激光运动控制系统市场分析

一、激光加工控制系统的概念及分类

激光加工控制系统以控制激光加工设备实现加工能力为目标，被称为激光加工设备的“大脑”，决定设备加工精密水平、加工速率、自动化水平等各项指标。

激光加工控制系统主要包括运动控制软件和运动控制卡。其中，运动控制软件是面向客户可操作的应用软件，运动控制卡是激光加工控制系统安装于设备中的搭载下位控制程序的硬件载体，主要由芯片、PCB板、电容电阻等构成。

图表 1：金橙子公司激光加工控制系统图示

从技术路线划分，激光加工控制系统可以划分为振镜控制系统和伺服控制系统两大类。金橙子、长沙八思量等激光加工控制系统主要产品为振镜控制系统，柏楚电子、维宏股份主要以伺服电机控制为主。两种不同技术路线激光加工控制系统的差异情况如下所示：

图表 2：振镜控制系统与伺服电机控制系统的差异

二、激光数控系统市场规模分析

目前，尚未存在国家统计部门、行业协会统计报告等文件披露激光加工控制系统市场规模及数量的情况，我们从行业运行情况及产业链的角度，对激光加工控制系统的需求及市场规模进行了分析。

从需求数量来看：激光加工控制系统主要适用于激光加工设备，包括激光切割、激光焊接、激光打标等领域，基于激光加工控制系统与激光设备主要按照1：1比例配套，故选取年度激光激光加工设备的产量测算激光加工控制系统市场需求量。根据《中国激光产业发展报告》数据，2021年中国激光加工设备的产量约20．19万台／套，按照1：1 的比例配套，则21年激光加工控制系统的需求为20．19万套。

图表 3：2016－2021年中国激光设备产量及增速情况

从市场规模来看：激光加工设备的成本通常由直接材料、直接人工、制造费用三大部分构成。其中直接材料是激光设备的主要成本构成，占激光设备总成本的九成左右，直接人工及制造费用约占总成本的10％。以大族集团旗下激光及自动化配套设备业务为例，2021年该业务直接材料成本占比为87．6％，直接人工占比为6．3％，制造费用占比为6．1％；华工科技2021年激光加工系列成套设备业务成本结构中，直接材料占比为92．1％，直接人工占比为4．6％，制造费用占比为3．3％；海目星2021年钣金激光切割设备业务成本结构中，直接材料占比为90．1％，直接人工占比为2．7％，制造费用占比为7．2％。

图表 4：2021年主要激光加工设备企业成本结构

直接材料中，激光器、床身、数控系统、减速机、激光加工头、冷水机等产品占据成本大头。其中激光器占比最高，通常在直接材料成本中占比可以达到三成以上，数控系统占比约3％－4％左右。以下为宏石激光直接材料成本中各材料占比情况。

图表 5：宏石激光直接材料成本中各材料占比情况

2021年国内主要激光加工设备企业相关业务的毛利率在25％－37％之间，根据《中国激光产业发展报告》数据，2021年中国激光加工设备市场规模约821亿元，按此规模测算，则2021年激光数控系统的市场规模约18．5亿元［1］。

图表 6：2021年主要激光厂商激光加工设备业务毛利率情况

图表 7：2021年激光数控系统市场规模

目前国内激光加工控制系统市场呈现高端领域由国外企业占据主导地位，中低端市场已经由国内企业占领的格局。

三、激光加工控制系统竞争格局

在伺服控制领域，柏楚电子、维宏股份、奥森迪科三家企业在国内中低功率激光切割控制系统领域的市场份额合计超过90％，但高功率伺服控制系统领域由倍福、西门子、PA等国际厂商占据主导地位，国产系统市场占有率不到10％。

图表 8：高功率伺服控制系统市场竞争格局

振镜控制领域，金橙子在国内激光振镜控制系统产品领域处于行业领先地位，出货量占比达32．29％，但高端应用领域控制系统的销售数量相比德国Scaps、德国Scanlab等国外竞争对手尚处于较低水平，高端领域控制系统的国产化率仅在15％左右。

图表 9：高端应用领域控制系统市场竞争格局

四、激光加工控制系统发展前景

目前我国中低端功激光加工控制系统已实现进口替代，柏楚电子、金橙子等企业在伺服控制、振镜控制领域占据较高的市场份额，行业目前已进入稳步小幅增长的相对成熟阶段。未来激光加工控制系统的增长点将主要来自于以下方面：

1．存量市场的更新换代

随着激光加工技术的普及，应用场景不断丰富，行业发展迅速，对激光加工控制技术的要求越来越高，从而推动激光加工设备厂商技术、产品更新迭代的需求；另一方面，激光加工设备因使用较久而逐渐老化，激光器、激光头、激光加工控制系统因性能提升需要而需定期更新迭代，以满足日益提高的激光加工精度、速度和效率的要求。

2．传统加工方式被激光加工方式替换的需求

虽然目前激光加工方式已逐渐普及，但仍有较多下游行业使用传统的加工方式。以激光切割为例，目前接触式机床切割、水刀、等离子火焰等切割方式仍广泛存在，该等方式存在精度差、效率低、能耗高、设备维护成本高、不能加工复杂图形等缺点。随着激光行业的整体发展，激光切割设备的售价已逐渐降低并已逐渐被更多下游中小客户所接受，因此，鉴于激光切割方式相比于传统切割方式具有精度高、速度快、效率高等优势，未来，下游市场将持续性存在部分传统加工方式被激光加工方式替换的市场需求。

3．新兴经济的发展持续为激光加工增加应用场景需求

随着柔性化制造、超快激光高精密加工、大功率焊接、清洗等加工工艺发展，以及其他新兴产业的发展，会持续增加新的应用场景及新的加工需求。如近两年3C（计算机、通信和消费电子）应用驱动了纳秒紫外激光器和超快激光器快速发展，主要包括新能源材料加工、脆薄性材料加工、半导体制造等领域，成为近年激光市场最突出的增长点。

［1］ 根据上述数量需求，2021年激光数控系统的单价约0．92万元／套，该单价比柏楚电子的激光数控系统销售单价偏低，高于维宏股份的数控系统销售单价。