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激光产业下游创新升级,推动精密激光加工设备需求

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-09  来源:金属加工在线   作者:本站  浏览次数:543

  面板产业革命,全面屏造就激光设备新舞台

  全面屏是智能手机颜值时代的主旋律,尺寸上涨瓶颈下,提高屏占比成为扩大显示面积的有效方式。全面屏正成为品牌手机提升颜值的主流创新方向,这一趋势以夏普为先驱、以小米 Mix 为爆点,以三星 S8 为催化,有望以苹果 iPhone8 为主要推动力,以国产手机大范围跟随为高潮,在此过程中,对于面板的设计、工艺会提出全新的匹配性要求。目前市场上通过缩小边框提高屏占比的主流方案有两种,一种是基于平面显示方案缩小边框,另一种是基于柔性 OLED 的曲面屏实现无边框。

  全面屏兴起,18:9 有望成为智能手机显示屏“黄金比”。2014 年夏普发布了市场第一款无边框手机 AQUOS Crystal,屏占比达到 78.5%;小米在 2016 年 10 月 25 日发布的 Mix系列实现三边无边框,屏占比高达 91.3%,引发了“全面屏”热潮;2017 年 3 月 29 日三星发布了 Galaxy S8 S8 Plus,在延续双曲面特性的基础上,采用了 18.5:9 的 AMOLED显示屏,屏占比达到 84%,实现了“全视曲面屏”的效果。未来伴随柔性 OLED 技术的发展,智能手机显示屏的弯曲度、屏占比有望进一步提升。

  全面屏趋势兴起最直接的影响是智能手机显示方案的变革,除了显示面积增大之外,COF(Chip on Film)封装技术、LTPS 面板是进一步缩小智能手机边框的技术支撑,柔性OLED 产能放量是全面屏普及的重要推动力,异形切割是全面屏得以在当前智能手机外观基础上兼容前置摄像头、受话器、传感器等功能器件的最优解决方案。基于 LTPS 技术的中小尺寸柔性 OLED 面板在色域、对比度、节能、可弯曲等特性上超过 LCD 面板,同样适用于全面屏。根据 CINNO 数据,2016 年 21.1 亿片面板用于智能手机,8.2 亿片面板用于功能手机,同比分别增长 16.4%和下降 16.1%。总出货中 LTPS 和 AMOLED 的占比分别为 28%、18%。

  异形切割必要性凸显,利好上游激光设备。屏占比提升的代价便是受话器、摄像头、指纹识别、传感器等正面功能性模组的“生存空间”被挤压,因此需要在显示面板上方进行 U型切割。此外考虑到智能手机的流线外形,显示面板边角需要进行 R 角、C 角切割。由于不同手机的 U 型槽、R 角/C 角形状、弧度均有较大差异,并不是类似 16:9 的标准化产品,因此全面屏普及也将导致品牌手机厂商与面板的定制化合作。

  超快激光技术是全面屏异型加工技术发展的主流方向。对于 OLED 面板的异形切割有刀轮和激光切割两种途径,其中刀轮切割属于机械加工,存在速度慢、磨具损耗块、良率低、切割面粗糙等问题,铣削加工则需要反复研磨和抛光,对于复杂的异形切割适应性差;相比之下,激光切割为非接触型加工,可以做到高速、任意形状、无碎屑等优势,尽管成本较高,但仍是颜值时代中,全面屏异形切割的主流方向。

  全球 OLED 需求旺盛,“十三五”国内产能扩张加速。截至 2016 年底,全球 OLED 产能约为 743 万平米,其中产能主要集中在韩国,占到全球总产能的 85%左右。就目前的发展阶段来看,我国 OLED 尚处于成长阶段。在技术方面以积极布局的 AMOLED 来说,产业化进程以及专利技术积累仍距离韩国和日本有一定的差距。

  在原材料方面,目前国内在OLED 原材料方面仍主要依赖进口,导致成本较高,价格优势不明显。但在国家政策以及市场需求的引导下,我国 OLED 企业仍在“十三五”期间加快了产能扩张步伐。结合各主要企业目前透露出来的计划,“十三五”期间,我国 OLED 产能在全球的产能占比将从 2016年的 11%增长至 28%,成为仅次于韩国的 OLED 生产大国。

  激光加工设备占整个 OLED 生产线投资额的比重较高,通常在 4%左右,而“十三五”期间 OLED 投资额将达到 2845 亿元,对应激光设备需求 114 亿元(以 4%比例估算)。建造 AMOLED 产线需要巨大的资本开支,平均一条 6 代线的投资额约为 300 亿元,其中制造设备是投资的主要组成部分。我们认为,拥有柔性 OLED 激光加工技术的设备制造商将从面板产业的创新升级中深度获益。

  金属机壳限制了品牌厂商塑造差异化外观的空间,玻璃及陶瓷等脆性材料将逐渐取代。金属机壳必须通过开槽的方法为信号提供通路,因此铣天线槽就成为加工流程中最重要、最难的一步,在保证工艺精度、均匀度的同时,必须要保持必要的连接点以保证机壳整体的强度和整体感。

  正是由于铣天线槽的必要性,金属机壳背后的开槽和因此而生的“白色带状区域”成为其无可避免的外观缺陷, 这对于越来越注重“颜值”的智能手机市场而言,限制了品牌厂商塑造差异化外观的空间。玻璃因其材质、手感及加工成形性等特性,是非金属材料中最有可能率先应用的材料。

  随着手机颜值时代的到来,手机盖板和背板的材料也逐渐被脆性材料取代。通常手机屏幕由四层组成,每一层的作用各异。最上面的一层玻璃为盖板玻璃,大多数用的是蓝宝石材料。第二层为触摸感应器层,主要有电阻式和电容式两种,主要作用是探测触碰操作。第三层通常为前面板,主要用来安装滤光片,生成图像。最下面一层则为背板,用来处理百万计的薄膜晶体管。

  从 2017 年开始,多品牌旗舰机开始使用 3D 玻璃盖板及陶瓷和玻璃的背板。苹果和三星的期间机型都采用玻璃作为手机背板,小米 Mix 则采用陶瓷作为背板。3D 玻璃盖板配合OLED 屏柔性、可弯曲的特点,尽显优势。相较于普通的 LCD 屏幕,OLED 屏幕具有轻薄、柔性、功耗低、显示效果好等优势,同时也是智能可穿戴设备、3D 曲面手机、曲面电视等消费电子产品显示屏的最佳解决方案之一。OLED 技术成熟以及三星资源的放开,市场对苹果下一代 iPhone 使用 OLED 显示技术充满预期,3D 玻璃盖板的大面积应用可期。

  脆性材料的属性相比金属的韧性,将决定激光加工会取代 CNC 机床,成为消费电子行业的主要加工手段。对于脆性材料,若要实现切割 0.3mm 厚度的板子,传统切削轮子不再适用,铣削加工则需要反复研磨和抛光。高功率、高能量和超快激光加工技术的发展,使得各种严苛的加工要求成为可能。

  利用高峰值功率激光束对脆性材料进行多次重复转圈运动,其间脆性材料被峰值功率瞬间加热迅速升高至气化温度,使得材料逐渐被激光烧蚀并以蒸汽的形式从材料表面逸出,从而实现切透分离,不仅节省材料热损失、保持材料硬度,还能省去切割断面后续处理。

  仅以 3D 玻璃盖板为例,我们测算全球 2020 年需求量为 4-9.5 亿片。根据 IDC 数据预测,全球智能终端产品市场规模持续增长,2016 年全球智能手机出货量为 14.5 亿台,按照2.5%、5%、7.5%三档增速,预计 2020 年出货量将达到 16.0-19.4 亿台。重点假设:1)中高端智能手机中,前后盖同时使用、仅前盖使用 3D 玻璃的比例各半;2)智能手机出货量保持年均 5%的中等增速;3)由于应用的不确定性以及总体份额较低,暂不考虑可穿戴设备和 VR 设备的需求。

  2020 年全球 3D 玻璃新增激光加工设备需求空间在 60 亿至 170 亿元之间。重点假设:1)中高端智能手机中,使用 3D 玻璃盖板手机的平均屏幕周长为 40cm;2)单个手机盖板切割时间为 3 分钟且一年内连续不停切割,不考虑停工及损耗;3)由于对激光加工设备的精密度要求较高,所以单台设备价值较高,平均一台玻璃激光加工设备单价为 150 万元。

  新能源汽车趋势确定,激光焊接市场需求爆发

  动力电池扩产,推动激光焊接设备收入增长

  新能源汽车需求持续增长,推动动力电池行业扩张。受新能源汽车补贴减少影响,2017年上半年国内新能源汽车销量为 19.5 万辆,同比仅增长 14.71%,预计全年可完成销量约70 万辆。但 2016 年 10 月底工信部发布的《节能与新能源汽车技术路线图》提出,至 2020年新能源汽车销量占汽车总体销量的比例达到 7%以上;至 2025 年新能源汽车销量占汽车总体销量的比例达到 20%以上;至 2030 年新能源汽车销量占汽车总体销量的比例达到40%以上。汽车电动化的大趋势较为确定,动力电池增长确定。

  动力电池行业集中度提高,一线厂商有望延续扩产。3 月 1 日,工业和信息化部、发展改革委 、科技部以及财政部四部委公布了关于印发《促进汽车动力电池产业发展行动方案》,以加快提升我国汽车动力电池产业发展能力和水平,推动新能源汽车产业健康可持续发展。方案提出,到 2020 年,动力电池行业总产能超过 100Gwh,形成产销规模在 40Gwh 以上、具有国际竞争力的龙头企业。

  据 EVtank 统计,2016 年锂电池出货量为 30.5Gwh,且占比最高的 BYD 出货量为 8.3Gwh。若假设 2020 年达到方案目标,则行业复合增长率将达到 34.56%。考虑到行业较高的技术壁垒,我们认为技术领先的龙头公司增速可能大于行业增速,行业集中度将持续提高,一线厂商将加速扩大生产。

  激光焊接在工艺上优势巨大,安全性高,将作为动力电池生产的首选工艺。电池制造过程涉及的焊接技术十分广泛,如超声波焊、电阻焊和激光焊接等。激光焊接作为电池生产一项非常重要的工艺环节,对电池的一致性,稳定性和安全性有很大的影响,动力电池激光焊接部位多,工艺难度大,对焊接工艺要求更高。激光焊接焊材损耗小、被焊接工件变形小、设备性能稳定易操作,焊接质量及自动化程度高。通过高效精密的激光焊接可以大大提高汽车动力电池安全性、可靠性和使用寿命,必将为今后的汽车动力技术的发展提供重要保障。

  十三五规划期间显示动力电池投资额将达到 560 亿元,对应激光设备需求 56 亿元。假设国家将在 2020 年达到《促进汽车动力电池产业发展行动方案》中目标,那么在 2017 年到 2020 年间,国内动力电池新增产能约为 70Gwh。根据部分动力电池项目的投资情况不完全统计,每 Gwh 新增产能对应的投资额约为 8 亿元,而激光焊接设备在动力电池厂投入中占比 5-15%,则到 2020 年国内动力电池厂新增设备需求约为 28-84 亿元(下表按照中值 10%测算)。

  激光设备行业核心公司梳理

  1. 大族激光:世界一流的激光设备产业龙头

  大族激光是世界主要的激光加工设备生产厂商之一。大族激光为国内外客户提供一整套激光加工解决方案及相关配套设施,主要产品包括:激光打标机系列、激光焊接机系列、激光切割机系列、高功率激光切割及焊接设备、激光演示系列、PCB 钻孔机系列、直线电机、LED 设备等多个系列二百余种工业激光设备及其配套产品。公司产品涉及电子电路、集成电路、仪器仪表、计算机制造、手机通讯、汽车配件、精密器械、建筑建材、服装服饰、城市灯光、金银首饰、工艺礼品等多种行业。

  公司实际控制人为高云峰先生,控股比例约为 26.64%。目前公司总股本约为 10.67 亿股,高云峰先生为公司实际控制人,担任公司董事长及总经理,直接持有公司 9.03%的股份,担任大族控股集团有限公司董事长,通过大族控股集团有限公司,间接持有大族激光 17.64%的股份,合计持有公司股份 26.64%。

  公司实现激光设备全产业链布局,在全球有强大的竞争优势。大族激光的传统业务是激光打标业务,大族激光目前拥有全系列激光打标机产品。公司拥有完整的激光设备产业链,从数控驱动系统、光源、切割头等功能部件到机床制造,产品谱系覆盖大、中、小功率全系列产品。2016 年实现激光加工设备市场份额全球第二,国内第一。

  2015 年,公司实现营业收入 55.87 亿元,同比增长 0.39%,归母净利润 7.47 亿元,同比增长 5.57%;2016年,公司实现营业收入 69.59 亿元,同比增长 264.55%,归母净利润 7.54 亿元,同比增长 0.98%。公司业绩增长呈大小年波动,主要是受到客户生产周期大小年的影响,公司目前在积极拓展其余板块业务,弱化周期业务波动。

  小功率激光设备营收占比上升,拉高毛利率,公司毛利率维持在 37~40%。公司主营业务由小功率激光设备、大功率激光设备、激光制版及印刷装备、数控装备及 LED 设备构成。其中小功率激光设备在各业务中毛利率最高,其占比从 2013 年的 39.30%升高至 2016 年的 53.02%,拉高公司整体毛利率。大功率激光设备业务收入占比也在逐步升高,由 2013年的 17.19%上升至 2016 年的 20.97%。LED 设备及激光制版印刷设备的业务占比逐年下降。

  创新驱动及产业升级推动业绩高增长,公司成长动力清晰。苹果公司的新机导入需求及消费电子颜值需求创新,对精密激光加工工艺提出新的技术要求,利好公司高端技术中小设备业务增长。在 2025 中国制造的大背景下,中国汽车、航空、高铁制造业销售市场持续增长,公司积极发展高功率激光设备业务,以高功率激光切割设备为核心,通过不断自主创新,替代落后设备和进口设备,增加市场份额。

  公司积极发展自动化集成系统,巨额投入研发智能制造先进设备,布局工业机器人。通过参股持有西班牙 AritexCading S.A.公司28.5%股权,投资沈阳赛特维工业装备有限公司 51%股权,布局航空和汽车制造领域;通过收购东莞骏卓 51%股权,布局动力锂电自动化设备。

  2. 华工科技:中国激光产业的领军者

  华工科技是中国激光行业的领军企业、中国电子信息企业百强。公司于 1999 年成立,2000年在深交所上市,是华中地区第一家高校背景的上市企业,也是中国资本市场上第一家以激光为主业的高科技企业。

  公司控股股东——武汉华中科技大产业集团有限公司持股 32.36%。中央汇金资产管理有限责任公司于 2015 年新进,并成为公司第二大股东,持股比例为 2.97%。2017 年 5 月,新任董事长马新强、总裁闵大勇及其他高级管理人员增持公司股份,合计 295,200 股,占公司总股本的 0.03%。

  内在创新驱动,公司近三年业绩大幅增长。2015 年,公司实现营业收入 26.20 亿元,同比增长 11.31%,归母净利润 1.51 亿元,同比下降 10.41%;2016 年,公司实现营业收入33.14 亿元,同比增长 26.50%,归母净利润 2.30 亿元,同比增长 52.36%。公司在 2015年归母净利润的下滑主要是宏观经济环境整体低迷所致,在经济新常态环境下,公司秉承“制造向高端、服务型制造”的经营方针,对外整合资源,对内变革创新,顶住经济下行压力,实现公司整体经营业绩的稳健增长。考虑到供给侧结构性改革已初显成效,叠加公司内涵外延发展并举的战略思想,公司有望在未来两年内实现经营业绩的较快增长。

  激光产业近三年业务占比稳中有升,公司毛利率水平维持高位。作为公司的主营业务,激光产业(激光加工及系列成套设备、光电器件系列产品、激光全息防伪系列产品)收入占比在近三年由 73.6%攀升至 78.6%;敏感元器件营收占比小幅下滑,由 2014 年的 21.4%下降至 2016 年的 18.6%。

  公司近五年毛利率始终稳定在 25%左右,由于公司在激光全息防伪系列产品和激光加工及系列成套设备中享有技术领先优势,故其毛利率分别维持在 55%和 30%左右的高位;同时,受益于汽车、家电传感器市场的崛起,公司在敏感元器件业务上的毛利率也保持在 30%左右。 获取本文完整报告请百度搜索“乐晴智库”。

  2017 年是公司业绩的高速增长期。2017 年上半年,全球经济回暖,人民币汇率拉低,国际环境十分利于出口,公司抓住“一带一路”的发展机遇,积极开拓俄罗斯、波兰、捷克、立陶宛、哈萨克斯坦、土耳其等新兴市场,上半年国际销售同比增长 150%,增长来源主要是激光加工系列成套设备和敏感元器件销售收入的同比大幅增长。公司 2017 上半年实现营业收入 20.31 亿元/+23.56%,实现归母净利润 1.76 亿元/+50.18%。 获取本文完整报告请百度搜索“乐晴智库”。 

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