，2020-2022三年合計市場規模超過15億元，總體市場空間保持 穩步增長。
在中低功率雷射切割控制系統領域，本土企業基本實現了進口替代，柏楚電子市場份額約 為60%，行業龍頭地位明顯。①在中低功率市場，國產雷射運動控制系統已佔據中國市場的 主導地位，其中業內前三家企業（柏楚電子、維宏股份、奧森迪科）市場佔有率約為90%。 ②柏楚電子在中低功率領域的相關技術水平已達到國際領先，其生產的中低功率產品在穩 定性、可靠性、精度、速度、易用性等各方面均具備明顯優勢，市場佔有率約為60%，優勢 十分明顯。
隨著國產化雷射器的功率逐步提高，價格逐步下降，中低功率和高功率的分界線將不斷上 升，許多本土中低功率雷射設備的製造商正在逐步進入高功率雷射設備製造領域。
價格方面，高功率雷射切割總線系統的售價將隨著相關技術的成熟和競爭程度的加劇而 呈現小幅下降趨勢，但售價仍高於中低功率控制系統。總體來看，高功率雷射切割總線控 制系統未來的市場規模將隨著需求的釋放而呈現較大幅度的增長，預計到2022年，高功率 雷射切割總線控制系統銷量超過2萬套，對應市場規模將達到近10億元，無論是市場規模 還是行業增速均大幅領先中低功率雷射切割控制系統，由此可見雷射切割控制系統的主要 市場還是在高功率。
不同於中低功率雷射切割設備選擇選擇板卡形式的控制系統為主，高功率雷射切割設備對 切割性能的要求相對較高，傾向選擇總線控制系統，總線系統開發難度大，且投入成本較 高。在高功率雷射切割控制系統領域，當前國際廠商依然佔據絕對優勢，為中國市場主導 者，國產雷射運動控制系統僅佔據約15%的市場份額。柏楚電子已經在高功率控制系統領 域有所布局，並形成了一定規模的銷售，而20%的市場份額也近乎為柏楚電子所佔據，看 好本土企業在此領域的發展前景。
在眾多下遊應用領域中，僅從手機全面屏和手機3D玻璃蓋板兩個超快雷射精密微納加工應用 的主要領域來看：2020年，超快雷射精密微納加工系統的市場規模將達到約4.5-10億元 。若疊加其他下遊行業對超快雷射精密微納加工技術的需求，超快雷射精密微納加工系統 未來的市場前景廣闊。
從技術門檻上看，超快雷射精密微納加工控制系統在軌跡控制的速度和精度要求、雷射打點 要求、視覺定位的精度要求、特殊工藝支持、多目視覺要求、無限幅面振鏡系統要求等方面 存在較高的技術要求，技術門檻較高。實際上，在國際雷射加工科技前沿的超快雷射精密 微納加工技術領域，柏楚電子目前已經掌握超快雷射控制系統技術，是全球超快雷射控制 系統開發最具競爭力的三家廠商之一。
六、雷射器件：國產化存在較大空間，下遊競爭加劇 推動垂直整合趨勢
4.1 上遊：重點元器件簡介
重點雷射器件：光纖、泵浦源、雷射晶片、雷射晶體
4.2 核心元器件國產化處於起步階段
國內雷射器價格優勢依賴的 是核心光學元器件的自產率 和國產替代率提升降低產品 成本。目前全球範圍內僅 IPG 有能力自製全部光學器件，國 內自產率最高的是銳科雷射和 創鑫雷射，銳科雷射近年來已 逐步實現泵浦源、光纖合束器 、雷射傳輸光纜組件、特種光 纖等核心元器件和材料的自產 ，2013年收購睿芯光纖完善光 纖自產；創鑫雷射近年來也實 現泵浦、隔離器等絕大部分光 學器件自產。
4.3 下遊競爭加劇推動垂直整合趨勢
下遊設備競爭加劇。隨著國產雷射器技術日益成熟，下遊雷射加工設備採購門檻大幅降低 ，形成了分散的市場格局，行業競爭加劇。橫向來看，下遊設備商在毛利率、應收帳款等 指標上均落後產業鏈上遊企業；縱向來看，受到行業景氣度和競爭加劇影響，部分下遊設 備商財務指標近年來出現明顯惡化。
面對日益激烈的競爭和國際環境的不確定性，下遊設備商主動對上遊進行布局整合。代表 性下遊設備企業均在積極布局垂直整合：（1）大族雷射在中低功率雷射器上過去曾高度依 賴IPG，目前已經開始自產和國產替代，2016年收購加拿大特種光纖Coractive80%股權，對 上遊元器件環節進行布局；（2）華工科技通過「華工+銳科+長光」形成雷射產業華工系 ，布局「雷射晶片+光纖+雷射器+雷射設備」的全產業鏈。
報告觀點屬於原作者：東吳證券