激光產(chǎn)業(yè)從上個世紀中旬發(fā)展至今，產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)極其完備。
激光行業(yè)上游主要為光學材料、光學元器件、數(shù)控等，中游包括各類激光器(CO2、YAG、光纖、半導體、燃料)和對應的激光設備，下游已延伸至汽車、鋼鐵、造船、航空航天、電子通信、醫(yī)療、軍事、科研等多個方面。
在具體應用方向上，主要包括激光切割、焊接、打標、鉆孔、醫(yī)療、顯示、照明、測量、熔覆、通信、微加工等。
目前，激光正以其優(yōu)質(zhì)的性能在各行各業(yè)加速滲透，并延伸到更多的行業(yè)，屬于滲透率與增量應用都在提升的一個領域。全球激光行業(yè)發(fā)展形勢良好。
根據(jù)StrategiesUnlimited的數(shù)據(jù)，2016年全球激光系統(tǒng)集成市場規(guī)模達到111億美元，其中激光加工設備收入規(guī)模為31.7億美元，切割、打標、焊接是重要的三種加工方式。
▌激光正不斷滲透到下游各個行業(yè)，在材料加工等領域優(yōu)勢突出
激光性能優(yōu)越，在下游應用場景豐富
激光主要應用下游為材料加工、通信、科研軍事、醫(yī)療美容、儀器與傳感器、娛樂顯示與打印等。
激光加工技術(shù)是一種新型的綠色先進制造技術(shù)，被認為是“未來制造系統(tǒng)的共同加工手段”。隨著技術(shù)不斷進步，激光技術(shù)應用領域不斷拓展。
根據(jù)LaserFocusWorld，2017年材料加工與光刻領域激光器收入占全部激光器收入的41.6%，達51.66億美元，位列第二的是通信與光存儲領域，收入占比為34.1%。
科研與軍事、醫(yī)療與美容、儀器與傳感器、娛樂顯示與打印分別占比7.4%、7.4%、6.5%、3.1%。
美國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于全球激光產(chǎn)業(yè)有著先導和指引作用。
根據(jù)美國科學和技術(shù)政策辦公室2010年分析和統(tǒng)計，美國當年GDP的50%，約7.50萬億美元的產(chǎn)值，與激光在相關(guān)領域的市場應用及不斷廣泛拓展相關(guān)。
由此可見，激光以其卓越的性能，在各行各業(yè)逐漸滲透，并對工業(yè)企業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻。
在具體的應用中，激光器和激光設備是激光行業(yè)的主要產(chǎn)品。
激光設備主要由光學系統(tǒng)、機械系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)組成。激光加工設備主要包括激光打標機、激光切割機、激光焊接機等。
按照不同功率分類，一般將平均功率在100W以下的激光器稱為低功率激光器，100-1000W為中功率激光器，1000W以上的稱為高功率激光器。
小功率激光器主要應用于電子、陶瓷、玻璃、五金、紡織、汽車零部件等輕工業(yè)制造，而高功率激光器一般運用于鈑金加工、大型機械制造、石油化工、航空航天等重型設備的制造。
材料加工和通信等領域中，激光優(yōu)勢明顯
1) 材料加工
激光加工是指利用激光投射到材料表面產(chǎn)生的熱效應來完成加工過程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打標、激光鉆孔和微加工等。
用激光對材料進行各種加工，包括打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。
激光能適應任何材料的加工，尤其在一些特殊精度和要求、特別場合和特種材料的加工制造方面起著無可替代的作用。
根據(jù)OPTECH的數(shù)據(jù)，2016全球激光材料加工市場規(guī)模126億美元，增長6.8%，其中中國增長近20%。
市場增加主要是中國市場需求增長近20%，中國制造業(yè)仍然持續(xù)為激光設備投入巨資。
考慮到中國制造業(yè)持續(xù)高增長，美國新政策引導制造業(yè)回流和歐洲經(jīng)濟復蘇，預計2017~2019年三年全球激光材料加工市場仍有望保持超過7%的復合增長。
按照激光設備類型分類，2016年，金屬切割占全球激光材料加工收入的36%，是激光器材料加工最大的行業(yè)應用領域，打標、半導體/PC/顯示、精密金屬加工、金屬焊接占比分別為18%、12%、11%和9%。
2) 通信
激光在通信領域的應用主要包括光纖通信。在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化，并通過光纖經(jīng)過光的全反射原理傳送;在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經(jīng)解調(diào)后恢復原信息。
目前用于光通信系統(tǒng)和3D成像模塊的紅外光源可分為三大類:發(fā)光二極管(LED)、邊射型激光器(EEL)和垂直面射型激光器(VCSEL)。
現(xiàn)在通信技術(shù)中，在激光通信領域，最引人矚目的就是垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)，其最重要的用途就是作為信號光源，除此之外，它還可以在高速光開關(guān)、各種固體激光器泵浦源、高密度光盤讀寫光源、圖像處理與模式識別以及計算機芯片光互聯(lián)等方面得到應用，具有制造成本低、易于光纖耦合、閾值電流低、調(diào)制頻率高、易于集成等。
VCSEL激光器以砷化鎵半導體材料為基礎研制，是一種半導體激光器。其激光垂直于頂面射出，與激光由邊緣射出的邊射型激光有所不同。
相較于邊射型激光器，VCSEL激光器具有低閾值電流、穩(wěn)定單波長工作、可高頻調(diào)制、容易二維集成、沒有腔面閾值損傷等優(yōu)點，在半導體激光器中占有很重要的地位。
VCSEL從誕生起就作為新一代光存儲和光通信應用的核心器件，為互聯(lián)網(wǎng)的需求和光學存儲密度的不斷提高提供了一條新途徑。
隨著VCSEL的研究深入以及應用需求的拓展，VCSEL不僅在手機、消費性電子等領域發(fā)揮越來越重要的作用，VCSEL還可以用來進行人臉識別、3D感測、手勢偵測和VR/AR/MR等。
當然，VCSEL將來也可以大量應用在物聯(lián)網(wǎng)、5G通信、RF元件、ADAS(先進駕駛系統(tǒng))等，VCSEL未來應用空間十分寬廣。
根據(jù)麥姆斯咨詢統(tǒng)計，2015年全球VCSEL的市場規(guī)模為9.5億美元，占紅外光源總市場規(guī)模的21%。預計2022年VCSEL的市場規(guī)模有望達到31.2億美元，年復合增長率可達17.3%。
3) 醫(yī)療美容
目前激光在全球醫(yī)學上的應用已經(jīng)取得了階段性進展，大致可分為激光診斷和激光治療(含激光美容)兩大類。前者以激光作為信息載體，后者以激光作為能量載體。
因激光在精確度、療效及安全性等方面優(yōu)于傳統(tǒng)的治療方法，多種多樣的激光醫(yī)療設備已進入到普外、泌尿、皮膚、耳鼻喉、口腔、婦科、骨科、心血管、神經(jīng)外科以及腫瘤科等各個臨床科室，能夠通過對病變組織進行凝固、切割、汽化等方式進行手術(shù)或介入治療，達到臨床治療效果。
根據(jù)德勤的研究報告，全球醫(yī)美市場規(guī)模穩(wěn)步增長。2016年，全球醫(yī)療美容市場規(guī)模約為100億美元，預計其將以7.27%的年復合增長率增長，于2020年達到133.4億美元規(guī)模。
具體來說，全球醫(yī)療美容市場細分項目按部位分類，主要有激光類醫(yī)療美容、面部美容、胸部植入及牙科。其中，激光醫(yī)療美容和面部美容的市場份額將逐步增加。
預計激光美容將成為激光在醫(yī)療行業(yè)發(fā)展中的重要推動力。
據(jù)中科戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)技術(shù)分析中心統(tǒng)計，2016年，我國激光醫(yī)療設備行業(yè)市場規(guī)模達到90億元以上，國內(nèi)醫(yī)療機構(gòu)對激光醫(yī)療設備的需求保持穩(wěn)步增長趨勢。
▌國內(nèi)優(yōu)秀激光企業(yè)崛起，國產(chǎn)替代進行時
中國作為世界工廠，在幾乎所有的工業(yè)部門都呈現(xiàn)出從傳統(tǒng)加工向高端加工轉(zhuǎn)型升級的態(tài)勢，激光加工技術(shù)大有作為。
由于消費電子領域是工業(yè)激光器最大的終端應用產(chǎn)業(yè)，消費電子產(chǎn)品制造商的市場需求將使中國的工業(yè)激光器市場呈現(xiàn)大幅增長。
鑒于亞太地區(qū)工業(yè)部門的快速發(fā)展和光纖激光器低成本、高輸出功率的優(yōu)勢，用于材料加工的光纖激光器市場空間巨大。
以光纖激光器為例，國產(chǎn)光纖激光器品牌在與國外品牌的競爭中不斷創(chuàng)新突破，發(fā)展速度越來越快。
2013年至2016年，我國國產(chǎn)光纖激光器的銷售臺數(shù)逐年連續(xù)增長，2016年已達到7.4萬臺。
其中，低功率主要用于3C產(chǎn)品打標等精細加工領域;中功率主要用于金屬板切割和焊接領域，預計未來幾年銷量將保持快速增長;千瓦級以上的高功率光纖激光器主要應用于激光切割、打孔、焊接等工業(yè)領域。
在國產(chǎn)化率方面，我國中小功率激光器已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自給，高功率激光器國產(chǎn)化率較低，正在逐步提升中。
根據(jù)《2017中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，2016年我國小功率激光器國產(chǎn)化率已經(jīng)達到89%，基本實現(xiàn)自給;中功率激光器國產(chǎn)化率為58%;而高功率激光器正處于穩(wěn)步提升中，國產(chǎn)化率從2013年的1%提升到2016年的7%。
隨著大族激光、銳科激光等國產(chǎn)優(yōu)秀品牌在高功率激光器方面的發(fā)力，高功率激光器國產(chǎn)滲透率有望持續(xù)升高。
國內(nèi)高速增長的激光產(chǎn)品需求也使得進口的激光元器件數(shù)量和金額都在增長。2017年中國進口激光元件4376.7萬個，金額達到20.9億美元。
進口的激光元器件仍以單價較高的高功率激光產(chǎn)品為主。
從激光加工設備這一細分領域來看，我國中低功率市場在大族激光和華工科技的引領下，市場基本被國內(nèi)廠商所占領，其中大族激光幾乎占有國內(nèi)市場份額的一半。
而高功率激光加工設備仍處在國內(nèi)廠商與海外廠商激烈競爭的階段，未來國內(nèi)廠商有望憑借產(chǎn)品性能的提升、價格優(yōu)勢以及更加優(yōu)質(zhì)的售后服務占有更多市場份額。
國內(nèi)激光行業(yè)已經(jīng)形成百家爭鳴的局面，大族激光、銳科激光、華工科技等企業(yè)分別在各自領域嶄露頭角，具有一定國際競爭力。
根據(jù)《2018中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，目前我國大部分激光企業(yè)分布在激光加工和激光器領域。在營收規(guī)模上，大族激光以超50億元的營收水平位居第一，未來將有越來越多的國內(nèi)激光企業(yè)正以崛起之勢逐漸走上國際的舞臺。
