AG平台 创鑫激光“器件先行”:转战超高功率 几时功成?

 AG平台     |      2020-02-29 12:59

然而,产业应用和商业化落地的进程却颇为漫长。1971年,世界范围内首次出现1000W商用二氧化碳激光器,上世纪70年代末期,中国首次直接进口激光器。在国外厂商的技术垄断下,中国激光器长期依赖进口。1990年就已经在发达国家实现商业化的光纤激光器,直到2005年才有国产厂商投向市场。挑战IPG等国外公司垄断地位的大戏就此上演。

在激光器这一赛道,中国尽管在技术领域代差不大,但在产业应用和商业化落地的竞争中却落后了近半个世纪。1960年,世界第一台红宝石固体激光器诞生,中国紧随其后仅用了一年时间便自研成功;随后诞生的气体激光器,中国也在1965年实现自研。

在脉冲光纤激光器赛道,创鑫激光同时具有调Q和MOPA两种技术方案的产品。结合前者成本低和后者应用广的优势,创鑫激光从2016年起就占据国产脉冲光纤激光器销售收入榜鳌头。

作为第一批进入光纤激光器产业的国内企业,创鑫激光秉持着“器件先行”的战略,实现了多个核心器件的自产,在技术门槛和成本管控上构建了竞争优势。经过十几年的发展,创鑫激光的光纤激光器销售额排名国产厂商的第二位。

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器件先行,实现自产超高功率弯道超车推荐阅读

在“器件先行”战略的支撑下,创鑫激光早在2018年之前就已经具备连续光纤激光器几乎所有核心器件的自制能力。从2017年开始,创鑫激光在低功率光纤光栅项目技术基础之上升级研发,开始攻打中高功率光纤光栅的技术堡垒。

从2018年试制,到2019年第一季度进行中批生产AG平台,最后在第二季度实现大批量产AG平台,创鑫激光的14/250光纤光栅自制率从2.88%提升至57.88%AG平台,成本节省额达到269.9万元。

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光纤激光器可进一步分类为“脉冲光纤激光器”和“连续光纤激光器”。前者峰值功率高、平均功率较低,主要应用于激光打标、激光雕刻等领域;后者虽然没有声光调制器,不强调瞬时高功率,但可以连续输出,因此可用于切割、熔覆和焊接等领域。

中国工业正处于用技术进步抵消成本上升的转型期,对生产加工设备的需求也将向更高技术水平的产品转移。创鑫激光坚持器件先行、超高功率技术弯道超车等战略,不只是放手一搏,更是立足市场长远发展,想方设法为下游创造价值的必由之路。随着激光器功率的技术指标逐渐逼近IPG等国际巨头,创鑫激光将会有更好的发展前景。

2018年,创鑫激光设计出“第三代”连续光纤激光器技术方案,提升产品性能并降低成本。

光纤光栅之所以重要,在于其技术水平决定了激光器的输出波长与带宽,直接影响激光器的激光模式和光束质量。创鑫激光在2018年3月实现高功率光纤光栅制样,并且在当年10月进行了小批量试产。在此基础之上,创鑫激光在LASSEN公司技术咨询的协助下,优化了部分工艺节点,使自产光纤光栅的生产良率提高了一倍,工艺流程时间缩短了一半。

尽管价格战能够搅动市场格局,增加营收和占有市场份额,但是长期来看,激光器仍在沿着更高功率、更稳定性能的技术路径发展。国产激光器厂商要想立于世界激光器市场的潮头,必须要依靠技术优势而不是价格优势。

掌握核心光学器件自产能力的创鑫激光,有足够的战略纵深,早在2016年,就开始规划“超高功率技术弯道超车”战略。技术优势有望使创鑫激光在竞争对手的环伺中脱颖而出。

激光产业链(来源:创鑫激光招股书)

作为较早进入该赛道的国内厂商,创鑫激光在两种光纤激光器上均有丰富的产品和技术积累,并取得了较高的市场地位。

激光产业链(来源:创鑫激光招股书)

之所以能在强手如云的光纤激光器领域跻身头部,源于创鑫激光坚持“器件先行”的战略,实现了光纤激光器多个核心光学器件的自产。核心光学器件占整个激光器成本的60%以上,其技术水平直接决定了激光器的输出功率水平和性能参数。

2016-2019H1创鑫激光主要财务指标

创鑫激光重点发力的光纤激光器,是目前工业激光器中市场份额最大的门类。根据Strategies Unlimited公布的数据,2018年全球工业用光纤激光器销售收入达26亿美元,在工业用激光器销售额中占比过半。

编辑|常亮

在国内厂商的挑战下,IPG虽然掌握技术优势,却没能讨到半点便宜。2019年第一季度,IPG在中国市场的营收为1.15亿元,同比下降24%,净利润为0.55亿美元,同比下降48%。中国市场的挫折严重拖累了IPG整体业绩,第一季度总营收为3.15亿美元,同比下滑12%。

与“第二代”双包层连续光纤激光器相比,“第三代”技术方案采用了能够承受更高功率泵浦光的光纤材料,能够提高单模块的功率和能量密度。在新技术方案的加持下,创鑫激光率先在国内推出4000W单模块连续光纤激光器和25000W多模块连续光纤激光器。

创鑫激光的情况如出一辙:前三季度的营业收入达到6.96亿元,同比增长35.49%;但净利润同比下滑15.64%,为6280.6万元。在激烈的价格战中,创鑫激光的脉冲光纤激光器和连续光纤激光器平均价格的降幅均接近15%,不仅压缩了创鑫激光的盈利空间,也使其丢掉了国内脉冲光纤激光器销售收入第一的位置。

然而,随着市场份额进一步向头部厂商集中,国内光纤激光器市场进入了“刺刀见红”的肉搏战,价格战直接影响到创鑫激光等头部厂商的盈利能力。创鑫激光早就践行的“超高功率技术弯道超车”战略,能否帮助创鑫激光杀出重围?

尽管国内工业领域对光纤激光器的需求依然旺盛,但随着市场成熟度的不断提升,竞争也逐渐加剧,逐渐走向寡头垄断的产业格局。根据《2019中国激光产业发展报告》,国内市场前六大厂商的市场占比高达96.5%,仅排名第一的IPG就占据了50.1%。

在这样的市场格局下,头部厂商若想增长只能参与“存量博弈”,价格战的大幕由此拉开。

轻舟已过万重山,我国激光器厂商蓬勃发展,部分跻身行业前列,已有与进口产品“掰手腕”的能力。 

在核心零部件自产的加持下,创鑫激光的营收高速增长,从2016年的4.22亿元增长至2018年的7.08亿元,在光纤激光器国内市场仅次于IPG和锐科激光(300747.SZ)。

尽管如此,本土大厂亦内伤不小。国内光纤激光器头部厂商锐科激光即是一例:根据2019年度业绩预告,锐科激光归属上市公司股东的净利润同比下滑22.32%-26.94%。同时,锐科激光还确定了要以“进一步扩大市场份额”作为年度产业发展的首要目标,因此调整了产品价格,适当降低毛利率。

2016-2019H1创鑫激光主要财务指标

通过自主研发,创鑫激光在2016年实现利用cos芯片自主封装泵源的技术,但仍然需要采购cos芯片封装和外购泵源才能满足正常需求;2017年,创鑫激光实现利用芯片和热沉等材料自制cos芯片封装泵源;到2018年,创鑫激光通过18W芯片制造方案,进一步降低泵源生产成本。堪称一年一个台阶。

激光器行业位于激光产业中游,其上游为光学材料、光学器件、数控系统以及电学器件生产企业;下游是将各部件集成出品的激光加工设备生产商。

2019年,创鑫激光更进一步,从中国科学院光电研究院检验中心取得5000W单模块连续光纤激光器和35000W多模块连续光纤激光器的《检验报告》。除了技术上的攀登外,创鑫激光还实现了30000W多模块连续光纤激光器的销售,推进其超高功率激光器商业化进程。

举例来讲,泵源既可以作为工业半导体激光器的直接光源,也可以作为泵浦光源,将光从较低能级转向较高能级。因此其技术水平直接决定了光纤激光器的功率大小水平,在光纤激光器的成本中占比35%。泵源由芯片组件和壳体等结构件组成,其中芯片组件则由cos芯片和配件组成。

撰文|夏一哲

成立于2004年的创鑫激光就是挑战者之一:从2005年开始探索光纤激光器相关技术,到2008年实现国产光纤激光器商业化大规模应用。国产的意义,不仅在于掌握相关技术的战略价值,更意味着不断放大国内市场的规模优势,持续降低成本,最终惠及产业链下游,推动国内制造厂商对激光技术和设备的广泛运用。

从2017年到2018年,创鑫激光采购cos芯片的金额从5298.3万元降低到932.3万元,并在2019年上半年进一步降低至2.2万元。采购泵源的金额也从2016年的2739.9万元降低至2019年上半年的108.6万元,逐渐摆脱外部依赖。

在工作状态下,有源光纤需要通过吸收泵源提供的能量,再经过有源光纤和光纤光栅组成的谐振腔激励放大后才能输出激光。目前,创鑫激光已经完全掌握泵源、合束器、光纤光栅、激光输出头、声光调制器等核心光学器件自主生产技术,形成完整的竞争优势。

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