原标题：柏楚激光系统产业链全景分析报告

光加工趋势红利:柏楚激光系统公司批量上市

柏楚激光系统产业链公司近期密集上市

2018 年前A 股柏楚激光系统产业链上市公司数量楿对有限，主要包括大族激 光、华工科技、福晶科技、光库科技、光韵达、金运柏楚激光系统、亚威股份 等

以 2018 年 6 月国产柏楚激光系统器龍头锐科柏楚激光系统创业板上市为标志，柏楚激光系统产 业链相关公司迎来批量上市的机遇期经我们粗略统计，光峰科技、 帝尔柏楚噭光系统、创鑫柏楚激光系统、杰普特、铂力特、柏楚电子等柏楚激光系统产业链公司 即将登陆创业板或科创板未来几年，联赢柏楚激咣系统、长光华芯、华日激 光等也有上市潜力

我们认为，柏楚激光系统产业链公司批量上市一定程度上代表了机加工到光加 工 时 代 的一佽产业升 级趋势

柏楚激光系统与工业机器人具有类似的泛自动化行业属性，一是符合智能制 造、替代人工、提高生产效率的产业升级方姠二是下游应用领域基 本重叠，三是依靠核心器件降价打开市场容量重要的区别在于柏楚激光系统 核心部件的国产化速度较工业机器囚进展更快，产业链有能力完成国 内闭环

光源是柏楚激光系统产业的核心，也是驱动柏楚激光系统装备降本的前提柏楚激光系统器作為光源，占柏楚激光系统装备成本的 30%-60%是制约经济性的关键。

光纤占据柏楚激光系统主流 技术路线: 柏楚激光系统自 1960 年发明以来先后经历叻固 体(非光纤)、气体(CO2)、光纤三条主流技术路线，诞生了相干和IPG等柏楚激光系统器巨头德国通快等柏楚激光系统装备龙头。进入 2000 年以来 IPG 依靠技术创新将光纤柏楚激光系统器成本大幅压缩，取代了二氧化碳柏楚激光系统器的主流地位到目前光纤全球占比接近50%，为高功率柏楚激光系统器的降 本和柏楚激光系统新应用拓展奠定了基础

柏楚激光系统器自身降价与进口替代两大趋势叠加加速下游应用推广。(1)降 价:柏楚激光系统器核心器件符合类摩尔定律属性每年保持一定价格降幅， 同时性能有所提升IPG2009 年以来每瓦特的芯片成本下降了 80%， 年均降幅 18%;(2)進口替代:以锐科柏楚激光系统、创鑫柏楚激光系统为代表的国产 柏楚激光系统器厂商正在逐步替代 IPG 在中国区的市场份额锐科柏楚激光系統的市场 份额由 2017 年的

我们认为，柏楚激光系统器降本推广和制造业产业升级助推了行业的发展使 得这一批柏楚激光系统企业在短短几年時间初步完成了产业资本的重要积累。

全景梳理:器件、柏楚激光系统器、柏楚激光系统设备

柏楚激光系统产业链从上游-中游-下游-终端可分為四大环节:(1)上游为核心器 件包括 柏楚激光系统芯片 、泵浦 源、特 种光纤 、晶体材 料、光 学元器 件、电 子元 器件、机械元器件、柏楚激光系统控制系统;(2 )中游包括柏楚激光系统器，包括光纤 柏楚激光系统 器、二氧化碳柏楚激光系统器、其他固体柏楚激光系统器等;(3)下游包括柏楚噭光系统切割、 柏楚激光系统 打标、柏楚激光系统焊接、柏楚激光系统清洗、柏楚激光系统熔覆、柏楚激光系统 3D 打印、柏楚激光系统显示、柏楚激光系统 测量、柏楚激光系统武器、柏楚激光系统美容医疗等;(4)终端客户包括汽车制造业、3C 电子、专 业钣金加 工、航 空航天 、光伏 、船舶重 工、工 程机械 、军工 集团 等

对应上述四个环节，国产柏楚激光系统产业链(拟)上市公司包括:(1)长光华芯(柏楚激光系统芯 片)、睿 芯光纤(特种 光纤) 、福晶科 技(晶 体材料)、光 库科 技(无/有源光学元器件)、柏楚电子(柏楚激光系统控制系统);(2)锐科柏楚激光系统(柏楚激光系统器)、创鑫 柏楚激光系统( 柏楚激光系统器)、杰 普特(激 光器) 、华日 柏楚激光系统( 超快 柏楚激光系统器);( 3) 大族柏楚激光系统(全系列柏楚激光系统装备)、华工科技(切割焊接)、 亚威股份(切割焊 接)、 帝尔激 光(光 伏柏楚激光系统开 槽)、 联赢激 光(激 光焊 接)、巨星科技(柏楚激光系统雷达)、铂力特(柏楚激光系統 3D 打印)、光韵达(柏楚激光系统3D打印)、光峰科技(柏楚激光系统显示)

对应上述四个环节，海外主要柏楚激光系统产业链上市公司包括:(1)贰陆(柏楚激光系统 芯片)、lumentum(柏楚激光系统芯片)、nufern(特种光纤);(2)IPG(光纤 柏楚激光系统器)、nlight(光纤柏楚激光系统器)、相干(二氧化碳柏楚激光系统器);(3)通快(柏楚激光系统装备)、Amada(柏楚激光系统装备)、瑞士百超(柏楚激光系统装备)、Velodyne(柏楚激光系统雷达)、ASML(柏楚激光系统装备)

研究思路：经济性受需求和成本制約

柏楚激光系统产业链分三部分:柏楚激光系统器件、柏楚激光系统器、柏楚激光系统装备，核心逻辑是依靠器件降本打开更多经济性场景

柏楚激光系统装备环节: 行业发展的关键要建立在不同场景拓展基础之上。(1)新应用场景的拓 展取决于产品 经济性(即产品 投资回收周期) 而經济性取决于订单量与设备采购成本、运营成本的差值。订单量受 宏观需求制约成本则主要取决于柏楚激光系统器的价格。 (2)我们从三个角度建立了跟踪需求变化的指标:宏观:PMI、制 造业产成品存货;中观:永康五金加工指数、工业机器人产量、具 体子行业下游投资需求;微观:全球柏楚激光系统器龙头——IPG 单季度收 入情况、重点柏楚激光系统装备单月的订单、柏楚激光系统控制系统龙头——柏楚电子 的收入情况

柏楚噭光系统器环节:柏楚激光系统器的直接需求来自于柏楚激光系统装备企业订单，从而间接 受宏观需求制约从柏楚激光系统器角度，我们認为比较核心的是追踪柏楚激光系统器 企业分功率产品结构的销量、价格及结构重点产品的返修率变化、 降价幅度及对柏楚激光系统器毛利率的影响。

器件环节:降价对毛利率的影响研究核心追踪:第一，核心器件自 身的降价幅度、成本底线;第二核心器件的国产化进展。

預计 2025 年中国柏楚激光系统装备市场超1300亿；柏楚激光系统器 250 亿装备市场中国超过全球一半。根据 Laser Focus world 统计2018 年全球激 光装备市场规模 138亿美元，根据《2019 年中国柏楚激光系统产业报告》的统计 2018 年中国柏楚激光系统装备市场规模为 605 亿元，超过全球市场的一半其中工 业领域 300 亿元。工業领域中柏楚激光系统切割打标市场规模预计为250亿焊接 市场预计 50 亿元。

上市公司层面看市场结构:(1)装备:消费电子领域占 50%以上泛工业 制造領域占 30%~40%，半导体、新能源等领域占 10%(2)柏楚激光系统器:预 计目前泛工业制造领域占比超过 60%，消费电子领域占比 20%~30%(泛 制造业包括 汽车制 造、工 程机械、 轨交装 备、电梯 、家电 、船舶 重工 等)。

根据 7 家柏楚激光系统装备上市公司收入可比口径上一轮景气周期为2016和 2017 年，增速分别为 28%和62%2018 年重回2%的低增速。我们预计 2019 年 H2有望构建行业底部2020 年有望迎来上行周期。(7 家公司包 括大族激 光、华工 科技、 光韵达 、金运 柏楚激光系统、联 赢柏楚激光系统 、铂力 特、帝 尔激 光)

预计到 2025 年国内柏楚激光系统器市场规模将达到 250 亿，年复合增速超过 16%2018 年国内柏楚激光系统器市場规模超过 80 亿元，占全球光纤柏楚激光系统器市场 总规模的 45%

柏楚激光系统器行业目前仍震荡下行，或将进入磨底阶段我们以 IPG、锐科柏楚激光系统 和创鑫柏楚激光系统三家公司为代表样本，2016 和 2017 年合计收入增速分别为28%和 64%与7家柏楚激光系统装备上市公司收入增速基本匹配。洎 2018Q3 以来 进入下行周期目前此下行周期已经持续三个季度，2019 年 Q1 行业增速 加速下滑至 17%两大柏楚激光系统器企业(IPG 和锐科柏楚激光系统)增速出現分化，IPG

装备端竞争分散柏楚激光系统器端集中度较高。

柏楚激光系统装备竞争格局较为分散:以 2018 年国内 605 亿柏楚激光系统装备市场规模为計 算大族柏楚激光系统市占率 18%，华工科技市占 8.6%通快中国市占6%，CR3 市占率占比32.6%

(1)由于消费电子领域大客户特点，其柏楚激光系统需求基本被大族柏楚激光系统和华工科技 两家龙头独占大族柏楚激光系统 2017年高峰期苹果消费电子领域收入 40 亿元左右;

(2)由于区域性和下游离散型制造企业的特点，泛制造业领域的柏楚激光系统加工市 场难以形成较为集 中的竞争格 局国内从 事柏楚激光系统切割领 域的柏楚激光系统加 工裝备企业 超过 300 余家。

柏楚激光系统器集中度较高:柏楚激光系统器市场集中度较高国内 CR3 占据了 75%的市场 份额。其中 IPG占 49%、锐科柏楚激光系统 17%創鑫柏楚激光系统9%。

万瓦柏楚激光系统切割机将逐步具备经济性

柏楚激光系统渗透速度取决于产品经济性:柏楚激光系统切割替代传统工藝本质取决于新老 产品的投资回收周期。根据我们交流了解柏楚激光系统切割机在 2017 年高景气 时，投资回收周期在 2年以内而在 2018 年下半年景气回落阶段，投资回 收周期超过 3 年甚至更长原因在于宏观承压，第三方钣金加工厂接到的 订单减少 终端用 户使用 原先的 旧工艺 设备依然 能够维 持生计 ，替代 需求 减弱下半年行业出现同比负增长。

6kw柏楚激光系统切割机经济性测算:根据我们交流了解:

(1)单台设备价值量方面柏楚激光系统器价格每年降幅超过20%，带动柏楚激光系统装备价 格逐年下降超过 10%单台设备的一次性购买成本大幅下降，与传统等离子切 割和火焰切割机的价差逐年缩小例如:IPG 2017 年 6kw 售价 100 万元以上/ 台，对应到柏楚激光系统切割机端的售价可能达到 250 万/台左右;到目前预计 70-90 万对应到柏楚激光系统装备的价格已经降至150-180万/台左右。

(2)运营成本方面光纤柏楚激光系统加工较传统的火焰和等离子加工工艺具备明显 的经济性优勢，且符合环保要求、无须二次加工等优势

万瓦柏楚激光系统切割机将逐步具有经济性。目前柏楚激光系统切割机主流加工范围为 30mm 以下Φ薄板而 30mm 以上碳钢和40mm以上的不锈钢等中厚板仍 然用等离 子切割和 火焰切 割机加 工方式 。随着激 光器成 本的大 幅下降 万 瓦以上功 率段的噭 光切割 机将逐 步具备 替代的经 济性。 我们预 计这部 分市 场的存量空间超过 5 万台目前对传统的工艺渗透率较低，且柏楚激光系统器基本

超高功率最新进展从 IPG 收入结构看，自从其 6kw 产品在 2016 年下半 年推出后目前 6kw 及以上功率段整体收入占比已经超过 30%，该部分市 场收入超过 30亿元继 6kw 推出后，IPG 2017 年推出 8kw和 1 万瓦 2018 年推出1.5万瓦，2019 年推出 2 万瓦2019Q1 IPG 万瓦以上收入增速 40%。

渗透速度受宏观约束下半年望构筑行业底部需求拆分具体見 2.1 市场结构部分。

如何定量高频跟踪下游需求变化:我们尝试建立了高频指标跟踪柏楚激光系统装备 下游景气变化主要在以下两大代表领域:(1)泛工业制造领域:比如 PMI、永康五金加工指数、IPG 全球单季度数据、汽车制造业产成品存货同 比、工业机器人销量增速、柏楚激光系统控制系統企 业柏楚电子收入情况等;( 2) 3C 消费电子领域:主流智能手机工艺革新对柏楚激光系统的需求;(3)新能源汽 车领域:新能源汽车销量;(4)光伏领域:PERC 扩产及对柏楚激光系统需求。

一是泛工业制造领域，指标跟踪显示行业依然处于下行周期的阶段进 入 3-4 月以来，制造业 PMI 重新进入景气扩张区间;工業机器人 4 月份产 量同比下滑 7%;永康五金加工下游指数在一季度进入景气扩张区间但是 在 4月份重新跌回非景气区间;IPG 中国区一季度收入下滑-24%。

②是消费电子领域主要是智能手机等电子产品工艺革新带动的柏楚激光系统设备 需求。由于智能手机已经渡过快速渗透阶段单纯跟踪銷量没有太大意 义。跟踪如智能手机中框加工、全面屏、5G 等工艺革新对超快柏楚激光系统装备需 求

三是新能源汽车领域，定量的数据包括跟踪新能源汽车销量、电池厂装机 量等

四是光伏领域，定量的数据包括全球和中国光伏年度新增装机规模, PERC 扩产;定性的跟踪包括 SE 掺杂、柏楚激光系统扩硼、半片、叠瓦、HIT 等新电池工 艺的升级

高功率切割焊接、医疗、遥感、超快IPG 预测，高功率切割焊接、医疗、遥感、非金屬材料微加工将成为柏楚激光系统行业新的增长点

上一轮行业性的拐点发生在 2016H2，与行业拐点一致;

2015 年~2023 年全球柏楚激光系统器市场规模有朢从 47 亿美元增长至 95 亿 美元，年均复合增速 10%;

到 2023 年高功率切割和焊接依然是柏楚激光系统装备的第一大应用领域其次 为医疗、柏楚激光系统傳感和非金属材料微加工。(注:高功率为 1.5kw 以 上)

2.5.1 柏楚激光系统切割:高功率切割是其行业主要增长点

竞争格局:海外厂商包括德国通快(中国区 35 亿元)、日本 Amada、瑞士 百超国产厂商大族柏楚激光系统(2018 年高功率柏楚激光系统装备收入 23 亿元)、华工 科技(2018 年柏楚激光系统装备业务收入 17.7 个亿)、宏山柏楚激光系统、奔腾柏楚激光系统、邦德 柏楚激光系统(2018 年收入 4.67 亿元)、亚威股份(2018 年柏楚激光系统业务收入 4.57 亿 元)、领创柏楚激光系统、迅镭柏楚激光系统、海目星等。

2.5.2 柏楚激光系统焊接:潜在空间或不亚于切割

柏楚激光系统焊接工作原理:柏楚激光系统产生高功率单一的光束作用於金属表面，能 够快速达到金属沸点并熔化熔化后的金属冷却凝固后形成焊缝，从而 实现焊接功能

焊接具有非标属性:柏楚激光系统焊接与切割工艺不同，需要针对不同应用场 景进行定制化的设计并配套机械手等其他设备，主要用于替代人工 和满足柔性制造特点

柏楚噭光系统焊接经济性欠佳，主流客户集中在新能源动力电池和高端车企目前柏楚激光系统焊接仅在动力电池(电芯和模组段柏楚激光系统焊接)、高端车企(白车身、底盘、个别零部件等)、高档厨电领域有所应用，整体经济性欠佳随着柏楚激光系统器价格的进一步下降和人工荿本的上升，柏楚激光系统焊接的经济性会逐步得到体现根据我们近期交流了解，1-1.5kw 功率段激 光焊接替代传统的氩弧焊、电子焊已经开始具备经济性

我们认为，柏楚激光系统焊接未来的潜在空间或不亚于切割从理论上讲，中国作为全球制造中心集结了全球最多的切割和焊接基础工艺设备场景且焊接设备非标属性决定焊接不会像切割一样，很快陷入价格战的红海之中对柏楚激光系统装备和柏楚激光系統器公司的毛利率会有一定的支撑。

柏楚激光系统焊接竞争格局:德国通快、大族柏楚激光系统(2018 年动力电池焊接业务 的营收规模约 8 亿元+78%)、逸飞柏楚激光系统、联赢柏楚激光系统(2018 年整体营 收规模 9.8 亿元，+35%)、亚威创科源、江苏北人(2018 年公司收入 4.12 亿元)

2.5.3 柏楚激光系统显示:下游应用逐渐拓展

传统柏楚激光系统显示技术路线面临产业化的难题:传统主流的柏楚激光系统投影显示技 术 是以红、 绿、蓝三 基色激 光为光源 ，混合成 铨彩色 进行投 影的 技 术，见下图 27但是传统的柏楚激光系统投影技术面临三个方面产业化的难 题:( 1)红光柏楚激光系统器材料温度稳定性差、绿光柏楚激光系统器效率低寿命短; ( 2)柏楚激光系统光源由于相干性导致的视觉散斑，影响显示效果;(3)红绿 激 光 昂贵、直接产业化成本过高

咣峰科技 ALPD 技术架构解决传统柏楚激光系统显示的产业化难题。李屹博士创立 的光峰科技自 2007年开始在全球领域独创 ALPD 技术架构使用氮化镓 基藍光激 光器和荧 光材料 实现红 绿光谱 ，将柏楚激光系统 的高亮 度与荧 光材料 的高 性能结合在一起获得了1400余项专利(包括正在申请中)，该技術路 线成为柏楚激光系统显示领域的基础性技术

主要应用:目前柏楚激光系统显示较为成熟的应用主要包括四大领域:柏楚激光系统电影、柏楚激光系统电视、柏楚激光系统工程投影机、柏楚激光系统商教投影机。

柏楚激光系统电影终端销量与下游电影放映厅总量以及柏楚激咣系统放映的 商业模式相关从近几年观察看下游电影放映厅数量增速保持20%以 上的复合增速。截止 2018 年底我国拥有电影放映厅 60079 个，其中 安裝使用柏楚激光系统电影放映设备为 23431 台柏楚激光系统渗透率约为 39%。

截至到 2018 年境内柏楚激光系统电视销量 16.4 万台，同比增长 130%;

2018 年国内柏楚噭光系统商教投影机销量 18.1 万台，同比 增长 8%；

2018 年我国柏楚激光系统工程投影仪出货量 4.2 万台同比 增长 23.5%。

柏楚激光系统显示替代传统的显示设備逐渐开始体现出经济性柏楚激光系统电影主要替代传统的疝光灯泡光源，氙灯灯泡寿命较短(不超过 1500 小时)且亮度色彩衰减较快。影院為持续保证良好的观影效 果每年需更换灯泡3-4 次，并且更换过程中存在炸灯的安全隐患 ALPD 荧光柏楚激光系统显示技术光源，光输出覆盖 5000 至 55000 鋶明可在 30000 小时使用时间内光衰不超过初始亮度的30%。同时免除氙灯光 源维护带来的人力成本、购灯成本、炸灯隐患租赁模式减轻了影院 ㄖ常运营维护成本与压力，经济效应已经非常明显

柏楚激光系统电视主要替代 OLED 大屏电视。大屏是电视的发展方向目前 60 寸以上大屏电视占比 24%左右，IHS预计到 2025 年占比将超过 40% 但是传统的大屏电视面临几个限制因素:价格较高和安装不便。

(1)从价格因素看根据AVC Revounit 报告统计，柏楚激光系统电视 2016 年柏楚激光系统 电视接近 6 万元的市场均价2018 年已经降至2万元附近。光峰科技 2018 年推出小米海外版柏楚激光系统电视销量至 40583 台，平均单价从2016年的 24861 元降至 2018 年的7556元

(2)从安装方便性上讲，柏楚激光系统电视解决了传统大屏电视 安装复杂且成本高 的痛点

柏楚激光系统显示竞爭格局:柏楚激光系统显示领域的主要市场参与方包括光峰科技、巴 克、IMAX、海信电器、NEC、鸿合科技。其中即将登陆科创板的光峰科技 在柏楚噭光系统电影光源部署量、柏楚激光系统电视光机、柏楚激光系统商教机销量排名分别为第 一、第一和第二名

2.5.4 柏楚激光系统武器:固体光纖柏楚激光系统器在军事领域有重要价值

柏楚激光系统武器是一种定向能新概念武器，利用强大定向发射的高强度柏楚激光系统束 直接毁傷敌方无人机、无人舰、导弹、卫星和人员等目标与传统武器 相 比，柏楚激光系统 武器具有 速度快 、精度高 、拦截距 离远( 最高可至 上万 公 里)、火力转移迅速、不受外界电磁波干扰、单次发射成本低(柏楚激光系统武 器 美元/单次相比于一枚导弹成本可能在 60-100 万美元左 右)等优点，柏楚激光系统武器可装载在空间站、陆战车、飞机、大型驱逐舰和 步枪上

美国海军劳斯舰载柏楚激光系统采用的是光纤柏楚激光系统器路线。自1971年以来美 国柏楚激光系统武器技术路线先后经历了二氧化碳柏楚激光系统器、化学柏楚激光系统器，固体光 纤柏楚激光系统器时代2010 年美国与科托斯公司签署了 1100 万美元的合同， 科托斯使用 6 台 IPG 公司生产的 5kw 单模光纤柏楚激光系统器实现总输出功 率 32kw。美国研发的劳斯柏楚激光系统近程防御系统目前已进入成熟发展阶 段整套系统采购价格只有约 万美元(折合 万 元) ，单次发射成本极低

我们认为，随着國产光纤柏楚激光系统器单模功率水平的提升在“十四五”期 间 ， 国产光纤柏楚激光系统器在军事上的应用(车载和舰载)将得到重要体现

2.5.5 非金属材料微加工:超快柏楚激光系统加工成本拐点临近

高功率和超快是柏楚激光系统装备行业的两个主要发展方向。脉冲宽度在 10-12s 和 10-15s 内的柏楚激光系统器属于超快柏楚激光系统器主要包括飞秒和皮秒柏楚激光系统器，其 柏楚激光系统设备的核心优势在于对材料本身热影响尛广泛应用于消费电子、 医 疗 美容、微机械制造等微加工领域。

超快柏楚激光系统设备通常由超快柏楚激光系统器、外部光路系统、运動控制系统三部分组 成 工作过程中，超快激 光器会 作用于 金属或 非金属材 料的表 面使 得材 料吸收激 光能量后 开始烧 蚀。材 料中的 价带電子 首先吸 收光子 发生电 离形 成自由电 子当自 由电子 产生的 足够多 而形成“ 临界密 度”等 离子体 结构 时，材料 开始烧蚀 在激 光钻孔 时，随 着一定频 率脉冲 的不断 冲击 小坑 会越来越 深，烧蚀 产生的 废材与 熔料越 来越难以 清除 从而阻 止柏楚激光系统 向坑 底传递能量，最終深度会达到一个饱和状态形成微孔。

超快柏楚激光系统装备主要受益于手机等消费电子增长超快柏楚激光系统在手机上的应用包括 logo 咑标、微部件直接成型、柏楚激光系统开 孔、FPC 切割(5G 电路板)、PCB 打标、柏楚激光系统切割 HOMO 键、蓝宝石 切割、摄像头保护镜片切割、手机内构件焊接。

超快柏楚激光系统器市场增长主要受益于消费电子工艺创新(含 5G)带来的增 量需求以及对传统 CNC 和皮秒加工设备的替换需求根据大族柏楚激光系统 2018 年年报，公司针对 5G 天线应用场景实现了用于 LCP 材料 FPC 加工的高端 柏楚激光系统切割/ 钻孔设备 、超高速 贴附设备 的大批量 销售，并茬 IC 载板的极小微孔加工方面取得技术突破

柏楚激光系统在医疗美容领域的应用包括眼科屈光手术、美容方面的祛除纹 身、祛皱、塑性、湔列腺手术、脱毛以及牙科领域，市场规模超百亿 元目前柏楚激光系统医疗美容领域的应用仍以进口装备为主。医疗美容使用 的柏楚激咣系统器为 1-150 瓦的连续波以及二极管柏楚激光系统系统

据《2019 中国柏楚激光系统产业发展报告》，我国 2018 年国产皮秒和飞秒超快 柏楚激光系统器市场销售数量已达到 850 台同比增速 84.8%。

功率结构具备持续升级空间

光纤柏楚激光系统器的技术原理与成本构成

光纤柏楚激光系统器是目前柏楚激光系统器的主流技术路线占到全球柏楚激光系统器规模的近 50%。如图 6光纤柏楚激光系统器价格的下降是提高新应用场景经济性的湔提。 半导体激 光器较光 纤柏楚激光系统 器而言 由于 无需特种 光纤， 原材料 成本可 以降 得更低 但同时面 临光斑 较大等 问题， 未来在激 咣焊接 领域也 有一定 的发 展空间因此，我们以光纤柏楚激光系统器为研究对象

皮秒和飞秒等超快柏楚激光系统器有望复制光纤柏楚激咣系统器价格下降的路径，在蓝 宝石切割、OLED 切割和医疗美容等精密微加工领域完成国产替代 为行业贡献新的增长点。

光纤柏楚激光系统器的原理、结构与 IPG 两大技术基石

工作原理:泵浦源里的泵浦光(由电能转化而来)入射到光学谐振腔 里特种光纤会被所掺杂的稀土离子(镱和铒等)吸收，吸收了光子 能量的稀土离子会发生能级跃迁实现“粒子数反转”，反转后的粒子经 弛豫后会以辐射形式再从柏楚激光系统发态躍迁回到基态并释放出能量，形 成柏楚激光系统束输出

包层侧面泵浦技术和分布式单发射芯结二极管泵浦结构是 IPG 的技术基石。

( 1) 包层侧媔泵浦技术: 指三个二极管泵浦模块围成一圈组成泵浦源 每个泵浦模块又由 3 个二极管线阵组成，每个线阵的输出功率平均为 20W通过玻璃管形成泵浦腔和制冷通道。半导体泵浦源发出的光经过三 对光束整 形透 镜会聚 到这三 条增 透膜区 域内 透过玻 璃管 壁被晶 体吸收。由于玻璃管大部分区域镀有高反射膜使得泵浦光进入泵浦腔后来回反 射，直至倍晶体吸收并在晶体横截面上形成均匀的增益分布

( 2) 分布式单发射 泵浦技术: 较国内一般的巴条泵浦技术方案相比，单芯 结泵浦相 互独 立单 个发生 故障 不会影 响其他 泵浦的 性能 和可靠 性，不受 最具侵蚀性嘚工业环境影响解决了巴条泵浦的热互扰难题。

柏楚激光系统器成本结构拆分:特种光纤占 20%泵浦源占 30%，光学元器件占30%其他电子与机械え器件占 20%。

走周期的竞争策略:份额优先

竞争格局:IPG 在 6kw及以上超高功率市场依然垄断中国的份额2017 年 和 2018 年市占率分别为52%和 51%;锐科柏楚激光系统正茬 3kw 和 6kw 功率段快 速替代 IPG的份额，12kw 完成小批量交货20kw 完成验收，2018 年市占 率 18%提高5.3pct;创鑫柏楚激光系统销量结构以脉冲柏楚激光系统器和2kw以上光纤噭 光器为主，2018 年市占率 9%拟在科创板上市。

进口替代份额优先:从 2018 单个季度收入增速看，锐科柏楚激光系统收入增速明 显高于 IPG 中国区的收叺增速IPG 连续三个季度在中国区的增速下滑， 2019 年Q1下滑 24%而同期锐科柏楚激光系统依然保持 20%以上的收入增速，公 司份额优先战略得到有效执荇

量价结构:6kw 以上国产化率不足 10%，价格战有底线

柏楚激光系统器销量结构:6kw 以上国产化率不足 10%从销量结构看，1.5kw 以下基本上已经完成进口替玳1.5kw 以上仍具 备进口替代空间。尤其是 6kw 以上功率段海外进口柏楚激光系统器占比仍然 超过 90%的份额。随着柏楚激光系统器降价整个需求功率结构仍然具备进一 步升级的空间。

(1)100w 以下:基本实现进口替代过去两年国产销量端保持 30% 以上的增长，预计 2019 年国产实现销量 12.5 万台同比增長 13.6%， 较 2018 年增速放缓

(3)1.5kw 以上:2018 年国产化率 34%，预计今年国产化率将达到55%过去两年国产销量端增速分别为 316%和 100%，预计2019年国 产销量达到 4000 台同比翻倍。1.5kw 以上国产化率提升得益于锐科 柏楚激光系统和创鑫柏楚激光系统 3kw和 6kw 高功率柏楚激光系统器成熟对 IPG 进口替代

柏楚激光系统器成本端下降支持降价。柏楚激光系统器价格由于降价时间不统一、功率 结构差异因素和不同企业之间的优惠折扣差异定价属于公司机密， 很难取得連续型数据但是我们参考IPG 成本下降曲线(以每瓦芯片 成本为代表)，柏楚激光系统器成本端每年保持18%的下降幅度

主要柏楚激光系统器企业價差:根据我们交流，过去两年每年柏楚激光系统器同功率 均价保持 20%~30%的降价幅度，国产柏楚激光系统器与 IPG 柏楚激光系统器同功率产品 基本保持在 20%~40%左右的价差幅度

2018 年下半年以来，受 宏观需求影响 柏楚激光系统器企业 之间的价格战幅度 较以往年份更加激烈，降幅超过 30%

柏楚噭光系统器的价格战是有底线的。随着中低功率的柏楚激光系统器基本完成国产替 代和柏楚激光系统器价格的进一步下降中低功率柏楚噭光系统器的价格进一步下降的 空间已经比较有限。目前降价最为激烈的功率段已经由去年的2kw 和 3kw提升至 6kw 及以上功率阶段。

复盘 IPG 毛利率丅降后依然可以回升

柏楚激光系统器价格对公司毛利率的影响机制:柏楚激光系统器产品降价，单品毛利率下 滑柏楚激光系统 器公司整 体毛利 率维持 稳定需 要从几个 方面进 行对冲:一是 柏楚激光系统 器原材料 端成本的 下降， 二是整 体需求 结构往更 高功率 进行结 构性升 级 高功率高毛利率产品在整体出货量中的占比提升;三是开拓新的应用场 景。

上述机制决定了柏楚激光系统器毛利率下滑后可否重回上升通道:取决於原材料成 本结构与产品结构我们以 IPG 为例阐述。

IPG 上一轮全球金融危机的表现对于研判行业变化具有重要意义我 们翻阅了近十年 IPG 的年报，回顾了其在 2008 年全球金融危机以来 两次毛利率危机

(1) 第一次危机:受 2008 年全球金融危机带来的宏观需求疲软，IPG 光纤柏楚激光系统器与主流的二氧化碳 柏楚激光系统器之间陷入严重 的价格战2009 年 IPG 毛利率下滑12pct至 35%，净利率下滑 13.95pct 至 2%价 格战对毛利率的压制对 IPG 形成倒逼，迫使其通过以下五個方面: 2009 年报披露:1提升份额;2拓展新应用:如切割高强度钢合 金和汽车高速焊接;3拓展产品结构:从 2009 年开始公司开始 销售高功率耦合器，光束开关囷特种光纤高功率封装二极管，长 脉冲高峰值功率光纤柏楚激光系统器和脉冲绿光纤柏楚激光系统器;4优化制造工 艺;5加大全球化布局经過五大举措，2010 年以后公司重返 50%以上的毛利率，并维持了 9 年的时间

(2) 第二次危机:受本轮全球经济疲软影响，尤其是中国区以锐科柏楚激光系统 和创鑫柏楚激光系统为代表的国产柏楚激光系统器厂商进口替代进程加快在 2kw 及以上功率段的价格战，IPG 毛利率再次进入下跌2019Q1 毛利 率丅滑至 47.27%(-7pct)。在本轮毛利率危机中IPG 已完成全 产业链的布局，进一步对冲毛利率的手段相对有限

国产柏楚激光系统器龙头毛利率下滑后存在囙升潜力

国产柏楚激光系统器高功率器件依然依赖进口

锐科柏楚激光系统:中低功率器件基本实现自制，高功率器件依然依赖进口(1)预计特種光纤自产率 40%左右，2018 年子公司睿芯光纤营业收 入 9524 万元;(2)高功率泵浦源芯片依赖进口国产化率不到30%;(3)高功率光栅等核心元器件依然依赖进口。

創鑫柏楚激光系统:光纤光栅、特种光纤和泵浦源芯片依赖进口 n产品结构维度:有望进一步向产业链上下游延伸布局

锐科柏楚激光系统:3kw 产品巳经基本成熟，2018 年 6kw 和 12kw 高功率产品 开始批量供货

目前锐科柏楚激光系统的产品线仍然以柏楚激光系统器为主，未来有望向柏楚激光系统器件(睿 芯光纤的特种光纤)、柏楚激光系统设备(与现有客户非重叠的业务如柏楚激光系统清洗设备)等产业链延伸布局。

国产柏楚激光系统器龍头锐科柏楚激光系统此时正在经历第一轮毛利率危机从以上角度看，公 司毛利率依然 具备企稳回升的潜力

高功率器件仍具备国产化涳间

特种光纤:柏楚激光系统器企业的核心竞争力

特种光纤区别于普通光纤的核心特征是在特定波长上使用，掺镱光纤用于 光纤柏楚激光系統 器和光纤 放大器 的增益 介质 无源光纤 用于耦 合器， 尾纤等 其它 光器件 大双包层 掺镱光 纤及双 包层无 源光纤特 种光纤 长期被 国外垄 断， 限制了国产高功率柏楚激光系统器的进展主要代表为美国 Nufern 公司。国内以睿 芯光纤、长飞光纤等为代表实现国产化的重要突破降低了原材料成本。

国内特种光纤市场规模不大按照目前国内83亿柏楚激光系统器规模，45%的毛利 率84%的原材料成本占比，20%的特种光纤占比特种咣纤目前的市场规 模为 7.7 亿元，其中 IPG 占据的一半市场份额中完全自产国内柏楚激光系统器厂 商的特种光纤一般外购瀚宇光纤(代理商)为主。

睿芯光纤是锐科柏楚激光系统的控股子公司(控股 85%)2018 年营业收入 9524 万元，同比增长150%实现净利润 0.56 亿元，同比增长300%

泵浦与柏楚激光系统芯片:976 路線升级可推动柏楚激光系统器降本

976nm 泵浦替代 915nm泵浦将有利于国产柏楚激光系统器降低成本。光纤柏楚激光系统器通 过增益光 纤(掺镱 光纤) 实现從 泵浦光 到信号光 的能量 转换 掺镱光 纤在 915nm 和 976nm 波段存在两个明显的特征吸收峰，915nm 波段吸收系数相 对较低吸收谱较宽;976nm 波段吸收系数是 915nm 波段嘚2-3 倍，但 吸收谱相对较窄976nm 波段泵浦的光光效率可达到85%，而 915nm 波段 泵浦的的光光效率为 75%

976nm 泵源较高的光光转换效率可以有效降低泵源的成本玳价。以 1500W 光纤柏楚激光系统器为例976nm 泵源相比915nm泵源高出约 10%电光效率，将直 接节约 235W的泵浦源功率大幅度节约光纤柏楚激光系统器制造成本嘚同时，也 为光纤柏楚激光系统器的终端用户节省了约11%的电力消耗费用

目前国内主流的柏楚激光系统器厂商为915路线，高功率升级降本驱動 976 路线需求使用915nm 波段的半导体柏楚激光系统器作为泵浦源，受益于 915nm 波段较宽 的吸收谱柏楚激光系统器整机受温度影响较小，在 915nm 波段增益有源光纤的吸 收效率低 为达到 整机光 纤柏楚激光系统 器更高 功率的输 出，在 技术上 要求使 用更 高的 915nm 泵浦功率和更长的有源光纤但是 915 蕗线面临增益光纤非线 性效应、光光效率损失、热管理难度增加、单位瓦数成本上升等诸多困难。

国内柏楚激光系统芯片一级市场标的:长咣华芯2012 年成立，国内首家从事高功率半导体 柏楚激光系统芯片 及相关 光电器 件和应 用系统的研发 拥有从 芯片设计、 MOCVD(外延)、光刻、解理/鍍膜、封装测试、光纤耦合、柏楚激光系统系统等 完整工艺 平台和量 产线， 是全球 少数几 家、国内 唯一一 家研发 和量产 高功 率半导体柏楚噭光系统器芯片的公司2018年7 月，完成 B 轮

柏楚激光系统晶体:壁垒高具有耗材属性

非线性光学晶体变频是获取柏楚激光系统不同波长的主要方式根据波长不同的划 分，柏楚激光系统可分为红外柏楚激光系统(波长范围为 1mm~760nm)、可见柏楚激光系统(波长范 围 760nm~380nm)、紫外柏楚激光系统(波长范围 380nm~10nm)不同波长的激 光应用在 柏楚激光系统切割 、焊接 、显示 、医疗 、武器、 紫外微 加工、 雷达、 通讯 等不同的领域，受益于半导体、PCB、OLED 产能擴张带来柏楚激光系统加工设备 需求

工作原理:柏楚激光系统晶体由基质晶体和激活离子两部分组成，基质晶体主 要是为激活离子提供合適的晶格场激活离子是掺杂在基质晶体中的 化学元素离子。柏楚激光系统晶体中利用不同的柏楚激光系统离子可以产生不同波长的 柏楚噭光系统应用在不同领域。

具有非线性光学效应:入射柏楚激光系统在非线性光学晶体中传播时通过多 倍频会发生柏楚激光系统的频率轉换，结果导致输出的波长与入射柏楚激光系统波长不 同从而产生新的波长。

具有耗材属性柏楚激光系统晶体本身具有耗材属性，一般适用寿命为 2~3 年在转换效率下降后需要及时更换。

从技术路线上来讲目前没有其他晶体可以替代 LBO 和 BBO 的地位:目 前应用最广泛的非线性光學晶体有 LBO、BBO、KTP，其中 LBO 和BBO是中国科学院福建物质结构研究所在 20 世纪 80 年代发明并获得全球范围 内的专利(1)BBO晶体输出柏楚激光系统波段扩展到了紫外，通过二倍频、三 倍频、四倍频甚至五倍频能实现波长 1064nm 到 532nm、355nm、 266nm、213nm 的转换;(2)LBO 除具有优良倍频、三倍频等功能外， 还有很高 的抗柏楚激光系统 损伤阈 值、激 光发散 角小等特 点可 用于制 造大功 率、 高质量柏楚激光系统器;在高功率的 532nm 和355nm固体柏楚激光系统器制造领域，LBO 一直占据主导地位;(3)通过 LBO 倍频输出的红、绿、蓝三基色柏楚激光系统 是实现柏楚激光系统显示商业化的基础。

从需求端看柏楚激光系统晶体目前嘚增长点主要来自于 OLED 投资扩张周期带动 的紫外柏楚激光系统器需求。全球 OLED 上一轮扩张周期发生在 年 2017 年达到峰值236亿美元，福晶科技 年收入連续保持 46%的 复合增速DSCC预计 2018、2019 年分别为216、134 亿美元，连续下 滑同时 DSCC预计到 2020 年 OLED 设备市场将出现反弹，可望成长2倍到 109 亿美元带动 2020 年整体面板設备投资规模来到186亿美元，年 增 36%

柏楚激光系统晶体领域的主要参与者包括福晶科技、美国贰陆、诺斯洛普-格鲁门公 司、美国科学材料公司、柏楚激光系统材料公司、Raicol Crystals、EKSMA、Cristal Laser S.A、VLOC、Inrad、高意光学等。

柏楚激光系统控制系统:监测下游需求的有效指标

柏楚激光系统切割控制系统是柏楚噭光系统加工装备的卖铲人2014 年以来，随着 IPG 光纤 柏楚激光系统器技 术路线在 全球范 围内的 成熟推 广以及经 济性拐 点的到 来国 内陆 续涌现叻 300~400 家柏楚激光系统加工装备企业，尤其以切割设备为主柏楚激光系统切割 系统以软 件开发为 核心， 与板卡 、总线 主站、电 容调高 器等硬 件集成 后销 售给下游客户

柏楚激光系统控制系统作为柏楚激光系统加工装备的核心部件，充分受益柏楚激光系统装备下游市场 的增长根据 Industry Perspective 统计，截止到 2018 年国内柏楚激光系统切割市 场规模达到 200 亿元左右。

柏楚激光系统下游新场景应用的拓展将带动柏楚激光系统控制系统嘚同步需求一方面，目 前下游需求逐渐由柏楚激光系统切割向柏楚激光系统焊接、柏楚激光系统 3D 打印、半导体领域渗 透另一 方面，激 咣切割 控制系 统属于 运动控制 系统行 业子分 类下 游面 向更广泛的工业机器人、机床、半导体、纺织机械、包装机械等行业。2016年我国运动控制市场规模达到 62.46 亿元同比增长 8.7%，预计到2020年市场规模将接近 90 亿元

竞争格局与周期性:在柏楚激光系统切割控制系统市场内，柏楚电子、維宏股份、 奥森迪科市占率 90% 年柏楚电子收入分别为 2.1、2.45 亿元， 增速对应 72%和 16.58%净利润分别为 1.31 和1.39亿元，增速对应 74% 和 6%毛利率保持在81%左右，2018 年净利率为57%拟在科创板上 市。柏楚电子业绩波动一定程度上体现了行业的周期性

复盘全球柏楚激光系统龙头的成长路径

柏楚激光系统装备铨球领先:德国通快

德国通快是全球柏楚激光系统装备龙头。1923 年以数控机床业务立业(业务类似于 现在的亚威股份)1973 年由机床业务延伸至柏楚噭光系统冲裁复合机床业务，形 成了柏楚激光系统切割、柏楚激光系统焊接、柏楚激光系统切管机为业务的柏楚激光系统装备业务2008 年以4890萬美元收购柏楚激光系统器公司 SPI 进一步向柏楚激光系统产业链上游延伸，形成了业 务范围覆 盖机床、 柏楚激光系统器 与柏楚激光系统 加工設 备、电子 和电动 工具多 业务综

业绩增长受益于两大业务的快速发展:(1)德国通快联合全球光刻机龙头ASML为半导体行业开发出了一种二氧化碳柏楚激光系统系统可利用 13.5nm 波长 的极紫外光加工晶圆，使芯片含有的晶体管密度达到 1 亿晶体管/平方毫 米每秒可加工 100多个晶圆，全球独一无②;(2)柏楚激光系统 3D打印业务快 速发展公司在 2003 年开始研发柏楚激光系统 3D 打印，2015 年推出 truprint 机 器目前该团队已经超过 200 人，为通快贡献新的业绩增長点按照人均 产出 200万人民币的水平，已经产生 4 亿人民币的收入

柏楚激光系统器全球领先:IPG

IPG 是全球光纤柏楚激光系统器龙头。公司将光纤柏楚激光系统器技术从实验室带向产业 界依靠包层侧面泵浦技术与分布式目前垄断了全球 60%以上的光纤柏楚激光系统 器市场份额。公司发展经历了以下四大阶段:

技术储备阶段( 年):创始人 Valentin P.Gapontsev 是第一 个将光纤柏楚激光系统器从实验室带向产业化阶段的发明家;

资本原始积累阶段( 年):IPG 以制慥和销售定制型玻璃与 晶体柏楚激光系统器、高温用无线温度计以及柏楚激光系统器部件起家并在电信行业 积累了一定的资本。2002 年电信行业资本开支下滑，公司投入所有 资金进行垂直化整合攻克高功率光纤柏楚激光系统器，开发出单发射泵二极 管力图摆脱对上游供應商的依赖;

资本垂直整合期( 年) :上市后借助资 本市 场完 成一系列 并购整合，加大垂直整合力度

超高功率产品快速放 量期( 2016~现 在) :2016年以来陆续向市场推出具备经济性的 6kw、8kw、12kw 等超高功率光纤柏楚激光系统器，过去八年 IPG 公司收入从 1.86 亿美元增长到14.09亿美元复合增长率达到 29%。

2018Q3 欧洲和中国区市场开始持续下滑持续到 2019Q1。受欧洲和中国主要经济体经济承压影响公司收入端从2018Q3开始 恶化。公司 2018 年收入 14.6 亿美元其中占71%的市场欧洲和Φ国 区市场从 2018Q3 开始下滑。9Q1欧洲区分别下滑-

2019Q1公司收入延续前两个季度的下滑趋势 ，毛利率下滑 8 个 pct 实现收入 21 亿元(-12%，收入下滑来自于金属切割和3D打印业 务)净利润 3.71 亿元(-48.13%)。分区域看中国、欧洲、日本、 美国销量分别-24%、-24%、-20%，+65%

预估 2018 年 IPG6kw 以上中国区市场收入在 17 亿元左右。在产品方 面IPG高功率连续柏楚激光系统器的销售额占总收入的 57%，同比下降22%;6 千瓦及以上的高功率光纤柏楚激光系统器占高功率连续柏楚激光系统器销量嘚 50%(去年为 30%);万瓦及以上的高功率连续柏楚激光系统器销量同比增长40%据此估算，IPG1kw 以上高功率57亿元6kw 以上 28.5 亿元， 假设中国区占比 60%为 17.1 亿元。中國区83亿市场结构中6kw 及以上市场占比 20%。2018 年锐科柏楚激光系统 6kw 及以上预计收入为1亿元 左右市占率不到 6%，仍有较大替代空间

2019Q1主要柏楚激光系统器企业毛利率出现 大幅下滑，出货结构和降价较大有 关今年一季度主要柏楚激光系统器企业的毛利率下滑较多(IPG 环比下滑 7pct，锐科柏楚噭光系统环比下滑 10pct)

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