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消費類產品應用

根據BBC Research 報告顯示,預計2020年全球工業激光器市場規模將達63億美元,其中,消費電子領域將成為工業激光器最大的終端應用產業,市場份額有望達20億美元。電子消費產品內置各種復雜精密的集成技術,給激光制造業帶來了巨大的挑戰與機遇。激光技術采用非接觸性加工方式,不會產生機械應力,同比復合電子行業加工需求。另外,憑借其高效率、高精度、人影響區小,無污染等優勢,激光加工技術被廣泛應用電子工業。

據悉,約70%的手機加工制造環節都應用到激光技術,超過20種不同的工藝及相關的制造設備。尤其是隨著近年來高功率、深紫外、超快激光器加工等技術的發展,推動了智能手機制造技術的飛躍。光大證券認為,這與激光工藝特性及手機精密制造需求息息相關。激光加工憑借功率密度高、方向性好、清潔、高效、環保等優勢,在手機制造中逐漸取代傳統技術。

例如,精密激光切割在加工智能手機的眾多結構元素,如Home鍵、藍寶石屏、TFT液晶屏、AMOLED屏、玻璃蓋板、PCB電路板等激光加工都在眾方面有用武之地,另外,電子元器件集成化要求越來越高、設計愈發傾向微小化,許多精細的深孔都需要激光鉆孔。激光鉆孔尤其適用加工微細深孔,最小孔徑只有幾微米,深孔和空凈比可大于50微米。

PCB產業產值占電子元件總產值的四分之一左右,而FPC板又是PCB行業中增長最快的子行業之一,在PCB行業中,激光標記應用呈現快速增長趨勢。FPC加工中激光切割、打孔都廣泛應用。

脆性材料都需要激光加工

根據CINNO Research 的預期,2018年全面屏在智能機市場的滲透率將會升至50%,2021年將達93%,但相對應的卻是其制作工藝的復雜與艱難,一般來說,全面屏手機的設計可分為異形屏與非異形屏,而異形屏必須用異性切割方案才能實現。

隨著面板行業對其精度的不斷提升,未來激光設備的需求也隨之提高,OLED面板是新時代的顯示技術,從國內來看,京東方等產商相繼宣布量產也表明未來OLED面板將會成為行業主流,OLED面板設計的激光制程高達17-18個之多,隨之三星Note 8和蘋果IPhone X等高端旗艦手機機型的發布,OLED全面屏無疑成為2017年業界和消費者關注的扔點,這是十年以來蘋果首次放棄LCD屏,除三星、蘋果外,華為、OPPO 、小米等中國品牌正在努力實現產品轉型,手機正在往高端化和差異化發展,而OLED屏這是產品升級的需求,據不完全統計,截至2017年上半年在中國上市的OLED屏手機已有30多款。

柔性切割和劃線以及異性切割采用超快紫外激光器,超快激光具有超快速度和超高峰值,獲得傳統激光無法比擬的高精度、低損傷,比傳統刀輪切割優勢更為明顯,也將是未來柔性切割的主要方式。此外,激光退火、激光剝離、激光修復都是面板領域重要應用,全球已經量產的AMOLED產品基本都使用了激光退火技術,韓國OLED激光設備廠商的準分子激光器也是采用激光剝離技術,設備單價高達數千萬。OLED面板在完成老化制程后,需對其顯示缺陷進行檢查標記,并對可修復的顯示缺陷進行修復,利用發射的激光束對顯示缺陷進行精準修復。

激光加工增強汽車牢固性和安全性

激光焊接工業在汽車工業領域得到重視和廣泛應用,其中汽車覆蓋件是激光焊接五大類之一,激光焊接運用于汽車客運降低車身重量、提高車身裝備精度、增加車身剛度、降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本,20世紀90年代BMW公司、德國大眾利用激光焊接中長度分別達12M、70M。隨后奧迪、速騰、高爾夫、豐田、寶馬、奔馳等公司陸續采用激光焊接技術。

以德國大眾VW Phaeton的車門焊接為例,為保證強度的同時減輕車門重量,大眾公司采用沖壓、鑄件和擠壓成型的鋁件。車門的焊縫總長4980nm,現在的工藝是7條MIG焊縫、11條激光焊縫、48條激光—MIG復合焊縫,分別達380mm、1030mm、3570mm。動力電池對焊接技術要求很高,智能汽車有望成為下一代智能設備增長點,根據中國產業信息網的數據,到2020年新能源汽車銷量有望達210萬輛,滲透率6%,到2030年銷量達1520萬輛,滲透率達40%,德國技術2030年全部置換新能源汽車,廢棄燃料車。未來隨著動力電池的需求不斷擴大,其焊接業務將迎來新的成長空間。

激光焊接可直接擁有傳統消費電子、電子工具、電動自行車、儲能電站、以及新能源汽車領域,激光焊接不同工藝或類型的焊接設備價值數額在數十萬位至數百萬位人民幣,在電池廠投入中占比5-15%,在電池組PCAK廠投入占比10-40%不等。

半導體:先進制程離不開激光加工

激光在半導體更小更精密的圍觀世界里,發揮至關重要的作用,例如,激光蝕刻出微細的溝槽,可將幾百塊芯片緊密的壓縮在一起,裝配在晶圓上;極紫外光可用于生產小于16納悶的芯片;激光刻將產品信息快速標記于極小的空間中;超短脈沖從激光器能快速地在多層基本上轉出大量細小的孔眼。

根據Gartner數據,2017年全球半導體銷售收入達4204億美元,同比增長21.5%,IC insights預測2018年,半導體行業將繼續增長14%,達5091億美元(數據顯示2018年1-5月半導體行業增長接近20%)。預計未來3年仍有望保持穩定增長,預計CAGR有望達5%。

根據所使用的光源改進,光刻機經歷了5帶產品的發展,每次光源的改進都顯著提升了光刻機錯能實現的最小工藝節點,最初的光刻機可滿足0.8-0.35微米制程芯片的生產,現在第五代EUV光刻機可將工藝節點推向7NM、5NM水平。

海外廠商激光產業的風向標

全球激光產業格局鮮明,德國通快TRUMPF穩居第一,Coherent收購Rofin后成為全球第二大激光廠商。

IPG是全球第一家實現光纖激光器產業化的企業產品線豐富、產品類型包括高、中、低功率光纖激光器,在高功率光纖激光器的優勢尤為突出,IPG2017年實現營收、凈利潤分別為14.09億美元3.48億美元,同比增長分別為40.02%、33.31%。其6千瓦以上的高功率激光光源2017年銷售額增長超一倍,占高功率收入30%以上,IPG焊接領域擁有明顯技術優勢,2017年市場快速擴張。IPG掌握了光纖激光器的核心模塊技術,是一家典型的垂直整合公司,其技術均是IPG研發,IPG實現自研生產,使得IPG生產高輸出功率和卓越光速質量產品的同時,也能將成為更加低廉。

相干公司(Coherent)自準分子激光器營收占公司總營收一半以上,2016年3月Coherent收購Rofin,開始進入高功率光纖激光器領域。2017年全年實現營收、凈利潤分別為17.23億美元、2.07億美元,同比增長分別為101%、136.71%,Coherent爆發主要源于OLED訂單的迅速增長大幅推升了微電子業務部門的訂單。Coherent是激光退火設備的旗幟,幾乎壟斷該設備,在三星、LG、京東方OLED生產線中,都在使用Coherent激光退火設備。

德國快通(TRUMPF),上世紀60年代,涉足激光領域,80年代造出業界領先的激光器,此后30年保持持續發展和增長,2016/2017財年,銷售額31億歐元,同比增長10.8%、訂單收入34億歐元,同比增長21.1%。目前集團總收入的2/3與激光器有關,目前在激光機構領域排名全球第一、機床制造全球排名第三的企業。德國快通持續創新和專注專業的生產方法和不斷改革,1997年發明的以自動控制折彎ACB的角度測量系統和2004年發明的四液壓缸驅動技術,都是彎折領域的兩大里程碑,2017年,公司研發支出超318百萬歐元,占收入的10.2%,擁有1843名研發人員。

雖然我國激光技術與國外激光技術仍有一定差距,但值得一提的是,大陸廠商大族激光近兩年正在快速發展,我國其他優質廠商也逐漸崛起,有望迎來新一輪的中國先進制造,中國廠商要想在市場獲得更高的市場份額,打破壟斷真的需要花費更多的投資,研發更具有性價比的激光設備。


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公司產品涵蓋全功率系列的激光切割系統、激光焊接塑料系統、激光雕刻系統,公司憑借雄厚技術實力,以及多年行業經驗積累,已經在高端激光精密微加工行業,如車燈焊接、汽車塑料件3D焊接、激光清洗、車燈澆口切割,汽車內飾件切割等方面擁有自主知識產權,可以完全替代國外同類型激光設備的產品。 

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