中国激光器市场发展前景研究报告
中商产业研究院
前 言
Introduction
激光设备是利用激光进行作业的仪器设备,而激光器是激光设备的核心光学系统,能够生成并输出激光。激光器是激光生成的核心载体,居于整个激光产业链的核心中枢位置,占终端设备成品成本的30%-50%。
据数据显示,近年来,我国激光市场持续增长,2017年市场规模超260亿元。未来,随着我国激光技术应用领域的不断扩展,市场规模将进一步扩大。预计到2023年,中国激光市场规模将达470亿元。
目录
CONTENTS
01
定义中国激光行业
政策
激光行业市场规模激光设备激光设备市场规模
02
中国激光器市场
定义产业链产业链驱动因素固态类激光器光纤激光器固体激光器
目录
CONTENTS
半导体激光器工业激光器
03
激光器市场格局
国产化率提高锐科激光创鑫激光大族激光杰普特亚威股份
04
激光器市场前景
市场前景
01中国激光行业
定义
激光是20世纪以来继核能、电脑、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”。原子受激辐射的光,故名“激光”。
光是原子中的电子吸收能量后,从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级,回落的时候释放的能量以光子的形式放出。而激光,就是被引诱(激发)出来的光子队列,这光子队列中的光子们,光学特性一样,步调极其一致。
激光的应用很广泛,应用领域包括工业、医学、通信、军事等。
激光行业工业
医学
通信
军事
……
激光测距
激光雷达
激光美容
光纤通讯
激光治疗
……
数据来源:中商产业研究院数据库
2006年,国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,明确将激光技术与生物、
信息、新材料、先进制造、先进能源、海洋、空天等技术并列为发展前沿技术。此后《国家重点基础研究发展计划》、《“十三五”国家科技创新规划》等政策的相继出台,进一步明确了激光技术发展方向,推动全产业链发展。
时间部委政策主要内容
2016年2月科技部《国家重点基础研究发展计划》明确将“激光器的研制”列入国家重点基础研究发
展计划2016年7月国务院《“十三五”国家科技创新规划》加快研制具有自主知识产权的大功率光纤激光器
2017年4月科技部《“十三五”先进制造技术领域科技创新专
项规划》开展工业化光纤/半导体大功率激光器制造技术、工业化超快激光器制造技术,尽快实现高性能激光器及核心关键部件的国产化和产业化
2017年10月工信部《高端智能再制造行动计划(2018-2020
年)》鼓励应用激光、电子束等高技术含量的再制造技术,面向大型机电装备开展专业化、个性化再制造技术服务,培育一批服务型高端智能再制造企业。
2017年11月工信部等12部门《增材制造产业发展行动计划(2017-2020
年)》提升激光/电子束高效选区熔化、大型整体构件激光及电子束送粉/送丝熔化沉积、液态金属喷墨打印等增材制造装备质量性能及可靠性
数据来源:中商产业研究院数据库
全国性激光政策的出台也带动了地方
相关政策的完善,我国多地区陆续公布了鼓
励激光产业发展的相关政策。以武汉为首的
光电产业发达地区继续加强激光产业的建设
和布局;广东、浙江等地都出台了与激光产
业相关的发展规划;而辽宁、福建等地则希
望加强激光产业链的建设以实现地区产业的
转型和升级。
吉林
辽宁
北京
湖北
广东
江苏
上海
浙江
福建
数据来源:中商产业研究院数据库
激光行业市场规模
随着激光技术的推广、应用,国
内激光行业逐渐扩大,市场规模增长。
据数据显示,近年来,我国激光
市场持续增长,2017年市场规模超260
亿元。未来,随着我国激光技术应用领
域的不断扩展,市场规模将进一步扩大。
预计到2023年,中国激光市场规模将
达470亿元。
数据来源:中商产业研究院数据库
激光设备
激光设备是利用激光进行作业的仪器设备,将激光器和其他模块相结合应用到不同领域。激光设备主要有光学系统、机械系统以及数控系统组成。
目前,激光设备已成为发展新兴产业、改造传统制造业的关键技术设备之一。终端激光设备
切割设备
焊接设备
打标设备
雕刻设备
钻孔设备
通信设备
……
钻孔设备
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激光设备市场规模
近年来,激光技术得到广泛的推广及应用。在传
统激光处理领域,由于对处理精度和效率的不断提高,
因此传统激光设备正不断替换升级。其中,得益于激光
功率和光质的不断提高,激光技术的应用领域扩大,越
来越多的下游新需求得到开发。
在下游旺盛需求的驱动下,我国激光设备市场呈
现出了高速增长的态势。据数据显示,2017年中国激光
设备市场销售规模达442亿元,同比增长14.8%。伴随着
传统激光加工的替代升级和应用场景的逐渐托中,激光
设备销售规模将持续稳定增长。数据来源:中商产业研究院数据库
02中国激光器市场
定义
激光设备是利用激光进行作业的仪器设备,而激光器是激光设备的核心光学系统,能够生成并输出激光。
激光器主要由泵浦源、增益介质(工作物质)、泵浦源和谐振腔三部分组成。泵浦源为增益介质提供能量激励;增益介质受激后产生光子从而生成并放大激光;谐振腔是光子特性(频率、相位和运行方向)的调节场所,通过控制腔内光子振荡来获得高质量的输出光源。
分类激光器类型
按工作物质方式
气体激光器
液体激光器
固体激光器
半导体激光器
光纤激光器
按工作方式
连续激光器
脉冲激光器
按脉冲宽度
毫秒(ms)激光器
微妙(us)激光器
纳秒(ns)激光器
皮秒(ps)激光器
飞秒(fs)激光器按功率
高功率激光器
中功率激光器
低功率激光器
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产业链
以激光器为中枢的激光产业链:
材料原件
系统
激光设备
应用
光学材料:激光晶体非线性晶体有源/无源光线
……光学元器件:激光光学镜片声光电开关调节器……其他原料:
钢材塑料各类电子元件
……
辅助系统
激光器系统机械系统数控系统……
产业链驱动因素
以激光器为中枢的产业链,上游是各种材料原件、部件系统,根据不同的用途生产出各类激光设备,再应用到各个领域中。
随着激光技术提高和普及,传统替代和新应用场景的开发正成为激光产业链发展的直接驱动力。具体来看,在传统激光处理领域,低性能激光设备逐渐被高性能激光设备所取代;另一方面,由于激光光束质量优异且能实现高功率输出,使得激光设备开发了大量下游新的应用场景。需求驱动类型涉及领域具体需求
传统激光设备
升级
传统材料加
工,如焊接、
打标和切割
传统的低性能激光设备加工性能
差,无法满足现代工业对精度和
效率的要求,因此高性能激光设
备正在进行传统替代
新兴应用场景
开发
微加工、雷
达、高能表
面处理、增
材制造等
普通设备无法满足这些新场景应
用的需求(由于功率限制或者加
工精度不足),目前激光正成为
该类需求的最优解决方案之一
数据来源:中商产业研究院数据库
固态类激光器
激光器种类繁多,其中以增益介质(工作物质)、运转方式和激光波长为标准的分类方式最为常见。
根据增益介质的不同,激光器可以分为液体、
气体、固体、半导体、光纤和自由电子激光器;以运转方式为标准,则可分为连续和脉冲激光器;以激光波长为判则,激光器又可分为红外、可见光、紫外激光器等。
目前,固态类激光器在市场中占相当大的比例。固态类激光器主要可分为固体激光器、半导体激光器和光纤激光器三类,其内部的固态增益介质各异。
固态类激
光器
光纤激光器:光源
质量优异、性能稳
定、结构简单易于
规模化生产。
固体激光器:耐高
功率(不易击穿损
坏)、波长选择范
围广。
半导体激光器:光
电转化效率高、功
率上限高。
数据来源:中商产业研究院数据库
光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤
作为增益介质的激光器,光纤激光器具有光电
转换效率高、光束质量好、投资维护成本低等
优点。
随着光纤激光技术的发展和下游行业需
求的增加,光纤激光器市场规模保持快速增长。
据数据显示,2017年中国光纤激光器出货量达
到9.9万台,随着光纤激光器技术逐渐成熟以
及下游行业市场需求不断增加,预计2018年中
国光纤激光器出货量将突破10万台。
数据来源:中商产业研究院数据库
固体激光器是最早诞生的激光器类
型,行业技术已基本趋于成熟。由于固体激光器能够以较低成本实现波长变换,因此在紫外光等超短波长领域使用广泛。
紫外激光波长短,频率高,因此紫外光光子能量大,能够直接材料分子间的化学键产生蚀刻效应;而通过使用红外光则是通过热效应让材料先液化再汽化,会给加工部位留下加工痕,无法实现“冷加工”。
半导体激光器
半导体激光器以半导体材料为增益介质,在各类激光器中拥有最佳的能量转化效率。随着激半导体光技术的不断突破,半导体激光器也成功实现了高功率输出。半导体激光器的输出激光因能耗低、功率高和平顶光斑特性而主要被应用于高能焊接、淬火和熔覆等领域。
据数据显示,2017年我国直接半导体激光器市场规模将近2亿元。半导体激光器受材料、技术等因素限制,市场规模相对较小,但整体正在持续扩大。
数据来源:中商产业研究院数据库
工业激光器
目前,激光技术用于工业用途较多,工业激光技术广泛应用于激光焊接、激光切割、激光打标等领域。工业激光器由增益介质、泵
浦源、光学谐振腔组成,是激光加工设备的核心部件。工业激光器主要包括CO2激光器、固体激光器、光纤激光器等。
随着智能设备的持续火热,消费电子、
新能源、PCB电路板等加工设备需求持续增长,2017年中国工业激光器及系统市场销售额为509亿元,预计2018年有望突破600亿元。
数据来源:中商产业研究院数据库