激光设备制造行业分析报告.docx

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激光设备制造行业分析报告

激光设备制造行业分析报告201106

一、行业基本概念3

1、激光加工3

（1）激光3

（2）激光加工3

（3）激光加工的分类4

2、激光器4

（1）激光器的结构4

（2）激光器的分类4

（3）气体激光器5

（4）固体激光器5

（5）中小功率二氧化碳激光器分类5

二、行业基本情况6

1、行业管理体制情况6

2、行业管理的主要政策7

3、中小功率激光切割设备行业概况9

（1）激光设备行业市场概况9

（2）中小功率激光切割设备市场发展简况12

三、中小功率激光切割设备构成及产业链17

1、中小功率激光切割设备的构成18

（1）光学系统18

（2）机械系统18

（3）电控系统18

（4）软件系统19

2、中小功率激光切割设备行业上游产业链情况19

（1）光学仪器制造业19

（3）电子器件制造业20

（4）软件开发业20

3、中小功率激光切割设备行业下游产业链应用20

（1）服装家纺行业22

（2）制鞋箱包行业25

（3）产业用纺织品行业25

（4）家俱装饰行业25

（5）广告工艺品行业26

（6）包装印刷行业27

（7）玻璃加工行业28

（8）金属精密加工行业28

4、上下游行业的发展状况对本行业及其发展前景的影响29

（1）上游产业对本行业的影响29

（2）下游产业对本行业的影响29

四、中小功率激光切割加工工艺的替代优势30

1、技术及经济效益优势30

2、节能环保、绿色制造优势32

五、中小功率激光切割设备市场容量分析32

1、服装家纺行业33

（1）激光裁床应用于服装行业的布料裁剪的市场容量33

（2）激光刺绣一体机应用于家纺行业的市场容量33

2、制鞋箱包行业33

3、产业用纺织品行业34

4、家俱装饰行业34

5、广告工艺品行业35

六、行业竞争格局35

1、国际市场竞争状况35

2、国内市场竞争状况36

七、行业市场化程度、所处的发展阶段37

1、行业的市场化程度37

2、行业所处的阶段37

八、进入本行业的主要障碍38

1、技术壁垒38

2、行业推广及销售服务壁垒39

3、资金壁垒39

4、品牌壁垒40

九、影响行业发展的有利因素和不利因素40

1、有利因素40

（1）国家产业政策支持及产业技术升级为该行业提供了巨大增长空间40

（2）广阔的产业发展前景41

（3）节能环保的绿色制造技术应用将是工业发展的趋势41

（4）国外发展中国家的激光设备需求对我国激光设备行业发展的机遇42

2、不利因素42

（1）上游行业的制约42

（2）市场认知程度还有待提高，行业应用尚需推广42

（3）企业规模偏小、资金实力不足42

十、行业技术水平发展状况、技术门槛及技术替代43

1、行业技术水平及技术门槛43

（1）激光器技术43

（2）软件技术43

（3）激光电源及运动控制技术44

2、技术替代44

3、激光切割行业的未来发展方向45

（1）向满足个性化需求发展45

（2）数字化全闭环控制45

十一、行业经营模式及行业特点45

1、行业的经营模式45

2、行业利润水平的变动趋势及原因46

3、行业特征46

（1）现阶段处于行业成长初期46

（2）需求的个性化特点决定行业非标准化生产模式47

（3）技术密集型47

（4）产业带动性强47

（5）季节性及周期性特征不明显48

十二、产品进口国的有关进口政策48

十三、行业主要竞争企业48

1、国际企业48

2、国内企业49

一、行业基本概念

1、激光加工

（1）激光

激光是指物质受激辐射而产生的光，激光具有良好的单色性、相干性和方向性，其特性用波长（λ）或者频率表示。

激光产生应具备三个要素：

具有亚稳态能级结构的激光介质，即激光工作物质；外界泵浦源，提供能量使上下能级间实现粒子数反转；激光谐振腔，提供正反馈，维持激光的振荡，同时提供激光的方向性。

（2）激光加工

激光加工是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料（包括金属与非金属）进行表面处理、切割、焊接、打孔及微加工等的一门加工技术，涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科。

激光加工目前已成为一种新型制造技术和手段，被誉为“永不磨损的万能加工工具”，广泛应用于服装家纺、广告工艺品、电子、汽车、机械制造、轻工、医疗器械、航空航天等领域。

（3）激光加工的分类

按照激光输出功率的高低，可将激光加工分为大功率激光加工和中小功率激光加工两种。

激光加工按照不同的用途，可分为激光切割、激光打标、激光雕刻和激光焊接等几种。

其中，激光切割是激光加工中发展最成熟、应用最广泛的激光加工技术之一。

2、激光器

激光器是产生、输出激光的器件，是激光及其技术应用的基础。

（1）激光器的结构

激光器主要由泵浦源（激励源）、激光工作物质和光学谐振腔三部分组成。

泵浦源主要有光能源、电能源等，如泵浦灯、激光二极管（LD）等；激光工作物质主要有激光晶体、半导体、二氧化碳、液体等；光学谐振腔由腔镜等激光光学镜片组成，能使受激辐射的光在光学谐振腔内多次往返、维持振荡，并最终实现激光输出。

（2）激光器的分类

按照激光工作物质类别的不同，可将激光器分为气体激光器、液体激光器、固体激光器等。

目前广泛应用的主要为气体激光器及固体激光器。

（3）气体激光器

气体激光器是以二氧化碳、氦氖等气体作为激光工作物质的激光器。

二氧化碳激光器因其效率高、光束质量好、功率范围大（几瓦至几万瓦）、能连续和脉冲输出、运行费用低等优点，成为气体激光器中最重要、应用最广泛的一种激光器。

二氧化碳激光器输出的激光波长为10.6微米，波长较长，与非金属材料的耦合效率高，易于非金属表面吸收，广泛应用于服装家纺、广告工艺品、电子、印刷等非金属材料加工行业。

此外，当气体激光器输出功率达到一定数值时，所产生的激光能量被金属材料吸收效果较好，因此大功率二氧化碳激光器设备也广泛应用于金属材料加工行业。

（4）固体激光器

固体激光器是以激光晶体等固体材料作为激光工作物质的激光器。

固体激光器主要由激光工作物质（主要是激光晶体）、泵浦源、光学谐振腔等部分组成。

固体激光器的泵浦源主要有灯泵浦、半导体激光泵浦、光纤泵浦等方式。

固体激光器输出波长较短，与金属的耦合效率高，有利于金属表面吸收，对金属加工性能良好。

因此固体激光器广泛应用于汽车、冶金、机械制造等金属加工领域。

（5）中小功率二氧化碳激光器分类

中小功率二氧化碳激光器按照密封材料来划分，主要可分为玻璃管激光器与金属管激光器两种。

玻璃管激光器的泵浦方式一般为直流激励方式，需较高的电源电压；金属管激光器的泵浦方式为射频激励方式，需较高的激励频率。

玻璃管激光器的特点是价格低廉、更换方便，但使用寿命短、出光响应速度慢、工业化生产困难。

金属管激光器是一种全金属化结构的激光器件，具有体积小、全封闭、稳定性强、寿命长、可靠性高、脉冲频率高、光束质量好，适合工业化生产等特点，是近年来工业激光市场上发展最为迅速的技术之一，其优越的技术性能增加了二氧化碳激光器作为生产工具的可能性，给激光加工带来了新的推动力。

金属管激光器与玻璃管激光器相比，最突出优点在于：

电控制特性优良、使用寿命长、功率输出高且控制精确、加工对象广泛，为激光加工获得良好的质量提供了保障

二、行业基本情况

1、行业管理体制情况

本行业行政主管部门为国家商务部及其下属分支机构，由商务部会同国家其它有关部门制定相关的产业政策和行业发展战略，指导整个行业的协同有序发展。

本行业的群众性学术组织为中国科学院组建的中国光学学会。

本行业的协会组织为原电子工业部部分研究所发起的中国光学光电子行业协会。

中国光学学会和中国光学光电子行业协会作为政府与企事业单位之间的桥梁与纽带，收集行业信息，进行产业发展的政策、环境、技术和市场等方面的研究，为政府部门决策和制定产业政策提供参考；在政府授权下，在技术产品评测、行业标准制订等方面发挥作用；为会员提供信息咨询服务，协助会员解决在发展中遇到的难题。

2、行业管理的主要政策

激光加工技术在国民经济建设中正发挥着越来越重要的作用，我国对加快发展激光加工技术十分重视，制定并实施了一系列的优惠扶持政策。

主要包括：

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020年）》中的第五部分列出了我国将重点发展的八项前沿技术，激光技术位列第七项。

《国家“十一五”规划（2006－2010年）》：

激光技术一直受到国家发展规划支持。

从“六五”到“十一五”规划期间国家都将激光技术列为专项，给予了特别关注。

《规划》指出：

保持与国际先进水平同步的技术发展态势，重点突破若干关键技术，打破制约我国激光技术产业发展的瓶颈，形成具有竞争力的激光制造产业群体。

以科技成果的转化、商品化为核心，重点解决激光单元器件、系统集成、加工工艺的核心关键技术问题。

2000年国务院颁布《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》，重点鼓励发展光机电一体化设备制造，并将大大促进激光设备的制备需求。

2000年以来，国务院先后制定的《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》、《集成电路布图设计保护条例》、《计算机软件保护条例》分别开始实施，对我国计算机软件和集成电路领域的知识产权保护起到了重要作用，有利于我国计算机软件和集成电路的技术创新和自主知识产权开发，促进了激光设备相关软件产业的发展，也带动了激光设备产业的成长。

2007年1月，国家发改委、科技部、商务部及国家知识产权局联合发布了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年）》，激光加工技术及设备被列入先进制造领域，进行优先、重点发展。

2007年3月，国务院发布《国务院关于加快发展服务业的若干意见》（国发［2007］7号），提出“加快从生产加工环节向自主研发、品牌营销等服务环节延伸，降低资源消耗，提高产品的附加值；鼓励发展专业化的科技研发、技术推广、工业设计和节能服务业。

”该意见有利于具有绿色制造优势的激光设备产业的发展。

2009年2月，国务院发布《电子信息产业调整和振兴规划》，该规划提出要大力推动业务创新和服务模式创新，积极采用信息技术改造传统产业，以新应用带动新增长。

该规划将促进与电子信息技术紧密结合的激光设备产业的发展，加快激光设备产品改造传统产业的步伐。

2009年5月，国务院先后发布了《装备制造业调整和振兴规划》、《轻工业调整和振兴规划》和《纺织工业调整和振兴规划》，强调对装备制造业、轻工业与纺织工业装备自主化扶持，推进轻工机械、纺织机械一体化，加大技术改造投入力度，推广先进制造技术，转变产业发展方式，调整产业结构。

上述规划有助于激光设备在轻工业和纺织工业等行业的加速推广。

2009年9月，国务院发布了《国务院关于进一步促进中小企业发展的若干意见》（国发［2009］36号），重点支持中小企业加快技术改造，促进高效节能环保产品、设备在中小企业的推广应用。

广大中小企业在国家政策的扶持以及自身努力下逐渐崛起，将进一步扩大对节能环保的激光设备产品的市场需求。

上述产业政策为我国高科技激光设备制造企业提供了良好的政策环境，有利于产业健康发展，尤其是有关振兴制造业、调整产业结构的政策，为激光加工技术应用带来了巨大的发展机遇。

3、中小功率激光切割设备行业概况

（1）激光设备行业市场概况

1）全球激光设备市场分析

激光在商业上的使用最早起源于美国。

20世纪80年代以后，随着经济全球化的发展，越来越多的工业化国家发现激光加工在替代传统制造技术上有着巨大的潜在需求，纷纷发展激光产业，日本及欧洲地区尤其是德国在激光产业上迅速崛起，激光的商用日趋广泛。

据有关资料统计，在欧美工业发达国家中，有70%-90%的零部件的切割和焊接都是采用激光加工方式来完成。

其后，发展中国家亦纷纷加大了对激光产业的研发投入，并在激光商用市场上占据越来越重要的位置。

以中国为例，根据《R&D》和《IEEESpectrum》杂志报告，2008年全球激光研发支出增长7.6%，其中中国增长了24%，远远超过美国3.7%的增长幅度，中国已经成为全球激光研发投入第三大国，仅次于美国和欧洲。

近年来，亚洲地区尤其是日本及中国在激光产业的高速发展促使全球商用激光销售中心转移到亚洲地区。

亚洲地区尤其是中国市场传统制造技术的产业升级和结构调整的加速，加快了激光产业的发展。

近十年来，随着激光加工技术的逐渐成熟，激光加工突出的优势在各行业的逐渐体现，全球激光设备制造业实现了较快的增长。

根据《工业激光解决方案》（ILS）统计，2008年全球激光设备销售规模约为63.6亿美元，从2001年到2008年的复合增长率达到13%。

2009年受全球经济危机影响，全球激光设备销售出现下滑，ILS预计2010年全球激光设备行业步入复苏阶段，销售额将实现小幅增长。

2001-2008年全球商用激光设备的销售情况如下图所示：

根据《工业激光解决方案》（ILS）提供的数据，2008年全球各类激光设备应用比例按数量统计，激光主要应用于标记（含雕刻）及切割用途，这两种用途的激光产品占64%左右。

2）我国激光设备市场分析

近年来，我国加大了对激光加工技术产业化的实施力度，工业企业逐渐将激光设备引入生产以替代传统加工方式或增加新的工艺，推动了激光产业稳步发展。

2001年激光设备市场销售额仅为6.32亿元，到2008年已超过30亿元，激光设备市场呈现出稳定、高速增长的态势。

2001-2008年我国激光设备销售统计如下图所示：

上图显示，我国激光设备销售市场增速较快。

2001-2008年，我国激光设备销售市场复合增长率达到26.90%。

根据《Military&Aerospace》杂志报告，2008年虽然全球商用激光市场受到经济危机的影响仅增长了3.18%，但是中国市场仍实现了21.20%的增速，远高于同期全球市场。

根据《我国中小功率激光切割设备市场现状分析及预测》，2008年我国激光加工设备销售规模约33.5亿元，其中，激光切割设备销售规模约为15亿元，占激光加工设备总销售规模的45%。

（2）中小功率激光切割设备市场发展简况

中小功率激光切割设备一般包括玻璃管激光设备、金属管激光设备和固体激光设备三类。

1）全球中小功率激光切割设备市场概况

中小功率激光切割设备市场起步较晚，至20世纪90年代初，随着激光器的普及，中小功率激光切割设备应用范围逐渐扩大，目前已广泛应用于服装家纺、产业用纺织品、制鞋箱包、广告工艺品、家俱装饰等众多传统行业，在太阳能行业中硅片的切割划片、平面显示行业中的ITO导电玻璃切割等方面的应用亦得到快速增长，并逐渐渗透至金属精密加工、绝缘产品、金属制品远程身份识别等众多新兴行业。

自2001年以来，全球中小功率激光切割设备销售市场年均增长率约30%左右，发展迅速。

2008年全球中小功率激光切割设备约占全球激光产业份额的10%，市场规模约为6.4亿美元。

2009年，受全球经济危机影响，中小功率激光切割设备市场增速有所放缓，市场规模约为6.83亿美元。

但随着全球经济的逐渐复苏以及中小功率激光切割设备应用普及率的提高，中小功率激光切割设备销售市场将进入加速增长期，预计到2013年，全球中小功率激光切割设备销售市场规模将达到17.30亿美元，如下图所示：

就全球而言，金属管激光设备普及度较高，是中小功率激光切割设备应用的主流。

2009年，金属管激光设备市场规模约占全球中小功率激光切割设备市场规模的64%，为4.4亿美元，预计至2013年，市场规模将突破11亿美元。

2）我国中小功率激光切割设备市场概况

中国处于制造业产业升级的关键时期，传统生产工艺面临着升级换代的迫切需求。

目前在服装家纺、包装印刷、家俱装饰等下游行业，激光设备的普及率尚不到2%，因此，这些下游行业的复苏、整合及产业升级将会给本行业带来巨大的市场需求。

2008年，我国中小功率激光切割设备市场销售额约为4.02亿元，约占激光设备市场销售总额的12%。

受全球经济危机影响，2009年我国中小功率激光切割设备市场增长速度放缓，销售额约4.49亿元。

随着中国制造业产业升级和技术改造的拉动，未来市场将加速增长，预计到2013年，我国中小功率激光切割设备市场销售规模将达到13.04亿元。

如下图所示：

①我国玻璃管激光设备发展概况及市场规模

目前，国内中小功率激光切割设备主要以玻璃管激光设备为主。

2009年，我国玻璃管激光设备市场规模约为3.83亿元，占中小功率激光切割设备市场规模的85.35%。

玻璃管激光器国产化程度高，价格相对较低、售后服务便捷，能很好的满足客户的普及性需求，其设备是目前我国中小功率激光切割设备应用的主要产品，未来在下游行业应用的普及性需求层面，玻璃管激光设备仍将占据主要位置，预计到2013年，我国玻璃管激光设备市场规模将达到10.34亿元，占中小功率激光切割设备市场规模的79.31%，复合增长率达28.09%。

②我国金属管激光设备发展概况及市场规模

2009年，我国金属管激光设备市场规模约为5,400万元，占中小功率激光切割设备市场规模的11.96%。

国内金属管激光设备应用比重较低，与国际市场上金属管激光设备64%的市场规模有较大差距，主要是由于长期以来，国内金属管激光器的供应一直由国外厂商所垄断，一方面，金属管激光器价位较高（约为玻璃管激光器价格的十倍以上），导致设备价格昂贵；另一方面，原厂返修费用高（2-4万元/次）、送修周期长（2-3个月），导致客户使用成本及维护成本较高。

而玻璃管激光器国产化程度高，价格相对较低、售后服务便捷，能很好的满足客户的普及性需求。

因此，国内企业立足于下游客户对中小功率激光切割设备尚处于逐步接受和普及的现状，一般主推玻璃管激光设备，在中高端应用领域对金属管激光设备则作适当的引导。

随着中小功率激光切割设备应用逐渐普及，金属管激光设备面临着高速增长的市场契机，未来其应用比重将显著提高。

其一，新的应用领域亦不断产生，如服装家纺、产业用纺织品等行业的高速切割，制鞋箱包、家俱装饰、广告工艺品等行业的动态雕花，以及包装印刷等行业的激光打孔等，金属管激光设备可很好的满足上述新领域的应用要求；其二，下游客户的需求日趋精细和复杂，中高端客户群体不断扩大，对激光切割设备的性能也提出了更高的要求；其三，我国成功突破了金属管激光器的关键技术，为金属管激光设备的大规模推广扫清了障碍。

预计到2013年，我国金属管激光设备市场规模将达到2.2亿元，占中小功率激光切割设备市场规模的16.92%，复合增长率达42.27%。

③我国固体激光设备发展概况及市场规模

2009年，我国固体激光设备市场规模约为1,200万元，占中小功率激光切割设备市场规模的2.69%。

固体激光设备可以很好应用于金属精密加工领域，未来将得到高速发展。

预计到2013年，我国固体激光设备市场规模将达到4,900万元，占中小功率激光切割设备市场规模的3.77%，复合增长率达42.03%。

我国中小功率激光切割设备市场未来将呈现出如下产品应用结构：

其一，在下游行业应用的普及性需求层面，玻璃管激光设备仍将占据主要位置；其二，在下游行业应用的新领域及中高端需求层面，随着批量化国产，金属管激光设备将实现超高速增长，并处于主导地位。

此外，固体激光设备将在金属精密加工领域得到迅速发展。

2009-2013年，我国中小功率激光设备分产品发展态势如下：

三、中小功率激光切割设备构成及产业链

中小功率激光切割设备主要由光学系统、机械系统、电控系统和软件系统组成。

因此中小功率激光切割设备产业链中涉及上游产业主要包括光学仪器制造、机械制造、电子器件制造和软件等行业。

其应用的下游行业主要包括服装家纺、制鞋箱包、产业用纺织品、家俱装饰、广告工艺品、塑料和橡胶、印刷包装、电子以及

1、中小功率激光切割设备的构成

（1）光学系统

中小功率激光切割设备中的光学系统由激光器、传导镜片、激光头、摄像头等构件组成。

其中，激光器把电能转变成光能，并产生所需的激光束，为激光设备核心部件；传导镜片和激光头将激光引向聚焦物镜并聚焦在工件上，通过焦点位置调节，使激光束准确的聚焦在加工位置，再由机械系统实现激光加工。

此外，摄像头则负责扫描和识别样板的图案，配合机械系统，保证激光加工的成品完全符合样板的样式和要求。

（2）机械系统

中小功率激光切割设备中的机械系统由床身、工作平台、传动装置、排烟装置、输送料装置、冷却装置、辅助吹气装置等构件组成。

其中，工作平台和传动装置为机械系统的重要部件。

工作平台是被切割材料的承载介质，为排烟系统等部件的安装提供安装接口；传动装置接受控制系统的指令，完成激光加工所需的各种运动。

排烟装置、输送料装置、冷却装置和辅助吹气装置构成辅助系统，辅助设备器件的正常工作。

（3）电控系统

中小功率激光切割设备中的电控系统由激光电源、开关电源、电机及驱动器、运动控制系统、光栅尺等构件组成。

其中，激光电源和运动控制系统是核心，其性能和特点决定整台激光设备的技术指标。

激光电源可控制激光器的输出功率及调制频率等参数；运动控制系统对激光头的运动进行调速控制、限位保护、动态跟踪，保证激光头按照用户需要的轨迹，实现图形的切割和雕刻加工。

（4）软件系统

软件系统由用户界面、运动控制、通信管理、视觉管理等模块组成，实现排版、控制、诊断、复位及管理等功能。

软件系统是用户对激光设备进行操作与指令控制的接口和桥梁，用以控制激光设备按照用户的要求正常工作。

2、中小功率激光切割设备行业上游产业链情况

（1）光学仪器制造业

在光学仪器制造业中，除激光器制造行业集中度较高，主要被少数厂商所垄断外，传导镜片、激光头、摄像头等制造行业竞争较为充分。

在激光器制造行业，知名的激光器制造商不多。

玻璃管激光器目前无法批量化工业生产，主要依靠手工完成，国内厂商数量较多，但规模较大的知名企业不多；金属管激光器目前主要由美国的相干公司（全球最大的激光器制造商）和新锐公司提供。

（2）机械制造业

在机械制造业中，国内生产企业众多，集中度较低，企业可以选择的面很广，在价格和供货量上不会受制于供应商。

（3）电子器件制造业

在电子器件制造业中，激光电源和运动控制系统制造行业的发展对本行业影响较大。

本行业对激光电源要求较高，能满足本行业要求的上游电源制造企业较少。

激光电源主要依靠自制，但目前可实现自制的企业较少。

国内运动控制系统模块专业制造商较多，市场竞争充分。

本行业内具备较强实力的企业一般会通过整合上游产业链，掌握运动控制系统的开发技术，从而实现对激光设备和加工工艺的有效控制。

（4）软件开发业

激光通用软件制作商较为广泛，大部分激光设备厂商选择外购方式，通过直接购买第三方软件来配合整套激光设备的工作以减少运营成本。

但由于中小功率激光切割行业尚处于成长初期阶段，行业应用广泛，客户个性化需求较强，许多行业应用软件只能通过激光企业自己开发设计。

3、中小功率激光切割设备行业下游产业链应用

中小功率激光切割设备可应用于各种非金属材料加工和金属材料精密加工领域，目前，已经在服装家纺、制鞋箱包、产业用纺织品、家俱装饰、广告工艺品以及金属精密加工等行业均得到广泛应用。

激光技术的出现及应用，改变了这些行业低效率、低附加值、低技术含量的传统加工生产模式，给这些行业带来巨大的活力。

中小功率激光切割设备在有关行业的应用情况如下表：

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（1）服装家纺行业

激光加工作为一种全新的加工方法，以其精确高效的加工、快捷简便的操作、高度的自动化程度，