激光行业深度研究：中国激光崛起，从【技术追赶】到【产品超越】

朱劲松（首席分析师） SAC号码：S0850515060002 余伟民（高级分析师） SAC号码： S0850517090006 2021年4月12日 激光行业深度研究：中国激光崛起，从【技术追赶】到【产品超越】 证券研究报告 （优于大市，维持） 投资要点  1，激光是先进生产力的代表，应用领域和渗透率不断提升。作为继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，激光被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。由于激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特性，相对传统加工方式，激光综合优势明显。伴随激光技术的不断进步和成本的降低，激光的渗透率不断提升，应用领域也快速从材料加工、通信光存储向科研军事、仪器传感等多领域拓展。光纤激光器作为激光器内综合优势相对明显的技术，近年来收入规模不断提升，在工业激光器中占比超过50%。  2，过去十年，中国激光产业从小到大快速发展。2011年以来，我国激光行业保持20%以上快速增长；伴随着华工科技、大族激光、锐科激光为代表的企业先后上市，中国激光产业技术实力和市场份额不断提升。2019年光纤激光器市场份额中IPG占比42%、恩耐占比5.1%、相干占比4.6%，其他主要为锐科激光等国产供应商。2015年以来，100W以下光纤激光器已基本实现全面国产，1.5KW以上国产光纤激光器份额也不断提升。与此同时，在光纤激光器等多个关键性能指标中，国内厂商已经逐步实现对海外龙头企业的追赶超越。  3，坐拥全球最大市场，国内激光产业超越正当时。中国作为制造业大国，激光设备需求全球领先，IPG、Coherent、Nlight等厂商虽然近年来中国市场市场占比有所下降，但2019年中国收入占比仍然达到了38%、16%和31%。与此同时，相对于海外激光器企业，中国激光企业在成本管控、研发产出等方面优势更为明显。2020年以来国内制造业需求快速回暖，中国激光产业有望借此机遇加速发展。  4，新兴产业发力，中国激光企业优势尽显。目前激光在我国制造业的应用比例约为30%，而美日德等均超过40%。2020年以来，新能源电池和光伏等新兴行业需求快速增长，国内企业宁德时代和隆基股份等市场份额全球领先，推动国内激光企业协同下游企业，在新能源电池焊接、光伏电池制造等领域位居市场份额前列，以帝尔激光为代表的相关公司业务规模快速增长。  我们认为伴随着国内制造业的回暖，以及新兴业务需求的不断增长，国内相关激光产业企业有望迎来新一轮的快速增长。相关产业链重点覆盖及推荐：华工科技、锐科激光、光库科技等，建议关注大族激光、杰普特、柏楚电子、帝尔激光、海目星、福晶科技等。  风险提示：激光设备行业景气度低于预期、市场竞争超预期。 2 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 概要 1. 先进生产力代表，激光技术 2. 十年回顾，激光产业从小到大、中国军团快速发展 3. 下一个十年，中国激光由大到强 4. 投资分析：看好中国激光产业链 3 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 表：激光器大事年表 资料来源：搜狗百科，海通证券研究所  激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，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”。  激光的原理在 1916 年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现，但直到 1960 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。 激光：先进生产力的代表 时间 事件 1917年 爱因斯坦提出“受激发射”理论，一个光子使得受激原子发出一个相同的光子。 1953年 美国物理学家Charles Townes用微波实现了激光器的前身：微波受激发射放大（英文首字母缩写maser） 1957年 Townes的博士生Gordon Gould创造了“laser”这个单词，从理论上指出可以用光激发原子，产生一束相干光束。 1960年 美国加州Hughes 实验室的Theodore Maiman实现了第一束激光 1961年 激光首次在外科手术中用于杀灭视网膜肿瘤。 1962年 发明半导体二极管激光器，这是今天小型商用激光器的支柱。 1969年 激光用于遥感勘测，激光被射向阿波罗11号放在月球表面的反射器，测得的地月距离误差在几米范围内。 1971年 激光进入艺术世界，用于舞台光影效果，以及激光全息摄像。英国籍匈牙利裔物理学家Dennis Gabor凭借对全息摄像的研究获得诺贝尔奖。 1974年 第一个超市条形码扫描器出现 1975年 IBM投放第一台商用激光打印机 1978年 飞利浦制造出第一台激光盘（LD）播放机，不过价格很高 1982年 第一台紧凑碟片（CD）播放机出现 1983年 里根总统发表了“星球大战”的演讲，描绘了基于太空的激光武器 1988年 北美和欧洲间架设了第一根光纤，用光脉冲来传输数据。 1990年 激光用于制造业，包括集成电路和汽车制造 1991年 第一次用激光治疗近视，海湾战争中第一次用激光制导导弹。 1996年 东芝推出数字多用途光盘（DVD）播放器 2008年 法国神经外科学家使用光导纤维激光和微创手术技术治疗了脑瘤 2010年 美国国家核安全管理局（NNSA）表示，通过使用192束激光来束缚核聚变的反应原料，解决了核聚变的一个关键困难。 4 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 图：激光产业链 资料来源：中国科学院武汉文献情报中心《2020年中国激光产业发展报告》，海通证券研究所 激光产业链情况 5 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 图：激光器工作原理 资料来源：联赢激光/光库科技招股说明书，海通证券研究所  激光器中激光的产生主要由增益介质、泵浦源、光学谐振腔三个部分协同产生。增益介质是激光光子产生的源头，增益介质可以是固体（如 YAG、半导体、光纤）、气体（如CO2）或液体（化学溶液） 。根据增益介质的不同，可以区分为固体激光器、液体激光器、气体激光器。泵浦源是激光能量的源头，根据能量守恒定律，激光器输出激光能量束，需要在产生激光时输入能量，泵浦源即是起到对增益介质进行能量激励的作用。激光器工作时，由泵浦源向增益介质注入能量进行激励，增益介质的原子受到能量激励后发生能级跃迁，由基态（能级 1）跃迁至激发态（能级2），由于激发态相较于基态是非稳定状态，原子会自发地回归到基态，并放出（能级 2与能级1能量差额的）光子。无数光子在谐振腔中统一运动方向，往复运动，不断叠加，最终输出性质一致、高能量的激光束。 图：典型光纤激光器基本示意图 谐振原理产生高能量激光 6 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 图： 2014-2020E年全球激光器销售收入(单位：亿美元) 图： 2019年全球激光器应用市场情况  根据中国科学院武汉文献情报中心《2020年中国激光产业发展报告》，经历2017 年的爆发式增长后， 2018年全球激光器规模增速