激光加工是激光技术的工业应用,将一定功率的激光聚焦于被加工物体上,使激光与物体相互作用,加热、熔化或气化被加工物质,达到加工目的。
激光加工是一种典型的无接触式加工,与其他加工方式相比具有后续工艺少、可控性好、易于集成、加工效率高、材料损耗小、环境污染低、高柔性、高质量等显著优点。
激光加工设备是集多种高新技术于一体的高科技产品,几乎存在于所有工业部门,体现着一个国家的生产加工能力、装备水平和竞争能力,因此激光加工设备制造行业是当今各个国家最为关注和发展最为迅速的行业之一。
按激光器性质不同,可将激光加工设备分为气体激光器类、固体激光器类、半导体激光器类、液体激光器类、化学激光器类、自由电子激光器类等;按功能的不同可分为激光焊接机、激光雕刻机、激光切割机、激光打标机等。
近年来,中国激光加工设备制造行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。
国家陆续出台了多项政策,鼓励激光加工设备行业的发展与创新。例如,2023年6月,工信部等五部门印发《制造业可靠性提升实施意见》,提出要重点提升立/卧式加工中心、五轴联动加工中心、车铣复合加工中心、重型数控机床、大型压铸机、液压/伺服压力机、激光焊接与切割装备、真空热处理炉、增材制造等工业母机,大型高端智能农机、丘陵山区小型适用农机等农机装备,工业机器人等产品的可靠性水平。
2024年1月,工信部等七部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,提出要发展智能制造、生物制造、纳米制造、激光制造、循环制造,突破智能控制、智能传感、模拟仿真等关键核心技术,推广柔性制造、共享制造等模式,推动工业互联网、工业元宇宙等发展。
激光加工设备制造行业产业链上游为材料及零部件供应环节,主要包括光学材料、光学器件、数控系统、电学器件等,其中,光学材料包括晶体材料、特种光纤等;光学器件包括激光器、光纤放大器等;数控系统包括伺服电机、主控制板等;电学器件包括连续电源、脉冲电源等。
中游为激光加工设备生产供应环节,主要包括焊接设备、切割设备、打标设备、雕刻设备等。下游广泛应用于汽车、机械、电子、印刷、医疗、光伏、锂电、军工、半导体、航空航天等领域。
激光器是激光加工设备的心脏,激光器的性能直接影响激光加工设备的品质和使用效果,尤其在超精密加工应用领域。得益于政策利好,以及随着智能设备、消费电子、新能源等领域对激光器的需求不断增长以及医疗、美容仪器设备等新兴应用领域的持续拓展,我国激光器市场规模保持稳定增长。
数据统计,我国激光器市场规模从2019年的702亿元增长至2023年的1210亿元,年复合增长率为14.58%,预计2024年中国光纤激光器行业市场规模将达到1455亿元。未来,随着自动化、智能制造和新能源等应用的快速增长,更多新兴企业将进入激光器市场,带动行业市场规模增长。
汽车工业作为激光加工设备制造行业的下游应用领域之一,其庞大的产业规模和对精密制造的高要求为激光加工技术提供了广阔的应用空间。在汽车制造过程中,激光加工技术被广泛应用于车身焊接、表面处理、零部件切割等关键工艺环节。尤其在新能源汽车快速发展的背景下,激光加工在动力电池焊接、轻量化材料加工等新兴领域展现出独特优势。
中国汽车工业协会数据显示,2015-2017年中国汽车工业产销量逐年增长,2018年以来,受购置税优惠政策全面退出、宏观经济增速回落等因素的影响,我国汽车产业面临较大的压力。
特别是2020年疫情的突发,进一步加剧了汽车行业困境,导致汽车产销两端承压,产业链供应链受到严重冲击,产销量分别下降至2522.5万辆和2531.1万辆。2021年以来,供应端芯片供应不足、原材料价格高位运行等问题逐步改善,中国汽车产销量开始恢复增长。
2024年,中国汽车产销量分别完成3128.2万辆和3143.6万辆,同比分别增长3.7%和4.5%。
2025年1月,中国汽车产销量分别完成245万辆和242.3万辆,产量同比增长1.7%,销量同比下降0.6%。随着汽车产销量的持续增长,对激光加工设备制造行业的精度、效率和可靠性提出了更高的要求,进一步推动了激光加工技术的创新发展。
近年来,受宏观经济发展、制造业产业升级、国家政策支持等因素影响,我国已经成为迄今为止全球最大的工业激光市场。与此同时,随着“中国制造2025”的提出,中国经济的持续增长和中国制造产业的发展对激光加工设备行业的市场需求产生有力的拉动作用,并对激光加工设备行业的技术创新创造有利条件。
在近年来行业国产化率提升,行业下游领域快速发展,特别是钣金切割需求的显著增长,以及微电子制造业的蓬勃发展的驱动下,我国激光加工设备行业市场规模的快速增长。数据显示,2024年中国激光加工设备行业市场规模约为899亿元。
从市场结构方面来看,激光切割设备是我国激光加工设备最大的细分领域,市场占比在39.27%左右,其次为激光焊接设备和激光雕刻设备,市场占比分别为15.93%和11.77%。
激光加工设备是世界各国重点发展和竞争的领域。由于行业起步较晚且激光技术壁垒较高,此前我国激光加工设备多依赖进口。近年来国内厂商纷纷加大自主研发力度,我国激光加工设备行业逐渐步入成长阶段,国产化程度逐年提升,进口依赖度下降。
同时,随着产品质量升级,我国逐渐成为激光加工设备主要出口国之一。近年来,我国激光加工设备进口规模整体呈下降趋势,而出口规模整体呈上升趋势。数据显示,2024年我国激光加工设备进口量为0.62万台,出口量为61.49万台;我国激光加工设备进口金额为5.66亿美元,出口金额为19.89亿美元。
目前,我国激光加工设备制造市场格局分散、议价能力较差。受限于激光行业在国内起步较晚,技术水平相对国外发达国家较低,因此,国内企业主要集中在低功率激光加工设备市场,目前已经具备较强的竞争优势,但高功率激光加工设备方面仍有不小差距。加上激光切割设备、激光打标设备等国内主要细分市场通用性较强,门槛较低,本土中小企业众多,进而使得我国激光加工设备制造整体市场较为分散。
未来我国激光加工设备市场趋势将会朝着下面几个方面发展:
1、技术创新与高端化发展
中国激光加工设备制造行业正加速向高端化、智能化方向迈进。随着光纤激光器、超快激光器等核心技术的持续突破,行业将迎来新一轮技术升级。高功率激光器在厚板切割、焊接等领域的应用将更加广泛,预计到2025年,国产万瓦级光纤激光器的市场占有率将超过70%。同时,超快激光器在精密微加工领域的应用将显著扩大,推动3C电子、半导体等行业的工艺革新。此外,人工智能、大数据等技术的深度融合,将推动激光加工设备向智能化、数字化方向发展,实现加工过程的精准控制和实时优化,进一步提升生产效率和产品质量。
2、应用领域多元化扩展
激光加工设备的应用场景正从传统制造业向新兴领域快速延伸。在新能源汽车领域,激光焊接技术在动力电池、电机等核心部件的制造中发挥关键作用;在航空航天领域,激光增材制造为复杂结构件的加工提供了创新解决方案;在医疗健康领域,激光微加工技术助力高端医疗器械的精密制造。此外,随着5G通信、新型显示等产业的快速发展,激光加工技术将在更多高精尖领域找到用武之地。
3、产业链系统与国际化布局
中国激光加工设备制造行业将呈现全产业链协同发展的新格局。上游核心器件国产化进程加快,中游设备制造商加强技术创新,下游应用企业深化合作,形成良性互动。国内企业将加大在激光器、光学器件等核心部件的研发投入,力争到2025年实现关键部件国产化率达到80%以上。同时,行业龙头企业将通过并购重组、战略合作等方式,整合产业链资源,提升整体竞争力。在国际市场方面,中国激光企业将加快“走出去”步伐,通过设立海外研发中心、建立全球销售网络等方式,提升国际市场份额。
总之,展望未来,中国激光加工设备制造业有望继续沿着高端化、智能化的方向发展,同时扩大在新兴领域的应用范围,如新能源汽车、航空航天和医疗健康等。这不仅有助于满足国内市场需求,也将为中国企业在全球竞争中赢得更多机遇。