我国是全球最大的激光市场预计2026年市场规模将超过1800亿

来源:火狐直播app下载安装    发布时间:2023-08-18 19:07:38

  激光是作为继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明。激光是指原子受激辐射产生的光,具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特性。激光的良好性能使其在工业、通信、医学、军事等领域具备较高的应用高价值。

  激光加工是将激光束照射到工件的表面,以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。常见的激光设备最重要的包含激光切割设备、激光打标设备、激光焊接设备、激光雕刻设备、激光快速成型设备,其它激光设备包括激光美容、激光医疗、激光显示、激光照明、激光测量、激光熔覆、激光通信、激光微加工等。

  根据《中国激光产业高质量发展报告》,2020 年中国激光设备市场规模为 692亿元,2010-2020 年 CAGR 约 21.7%,其中工业是主流应用,2020 年中国工业激光设备市场规模为 432.1 亿元,占比约 63%。

  根据亿渡数据统计及预测,2021年中国激光市场规模已达到821亿元,较 2020 年增长 17.43%。虽疫情防控政策的调整和制造业的发展,预计 2026年中国激光设备市场规模将达到 1,877.65 亿元。

  中国是全球最大激光市场,按照 2020 年激光加工设施销售额和当年平均汇率计算,2020 年全球激光加工设施市场规模为1,200亿元,中国激光加工设施在全球的市场占有率约为 36%。

  整体来看,中国工业激光设备仍以切割、焊接和打标等宏观加工为主,2021 年占比合计高达 67%。而激光加工设施在半导体和显示、精密加工领域的销售额占比分别仅为 12%、9%,随着精细激光微加工技术向更多的应用领域扩展,未来精细激光微加工市场占有率将会有很大的提升。

  我国传统的制造业正面临深度的转型升级,高的附加价值、高技术壁垒更的高端精密加工是其中的一个重要方向。随着高精密加工需求的增加,相关的精密加工技术也随着加快速度进行发展,其中激光技术在市场上获得慢慢的变多的认可。

  激光精密加工可分为四类应用,分别是精密切割、精密焊接、精密打孔和表面处理。在目前的技术发展与市场环境下,激光切割、焊接的应用更为普及,3C 电子、新能源电池则是当前应用最多的领域。公司的精密激光加工设施主要使用在于半导体及光学、显示、新型电子、新能源以及科研领域。

  半导体产品最重要的包含 LED、集成电路、分立器件、光电子器件等产品大类,被大范围的应用于电子及通信领域。其中市场规模占比最大的集成电路(80%以上),激光加工设施在本领域主要使用在于集成电路和 LED 芯片的晶圆切割、刻蚀,以及对光学镜头中光学镀膜玻璃的切割处理等方面。

  中国在制造业中领先的地位,使其成为引领全球半导体产业高质量发展的重要引擎。中国在半导体整体价值链中占 9%,消费市场中占 24%; 2021 年中国集成电路产业销售额为 10,458.3 亿元,首次突破万亿元,同比增长 18.2%。

  中国集成电路产业体系也逐步从附加值相比来说较低的封装测试领域向附加价值更高的设计领域转型,2021 年设计业销售额达到 4,519 亿元,同比增长 19.6%;制造业销售额达到 3,176.3 亿元,同比增长 24.1%;封装测试业销售额为 2,763 亿元,同比增长10.1%。

  激光划片机在 LED 行业大范围的应用,慢慢的变成为主流工艺。在 LED 制造业,激光设备大多数都用在晶圆划片。激光切割相比传统的金刚石划片机具有非常大的优势,激光划片加工带来的晶圆微裂纹以及其他损伤更小,且无污染、良率高、稳定性强。

  2016-2018 年受益 LED 行业的发展,以及激光划片机逐步取代金刚石刀具切割成为市场主流,LED 激光设备投资规模达到 4-5 亿元左右,随着 2019年后 LED 景气回落,激光设备投资也下降至 2-3 亿元左右。

  随着国家《半导体照明节能产业规划》等政策的助力、MiniLED 的商用化以及 Micro LED 等新型显示技术的逐步成熟量产,LED 产业将为激光加工产业带来更大的需求,预计 LED 行业将重回快速成长通道。相关激光设备也将从切割设备扩展为切割、裂片、剥离、修复等多种设备,有望带动中国大陆 LED 相关激光设备投资市场突破 6 亿,预计 2025 年达到 6.6 亿元人民币的规模。

  在光学领域,激光加工设施大多数都用在高清摄像头模组光学部件(主要是红外截止滤光片和光学镜头)的加工处理。在全球智能手机、平板电脑、视频监控系统市场加快速度进行发展的大背景下,摄像头模组出货量呈现出持续增长的态势。

  据 Yole Development 统计,2018 年全球摄像头模组市场规模已达 271 亿美元,预计在 2024 年将增长至 450 亿美元,2018-2024 年复合增速将达到 8.82%。智能手机是拉动摄像头模组市场规模增长的主要驱动力。

  显示市场是激光加工设施一个非常非常重要的应用领域。目前市场上主要的显示技术包括液晶显示(LCD)、有机发光二极管显示(OLED)等,而激光加工设施大多数都用在上述各类显示屏幕的蚀刻、剥离、切割、修复以及精细微加工。

  大尺寸、智能化商业电视的需求将成为未来 LCD 面板增长的主要动力。受生活方式改变以及各种移动终端的竞争影响,消费电视市场一路走低,而商用电视的大尺寸化、智能化带动其在酒店、会议、零售等市场应用,2021 年商用电视销售量达到 457 万台,同比增长 4.8%。疫情过后,酒店、零售行业回暖,新的一轮升级改造来临,商用电视有机会迎来小高峰。

  根据 IDC 多个方面数据显示,预计 2022 年中国商用显示市场四类液晶产品出货量达到 901 万台,同比增长11%,其中交互式电子白板市场同比增长 19.9%、广告机同比增长 24.4%、LCD拼接屏同比增长 11.6%、商用电视同比增长 5.1%。

  随着全球消费电子产业的迅猛发展,激光加工技术在该领域的应用也在不断拓展。电子科技类产品零部件对于精密度、集成度要求极高,各种不同异型、敏感材料的加工都需要高精密度的技术支撑。激光加工也被大量应用在如消费电子用芯片、高分子材料、软硬电路板切割,及很多材料精细打标、特种金属表面处理等环节中。

  近年来,我国消费电子科技类产品快速更新换代,带动了手机、平板等消费电子设备的迅速增加,为消费电子科技类产品的市场规模带来了持续动力。多个方面数据显示,2017年我国消费电子市场规模为 16120 亿元,2021 年增至 18113 亿元,市场规模庞大。随着我们国家新冠肺炎疫情形势好转以及市场需求的恢复,2022 年我国消费电子市场规模预计将达 18,649 亿元。

  SiC 作为第三代宽禁带半导体材料,被认为是电子工业中硅基半导体的替代材料。SiC 在禁带宽度、击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面相比硅基具有非常明显优势,能更加进一步满足了现代工业对高功率、高电压、高频率的需求。

  制备的 SiC 器件如二极管、晶体管和功率模块具有更优异的电气特性,能够克服硅基不足以满足高功率、高压、高频、高温等应用要求的缺陷,也可以超越摩尔定律的突破路径之一,因此被大范围的应用于新能源领域(光伏、储能、充电桩、电动车等)。

  SiC 器件产业链与传统半导体类似,主要由衬底、外延、器件、封测、应用等环节组成。碳化硅晶片作为半导体衬底材料,根据电阻率不同可分为导电型、半绝缘型。

  导电型衬底可用于生长碳化硅外延片,制成耐高温、耐高压的碳化硅二极管、碳化硅 MOSFET 等功率器件,应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域;半绝缘型衬底可用于生长氮化镓外延片,制成耐高温、耐高频的 HEMT 等微波射频器件,主要使用在于 5G 通讯、卫星、雷达等领域。

  碳化硅产业链的价值集中于衬底和外延部分。前端两部分占碳化硅器件成本的47%、23%,而后端的设计、制造、封测环节仅占 20%。其中衬造是碳化硅产业链技术壁垒最高、价值量最大的环节,是未来碳化硅大规模产业化推进的核心环节。随着国内碳化硅衬底产能建设的推进,市场对其原材料高纯热场、高纯保温、高纯碳粉、高纯碳化硅粉等需求将快速增加。

  受新能源汽车、电力设备等需求驱动,碳化硅器件未来市场发展的潜力广阔。SiC 随着在新能源汽车、充电基础设施、5G 基站、工业和能源等应用领域展开,需求迎来爆发增长,其中,新能源汽车是 SiC 器件应用增长最快的市场。

  CASA Research 多个方面数据显示,2022 年我国第三代半导体功率电子在电动汽车及充电桩市场规模约为 68.5 亿元,预计到 2026 年将增长至 245 亿元,年均增速接近 37.5%,是未来几年第三代半导体功率电子市场增长的主要驱动力。

  CASA Research 将国内碳化硅车用市场折算成晶圆,预计国内 2022 年新能源汽车市场 6 英寸碳化硅晶圆需求量近 25 万片,预计到 2026 年需求量将增长到近 100 万片。

  国外多家碳化硅有突出贡献的公司迎来扩产高潮。2021 年 7 月,安森美在京畿道富川市投资 10 亿美元,建立一个新的研究中心和晶圆制造厂,产出 SiC 功率芯片将部署在电动汽车中,预计 2025 年投产;2021 年 8 月,安森美新罕布什尔州哈德逊的碳化硅工厂正式落成,该厂将使安森美到 2022 年底的 SiC 晶圆产能同比增加 5 倍。

  2021年 9 月,安森美在捷克 Roznov 扩建的碳化硅(SiC)工厂落成,未来两年内产能将慢慢地提高 16 倍。英飞凌位于马来西亚的碳化硅和氮化镓工厂在 2022 年 7 月正式奠基。项目总投资约 144 亿元,将于 2024 年下半年开始出货。Wolfspeed 宣布将建造世界上最大的碳化硅材料工厂,旨在将公司在北卡罗来纳州的碳化硅材料的产能提高 10 倍以上。

  国内厂商也在纷纷加码布局碳化硅市场。湖南三安总投资 80 亿元建设的产业园二期项目正式开工,于 2022 年建成投产,此外,三安与理想汽车出资成立了苏州斯科半导体有限公司,已于 2022 年 8 月真正开始启动建设,产线 年投产,计划产能可达 240 万只碳化硅半桥功率模块。

  士兰微 6 吋 SiC 线项目已实现初步通线,首个 SiC 器件芯片已投片成功,目前正在加快后续设备的安装、调试,目标是在 2022 年年底形成月产 2000 片 6 英寸 SiC 芯片的生产能力;广东芯粤能总投资 35亿元的碳化硅芯片制造项目洁净室在 11 月份已正式启用,将年产 6 吋、8 吋碳化硅芯片各 24 万片。