激光器是指窄幅頻率的光輻射線,通過受激輻射放大和必要的反饋共振,產(chǎn)生準直、單色、相干的光束的過程及 儀器。它是通過人工方式,用光或放電等強能量激發(fā)特定的物質(zhì)而產(chǎn)生的光。激光的產(chǎn)生需要“共振結(jié)構(gòu)”,“增益介 質(zhì)”及發(fā)光來源這三個要素。1960 年,世界上第一臺紅寶石激光器誕生,標志著激光技術(shù)的起源。它與原子能、半導(dǎo) 體、計算機共同被稱為 20 世紀的現(xiàn)代四項重大發(fā)明。由于激光有著完全不同于普通光的性質(zhì),很快被廣泛應(yīng)用于各個 領(lǐng)域,并深刻影響了技術(shù)、經(jīng)濟和社會的發(fā)展和變革。激光技術(shù)也被美國科學(xué)家總結(jié)為影響全球未來發(fā)展的 18 項重大 關(guān)鍵技術(shù)之一。
根據(jù)美國科學(xué)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)與激光在相關(guān)領(lǐng) 域的市場應(yīng)用及不斷拓展相關(guān),其中最主要的是激光在信息、制造業(yè)和生命科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的貢獻:
美國與激光器相聯(lián)系的 GDP 產(chǎn)值
主要激光光源設(shè)備 | 相應(yīng)拓展領(lǐng)域 | 對應(yīng)的 GDP(萬億美元) |
半導(dǎo)體激光器、光纖激光器 | 信息、計算機、遠程商務(wù)、光纖通訊 | 4.00 |
二氧化碳激光器、光纖激光器、 飛秒超快激光器、準分子激光器 | 交通運輸、工業(yè)制造業(yè) | 1.00 |
全固態(tài)激光器、準分子激光器、 飛秒超快激光器 | 生物技術(shù)、人類健康、醫(yī)學(xué)診斷治療 | 2.50 |
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相關(guān)報告:智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國激光器市場專項調(diào)查及發(fā)展趨勢分析報告》
激光產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要包括光學(xué)材料(泵浦源、有源光纖、無源光纖器件、光隔離器、合束器等)及電子元 器件,一般原材料占激光器成本的 80%左右。
激光產(chǎn)業(yè)鏈的中游是激光器,根據(jù)發(fā)光介質(zhì)的不同,分為氣體、固體、液體、光纖激光器、半導(dǎo)體激光器等。
激光產(chǎn)業(yè)鏈的下游是激光設(shè)備,一般是激光器的 2~3 倍。根據(jù)應(yīng)用的不同,分為切割、焊接、打標、鉆孔、 醫(yī)療、顯示、通信、熔覆、清洗等。
2017 年全球激光器的市場規(guī)模為 124.3 億美元。 相比于 2016 年,增長 18.16%。同時,全球激光器的市場規(guī)模在 2013 年至 2017 年的年復(fù)合增長率達到 8.5%。
2016 年和 2021 年全球光纖激光器市場結(jié)構(gòu)
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全球激光器規(guī)模及增長率
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激光器用途十分廣泛,目前主要應(yīng)用于通訊、材料加工、研發(fā)與軍事運用、醫(yī)療美容等領(lǐng)域。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,同比增長 38.5%,占全球激光器收入的 42%,超越通訊 領(lǐng)域成為第一大激光器應(yīng)用領(lǐng)域;通信領(lǐng)域的激光器收入 42.36 億美元,占全球激光器收入的 34%;研發(fā)與軍事運用 相關(guān)的激光器收入 9.22 億美元,占全球激光器收入的 7%。
2017 年激光器市場分類占比
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2017 年工業(yè)激光器的高速增長,主要得益于光纖激光器的大幅增長。光纖激光技術(shù)不斷取得突破,行業(yè)下游需求 穩(wěn)步增長,光纖激光器行業(yè)市場規(guī)模超過 20.39 億美元,在全球工業(yè)激光器市場中占比達到 47.3%。CO2 激光器、半 導(dǎo)體激光器和固體激光器市場占比分別為 13.5%、15.2%、24.1%。
全球工業(yè)激光器規(guī)模及增長率
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激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發(fā)的物質(zhì)中放大或震蕩發(fā)射的器件。按照增益介質(zhì)的不同,激光器主 要可以分為液體激光器、氣體激光器、半導(dǎo)體激光器和固體激光器等。光纖激光器具有光電轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、 光束質(zhì)量好等特點,是當前激光技術(shù)發(fā)展的主流方向和激光產(chǎn)業(yè)應(yīng)用主力軍:
增益介質(zhì) | 泵浦方法 | 振蕩波長 | 震蕩運轉(zhuǎn) | |
液體 | 染料 | 光 | 紫外光~紅外光 | 連續(xù)、脈沖 |
氣體 | 氦氖 | 放電 | 可見光~紅外光 | 連續(xù) |
惰性氣體離子氦鎘 | 紫外光~紅外光 | 連續(xù) | ||
準分子 | 紫外光 | 脈沖 | ||
CO2 | 紅外遠光 | 連續(xù)、脈沖 | ||
化學(xué) | 化學(xué)反應(yīng) | 紅外光 | 連續(xù) | |
半導(dǎo)體 | 化合物半導(dǎo)體 | 電流 | 紫外光~紅外光 | 連續(xù)、脈沖 |
固體 | 釹;釔鋁石榴石 鐿;釔鋁石榴石 | 光 | 紅外光 | 連續(xù)、脈沖 |
鈦藍寶石 | 紫外光~紅外光 | |||
光纖 | 鉺、鐿、銩 | 光 | 紅外光 | 連續(xù)、脈沖 |
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隨著光纖激光器技術(shù)的發(fā)展和下游行業(yè)需求的增加,全球光纖激光器的總體規(guī)模從 2013 年的 8.41 億美元,增加 至 2017 年的 20.39 億元美元,年復(fù)合增長率為 24.78%。同時光纖激光器在工業(yè)激光器的比重也從 2013 年的 33.82%穩(wěn) 步提升至 2017 年的 47.26%。
全球工業(yè)用光纖激光器規(guī)模及增長率
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目前汽車領(lǐng)域是高功率激光器應(yīng)用的最大的領(lǐng)域之一,替代來自于兩方面:1)隨著汽車向輕量化、高強度發(fā)展, 高強度鋼板、合金鋼等材料被應(yīng)用至車身材料上,激光焊接相較于其他方式,效果更加優(yōu)越。2)高功率的激光切割 相比等離子切割、火焰切割優(yōu)點突出,有望取代沖床成為主流切割設(shè)備。根據(jù)智研資訊的數(shù)據(jù)顯示,目前我國汽車制 造設(shè)備市場空間預(yù)計在 1500 億元以上,其中汽車焊裝自動化設(shè)備約占整體設(shè)備投資的 25%左右,市場空間在約 400 億元人民幣。
汽車制造激光設(shè)備構(gòu)成情況
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基于激光器的高壁壘,全球光纖激光器企業(yè)主要集中在 IPG、Coherent(Rofin-Sinar)、Trumpf(SPI)、nLight、銳 科激光、創(chuàng)鑫激光、杰普特等企業(yè)中,IPG 是全球光纖激光器的龍頭,在國內(nèi)的光纖激光器市場占據(jù)了 53%的份額, 排名第二的是銳科激光的 12%。
國內(nèi)光纖激光器市場份額
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在低功率激光器領(lǐng)域,由于國內(nèi)激光器廠商的產(chǎn)品價格低廉,性 能較好,已經(jīng)基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,低功率光纖激光器國產(chǎn)化率從 2013 年的 72.2%增加到 2017 年的 97.0%,中功率領(lǐng)域 國產(chǎn)化的速度也正在逐漸增快,國內(nèi)廠商大約占據(jù) 5 成的市場份額。
光纖激光器國產(chǎn)化率
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激光器生產(chǎn)的最核心成本是原材料成本,通常占 80%以上,公司 2015 年至 2017 年公司直接材料占主營業(yè)務(wù)成本 的比例分別為 88.48%、84.77%、和 83.55%。
而光纖激光器主要由光學(xué)材料、電學(xué)材料、機械件等組成,光學(xué)材料處在核心位置,成本占比也最高。在脈沖激 光器中,核心的光學(xué)原材料是有源光纖、無源光纖器件、聲光晶體、泵浦源、光隔離器等,在連續(xù)激光器中,核心的 光學(xué)原材料是有源光纖、泵浦源、無源光纖器件、合束器等。
光纖激光器成本構(gòu)成圖
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2025-2031年中國半導(dǎo)體激光器行業(yè)市場供需態(tài)勢及前景戰(zhàn)略研判報告
《2025-2031年中國半導(dǎo)體激光器行業(yè)市場供需態(tài)勢及前景戰(zhàn)略研判報告》共八章,包含中國半導(dǎo)體激光器產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)及全產(chǎn)業(yè)鏈布局狀況研究,中國半導(dǎo)體激光器行業(yè)重點企業(yè)布局案例研究,中國半導(dǎo)體激光器行業(yè)市場及投資戰(zhàn)略規(guī)劃策略建議等內(nèi)容。



