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从激光焊接产业链环节来看:1)上游:核心部件为激光器、数控系统、机械部件、电源部件等,其中:激光器作为激光加工的“心脏”,是激光加工设备核心动力来源,主要企业包括:IPG、锐科激光、创鑫激光、杰普特等;数控系统为工业机器人的“大脑”,主要通过运动控制核心算法、软件控制技术、硬件控制技术等控制工业机器人运动,直接决定着工业机器人的稳定性与精确性,主要成熟及储备参与企业如:Scanlab、金橙子、柏楚电子等;2)中游:主要为激光焊接设备,分为手持焊及自动化集成焊接设备,其中,手持焊设备企业,如:IPG、光惠激光、铭镭激光等,自动化集成焊接设备企业,如:通快、联赢激光、大族激光、华工科技、逸飞激光等;3)下游:为各类应用场景,涵盖消费电子、动力电池、汽车等等。
2022 年激光焊接设备市场规模 83.1亿元,下游市场中动力电池、汽车、消费电子等占比居多。激光焊接在动力电池、汽车、消费电子等领域应用逐渐增加,2022 年国内激光焊接成套设备市场销售收入为 83.1亿元,2018-2022年CAGR为 24.85%。从下游应用行业来看,2022年市场中动力电池激光焊接设备占比提升至 50%,未来随着汽车焊接消费电子激光焊接、手持激光焊发展,预计激光焊接仍将保持快速增长,根据《2023中国激光产业发展报告》数据,2023年市场空间达到约104.8亿元。
3C行业内,随着电子技术、5G 技术和人工智能的发展,全球电子消费产品向智能化、轻薄化、无线化等方向不断更新换代,功能广度及技术精度愈发提升,对精密加工的需求也随之增长。尤其在光通信领域,对加工精度的要求更高。激光焊接具备非接触、高精度、焊缝牢固、生产效率高、柔性化等特性,能够实现消费电子产品的精细微加工,可以有效满足3C产品快速高效、稳定可靠、外形美观的整体要求,未来将进一步代替传统焊接,在下游驱动下高速发展。
欧盟《新电池法》生效,强化可拆卸和可更换性,钢壳电池可拆卸、环境友好,《新电池法》将加快其应用进程,带动对激光焊接的需求。2023年8月17日,欧盟颁布的《电池与废电池法规》(下称《新电池法》)正式生效,旨在推动可持续发展和减少环境影响《新电池法》对电池的可持续性、性能和标签提出了更严格的要求。欧洲议会议员指出,“到2024年,智能手机等设备的便携式电池和 LMT的电池必须能被消费者和独立运营商轻松安全地移除”。钢壳电池是指锂离子电池中采用钢壳作为外壳的电池,通常是可拆卸的,可拆卸的钢壳电池更易进行维修、更换电池单元、回收金属等,具有更好的可维护性和可回收性,从而减少电池废弃物对环境造成的影响。此外,可拆卸电池还可以帮助降低电池成本。钢壳电池的外壳为钢材,为确保其密封性和安全性能,一般需要采用激光焊接技术,由此或将带来激光焊接设备增量需求。
根据国家《节能与新能源汽车技术路线 年汽车车辆整备质量较 2015年减重10%、2025年较2015 年减重20%、2030年较2015年减重35%。汽车轻量化是未来我国汽车产业持续健康发展的必然选择,作为节能汽车和新能源汽车的共性核心技术轻量化存在巨大的市场空间。焊接工序在汽车生产加工过程中是一项不可或缺的工序,比如车架、车身、车厢、发动机、汽车齿轮、车顶、车门等都离不开焊接技术。对比传统的焊接技术如:电阻焊接,二氧化碳气体保护焊等,激光焊接运用于汽车上可以降低车身重量、提高车身装配精度、增加车身的强度、降低汽车车身制造过程中的冲压和装配成本。
汽车工业转型升级平稳发展,对促进先进激光焊接设备在汽车工业的应用具有非常大的作用。中国是汽车工业大国,近年汽车销量规模稳健增长,在我国汽车工业平稳发展的大背景下,随着汽车轻量化的需求、国产激光焊接技术的突破、应用渗透率的提升,未来激光焊接设备在汽车工业的应用前景广阔。根据联赢激光资料,目前国内激光焊接在汽车产业的应用率约在20%-25%,而欧美发达国家的普及率已经达到了60%以上,预计国内汽车激光焊接需求潜力较大。
方壳动力电池激光焊接环节较多,4680大圆柱电池激光焊接需求更高。动力电池按照包装形式可以分为方形电池、圆柱电池、软包电池。以目前市场主流电池形态--方形电池举例,激光焊接工艺应用于:1)结构件制造环节:正负极极柱焊接、防爆阀焊接;2)电芯生产环节:顶盖焊接、密封钉焊接、转接片焊接等环节;3)模组环节:Busbar、采集线”技术推出,大圆柱电池兼顾能量密度、安全性及功率性能,4680 圆柱电池全极耳焊接难度及数量较方形电池大幅提升,焊接设备存在“量价齐升”趋势。
“碳中和”加速储能建设,拉动储能设备需求加速。“碳中和”已成为全球共识,电气化进程大势所趋,储能作为电气化时代能源调节的必需品,用于支撑电力系统负荷平衡,以储能电池为基础的储能系统成为“碳中和”发展的重要一环。目前储能广泛应用到电力系统、通信基站、数据中心、UPS、轨道交通、人工/机器智能等领域。未来随着清洁、低碳目标的发展,多家公司布局储能锂电池赛道,预计我国储能锂电池出货量逐年增长。储能电池发展,或进一步拉动激光焊接设备需求提升。
焊工供给短缺,人力成本上升,机器换人趋势明确。中国就业人员平均工资从 2013年的 4.57万元提升至2022年的 9.25 万元,与此同时,中国 65 岁以上人口占比从 2013年的 9.70%提升至2022年的15.38%,且焊接工种所工作的工况往往存在较多的废气、粉尘、废渣、强光、高噪音、高电磁辐射、高温等恶劣环境,目前焊工工种在国内普遍短缺的现状。我们分析认为,随着劳动力短缺、人力成本攀升,制造业企业引入工业自动化焊接设备进行人工替代是大势所趋。
我国制造业向高端化迈进,自动化程度亟需全面提升。随着制造业的不断发展和进步自动焊接设备在现代制造业中的重要性越来越凸显,不仅能提高生产效率和质量,降低人工成本,还能提高生产环境的安全性和产品的稳定性,同时也具备较高的灵活性和适应性是现代智能制造的重要组成部分。我国制造业由粗放型、劳动密集型的发展模式向精细化、技术密集型的方向迈进,各细分领域的自动化程度亟需全面提升,随着产业升级进程的推进,工业激光焊接自动化设备的需求将不断扩大。
激光焊接设备国产化率较高,但激光器和软件环节仍有较大国产替代空间。当前激光焊接设备国产化程度较高,但仍有部分汽车等高端场景仍以依赖海外德国通快等焊接设备激光器环节,国产激光器企业技术快速进步,美国 IPG、德国通快在动力电池、汽车、消费电子等场景仍把持部分份额;软件/振镜器件等环节,国产企业虽有所布局,但德国 SCAPS德国 SCANLAB 等公司仍占有较大份额,国产企业未来国产替代潜力广阔。随着国产企业技术迭代,预计未来或将不断提升在激光焊接产业链中的市场份额。