请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 / 33 Table_Main 行业研究 |工业 |资本货物 证券研究报告 资本货物行业研究报告 2020 年 06 月 30 日 Table_Title 价格战 加速行业发展 ，垂直整合强者恒强 光纤激光器行业深度报告 Table_Summary 报告要点： 光纤激光器 是 工业应用 的 主流激光器，市场规模持续扩张 在工业 应用 激光器中，光纤激光器占比已超过 50%，成为 工业应用 主流激光器 。 中国作为全球最大激光设备市场 ，光纤 激光器需求快速增长 ， 2015-2019 年 我国 光纤激光器市场规模复合增长率 19.36%， 预计 2020 年 光纤激光器市场规模 85.6 亿元 ，市场规模持续扩张。 光纤激光器国产化进展迅猛，推动存量市场向国内企业转化 中国 本土 光纤激光器制造商 CR2 市场份额 从 2018 年的 30%提升至2019 年的 36%，并且有望维持上升趋势 。 近年光纤激光器国产化进展迅猛，低功率 国产化率接近 100%，中高功率 国产化率 均过半 ， 同时 高功率国产出货量大幅提升 ， 2019 年 3kW 以上出货量接近 2018年的 四倍 ， 有望持续推动存量市场向国内企业转化 。 激光器占激光设备成本较高，价格下降 有望 推动设备渗透率提升 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。 价格战倒逼企业向上游整合，行业龙头已布局多年有望受益 伴随着国内企业技术水平提升逐渐在中高功率光纤激光器市场参与竞争，市场竞争逐渐激烈，国内外厂商陷入价格战，短期压制行业 内 公司盈利水平，倒逼激光器企业向上游核心器件整合，以此 降本增效 从而在降价趋势下保持竞争力。国内激光器行业龙头均已布局多年，完成部分核心器件自产，在价格战对行业的冲刷中有望显著受益，进一步提升市占率，形成强者恒强局面。 投资建议 ： 光纤激光器降价趋势推动激光设备渗透率提升，行业规模持续增长，国产化替代进展迅速，国内企业市场份额逐渐提升，关注具备向上游垂直整合能力双龙头锐科激光与创鑫激光，核心器件自产化率提升预期有望持续推动降本增效，从而在激烈竞争中维持强者恒强局面。 风险提示 ： 价格战恶化影响盈利能力、核心器件自产不及预期 、渗透率提升不及预期 等。 Table_Invest 推荐 |首次 Table_PicQuote 过去一年 市场行情 资料来源： Wind Table_DocReport 相关研究报告 国元证券 *行业研究报告 *工业机器人行业研究报告：行业东风将至，看国产崛起 2020.06.22 国元证券 *挖掘机行业点评报告： 5 月挖机销量势头依旧，后续仍有下游内需支撑 2020.06.10 Table_Author 报告作者 分析师 满在朋 执业证书编号 S0020519070001 电话 021-51097188-1851 邮箱 manzaipenggyzq 附表：重点公司盈利预测 Table_Forecast 公司代码 公司名称 投资评级 昨收盘 （元） 总市值 （ 亿 元） EPS PE 2019A 2020E 2021E 2019A 2020E 2021E 300747 锐科激光 买入 108.83 208.95 1.69 1.94 2.69 64.25 56.10 40.46 资料来源： Wind，国元证券研究 中心 -10%-5%0%5%10%7/1 9/30 12/30 3/30 6/29资本货物 沪深 300请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 / 33 目 录 报告核心框架： . 5 1. 光纤激光器为工业应用主流激光器 . 6 1.1 从激光到激光设备，激光器全产业链一览 . 6 1.2 历经 30 年发展，光 纤激光器性能最优前景广阔 . 8 2. 国产替代 +渗透率提升，双轮驱动需求增长 . 12 2.1 全球激光器市场规模持续扩张，光纤激光器占比较高 . 12 2.2 中国为全球最大激光设备市场，光纤激光器需求较高 . 14 2.3 行业竞争激烈集中度高，国产竞争力持续上升 . 15 2.4 工业加工激光设 备渗透率仍处地位，价格下降推进渗透率提升 . 19 3.对标国际龙头 IPG，寻找具备垂直整合能力国内龙头 . 22 3.1 从激光器龙头 IPG 看行业发展模式，研发并购为发展主调 . 22 3.2 IPG 垂直整合打造核心竞争力，一体化工艺控制性能与成本 . 24 3.3 中国激光器产业上游蓬勃发展，国内龙头有望实现垂直整合 . 26 4.关注国内双龙头，垂直整合战未来 . 27 4.1 锐科激光：国内激光器龙头，垂直整合先行者 . 27 4.2 创鑫激光：核心器件先行，从上游向下扩张 . 30 5.风险提示 . 32 图表目录 图 1：价格战短期压制激光器企业盈利水平，长期利好行业龙头发展 . 5 图 2：激光主要特征 . 6 图 3：激光器处于激光产业链中游 . 7 图 4：激光器示意图 . 7 图 5：激光设备控制系统 . 8 图 6：激光焊接自动化成套设备 . 8 图 7：光纤激光器在工业激光器中占比持续上 升 . 9 图 8：光纤激光器基本构成 . 9 图 9：双包层光纤激光器 30 年发展史 . 10 图 10：全球激光器行业规模近年持续增长 . 12 图 11： 2019 年全球激光市场应用情况 . 12 图 12： 2019 年全球下游细 分应用领域增速 . 12 图 13：工业切割中光纤激光器占比接近 80% . 13 图 14：工业焊接中光纤激光器占比超过 60% . 13 图 15：光纤激光器占工业激光器比重超过 50% . 13 图 16：全球光纤激光器市场规模持续扩张 . 14 图 17：中国激光设备市场增速 较高，持续带来增量激光器需求 . 14 图 18： 2019 年中国激光市场应用情况 . 15 图 19： 2019 年中国细分应用领域增速 . 15 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 / 33 图 20： 15-19 年中国光纤激光器规模复合增长率 19.36% . 15 图 21： 2019 年国内激光器市场占有率 . 16 图 22： 2018 年国内激光器 市场占有率 . 16 图 23：中国各功率激光器出货量 . 17 图 24：高功率激光器价格较高 . 17 图 25：低功率光纤激光器已完成国产化替代 . 17 图 26：中功率光纤激光器国产化率过半 . 17 图 27：高功率激光器国产化率 快速提升 . 18 图 28：国产高功率光纤激光器出货量大幅上升 . 18 图 29：国内龙头锐科激光高功率光纤激光器持续突破 . 18 图 30： IPG 收入基本全部来自于工业激光加工 . 20 图 31：工业激光设备渗透率持续提升，空间巨大 . 20 图 32：中国高功率光纤激光器出货价格近年显著降低 . 21 图 33：非工业激光设备应用领域潜在市场巨大 . 22 图 34：研发与兼并收购打造全球光纤激光器行业龙头 IPG . 23 图 35：从晶圆生长到集成系统， IPG 垂直整合打造一体化工艺流程 . 25 图 36：垂直整合带来激光器功率持续突破 . 25 图 37： IPG 维持较高毛利率 . 26 图 38：半导体芯片自主生产规模效应单瓦成本下降 75% . 26 图 39：多家企业布局产业链上游多年，技术积累逐渐成熟，推动行业技术进步. 26 图 40：锐科激光 2014-2019 年营收复合增长率 54.01% . 27 图 41：价格战影响短期利润水平 . 27 图 42：锐科激光近年销量飞速提升 . 28 图 43：光纤激光器为公司主要收入来源 . 28 图 44：竞争加剧的环境下公司市占率有望持续提升 . 28 图 45： 2017 年锐科激光原材料成本构成 . 29 图 46：价格战拖累盈利水平，垂直整合有望推动改善 . 29 图 47：锐科激光 自制泵浦源 . 29 图 48：锐科激光自制光纤 . 29 图 49：国产超快激光器出货量快速上升 . 29 图 50：中国超快激光器市场规模快速扩张 . 29 图 51：创鑫激光营收快速增长 . 30 图 52：创鑫激光利润水平显著提升 . 30 图 53：创鑫激光发展历程 . 30 图 54：连续光纤激光器为公司主要收入来源 . 31 图 55：连续光纤激光器高功率占比持续提升 . 31 图 56： 2018 年创鑫激光原材料成本构成 . 31 图 57：核心器件自产化率 提升降低光学材料采购成本 . 31 图 58：核心器件产能提升有望推动盈利能力上升 . 32 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 / 33 表 1：激光相比自然光有许多优势 . 6 表 2：主要激光器分类 . 8 表 3：各类激光器性能对比 . 11 表 4：光纤激光器下游应用广泛 . 11 表 5：光纤激光器主要制造商 . 16 表 6：国内光纤激光器制造商已突破产品性能水平与国际接轨 . 18 表 7：国产光 纤激光器性价比优势明显 . 19 表 8：激光器大功率化显著降低加工成本 . 21 表 9： IPG 收购公司介绍 . 23 表 10：行业公司通过并购提升技术实力或扩展业务版图 . 24 表 11：国产激光器产业链已基本完成进口替代 . 27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 / 33 报告核心 框架 ： 供给端： 虽然 光纤激光器竞争逐渐激烈，价格战拖累行业公司短期盈利水平， 但我们认为价格战有望加速行业发展， 倒逼激光器企业向上游垂直整合以降低成本，国内激光器行业龙头如锐科激光、创鑫激光已布局多年，在价格下行大环境下能够通过提升激光器核心器件自产率降低成本，从而在竞争中稳定 提升 市场份额，有望出现强者恒强局面。同时目前光纤激光器国产化替代进展顺利，低功率光纤激光器已基本完成替代， 伴随技术进步 中高功率光纤激光器国产化率有望进一步提升 。 需求端： 激光设备成本构成中激光器占比较高，在激光器价格下行趋势下，激光设备降价空间较大。由于激光设备价格对于下游需求影响较大，当前激光设备渗透率较低，激光设备价格的降低有望有力 刺激 激光设备渗透率提升，从而打开巨量增量市场，带动下游需求推动行业发展。 图 1：价格战短期压制激光器企业盈利水平，长期利好行业龙头发展 资料来源 ： 国元证券研究中心 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 / 33 1. 光纤 激光器 为 工业应用 主流激光器 1.1 从激光到激光设备，激光器 全产业链一览 激光（ LASER）一词的英文是受激辐射放大（ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）， 即通过人工的方式使用光或者放电等强能量激发特定物质产生的光。 激光由于具有集光性可以通过透镜进行光束聚焦，从而达到相比自然光更高的功率和亮度，同时具有良好的单色性和指向性，相比自然光具有许多优势。 表 1：激光相比自然光有许多优势 激光的主要特征 单色性 光谱幅度很窄 方向性 光束发散性小 相干性 能够发生互相干涉 可控性 输出光比较容易调制 资料来源： 图解光纤激光器入门 ， 国元证券研究中心 图 2：激光主要特征 资料来源： 图解光纤激光器入门 , 国元证券研究中心 激光器处于激光产业链中游。 激光由光在激光器的谐振腔内振荡获得，根据振荡工作方式不同分为连续波振荡工作（ CW）和脉冲振荡工作（ Pulsed Operation），激光器处于产业链中游，通过光电模块加工调试、光电系统组装测试等流程制作。激光器广泛应用在各类激光设备中，主要使用于工业加工场合，完成如激光切割、打标、焊接等精细加工领域作业。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 / 33 图 3：激光器处于激光产业链中游 资料来源： 中国科学院武汉文献情报中心，中国激光杂志社，中国光学学会 ， 国元证券研究中心 激光器 构成 主要包括 ： 1） 光谐振器 ，通常是两个反射镜，相干光束在两个反射镜之间沿两个方向 传播 ； 2） 增益介质材料 ， 在谐振器内具有允许通过受激发射进行光放大的特性； 3） 泵浦 ，在增益介质中激发原子的光或电流能源；增益介质中的光在 4） 高反射镜 和 5） 输出耦合器 之间来回放大 ，输出耦合器是部分透明的，允许某些光子或 6） 激光束 射出。 图 4：激光器示意图 资料来源： IPG, 国元证券研究中心 激光器为激光设备核心部件，以 联赢激光 激光焊接设备为例，激光焊接机由激光器和焊接头组成，工作台由移动平台和运动控制系统组成。根据下游客户需求，将 加载了自动化系统软件、应用环境设计的激光焊接机、工作台共同组成的自动化成套设备为下游主要销售形式。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 / 33 图 5：激光设备控制系统 图 6：激光焊接自动化成套设备 资料来源： 科学网 , 国元证券研究中心 资料来源： 联赢激光招股说明书 , 国元证券研究中心 1.2 历经 30 年发展， 光纤激光器 性能 最优 前景广阔 激光器通常按照其增益介质的类型进行分类，包括气体激光器、晶体激光器、光纤激光器与半导体激光器。 也通过波长（通常为 0.3 m 至 20 m）、泵浦方法（放电、光、激光二极管）、操作方式（连续波或脉冲）、功率（毫瓦至千瓦）和光束质量进行分类。 表 2：主要激光器分类 增益介质 泵浦方法 振荡波长 振荡运转 液体 染料 光 紫外 红外 CW、脉冲 气体 HeNe 放电 可见 红外 CW 惰性气体离子 HeCd 紫外 可见 CW CW 准分子 紫外 脉冲 二氧化碳 远红外 CW、脉冲 化学 化学反应 红外 CW 半导体 化合物半导体 电流 紫外 红外 CW、脉冲 固体 Nd： YAG Yb： YAG 光 红外 CW、脉冲 钛蓝宝石 紫外 红外 光纤 Er、 Yb、 Tm 光 红外 CW、脉冲 资料来源： 图解光纤激光器入门， 国元证券研究中心 光纤激光器 为目前 工业应用 主流激光器。 从工业激光器领域来看， 2015 年至 2018年 全球 光纤激光器销售收入在各类工业激光器中占比从 40.75%上升至 51.46%， 光纤激光器由于其优异的性能与低维护成本等特性逐渐成为市场上的主流激光器，发展潜力较大。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 / 33 图 7： 光纤激光器在工业激光器中占比持续上升 资料来源： 创鑫激光招股说明书 , 国元证券研究中心 光纤激光器是使用掺稀土类的光纤作为介质的激光器，分为 CW 振荡和脉冲振荡光纤激光器， CW 振荡由于其功率较高主要用于激光切割和焊接，后者则用于微细加工和打标等激光加工。 图 8：光纤激光器基本构成 资料来源： 锐科激光招股说明书 , 国元证券研究中心 双包层 光纤 激光器历经 30 年发展 ，高功率光纤激光器走向成熟。 双包层光纤是由掺杂纤芯、内包层、外包层、保护层 4 部分组成，相比常规光纤多了一个可以传输泵浦光的内包层。 自 1988 年双包层光纤激光器问世以来， 30 年间光纤激光器经历飞速发展，光纤激光器输出功率跨时代提升，从最初的瓦级达到目前单纤单模万瓦级输出功率，合束后的光纤激光器输出功率也已达 100KW 级。从弱光光源到“任意波长、任意脉宽、任意功率”，目前高功率光纤激光器已走向成熟，广泛应用在先进制造、科学、国防等各个领域。 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2015 2016 2017 2018气体激光器 固态激光器 半导体 /准分子激光器 光纤激光器请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 / 33 图 9：双包层光纤激光器 30 年发展史 资料来源： 高功率双包层光纤激光器 30 周年的发展历程 ， 国元证券研究中心 光纤激光器具有多种优势 ： 轻量化易安装： 光纤较柔软可以弯曲， 光纤激光器 通常可以做到小型轻量化，在降低了购置成本的同时安装也方便灵活。 维护成本低 ：受热透镜效应和热致双折射效应等热效应影响，固体激光器的散热模块需要精心设计，由于作为激光介质的光纤表面积 /体积比值要比块状的固体激光器棒形介质大 4 个量级以上，光纤激光器在 100W 内可以通过空气冷却。同时光纤激光器不需要每月几个小时的定期维护，例如 CO2 激光器需要光束对准。 高光束质量 ： 光纤发射激光的数值孔径较小，容易聚光的特性使其可达到 大功率密度化，实现高分辨率加工， 高光束质量意味着光纤激光器可以使用在材料加工、医疗、科学和国防等高 端制造领域。 能效更高： 掺杂光纤激光与 YAG 晶体激光相比可以实现宽带的光放大，并且泵浦光被封闭在光纤内，可以实现高效率泵浦（光 -光转化效率 70%；电 -光转化效率 30%）。 IPG 光纤激光器可做到相比 CO2 激光器能耗降低 84%。 长期稳定性强： 不包含自由空间光学系统 的光纤激光器，由于没有空间光学元件，不易受到尘埃、温度、机械等影响 。 易实现大功率化： 由于泵浦模块可以串联和并联，可通过多种设计增加输出功率。