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        激光產業下游創新升級,推動精密激光加工設備需求

        放大字體  縮小字體 發布日期:2018-03-09  來源:金屬加工在線   瀏覽次數:3673

          面板產業革命,全面屏造就激光設備新舞臺

          全面屏是智能手機顏值時代的主旋律,尺寸上漲瓶頸下,提高屏占比成為擴大顯示面積的有效方式。全面屏正成為品牌手機提升顏值的主流創新方向,這一趨勢以夏普為先驅、以小米 Mix 為爆點,以三星 S8 為催化,有望以蘋果 iPhone8 為主要推動力,以國產手機大范圍跟隨為高潮,在此過程中,對于面板的設計、工藝會提出全新的匹配性要求。目前市場上通過縮小邊框提高屏占比的主流方案有兩種,一種是基于平面顯示方案縮小邊框,另一種是基于柔性 OLED 的曲面屏實現無邊框。

          全面屏興起,18:9 有望成為智能手機顯示屏“黃金比”。2014 年夏普發布了市場第一款無邊框手機 AQUOS Crystal,屏占比達到 78.5%;小米在 2016 年 10 月 25 日發布的 Mix系列實現三邊無邊框,屏占比高達 91.3%,引發了“全面屏”熱潮;2017 年 3 月 29 日三星發布了 Galaxy S8 S8 Plus,在延續雙曲面特性的基礎上,采用了 18.5:9 的 AMOLED顯示屏,屏占比達到 84%,實現了“全視曲面屏”的效果。未來伴隨柔性 OLED 技術的發展,智能手機顯示屏的彎曲度、屏占比有望進一步提升。

          全面屏趨勢興起最直接的影響是智能手機顯示方案的變革,除了顯示面積增大之外,COF(Chip on Film)封裝技術、LTPS 面板是進一步縮小智能手機邊框的技術支撐,柔性OLED 產能放量是全面屏普及的重要推動力,異形切割是全面屏得以在當前智能手機外觀基礎上兼容前置攝像頭、受話器、傳感器等功能器件的最優解決方案。基于 LTPS 技術的中小尺寸柔性 OLED 面板在色域、對比度、節能、可彎曲等特性上超過 LCD 面板,同樣適用于全面屏。根據 CINNO 數據,2016 年 21.1 億片面板用于智能手機,8.2 億片面板用于功能手機,同比分別增長 16.4%和下降 16.1%。總出貨中 LTPS 和 AMOLED 的占比分別為 28%、18%。

          異形切割必要性凸顯,利好上游激光設備。屏占比提升的代價便是受話器、攝像頭、指紋識別、傳感器等正面功能性模組的“生存空間”被擠壓,因此需要在顯示面板上方進行 U型切割。此外考慮到智能手機的流線外形,顯示面板邊角需要進行 R 角、C 角切割。由于不同手機的 U 型槽、R 角/C 角形狀、弧度均有較大差異,并不是類似 16:9 的標準化產品,因此全面屏普及也將導致品牌手機廠商與面板的定制化合作。

          超快激光技術是全面屏異型加工技術發展的主流方向。對于 OLED 面板的異形切割有刀輪和激光切割兩種途徑,其中刀輪切割屬于機械加工,存在速度慢、磨具損耗塊、良率低、切割面粗糙等問題,銑削加工則需要反復研磨和拋光,對于復雜的異形切割適應性差;相比之下,激光切割為非接觸型加工,可以做到高速、任意形狀、無碎屑等優勢,盡管成本較高,但仍是顏值時代中,全面屏異形切割的主流方向。

          全球 OLED 需求旺盛,“十三五”國內產能擴張加速。截至 2016 年底,全球 OLED 產能約為 743 萬平米,其中產能主要集中在韓國,占到全球總產能的 85%左右。就目前的發展階段來看,我國 OLED 尚處于成長階段。在技術方面以積極布局的 AMOLED 來說,產業化進程以及專利技術積累仍距離韓國和日本有一定的差距。

          在原材料方面,目前國內在OLED 原材料方面仍主要依賴進口,導致成本較高,價格優勢不明顯。但在國家政策以及市場需求的引導下,我國 OLED 企業仍在“十三五”期間加快了產能擴張步伐。結合各主要企業目前透露出來的計劃,“十三五”期間,我國 OLED 產能在全球的產能占比將從 2016年的 11%增長至 28%,成為僅次于韓國的 OLED 生產大國。

          激光加工設備占整個 OLED 生產線投資額的比重較高,通常在 4%左右,而“十三五”期間 OLED 投資額將達到 2845 億元,對應激光設備需求 114 億元(以 4%比例估算)。建造 AMOLED 產線需要巨大的資本開支,平均一條 6 代線的投資額約為 300 億元,其中制造設備是投資的主要組成部分。我們認為,擁有柔性 OLED 激光加工技術的設備制造商將從面板產業的創新升級中深度獲益。

          金屬機殼限制了品牌廠商塑造差異化外觀的空間,玻璃及陶瓷等脆性材料將逐漸取代。金屬機殼必須通過開槽的方法為信號提供通路,因此銑天線槽就成為加工流程中最重要、最難的一步,在保證工藝精度、均勻度的同時,必須要保持必要的連接點以保證機殼整體的強度和整體感。

          正是由于銑天線槽的必要性,金屬機殼背后的開槽和因此而生的“白色帶狀區域”成為其無可避免的外觀缺陷, 這對于越來越注重“顏值”的智能手機市場而言,限制了品牌廠商塑造差異化外觀的空間。玻璃因其材質、手感及加工成形性等特性,是非金屬材料中最有可能率先應用的材料。

          隨著手機顏值時代的到來,手機蓋板和背板的材料也逐漸被脆性材料取代。通常手機屏幕由四層組成,每一層的作用各異。最上面的一層玻璃為蓋板玻璃,大多數用的是藍寶石材料。第二層為觸摸感應器層,主要有電阻式和電容式兩種,主要作用是探測觸碰操作。第三層通常為前面板,主要用來安裝濾光片,生成圖像。最下面一層則為背板,用來處理百萬計的薄膜晶體管。

          從 2017 年開始,多品牌旗艦機開始使用 3D 玻璃蓋板及陶瓷和玻璃的背板。蘋果和三星的期間機型都采用玻璃作為手機背板,小米 Mix 則采用陶瓷作為背板。3D 玻璃蓋板配合OLED 屏柔性、可彎曲的特點,盡顯優勢。相較于普通的 LCD 屏幕,OLED 屏幕具有輕薄、柔性、功耗低、顯示效果好等優勢,同時也是智能可穿戴設備、3D 曲面手機、曲面電視等消費電子產品顯示屏的最佳解決方案之一。OLED 技術成熟以及三星資源的放開,市場對蘋果下一代 iPhone 使用 OLED 顯示技術充滿預期,3D 玻璃蓋板的大面積應用可期。

          脆性材料的屬性相比金屬的韌性,將決定激光加工會取代 CNC 機床,成為消費電子行業的主要加工手段。對于脆性材料,若要實現切割 0.3mm 厚度的板子,傳統切削輪子不再適用,銑削加工則需要反復研磨和拋光。高功率、高能量和超快激光加工技術的發展,使得各種嚴苛的加工要求成為可能。

          利用高峰值功率激光束對脆性材料進行多次重復轉圈運動,其間脆性材料被峰值功率瞬間加熱迅速升高至氣化溫度,使得材料逐漸被激光燒蝕并以蒸汽的形式從材料表面逸出,從而實現切透分離,不僅節省材料熱損失、保持材料硬度,還能省去切割斷面后續處理。

          僅以 3D 玻璃蓋板為例,我們測算全球 2020 年需求量為 4-9.5 億片。根據 IDC 數據預測,全球智能終端產品市場規模持續增長,2016 年全球智能手機出貨量為 14.5 億臺,按照2.5%、5%、7.5%三檔增速,預計 2020 年出貨量將達到 16.0-19.4 億臺。重點假設:1)中高端智能手機中,前后蓋同時使用、僅前蓋使用 3D 玻璃的比例各半;2)智能手機出貨量保持年均 5%的中等增速;3)由于應用的不確定性以及總體份額較低,暫不考慮可穿戴設備和 VR 設備的需求。

          2020 年全球 3D 玻璃新增激光加工設備需求空間在 60 億至 170 億元之間。重點假設:1)中高端智能手機中,使用 3D 玻璃蓋板手機的平均屏幕周長為 40cm;2)單個手機蓋板切割時間為 3 分鐘且一年內連續不停切割,不考慮停工及損耗;3)由于對激光加工設備的精密度要求較高,所以單臺設備價值較高,平均一臺玻璃激光加工設備單價為 150 萬元。

          新能源汽車趨勢確定,激光焊接市場需求爆發

          動力電池擴產,推動激光焊接設備收入增長

          新能源汽車需求持續增長,推動動力電池行業擴張。受新能源汽車補貼減少影響,2017年上半年國內新能源汽車銷量為 19.5 萬輛,同比僅增長 14.71%,預計全年可完成銷量約70 萬輛。但 2016 年 10 月底工信部發布的《節能與新能源汽車技術路線圖》提出,至 2020年新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達到 7%以上;至 2025 年新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達到 20%以上;至 2030 年新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達到40%以上。汽車電動化的大趨勢較為確定,動力電池增長確定。

          動力電池行業集中度提高,一線廠商有望延續擴產。3 月 1 日,工業和信息化部、發展改革委 、科技部以及財政部四部委公布了關于印發《促進汽車動力電池產業發展行動方案》,以加快提升我國汽車動力電池產業發展能力和水平,推動新能源汽車產業健康可持續發展。方案提出,到 2020 年,動力電池行業總產能超過 100Gwh,形成產銷規模在 40Gwh 以上、具有國際競爭力的龍頭企業。

          據 EVtank 統計,2016 年鋰電池出貨量為 30.5Gwh,且占比最高的 BYD 出貨量為 8.3Gwh。若假設 2020 年達到方案目標,則行業復合增長率將達到 34.56%。考慮到行業較高的技術壁壘,我們認為技術領先的龍頭公司增速可能大于行業增速,行業集中度將持續提高,一線廠商將加速擴大生產。

          激光焊接在工藝上優勢巨大,安全性高,將作為動力電池生產的首選工藝。電池制造過程涉及的焊接技術十分廣泛,如超聲波焊、電阻焊和激光焊接等。激光焊接作為電池生產一項非常重要的工藝環節,對電池的一致性,穩定性和安全性有很大的影響,動力電池激光焊接部位多,工藝難度大,對焊接工藝要求更高。激光焊接焊材損耗小、被焊接工件變形小、設備性能穩定易操作,焊接質量及自動化程度高。通過高效精密的激光焊接可以大大提高汽車動力電池安全性、可靠性和使用壽命,必將為今后的汽車動力技術的發展提供重要保障。

          十三五規劃期間顯示動力電池投資額將達到 560 億元,對應激光設備需求 56 億元。假設國家將在 2020 年達到《促進汽車動力電池產業發展行動方案》中目標,那么在 2017 年到 2020 年間,國內動力電池新增產能約為 70Gwh。根據部分動力電池項目的投資情況不完全統計,每 Gwh 新增產能對應的投資額約為 8 億元,而激光焊接設備在動力電池廠投入中占比 5-15%,則到 2020 年國內動力電池廠新增設備需求約為 28-84 億元(下表按照中值 10%測算)。

          激光設備行業核心公司梳理

          1. 大族激光:世界一流的激光設備產業龍頭

          大族激光是世界主要的激光加工設備生產廠商之一。大族激光為國內外客戶提供一整套激光加工解決方案及相關配套設施,主要產品包括:激光打標機系列、激光焊接機系列、激光切割機系列、高功率激光切割及焊接設備、激光演示系列、PCB 鉆孔機系列、直線電機、LED 設備等多個系列二百余種工業激光設備及其配套產品。公司產品涉及電子電路、集成電路、儀器儀表、計算機制造、手機通訊、汽車配件、精密器械、建筑建材、服裝服飾、城市燈光、金銀首飾、工藝禮品等多種行業。

          公司實際控制人為高云峰先生,控股比例約為 26.64%。目前公司總股本約為 10.67 億股,高云峰先生為公司實際控制人,擔任公司董事長及總經理,直接持有公司 9.03%的股份,擔任大族控股集團有限公司董事長,通過大族控股集團有限公司,間接持有大族激光 17.64%的股份,合計持有公司股份 26.64%。

          公司實現激光設備全產業鏈布局,在全球有強大的競爭優勢。大族激光的傳統業務是激光打標業務,大族激光目前擁有全系列激光打標機產品。公司擁有完整的激光設備產業鏈,從數控驅動系統、光源、切割頭等功能部件到機床制造,產品譜系覆蓋大、中、小功率全系列產品。2016 年實現激光加工設備市場份額全球第二,國內第一。

          2015 年,公司實現營業收入 55.87 億元,同比增長 0.39%,歸母凈利潤 7.47 億元,同比增長 5.57%;2016年,公司實現營業收入 69.59 億元,同比增長 264.55%,歸母凈利潤 7.54 億元,同比增長 0.98%。公司業績增長呈大小年波動,主要是受到客戶生產周期大小年的影響,公司目前在積極拓展其余板塊業務,弱化周期業務波動。

          小功率激光設備營收占比上升,拉高毛利率,公司毛利率維持在 37~40%。公司主營業務由小功率激光設備、大功率激光設備、激光制版及印刷裝備、數控裝備及 LED 設備構成。其中小功率激光設備在各業務中毛利率最高,其占比從 2013 年的 39.30%升高至 2016 年的 53.02%,拉高公司整體毛利率。大功率激光設備業務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 設備及激光制版印刷設備的業務占比逐年下降。

          創新驅動及產業升級推動業績高增長,公司成長動力清晰。蘋果公司的新機導入需求及消費電子顏值需求創新,對精密激光加工工藝提出新的技術要求,利好公司高端技術中小設備業務增長。在 2025 中國制造的大背景下,中國汽車、航空、高鐵制造業銷售市場持續增長,公司積極發展高功率激光設備業務,以高功率激光切割設備為核心,通過不斷自主創新,替代落后設備和進口設備,增加市場份額。

          公司積極發展自動化集成系統,巨額投入研發智能制造先進設備,布局工業機器人。通過參股持有西班牙 AritexCading S.A.公司28.5%股權,投資沈陽賽特維工業裝備有限公司 51%股權,布局航空和汽車制造領域;通過收購東莞駿卓 51%股權,布局動力鋰電自動化設備。

          2. 華工科技:中國激光產業的領軍者

          華工科技是中國激光行業的領軍企業、中國電子信息企業百強。公司于 1999 年成立,2000年在深交所上市,是華中地區第一家高校背景的上市企業,也是中國資本市場上第一家以激光為主業的高科技企業。

          公司控股股東——武漢華中科技大產業集團有限公司持股 32.36%。中央匯金資產管理有限責任公司于 2015 年新進,并成為公司第二大股東,持股比例為 2.97%。2017 年 5 月,新任董事長馬新強、總裁閔大勇及其他高級管理人員增持公司股份,合計 295,200 股,占公司總股本的 0.03%。

          內在創新驅動,公司近三年業績大幅增長。2015 年,公司實現營業收入 26.20 億元,同比增長 11.31%,歸母凈利潤 1.51 億元,同比下降 10.41%;2016 年,公司實現營業收入33.14 億元,同比增長 26.50%,歸母凈利潤 2.30 億元,同比增長 52.36%。公司在 2015年歸母凈利潤的下滑主要是宏觀經濟環境整體低迷所致,在經濟新常態環境下,公司秉承“制造向高端、服務型制造”的經營方針,對外整合資源,對內變革創新,頂住經濟下行壓力,實現公司整體經營業績的穩健增長。考慮到供給側結構性改革已初顯成效,疊加公司內涵外延發展并舉的戰略思想,公司有望在未來兩年內實現經營業績的較快增長。

          激光產業近三年業務占比穩中有升,公司毛利率水平維持高位。作為公司的主營業務,激光產業(激光加工及系列成套設備、光電器件系列產品、激光全息防偽系列產品)收入占比在近三年由 73.6%攀升至 78.6%;敏感元器件營收占比小幅下滑,由 2014 年的 21.4%下降至 2016 年的 18.6%。

          公司近五年毛利率始終穩定在 25%左右,由于公司在激光全息防偽系列產品和激光加工及系列成套設備中享有技術領先優勢,故其毛利率分別維持在 55%和 30%左右的高位;同時,受益于汽車、家電傳感器市場的崛起,公司在敏感元器件業務上的毛利率也保持在 30%左右。 獲取本文完整報告請百度搜索“樂晴智庫”。

          2017 年是公司業績的高速增長期。2017 年上半年,全球經濟回暖,人民幣匯率拉低,國際環境十分利于出口,公司抓住“一帶一路”的發展機遇,積極開拓俄羅斯、波蘭、捷克、立陶宛、哈薩克斯坦、土耳其等新興市場,上半年國際銷售同比增長 150%,增長來源主要是激光加工系列成套設備和敏感元器件銷售收入的同比大幅增長。公司 2017 上半年實現營業收入 20.31 億元/+23.56%,實現歸母凈利潤 1.76 億元/+50.18%。 獲取本文完整報告請百度搜索“樂晴智庫”。 

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