2018年全球激光制造行業(yè)現(xiàn)狀及上下游關(guān)聯(lián)性分析【圖】

激光制造 2018-07-30 06:11

過去幾十年全球激光技術(shù)及激光器的發(fā)展對通信、汽車、航空航天、軍事、科學(xué)研究、影視娛樂等領(lǐng)域的支撐作用非常明顯，激光技術(shù)是現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)技術(shù)。

激光產(chǎn)業(yè)鏈上中下游器件及應(yīng)用關(guān)系

上游	光學(xué)材料	激光晶體材料、特種光纖
	光學(xué)元器件	激光光學(xué)鏡片、鎮(zhèn)鏡、聲光電開關(guān)、調(diào)制器、激光加工頭
	機(jī)械、數(shù)控、電源和輔助設(shè)備	機(jī)械臂或機(jī)器人、伺服電機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、脈沖電源、散熱器、能量計等
中游	高功率激光器	CO2激光器、YAG激光器、光纖激光器、半導(dǎo)體激光器、染料激光器
中游	中低功率激光器	CO2激光器、YAG激光器、光纖激光器、半導(dǎo)體激光器、染料激光器
下游	應(yīng)用形式：激光切割、焊接、打標(biāo)、雕刻、鉆孔、醫(yī)療、顯示、檢測、清洗、照明、測量、熔覆、通信、3D打印、激光微加工	應(yīng)用領(lǐng)域：汽車、鋼鐵、石油、造船、航空航天、軌道交通、電子信息、服裝紡織、通信、醫(yī)療、機(jī)械、軍事、建材五金、商品包裝、科學(xué)研究

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相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2018-2024年中國工業(yè)激光器行業(yè)市場競爭態(tài)勢及投資戰(zhàn)略咨詢研究報告》

激光加工技術(shù)利用激光束與物質(zhì)相互作用進(jìn)行定向能量非接觸式加工，減少切割材料損耗、且無需進(jìn)行后續(xù)處理，與傳統(tǒng)接觸式加工方式相比有多項優(yōu)勢。

激光加工的優(yōu)勢列舉

特點	主要內(nèi)容
非接觸式加工	激光加工不與被加工材料進(jìn)行表面接觸，對工件表面不造成劃傷和熱影響
不受加工材料限制	適用于各種金屬、合金材料的切割、焊接，特別是非金屬脆性材料（玻璃、陶瓷等）的復(fù)雜成形、可隨意切割成任意形狀
加工速度快、效率高	激光焊接/切割速度快，焊縫質(zhì)量好、切割面基本無毛刺
具備柔性	便于自動化控制，且適用于小批量、多樣化產(chǎn)品的加工
適用于精密加工	可形成微米量級的極小光斑、可產(chǎn)生飛秒超短光脈沖，做到精細(xì)微加工，例如硅片劃痕、晶圓切割、激光雕刻等
環(huán)保、便于集成	激光加工無污染，噪音小，不受電磁干擾

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2017年全球激光器應(yīng)用于材料加工和通訊領(lǐng)域、分別占42%和34%；從應(yīng)用形式來看，切割占35%、焊接占16%、打標(biāo)占15%。當(dāng)前光纖激光器已逐步取代二氧化碳激光器成為絕對主流，但半導(dǎo)體激光器以其結(jié)構(gòu)緊湊、光束質(zhì)量好、壽命長及性能穩(wěn)定等優(yōu)勢受到產(chǎn)業(yè)青睞，例如應(yīng)用于材料表面處理、熔覆等。

2017年全球激光器主要應(yīng)用于材料加工和通訊領(lǐng)域

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2017年全球激光器主要應(yīng)用形式為切割、焊接等

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2017年，我國激光產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值規(guī)模超過1000億元，位于中游的激光裝備占比約42%，比2016年增加了5個百分點。

激光設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈分布

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激光技術(shù)與自動化控制技術(shù)結(jié)合而成的3D打?。⊿LA、SLS）是一種全新的制造技術(shù)，尤其應(yīng)用在零部件結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜領(lǐng)域，例如航空發(fā)動機(jī)、汽車發(fā)動機(jī)等的制造。根據(jù)中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告，中國3D打印主要應(yīng)用在家電、消費電子和汽車等行業(yè)，2016年中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到12.15億美元、增長56%，2012-2016年復(fù)合增速65.7%。

激光技術(shù)在3D打印中的應(yīng)用及其特點

主要技術(shù)	原理	使用材料	特點	主要應(yīng)用領(lǐng)域
SLA立體光固化成型	用特定波長與強(qiáng)度的“光”聚焦到“光固化材料”表面，完成單層材料的圖形化	液態(tài)光敏樹脂，例如PI	成形速度較快，精度相對較高，外形表面非常好	制造多種模具、模型；代替熔模精密鑄造中的蠟?zāi)?；一般主要用于原型設(shè)計驗證方面
SLS選擇性激光燒結(jié)	先鋪一層粉末材料，控制激光束有選擇地進(jìn)行燒結(jié)，使粉末材料溫度升至熔化點，被燒結(jié)部分便固化形成圖形，接著不斷重復(fù)鋪粉、燒結(jié)的過程，直至完成	金屬粉末材料（Ni基合金混銅粉、Ti、Fe、Cu粉末）	成品精度好、強(qiáng)度相對較高，最主要的優(yōu)勢在于金屬成品的制作	高端制造領(lǐng)域，樣件進(jìn)行功能試驗或裝配模擬

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能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、環(huán)保要求提升和新能源汽車快速發(fā)展正推動汽車工業(yè)向輕量化發(fā)展，使用鋁合金、鎂合金、鈦合金、粉末冶金、炭纖維、復(fù)合材料等輕質(zhì)材料是實現(xiàn)汽車輕量化的主要途徑之一。根據(jù)國家《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，至2020年汽車車輛整備質(zhì)量較2015年減重10%、2025年較2015年減重20%、2030年較2015年減重35%。

汽車輕量化技術(shù)發(fā)展路線圖

項目	2020年	2025年	2030年
車輛整備質(zhì)量	較2015年減重10%	較2015年減重20%	較2015年減重35%
高強(qiáng)度鋼	強(qiáng)度600Mpa以上的AHSS應(yīng)用達(dá)到50%	第三代汽車鋼應(yīng)用比例占白車身總量的30%	2000MPa級以上鋼材有一定比例的應(yīng)用
鋁合金	單車用鋁量達(dá)到190Kg	單車用鋁量達(dá)到250Kg	單車用鋁量達(dá)到350Kg
鎂合金	單車用鋁量達(dá)到15Kg	單車用鋁量達(dá)到25Kg	單車用鋁量達(dá)到45Kg
炭纖維增強(qiáng)復(fù)合材料	有一定使用，成本較2015年降低50%	使用量占車重的2%，成本較2020年降低50%	使用量占車重的5%，成本較2025年降低50%

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根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016-2017年全球激光器銷售呈加速趨勢，2017年全球激光器銷售124.3億美元、同比增長18.16%、增速高于2016年的8.34%。2017年全球激光器行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中材料加工相關(guān)的激光器收入51.66億美元，占全球激光器收入的42%，成為第一大激光器應(yīng)用領(lǐng)域。

2013-2017 年，全球激光器行業(yè)收入規(guī)模持續(xù)增長，從 2013年的 89.70 億美元增加至 2017 年的 124.30 億美元，年復(fù)合增長率為 8.50%。隨著大功率激光器技術(shù)突破和增材制造技術(shù)的成熟，預(yù)計未來激光器行業(yè)將持續(xù)快速增長。

2013-2017 年全球激光器行業(yè)收入

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根據(jù)數(shù)據(jù)，全球工業(yè)激光器收入從2013年的24.87億美元增加至2017年的43.14億美元、復(fù)合增速為14.76%。2015年以來工業(yè)激光器市場規(guī)模增速逐步加快，2015-2017年增速依次為8.93%、19.36%和26.10%。

光纖激光器因其結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定可靠、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢，近年來在全球工業(yè)用激光器中占比逐步提升。根據(jù)統(tǒng)計，2017年光纖激光器占工業(yè)用激光器的比重為47%、較2013年的34%提升13個百分點。

2013年全球光纖和二氧化碳激光器占比相當(dāng)

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2017年光纖激光器成為工業(yè)用市場絕對主流

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根據(jù)統(tǒng)計，2017年在工業(yè)用激光器中，光纖激光器銷售20.39億美元、同比增長33.7%，2013-2017年復(fù)合增速24.78%，光纖激光器快速增長系工業(yè)激光器市場規(guī)模增長的主要原因。截止2017年工業(yè)用光纖激光器占比較2009年的13.73%提升了33.3個百分點，幾乎取代二氧化碳激光器當(dāng)年的市場地位，成為當(dāng)前工業(yè)用激光器的絕對主流。

全球工業(yè)用光纖激光器銷售加速增長

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2016年亞太地區(qū)光纖激光器需求占全球的比重為42.77%、高于歐洲的33.91%和北美的23.3%，預(yù)計至2021年亞太地區(qū)光纖激光器需求量占全球比重將提升至46%。

根據(jù)中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告，得益于應(yīng)用市場的持續(xù)擴(kuò)展，2010-2017年中國在工業(yè)、信息、商業(yè)、醫(yī)用和科研領(lǐng)域的激光設(shè)備（含進(jìn)口）市場銷售規(guī)模持續(xù)增長。至2017年中國激光設(shè)備市場規(guī)模達(dá)到495億元、同比增長約28%，2010-2017年復(fù)合增速約26%。

中國激光設(shè)備市場規(guī)模持續(xù)增長

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根據(jù)2018年3月發(fā)布的2018年中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告，預(yù)計2018年中國激光設(shè)備市場規(guī)模將超過600億元、同比增長超過20%。

中國激光及激光設(shè)備的快速發(fā)展也帶動IPG光纖激光器的銷售，2012-2017年IPG在中國收入增長均高于其營業(yè)總收入增速。截止2017年IPG在中國區(qū)域收入為6.21億美元、占營收的44%，占比遠(yuǎn)高于美國的12%和德國的8%，中國是IPG主要的收入來源。

2017年中國是IPG收入的主要來源