過去的2016年，大多數(shù)世界經(jīng)濟體的國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）均呈現(xiàn)下降走勢，導(dǎo)致全球制造業(yè)進入不穩(wěn)定的時期。除了制造業(yè)正常的波動周期外，去年發(fā)生了若干影響制造業(yè)經(jīng)濟的因素。例如，全球化陷入僵局、富裕經(jīng)濟體的外國直接投資從高峰驟降40％、國際貸款在過去兩年內(nèi)下降了9％——這關(guān)系到國際貨幣基金組織和世界銀行，因為許多國家的發(fā)展趨向內(nèi)斂化，從而可能進一步加劇全球制造業(yè)的低迷形勢，尤其是在美國——當(dāng)總統(tǒng)大選結(jié)果傳遞出一個“保護主義”的訊息的情況下更是如此。世界貿(mào)易組織將全球貿(mào)易量增長率大幅削減至1.7％，導(dǎo)致負面跡象出現(xiàn)，例如集裝箱吞吐量在經(jīng)過長達四十年的兩位數(shù)擴張后下降了4％。
伴隨英國退歐、世界各地的恐怖襲擊事件、中國推遲重組、跨太平洋伙伴關(guān)系協(xié)定（TPP) 再議以及美國總統(tǒng)選舉結(jié)果等一系列事件，全球制造業(yè)的經(jīng)濟增長前景持續(xù)呈疲軟態(tài)勢，繼而為各行各業(yè)的發(fā)展帶來了更高的不確定性。
傳統(tǒng)上看，工業(yè)激光器的收入一直與機床行業(yè)的增長曲線保持同步，直到2008-2009年全球經(jīng)濟衰退開始恢復(fù)。之后，在對高功率光纖激光鈑金切割機以及大量使用超快脈沖（UFP)固體激光器加工的智能手機組件強勁的購買需求的推動下，工業(yè)激光器行業(yè)迅速從經(jīng)濟衰退中復(fù)蘇過來，年收入也發(fā)生了實質(zhì)性增長。
過去兩年內(nèi)，工業(yè)激光器市場的表現(xiàn)優(yōu)于機床部門，年收入實現(xiàn)了個位數(shù)的穩(wěn)定增長。本篇報告將再次顯示這一強勁的增長，這與全球機床行業(yè)報告的溫和增長背道而馳。有堅實的理由可支撐這一論斷：大功率光纖激光器的銷量實現(xiàn)兩位數(shù)的增長、使用準(zhǔn)分子激光器加工的新型智能手機顯示器激增、激光增材制造技術(shù)在飛機發(fā)動機部件中的應(yīng)用持續(xù)擴張，以及超快脈沖激光器在激光微細加工中的使用顯著增長等等，這些都是典型例子。
工業(yè)激光器是自動化材料處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。隨著制造業(yè)越來趨向工業(yè)4.0，從集中式制造轉(zhuǎn)向分散式制造，生產(chǎn)方式因而需要自動適應(yīng)起伏多變的供應(yīng)鏈需求。如今，與互聯(lián)網(wǎng)連通的傳感器和計算機控制的最先進的加工設(shè)備正得到廣泛應(yīng)用，而激光器，就其本身的性質(zhì)而言，將成為合適的能量源選擇方案。
激光器市場概述
2016年的市場報告在很大程度上受到激光微加工領(lǐng)域收入增長所帶來的積極影響。例如，使用多晶硅作為薄膜晶體管材料能夠制造出外觀更好、速度更快以及功率更低的有機發(fā)光二極管（OLED）顯示器。將非晶硅轉(zhuǎn)化為多晶形式的最有效方式是通過使用基于準(zhǔn)分子激光器的低溫多晶硅退火工藝。美國相干公司（位于加利福尼亞州的圣克拉拉）已經(jīng)收到大量使用其開發(fā)的準(zhǔn)分子激光器加工產(chǎn)品的訂單，交貨期甚至已排到了2018年。這些激光器的不少交貨任務(wù)已于2016年完成，由此推動了微加工部門實現(xiàn)了兩位數(shù)的收入增長。此外，在“其它”類別中，應(yīng)用于快速發(fā)展的增材制造領(lǐng)域的高功率激光器也實現(xiàn)了一定的增長率。
如表1所示：2016年，工業(yè)激光器市場的銷售總收入比2015年修正后的總收入增長10.2％。2016年收入增長率的明顯變化是CO2激光器的收入下降4％，反映出低功率產(chǎn)品的價格下跌，以及上文解釋到的因市場經(jīng)濟原因造成的用于鈑金切割的高功率CO2激光器的訂單量略有下滑。
光纖激光器在2015 年努力實現(xiàn)了十億美元的水平，并且在2016年延續(xù)了強勁的雙位數(shù)增長。光纖激光器不斷侵蝕其他激光器的市場份額，特別是用于鈑金切割的大功率CO2激光器。在2016年下半年舉行的兩個規(guī)模最大的金屬加工展（德國的EuroBlech和美國的Fabtech）上，展出的數(shù)十臺高功率激光切割機中，只有一臺是由CO2激光器驅(qū)動的，而上一年，則有數(shù)臺大功率CO2激光切割機被展出。除了用戶切割非金屬材料的需求，與銷量激增的光纖激光器相比，售出的CO2激光切割機少之又少。如今，潛在的買家可以從全球60家供應(yīng)商處購買到輸出功率介于2kW 到12kW 的光纖激光平板切割機。在8kW到12kW的功率區(qū)間，光纖激光器的切割質(zhì)量能媲美CO2 激光器，但切割速度卻更快。
表2清晰顯示了2016年用于硅退火應(yīng)用的高功率準(zhǔn)分子激光器對微加工領(lǐng)域的收入造成的影響。同時，激光打標(biāo)應(yīng)用的收入有所下滑，因為競爭的加劇對產(chǎn)品的單位售價產(chǎn)生了壓力，而單位銷售持續(xù)強勁，這一趨勢在2017 也將保持不變。
2016年，雖然高功率激光應(yīng)用的收入在材料加工板塊依然保持最高份額（47%)，但卻逐漸受到微細加工帶來的挑戰(zhàn)（份額為35％），這主要歸因于激光退火領(lǐng)域的準(zhǔn)分子激光器的收入總額超過預(yù)期的1.9 億美元。
激光打標(biāo)市場空間廣闊
近年來，激光打標(biāo)（其中包括雕刻應(yīng)用）市場的銷售逐年遞增。年復(fù)一年，無論經(jīng)濟狀態(tài)如何，該產(chǎn)業(yè)部門始終保持增長態(tài)勢，這是因為打標(biāo)是一個隨處可見的工藝，它幾乎已成為類似于復(fù)印機的一種商品。和打印機一樣，隨著越來越多的公司在全球范圍內(nèi)提供激光打標(biāo)設(shè)備，產(chǎn)品的單價也逐年下降。多年來，單位產(chǎn)品銷量繼續(xù)增長，如經(jīng)過激光打標(biāo)的雞蛋便有望獲得更好的售價。
用于打標(biāo)/ 雕刻的CO2激光器的收入面臨了新一波的競爭壓力，從而導(dǎo)致單價下降。同時，用于這些應(yīng)用領(lǐng)域的低功率光纖激光器對CO2 激光器和固體激光器的銷售產(chǎn)生了影響，從而使這兩類激光器產(chǎn)品在2016年的營收比率出現(xiàn)了負值。
去年，ILS雜志有發(fā)布過數(shù)篇關(guān)于激光打標(biāo)的專題文章，有些文章涉及高反材料的打標(biāo)，而有些則介紹了用于各種難加工材料的超快脈沖（UFP）/ 紫外（UV）激光打標(biāo)技術(shù)。這些新型激光打標(biāo)工藝為打標(biāo)市場的持續(xù)增長提供了廣闊的空間。
激光微加工市場
2016年激光微加工市場的收入（表4）增長了23.5％，其中，有一個增幅巨大（102.8%）的板塊主要歸因于上述提及的用于OLED 顯示器退火工藝的準(zhǔn)分子激光器的應(yīng)用不斷提升。
除去激光退火應(yīng)用的微加工在本報告中提及的三個工業(yè)激光板塊顯示出最快的增長速度。2016年，固態(tài)激光器的收入負增長是由于2015 年修訂后的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的偏差。該產(chǎn)業(yè)部門是由上百種為大量應(yīng)用領(lǐng)域服務(wù)的工業(yè)激光器所組成的，這些激光器合力擴大了收入水平，但激光退火工藝缺少一種“絕殺”型應(yīng)用——例如鈑金切割能夠為高功率應(yīng)用所創(chuàng)造的收入。
2016年，光纖激光器的收入繼續(xù)取代CO2 激光器和長脈沖固態(tài)激光器，工藝開發(fā)師越來越多地使用新開發(fā)且展現(xiàn)出實質(zhì)性收入增長潛力的UV和2μm光纖激光器。
如果更深入地分析激光微加工工藝（表5），便會發(fā)現(xiàn)其對當(dāng)前和未來收入的影響是顯而易見的。顯示屏產(chǎn)品門類統(tǒng)計出來的105.4％的增長率是基于2016年季度報告的分析結(jié)果，顯示的是該年度準(zhǔn)分子激光退火系統(tǒng)的出貨量。由于該系列產(chǎn)品的出貨量在2017年和2018年會持續(xù)增加，它們將可能推動這一應(yīng)用市場的銷售份額。
隨著行業(yè)接受度的逐漸提升，以薄板下料應(yīng)用和增強聚合物材料的非金屬加工為首的精密金屬加工有望成為推動收入增長的技術(shù)，從而擴大市場份額。2016年，具有“致勝”應(yīng)用潛力的增材制造技術(shù)顯示出強勁的兩位數(shù)增長。如前所述，用于此應(yīng)用領(lǐng)域的高功率激光器的銷售涵蓋在材料加工的“其他”類別中。此外，2016年，太陽能加工領(lǐng)域的發(fā)展較為緩慢，導(dǎo)致收入減少。
高功率激光加工市場強勢依舊
2016年，最大的收入來源依然是高功率激光加工業(yè)務(wù)（表6），功率超過1kw的激光器的銷售額在一個重要類別中增長了4.5%，而這一產(chǎn)業(yè)類別之前因為新興國家和金磚四國經(jīng)濟受阻而經(jīng)歷了一段資本設(shè)備投資的“干旱期”。2016 年，高功率激光加工類別的收入占據(jù)所有工業(yè)激光器營收總額的47% 以上。
在這一類別中，大量應(yīng)用于鈑金切割加工的高功率光纖激光器的增長（以替代CO2 激光器）是非常明顯的，因為光纖激光器的銷量增幅與CO2 激光器相比高出30％，繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。光纖激光器收入在所有高功率激光加工板塊中占據(jù)了近50% 的份額，主要因為最終用戶越來越多地將這類激光器用于焊接和切割等應(yīng)用領(lǐng)域，就工藝速度和質(zhì)量來看，光纖激光器能夠媲美同等功率的CO2 激光器，但前者在營運成本和能源效率方面卻要優(yōu)于后者。
高功率和高亮度的直接半導(dǎo)體激光器正獲得越來越大的市場份額，因為更多的集成商正在開發(fā)和引入用于釬焊、焊接和切割應(yīng)用的激光系統(tǒng)。例如，在2016 年于歐美地區(qū)舉行的一系列金屬加工展上（Euroblech, Fabtech), Mazak Optonics 公司（位于美國伊利諾伊州的埃爾金）全球首發(fā)了一款4kW 功率的創(chuàng)新型直接二極管激光切割機。其它一些系統(tǒng)集成商也推出了各類由二極管驅(qū)動的切割機系統(tǒng)，而還有一些則處于高級開發(fā)階段。目前，大功率、高光束質(zhì)量的直接二極管激光器按照同等功率的光纖激光器的溢價出售，隨著訂單的日益增長，這種情況可能會發(fā)生變化。
如表7顯示，金屬切削是高功率激光加工收入的增長驅(qū)動因素，特別是鈑金切割，2016年共售出超過7,000套相關(guān)的激光系統(tǒng)和激光器，占總收入的76％以上；而這一年，巴西等國家的固定設(shè)備投資卻明顯減少，不如預(yù)期。在這一經(jīng)濟放緩勢頭來襲后，中國的固定設(shè)備銷售額卻逆勢上揚，政府批準(zhǔn)的設(shè)備投資份額顯示出上升走勢。可以看到亞洲仍然是激光鈑金切割的最大市場，共計38 家國內(nèi)及14家國際企業(yè)能夠提供光纖激光切割設(shè)備（系統(tǒng)）。即便如此，金屬切削市場僅顯示出3.5％的適度增長。
加速的大功率激光焊接應(yīng)用，其中包括對石油管道的超高功率的光纖激光焊接，持續(xù)推動了高功率激光加工市場的發(fā)展。此外，大功率激光器在增材制造中也獲得了越來越多的用武之地，這是因為生產(chǎn)需求呼吁在一系列其它應(yīng)用，如熔覆和脫漆等工藝中使用功率更高的激光器。
2016年總結(jié)
2016年，由于單格下降，激光打標(biāo)業(yè)務(wù)的收入增長低于預(yù)期。高功率激光加工的收入也同樣低于預(yù)期水平，部分原因是當(dāng)時基于美國總統(tǒng)選舉的不確定性、英國退歐、固定設(shè)備投資總體放緩以及一些不利的貨幣變化等因素。另外一方面，激光微加工的收入高于去年的預(yù)測，這是根據(jù)記錄在案的用于OLED顯示屏的退火激光器的訂單數(shù)據(jù)所統(tǒng)計的結(jié)果。
除了這些收入，工業(yè)激光器市場在2016年經(jīng)歷了適度增長，這是全球制造業(yè)動蕩的一年，市場增長率為10.2％。這種逆勢表現(xiàn)主要歸因于得到汽車、航空航天、能源、通信和微電子等關(guān)鍵工業(yè)部門的生產(chǎn)需求的支持，其中，激光材料加工是重要的貢獻者。
2017年展望
展望2017年，激光設(shè)備供應(yīng)商預(yù)計今年的市場形勢將沿襲2016年，總收入預(yù)計增長近9%。包括激光退火在內(nèi)的微細加工業(yè)務(wù)有望增長18%，而激光打標(biāo)（1% 增長率）和高功率激光加工（5% 增長率) 市場將顯示適度的增益。
CO2激光器的收入份額將會持續(xù)下降，主要因為高功率激光器在切割市場上的份額增長。總體上看，光纖激光器市場收入預(yù)計增長8%，而準(zhǔn)分子激光器和二極管激光器（在“其他”類別中）將會顯示出強勁的兩位數(shù)增長模式。 |
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