行业研究/深度研究 | 2018年09月12日
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正文目录
全球光纤激光器行业：市场集中度高，垂直整合是龙头优势 ........ 4
IPG Photonics:高功率光纤激光器市场寡头垄断的巨头企业 ......... 9
光纤激光技术一骑绝尘，布局全球市场 ....... 10
发展启示：技术壁垒坚固，向上垂直整合凸显成本优势 ..... 12
技术基础坚实，产品种类丰富 . 12
向上垂直整合提升零部件质量，凸显成本优势14
顺产业发展潮流，谋全球化布局 .......... 16
nLIGHT：高功率光纤激光器的后起之秀18
以半导体激光技术为起点，垂直整合发展光纤激光器 ......... 18
发展启示：学而优则仕，自元器件始打通产业链下游技术 .. 21
元器件技术扎实，光纤激光器注重差异化可定制 ........ 21
向下垂直整合，逐步提升产品附加值 .. 21
多应用全球化布局，直销+经销打开渠道 ......... 22
国内光纤激光器行业：核心技术差距仍在，国产化进程加速 ...... 24
图表目录
图表1： 激光器发展史..... 4
图表2： 光纤激光器发展历史 ...... 4
图表3： 2009~2017光纤激光器在工业激光器市场份额 . 5
图表4： 2017年全球激光器工业市场份额结构 ... 5
图表5： 全球激光产业龙头公司情况 ....... 5
图表6： 2012~2017年主要激光器公司及合计的市占率 . 6
图表7： 2017年主要激光器公司市占率 . 6
图表8： 主要激光公司光纤产品系列 ....... 6
图表9： 国内外激光器厂商主要元器件掌握图 .... 7
图表10： 2012~2018H1主要激光器厂商毛利率对比 ..... 7
图表11： 2016~2018年激光器厂商重要并购事件 .......... 8
图表12： 1961年Elias Snitzer发明了世界第一台光纤激光器 ... 9
图表13： 1971年Gapontsev 开发出世界上第一种高性能磷酸盐钕玻璃 ........... 9
图表14： 2004-2017年IPG主营业务收入及增速 .......... 9
图表15： 2004-2017年IPG净利润及增速 ......... 9
图表16： 2004-2017年IPG毛利率及净利率变化情况 .. 9
图表17： IPG Photonics主要发展历程10
图表18： 1985年R. J. Mears 等人发明了第一台单模光纤激光器 ...... 11
图表19： 1988年E. Snitzer等人发明了包层泵浦技术11
图表20： 公司高功率光纤激光器技术发展散点图 ......... 11
图表21： IPG Photonics 2006-2017财年营收按地区占比情况12
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图表22： 2009-2017财年IPG Photonics研发费用及营收占比情况 .... 13
图表23： IPG PLD系列泵浦二极管 ...... 13
图表24： IPG侧面泵浦技术示意图....... 13
图表25： IPG Photonics部分产品一览14
图表26： IPG Photonics垂直整合后一体化工艺流程示意图 .... 15
图表27： 2004-2017财年IPG Photonics垂直整合进展与毛利率情况16
图表28： IPG全球销售办事处及制造厂分布示意图 ..... 16
图表29： 2014-2017财年IPG Photonics中国区销售额及同比情况 .... 17
图表30： 2017年IPG Photonics营收按地区占比情况17
图表31： nLIGHT Element系列半导体激光器 . 18
图表32： nLIGHT Pearl系列半导体激光器 ..... 18
图表33： 2016-2018Q2 nLIGHT主营业务收入、净利润及同比 .......... 18
图表34： 2016-2018Q2 nLIGHT毛利率及净利率 ........ 18
图表35： 恩耐（nLIGHT）发展历程 ..... 19
图表36： nLIGHT（恩耐）光纤耦合二极管激光器 ....... 19
图表37： nLIGHT（恩耐）LIEKKI掺镱光纤 ... 19
图表38： nLIGHT（恩耐）4000W连续光纤激光器 ..... 20
图表39： nLIGHT（恩耐）8000W连续光纤激光器 ..... 20
图表40： nLIGHT（恩耐）紧凑型光纤激光器 .. 20
图表41： nLIGHT主要产品情况 ........... 21
图表42： nLIGHT公司向下垂直整合示意图 ..... 22
图表43： nLIGHT全球销售办事处及制造厂分布示意图 ........... 22
图表44： 2016-2017年nLIGHT按地区营收占比 ......... 23
图表45： 2016-2017年nLIGHT按应用分类营收情况 . 23
图表46： 2011-2018年中国工业激光器与系统销售收入情况 ... 24
图表47： 2016年国内光纤激光器市场竞争格局 ........... 24
图表48： 2013-2016年国内低功率光纤激光器销售情况及设备自产情况 ........ 25
图表49： 2013-2016年国内中功率光纤激光器销售情况及设备自产情况 ........ 25
图表50： 2013-2016年国内高功率光纤激光器销售情况及设备自产情况 ........ 25
图表51： 2012年与2016年不同功率进口IPG光纤激光器价格对比 .. 25
图表52： 西安炬光FocusFiber光纤耦合模块系列 ..... 26
图表53： 武汉长飞光纤光缆产品一览 ... 26
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全球光纤激光器行业：市场集中度高，垂直整合是龙头优势
激光器诞生于1960年，目前光纤技术是前沿课题。1917年爱因斯坦提出“光与物质相互
作用”技术理论，指出存在“受激辐射的光放大”现象。1960年美国科学家梅曼宣布世
界上第一台激光器诞生，从此激光开始引入实用领域。1962年半导体二极管激光器被前
苏联科学家尼古拉-巴索夫发明，此后逐渐成为目前小型商用激光器的支柱。1970年后康
宁公司开发出低衰减光纤，光纤激光器逐步进入商用化。激光器主要可分为气体激光器、
固体激光器、半导体激光器和染料激光器四大类，主要应用于工业、医疗、电新等领域
光纤激光器作为目前最为活跃的光源器件，是研究的热点技术之一
图表1： 激光器发展史
资料来源：OFweek激光网，华泰证券研究所
光纤激光器于1970年后进入商用化，稀土掺杂双包层石英光纤是关键技术之一。掺杂光
纤的发展起源于光纤激光器的研究，1963-1964年光纤激光器和放大器概念被提出，受限
于功率损耗直到1970年康宁公司开发出衰减小于 20dB/km 的光纤才使得光纤激光器逐
步商用化；上个世纪80年代末出现稀土掺杂双包层石英光纤技术，成为了高功率光纤激
光研究的关键技术之一；为解决传统单模缺陷，大模场面积双包层有源光纤成为目前有源
光纤研制的热点。目前，稀土掺杂双包层晶体光纤（PCF）的出现突破了稀土掺杂双包层
石英光纤工艺极限，为光纤研究带来了新的可能和机遇
图表2： 光纤激光器发展历史
资料来源：OFweek激光网，光纤在线，华泰证券研究所
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光纤激光性能优势明显，在工业激光器的市场份额呈增长趋势。相对于其他激光器，光纤
激光器具有输出激光光束质量好、能量密度高、电光效率高、使用方便、可加工材料范围
广等特点，广泛应用于雕刻/打标、切割/钻孔、熔覆/焊接、表面处理等加工处理环节。根
据Industrial Laser Solutions 的数据显示，2017年光纤激光器行业市场规模超过20亿美
元，在全球工业激光器市场中占比达到42.7％。由于光纤激光、直接半导体激光和碟片激
光等新型激光技术的出现及普及，近两年来CO2激光器的应用市场不断萎缩，市场占比
在逐年减小，2017年，CO2激光器在全球工业激光器市场中占比20.2％。半导体激光器
和固体激光器市场占比分别为19.5％、18％
图表3： 2009~2017光纤激光器在工业激光器市场份额图表4： 2017年全球激光器工业市场份额结构
资料来源：Industrial Laser Solutions，OFweek，华泰证券研究所资料来源：OFweek，华泰证券研究所
北美的光纤激光器技术领先，欧洲的技术紧随其后。根据2018激光产业发展报告显示，
Trumpf 公司等光纤激光器生产商设立在欧洲，Trumpf 的2017年营收36.2亿美元，同
比增长11.30%，领跑所有激光产业龙头公司。美国是第一个将光纤激光器用于制造业和
进行高功率激光应用的国家，全球知名的大型光纤激光器生产商，如IPG、Coherent、nLight
等公司总部都设立在美国，Coherent和IPG 2017年营收分别为17.2亿美元和14.09亿
美元，分别同比增长101%和40.02%
图表5： 全球激光产业龙头公司情况
国家 公司名称 成立时间 2017年营收 营收同比增长 简介
美国
相干（Coherent） 1966 17.2亿美元 101%
世界第一大激光器及相关光电子产品生产商，公司总部位于美国，其产品广
泛服务于科研、医疗、工业加工等多个行业。2016年3月，Coherent公司
宣布以9.42亿美元收购Rofin-Sinar公司，开始进入高功率光纤激光器领域
IPG激光 1990 14.09亿美元 40.02%
全球最大的光纤激光制造商，拥有国际领先水平的光纤激光研发中心，主要
生产基地分布在德国、美国、俄罗斯、意大利
恩耐（Nlight） 2000 1.39亿美元 37.62%
公司总部位于美国，在半导体激光器芯片和光纤耦合封装方面具有很强的优
势。开始主要生产半导体激光器，自2007年收购芬兰特种光纤制造商Liekki
公司后逐步进入光纤激光器领域
贰陆（II-VI) 1971 9.72亿美元 18%
贰陆公司位于美国佛罗里达，主要产品包括二氧化碳激光器、紫外激光器、
超快激光器等，应用于工业、半导体光刻、光通信、军事和生命科学等领域
德国 通快（Trumpf） 1923 36.2亿美元 11.30%
工业用激光器及激光系统领域是技术及市场的全球领导者。公司总部位于德
国，该公司2008年收购英国SPI公司，在光纤激光器方面，该公司主要产
品为MOPA脉冲光纤激光器系列和中功率连续光纤激光器系列
荷兰 NKT Photonics 1980 12.9亿美元 7%
公司收购了瑞士超快激光制造商Onefive公司，Onefive生产的超快激光器
产品组合包括飞秒激光器系统和皮秒激光器系统，为医疗和生命科学领域的
客户以及工业材料加工和科学提供服务
中国 锐