本文作者东兴证券分析师龙海敏，仅供交流学习之用，感谢分享！
激光的产生从原理上是物质受到能量激发，然后释放出更大能量的过程。从具体实现的过程上，物质的基本结构是原子，原子由中心带正电荷的原子核和周围带负电的电子构成。电子可以通过吸收或者释放能量来实现能阶跃迁，当电子吸收一个光子时，电子会向外跃迁到能量较高的能阶。相对应的，当电子从高能阶跃迁到低能阶时，电子也会释放出一个光子。而激光则利用外来的光子诱发电子由高能阶向低能阶跃迁，这样诱发的光子加上电子跃迁所释放的光子会产生两个光子，实现受激放大。依据激光的产生原理，通过各种工艺实现了各类激光器。激光的使用方向，则主要分为能量激光和信息激光两类，其中能量激光主要用于材料加工领域使用的切割和焊接，视网膜脱落修复、白内障手术，以及军事上的激光炮，而光通信、激光扫描、激光制导等应用场景则利用激光的信息特性。按照激光器增益介质的不一样，激光器主要可以分为液体激光器、气体激光器、半导体激光器和固体激光器，各种激光器的增益方式和泵浦方法都不尽相同，其中转换效率是最重要的评价指标之一，其中半导体激光器的转化效率最高，未来可能成为激光器的发展方向，但与当今主流的光纤激光器对比，半导体激光器的技术发展还不够完善，光束质量不如光纤激光器。 光纤激光器也是固体激光器的一种，光纤激光器是指以掺有稀土离子的增益光纤作为增益介质，增益光纤固定在两个光纤光栅之间构成谐振腔，泵源通电产生的泵浦光传输至掺有稀土离子的增益光纤中，当泵浦光穿过增益光纤时，增益光纤中的稀土离子会吸收泵浦光，其电子被激励到较高的激发能级，实现离子数反转，反转后的粒子以辐射形成从高能级转移到基态后从纤芯中输出激光。 光纤激光器从原理上具有结构简单的优点，这直接降低激光器的原材料成本，在使用过程中，光纤激光器除了电能，也不需要其他额外的耗材，进一步降低激光器的使用成本，另外得益于全封装的结构，激光器的维 护成本也大大降低。
改革开放以来，我国依靠人口红利逐步成为世界的制造工厂。新世纪开始后，人口红利逐步升级成工程师红利，再结合我国加入 WTO的契机，制造业获得了飞速发展，我国成为了实力雄厚的制造大国。同时制造大国的历史背景也积累了国内大量的中低端加工需求，中低端加工的产品利润率低，从而对加工成本十分敏感，传统的激光加工作为高端加工方式，不能惠及国内大量的加工产业，随着激光技术进步和激光器的国产化，促进了激光加工设备价格的大幅下降，满足国内大量的加工需求，使国内激光加工设备销售规模获得持久高 速增长。激光器作为整个设备中价格最高的核心零部件，它的国产化带来了整个设备成本的大幅下降，从而带来了激光设备行业的蓬勃发展。国内激光设备的销售规模由 2011 年的117 亿元上升到 2018 年的 605 亿元， 7 年复合增长率高达 26%。
激光加工产业的上游主要由激光器以及组成激光器的核心元器件构成，加上结构件和数控系统。产业链的中游是激光加工设备，即将零部件组装成为一台可以进行激光加工的设备。产业链下游面向各个行业的终端需求，根据不同应用场景的区别，对设备有一定定制化的需求。国内大量中低端的加工需求，造就整个激光加工产业链向国内进行转移。以集中度很高的光纤激光器行业来分析，龙头 IPG 占据了绝大部分市场，通过分析它的收入变化也基本能确定整个行业的转移情况。从2013年开始，中国大陆地区的收入增速为30%左右，2017年达到了63%，而其他地区的收入增速平均不到15%。另外从收入体量来看，2013 年中国大陆收入为 11.7 亿，占公司总收入 30%，到 2017年中国大陆收入规模超过 40 亿，占公司总收入的 44%，中国大陆市场的增长现象十分明显。
国内激光产业近年来增长迅速，形成了珠三角（以中小功率激光加工机床为主）、长三角（以大功率激光切割焊接设备为主）、华中地区（覆盖大、中、小激光加工设备）、环渤海地区（大功率激光熔覆和全固态激光为主）四大激光产业带，涌现了像大族激光、华工科技等一系列优秀的激光行业代表企业，但这些企业大多数还是集中于下游集成环节，技术实力有较大提升空间。激光器行业进入有壁垒，市场集中度高，全球激光行业市场规模呈现加速增长的趋势，随着制造业的不断升级，激光作为一种新型、高效的工具获得了广泛应用，尤其是在 2015 年以后，激光行业市场规模获得了加速增长的趋势，截止 2018 年市场规模达 138 亿美元。材料加工是制造业升级的最主要领域，截止2018年的分类数据，材料加工涵盖了激光 45%的使用场景，市场空间为 61.6 亿美元，现在材料加工领域中使用最多的是切割，其次是金属焊接、打标、半导体生产等。光纤激光器由于结构简单、光电转化效率高、光束质量好等优点正逐渐占据主流的市场份额，从统计数据来看，2017 和 2018 年光纤激光器占工业激光器比例分别为50.5%和51.5%，已经占比超过一半。毋庸置疑，未来光纤激光器将成为主流的激光器产品。当前国内光纤激光器的市场份额主要由 IPG 占据，国内市占率接近 50%，以锐科激光为首的国内企业市占率 在迅速提升，其中锐科的市占率从 2017 年的 12%提升到了 18%，增长速度明显。
从发展阶段来看，国内的激光器生产企业基本是后起之秀，进步迅速的同时也脱离不开底蕴不足和经验积累 欠缺的弱点，整体还处于追赶者的局面。
激光与原子能、半导体、计算机共同被视为 20 世纪的现代四项重大发明，对社会的发展和科技的进步产生了重大的影响，带来了生产方式的变革，光加工相对于传统的机械加工具备高效、环保、精细度高等优点，生产方式的变革必然是用光加工来全面替代机械加工。
基于光加工在各行各业具备普遍适用的特点，激光在各种领域的应用市场广阔。据美国科学和技术政策办公室 2010 年分析和统计，美国当年 GDP 的 50%（约 7.50 万亿美元）与激光在相关领域的市场应用及不断广 泛拓展相关。 激光加工设备的进入门槛不高，激光器和控制系统都可以外购，大部分激光设备商进行的是组装工作，按照客户的要求选取相应的激光器，将零部件与机械结构件进行组装，最终完成产品的交付。
准入门槛不高，也就带来同质化竞争激烈，整体上优先进入的企业更容易依靠规模化效应，来拉开与后续进入者的距离，从收入规模来看，同样国内的企业差距也会十分巨大。
现有的竞争格局是龙头优势明显，以收入规模来看，龙头企业通快的收入远大于其他企业，这也是多年底蕴所造就的综合供应商优势，国内激光设备龙头为大族激光，得益于消费电子产业在国内的发展，大族激光的收入规模已经可以并肩国际一流激光设备企业。
德国通快（trumpf）是全球激光设备龙头，同时发展历史悠久，企业保持了持续的竞争力。
从通快发展历程来看，业务全部聚焦于加工设备领域，不断用新技术来提高产品价值，加强设备生产和创新能力，并积极拓展应用领域，在很多高精尖的领域均崭露头角，例如在最新的财年报告中，通快在半导体加工设备中最核心的极紫外（EUV）光刻机领域实现收入 4.88 亿欧元，主要来源于向 ASML 的产品销售。
通快公司能够长期处于行业领先的位置，技术领先是必要的条件，这需要长期的研发投入，通快的研发费用占比平均在10%，最新财年总计研发费用为3.96亿欧元。 德国通快最初以医用和工业用途的挠性轴起家，之后逐步开始做一些用于简单加工的手动机床和剪床，机床的制作使通快公司积累了丰富的机械加工技术。数控系统是扎根于机床技术中的创新，对于机床加工有了深入理解后为了提高效率进行的自主创新，这是技术积累的水到渠成，之后发展过程中不断应用新的技术来提高加工效率，延伸产品范围，出现了等离子切割和激光切割等设备。综合看来，通快公司首先扎根于主业，将自身的核心竞争力不断加强，同时也以开放的心态关注技术的进步，不断使自身的设备符合技术的发展潮 流，设备广泛应用于众多行业。
3.1 激光装备依靠下游快速发展，将涌现出细分领域的龙头企业
激光器是通用性产品，便于批量化和标准化的制造，业务规模能够快速提升，从而带来激光设备也在一个层级上实现快速的推广，从国内的市场空间来看，激光器属于百亿级的市场空间，而设备至少是千亿级别的，市场空间的广阔更容易诞生伟大公司。 未来激光设备的竞争格局必然出现多细分、多龙头的局面，核心在于设备依附于下游所服务行业的壮大。国内龙头大族激光的发展得益于消费电子行业在国内的爆发，激光设备新秀帝尔激光表现也十分亮眼，得益于光伏行业近几年的蓬勃发展，基于这样的发展趋势，下游行业扩张之时，带来的加工需求也必然爆发，能够 满足这种加工需求的激光设备商能够快速获得发展和壮大。从下游市场的集中度而言，中国的市场不论是内生出来还是承接了产业转移，都具备一个广阔的发展空间，具备孕育这些优秀企业的肥沃土壤，技术储备扎 实的企业，将获得优先成长的先机。
激光加工产业发展要突破层级来进行扩张，瓶颈在于应用场景的突破。核心在于激光设备厂商要满足终端客户的需求，甚至培养终端客户的使用习惯，即需要集成出适应新应用场景的定制化设备，设备集成商的核心在于从单一的设备提供商变成综合的方案解决商，通过差异化使企业从同质化竞争激烈的设备行业脱颖而出，建立起自身的核心竞争力。
工业激光器在材料加工中进行大规模应用的时间还不长，主要还集中于切割领域。从材料加工的应用领域来看，切割大多集中于粗加工阶段，粗加工设备的价值量也相对较低，向复杂度和精细度更高的加工场景拓展 是行业的发展方向。
通过对比海外优秀的设备企业，企业需要通过持续稳定的研发投入来保持技术的领先性。国内企业不仅在研发投入的绝对值上远不及需要追赶的同行，在研发投入的比例上也有很大的欠缺。中国制造由大转强，必然需要技术实力的增强，这样才能占据产业链的核心位置，最终参与甚至主导整个行业的发展方向，实现有效研发投入比例的提高，这样设备企业才能有序进行“研发一代，储备一代，销售一代”的可持续性发展战略。
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