全球激光器市场规模较大,且呈现稳步上升趋势。strategiesunlimited发布的数据显示,2018年全球激光器市场规模约达137.5亿美元,同比增长5.8%,近十年复合增速达11.1%。
根据前瞻产业研究院的数据,2018年我国激光产业市场规模达1440亿元,同比增长22.14%。其中,激光元器件市场规模为288亿元,纳秒激光器价格,同比增长22.03%,纳秒激光器,激光应用市场规模为547亿元,同比增长22.1%,激光设备市场规模为605亿元,纳秒激光器,同比增长22.22%。预计2021年总体市场规模将达到2489亿元,未来三年复合增速达20%。
随着大功率激光器的技术突破和增材制造技术的成熟,预计未来激光器行业将持续快速增长。
典型的激光器,由激光工作物质(发出能量)、泵浦源(提升能量)、光学谐振腔(传播能量)等部分组成。泵浦源为激光器的光源,谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路,增益介质指可将光放大的工作物质。
激光器有多种分类方法,其中常用的分类方法有四种:工作物质:可分为气体、固体、液体(染料)、半导体、准分子等;能量输出波形(工作方式):可分为连续激光器、脉冲激光器、和准连续激光器,脉冲激光器可进一步分为毫秒激光器、微秒激光器、纳秒---器、皮秒激光器、阿秒激光器等;输出波长(颜色):可分为紫外激光器、红外激光器、可见光激光器等;功率大小:可分为低功率激光器(<100w)、---率激光器(100w-1500w)、高功率激光器(>1500w)。
激光产业链从上游材料、器件——中游激光器——下游激光设备可分为三大环节:
1)上游为---材料和器件,包括激光芯片、泵浦源、谐振腔、特种光纤等有源器件,纳秒激光器代理,合束器、隔离器等无源器件,晶体材料、半导体复合材料等介质材料等,除此之外还包括其他光学器件、电子元器件、机械元器件和激光控制系统;
2)中游为激光器,包括光纤激光器、半导体激光器和其他固体激光器等。国内激光器---公司包括锐科激光(光纤激光器)、创鑫激光(光纤激光器)、杰普特(光纤激光器)、华日激光(超快激光器);海外激光器---包括ipg(光纤激光器)、nlight(光纤激光器)等;
3)下游为提供不同工艺的激光设备,主要应用于激光切割、激光焊接、激光测量、激光显示、激光美容---等领域。国内激光设备---公司包括大族激光(3c电子为主)、华工科技(切割焊接)、亚威股份(切割焊接)、帝尔激光(光伏激光开槽)、激光雷达、铂力特(激光3d打印)、光峰科技(激光显示)等;海外激光装备---包括德国通快(激光装备)、amada(激光装备)、瑞士百超(激光装备)、velodyne(激光雷达)、asml(激光装备)等。
从产业经济性的角度来看,行业平均水平下激光器约占激光设备成本的30%-50%(采用高功率激光器的设备中占比更高),而材料和激光器件占激光器成本的60%-70%(低功率激光器中的占比更高),因此激光器是制约激光设备经济性的关键,而激光芯片、特殊光纤等激光器---器件的价格走势则决定了激光器的经济性。
由于激光产业上游材料不具备---资源属性,激光芯片等器件的技术门槛相较于半导体芯片较低,而中游激光器的技术---集中在光学设计、工艺经验等集成能力,下游激光设备市场---广阔且分散,因此国内的激光产业链未来有机会国产化闭环。目前激光产业链上游和中游的国产替代进程较快,中低端激光器件和激光器产品单价呈现明显的降价趋势:激光器件方面,2009-2017年ipg每瓦特的芯片成本下降了80%,年均降幅18%;激光器方面,激光器单台价格每年降幅超过20%,带动激光装备价格逐年下降超过10%
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