Geschiedenis van laserontwikkeling in China: waar kunnen we op vertrouwen om verder te gaan?

Het is ruim zestig jaar geleden dat in 1960 de eerste ‘bundel van coherent licht’ werd gegenereerd in een laboratorium in Californië. Zoals de uitvinder van de laser, TH Maiman, zei: ‘Een laser is een oplossing op zoek naar een probleem.’ Laser, als hulpmiddel, dringt geleidelijk door in veel gebieden, zoals industriële verwerking, optische communicatie en datacomputing.

Chinese laserbedrijven, bekend als de ‘Kings of Involution’, vertrouwen op ‘prijs-voor-volume’ om marktaandeel te veroveren, maar zij betalen de prijs voor dalende winsten.

De binnenlandse markt is verwikkeld in hevige concurrentie en laserbedrijven zijn naar buiten gekeerd en op zoek gegaan naar een “nieuw continent” voor Chinese lasers. In 2023 begon China Laser officieel aan zijn “eerste jaar waarin hij naar het buitenland ging”. Op de München International Light Expo in Duitsland eind juni van dit jaar waren ruim 220 Chinese bedrijven groepsoptreden, waardoor het land met het grootste aantal exposanten is, afgezien van gastland Duitsland.

Is de boot de Tienduizend Bergen gepasseerd? Hoe kan China Laser vertrouwen op ‘volume’ om stand te houden, en waar moet het op vertrouwen om verder te komen?

1. Van het ‘gouden decennium’ naar de ‘bloedende markt’

Als vertegenwoordiger van opkomende technologieën begon het onderzoek in de binnenlandse laserindustrie niet laat, bijna tegelijkertijd met het internationale onderzoek. De eerste laser ter wereld kwam uit in 1960. Bijna tegelijkertijd, in augustus 1961, werd de eerste laser van China geboren in het Changchun Instituut voor Optica en Mechanica van de Chinese Academie van Wetenschappen.

Daarna werden de een na de ander grootschalige laserapparatuurbedrijven in de wereld opgericht. In het eerste decennium van de lasergeschiedenis werden Bystronic en Coherent geboren. In de jaren zeventig werden achtereenvolgens II-VI en Prima opgericht. Ook TRUMPF, de leider op het gebied van werktuigmachines, begon in 1977. Nadat hij van zijn bezoek aan de Verenigde Staten in 2016 een CO₂-laser had meegenomen, ging de laseractiviteiten van TRUMPF van start.

Op het spoor van de industrialisatie zijn Chinese laserbedrijven relatief laat begonnen. Han's Laser werd opgericht in 1993, Huagong Technology werd opgericht in 1999, Chuangxin Laser werd opgericht in 2004, JPT werd opgericht in 2006 en Raycus Laser werd opgericht in 2007. Deze jonge laserbedrijven hebben geen pioniersvoordeel, maar zij het momentum hebben om later toe te slaan.

 

In de afgelopen tien jaar hebben Chinese lasers een ‘gouden decennium’ meegemaakt en is de ‘binnenlandse vervanging’ in volle gang. Van 2012 tot 2022 zal de samengestelde jaarlijkse groei van de industrie voor laserverwerkingsapparatuur in mijn land meer dan 10% bedragen, en de outputwaarde zal in 2022 86,2 miljard yuan bereiken.

In de afgelopen vijf jaar heeft de fiberlasermarkt snel binnenlandse vervanging bevorderd met een snelheid die met het blote oog zichtbaar is. Het marktaandeel van binnenlandse fiberlasers is in vijf jaar tijd gestegen van minder dan 40% naar bijna 70%. Het marktaandeel van het Amerikaanse IPG, de toonaangevende fiberlaser, in China is scherp gedaald van 53% in 2017 naar 28% in 2022.

 

Figuur: China's concurrentielandschap op de fiberlasermarkt van 2018 tot 2022 (gegevensbron: China Laser Industry Development Report)

Laten we het maar niet hebben over de markt voor laag energieverbruik, die feitelijk binnenlandse vervanging heeft gerealiseerd. Afgaande op de ‘10.000 watt-concurrentie’ op de markt voor hoog vermogen concurreren binnenlandse fabrikanten met elkaar, waarbij ze ‘China Speed’ ten volle demonstreren. Het kostte IPG 13 jaar vanaf de introductie van 's werelds eerste fiberlaser van industriële kwaliteit van 10 watt in 1996 tot de release van de eerste fiberlaser van 10.000 watt, terwijl het slechts vijf jaar duurde voordat Raycus Laser van 10 watt naar 10.000 watt ging. watt.

In de 10.000-watt-competitie hebben binnenlandse fabrikanten zich de een na de ander aangesloten, en de lokalisatie vordert in een alarmerend tempo. Tegenwoordig is 10.000 watt niet langer een nieuwe term, maar een ticket voor bedrijven om de continue lasercirkel te betreden. Drie jaar geleden, toen Chuangxin Laser zijn 25.000 watt fiberlaser tentoonstelde op de Shanghai München Light Expo, veroorzaakte dit een verkeersopstopping. Op verschillende laserbeurzen dit jaar is echter “10.000 watt” de standaard geworden voor bedrijven, en zelfs 30.000 watt. Het label van 60.000 watt lijkt ook alledaags. Begin september van dit jaar lanceerden Pentium en Chuangxin 's werelds eerste lasersnijmachine van 85.000 watt, waarmee opnieuw het laserwattagerecord werd verbroken.

Op dit punt is de concurrentie van 10.000 watt ten einde. Lasersnijmachines hebben traditionele verwerkingsmethoden zoals plasma- en vlamsnijden volledig vervangen op het gebied van het snijden van middelgrote en dikke platen. Het vergroten van het laservermogen zal niet langer significant bijdragen aan de snijefficiëntie, maar zal de kosten en het energieverbruik verhogen. .

 

Figuur: Veranderingen in de nettorentetarieven van laserbedrijven van 2014 tot 2022 (gegevensbron: Wind)

Hoewel de concurrentie van 10.000 watt een complete overwinning was, bracht de felle ‘prijzenoorlog’ ook een pijnlijke klap toe aan de laserindustrie. Het duurde slechts vijf jaar voordat het binnenlandse aandeel van fiberlasers doorbrak, en het duurde slechts vijf jaar voordat de fiberlaserindustrie van grote winsten naar kleine winsten ging. In de afgelopen vijf jaar zijn prijsverlagingsstrategieën een belangrijk middel geweest voor toonaangevende binnenlandse bedrijven om hun marktaandeel te vergroten. Binnenlandse lasers hebben “prijs voor volume geruild” en zijn de markt binnengestroomd om te concurreren met buitenlandse fabrikanten, en de “prijzenoorlog” is geleidelijk geëscaleerd.

Een fiberlaser van 10.000 watt werd in 2017 voor maar liefst 2 miljoen yuan verkocht. Tegen 2021 hebben binnenlandse fabrikanten de prijs verlaagd tot 400.000 yuan. Dankzij het enorme prijsvoordeel was het marktaandeel van Raycus Laser in het derde kwartaal van 2021 voor het eerst gelijk aan dat van IPG, waarmee een historische doorbraak op het gebied van binnenlandse vervanging werd bereikt.

Bij het ingaan van 2022, terwijl het aantal binnenlandse laserbedrijven blijft toenemen, zijn laserfabrikanten de fase van ‘involutie’ van concurrentie met elkaar ingegaan. Het belangrijkste slagveld in de laserprijzenoorlog is verschoven van het productsegment met een laag vermogen van 1 tot 3 kW naar het productsegment met een hoog vermogen van 6 tot 50 kW, en bedrijven concurreren om de ontwikkeling van vezellasers met een hoger vermogen. Prijscoupons, servicecoupons en sommige binnenlandse fabrikanten lanceerden zelfs een ‘nul aanbetaling’-plan, waarbij apparatuur gratis ter beschikking werd gesteld aan downstream-fabrikanten om te testen, en de concurrentie werd hevig.

Aan het einde van de “rol” wachtten de zwetende laserbedrijven niet op een goede oogst. In 2022 zal de prijs van fiberlasers op de Chinese markt jaar-op-jaar met 40-80% dalen. De binnenlandse prijzen van sommige producten zijn verlaagd tot een tiende van de geïmporteerde prijzen. Bedrijven vertrouwen vooral op toenemende verzendingen om de winstmarges op peil te houden. De binnenlandse fiberlasergigant Raycus heeft jaar-op-jaar een aanzienlijke toename van het aantal verzendingen ervaren, maar zijn bedrijfsresultaat daalde met 6,48% op jaarbasis en zijn nettowinst daalde met meer dan 90% op jaarbasis. De meeste binnenlandse fabrikanten die lasers als hoofdactiviteit hebben, zullen in 2022 een scherpe daling van de nettowinst zien.

 

Figuur: Trend ‘prijzenoorlog’ in het laserveld (gegevensbron: samengesteld op basis van openbare informatie)

Hoewel toonaangevende buitenlandse bedrijven tegenslagen hebben geleden in de “prijzenoorlog” op de Chinese markt, vertrouwend op hun diepe fundamenten, zijn hun prestaties niet afgenomen maar juist toegenomen.

Als gevolg van het monopolie van de TRUMPF Groep op de lichtbronactiviteiten voor EUV-lithografiemachines van het Nederlandse technologiebedrijf ASML, is het ordervolume in het fiscale jaar 2022 gestegen van 3,9 miljard euro in dezelfde periode vorig jaar naar 5,6 miljard euro, een aanzienlijke stijging op jaarbasis van 42%; De omzet van Gaoyi in het boekjaar 2022 na de overname van Guanglian De omzet steeg met 7% op jaarbasis, en het ordervolume bereikte 4,32 miljard dollar, een stijging op jaarbasis van 29%. De prestaties overtroffen voor het vierde achtereenvolgende kwartaal de verwachtingen.

Na terrein te hebben verloren op de Chinese markt, de grootste markt voor laserverwerking, kunnen buitenlandse bedrijven nog steeds recordprestaties behalen. Wat kunnen we leren van het laserontwikkelingstraject van toonaangevende internationale bedrijven?

2. “Verticale integratie” versus “Diagonale integratie”

Voordat de binnenlandse markt de 10.000 watt bereikt en een ‘prijzenoorlog’ begint, hebben toonaangevende buitenlandse bedrijven eerder dan gepland een involutieronde voltooid. Wat ze echter ‘gerold’ hebben, is niet de prijs, maar de productindeling, en ze zijn begonnen met de integratie van industriële ketens door middel van fusies en overnames. pad van expansie.

Op het gebied van laserverwerking hebben internationaal toonaangevende bedrijven twee verschillende wegen gevolgd: op de weg van verticale integratie rond één enkele productindustrieketen is IPG een stap vooruit; terwijl bedrijven vertegenwoordigd door TRUMPF en Coherent hebben gekozen voor ‘Schuine integratie’ betekent verticale integratie en horizontale territoriumuitbreiding ‘met beide handen’. De drie bedrijven zijn achtereenvolgens hun eigen tijdperken begonnen, namelijk het tijdperk van de optische vezels, vertegenwoordigd door IPG, het tijdperk van de schijven, vertegenwoordigd door TRUMPF, en het tijdperk van gas (inclusief excimeer), vertegenwoordigd door Coherent.

IPG domineert de markt met fiberlasers. Sinds de beursgang in 2006 zijn de bedrijfsopbrengsten en winsten, afgezien van de financiële crisis van 2008, op een hoog niveau gebleven. Sinds 2008 heeft IPG een reeks fabrikanten overgenomen met apparaattechnologieën zoals optische isolatoren, optische koppellenzen, vezelroosters en optische modules, waaronder Photonics Innovations, JPSA, Mobius Photonics en Menara Networks, om verticale integratie uit te voeren in de upstream van de vezellaserindustrieketen. .

In 2010 was de opwaartse verticale integratie van IPG feitelijk voltooid. Het bedrijf bereikte een capaciteit van bijna 100% voor de zelfproductie van kerncomponenten, aanzienlijk beter dan zijn concurrenten. Bovendien nam het bedrijf het voortouw op technologisch gebied en was het een pionier op het gebied van 's werelds eerste vezelversterkertechnologieroute. IPG was op het gebied van fiberlasers. Zit stevig op de troon van de mondiale dominantie.

 

Figuur: Ketenintegratieproces IPG-industrie (gegevensbron: compilatie van publieke informatie)

Momenteel zijn binnenlandse laserbedrijven, die gevangen zitten in een “prijzenoorlog”, de fase van “verticale integratie” ingegaan. Integreer de industriële keten stroomopwaarts verticaal en realiseer zelfproductie van kerncomponenten, waardoor de stem van producten op de markt wordt versterkt.

In 2022, als de ‘prijzenoorlog’ steeds ernstiger wordt, zal het lokalisatieproces van kernapparaten volledig worden versneld. Verschillende laserfabrikanten hebben doorbraken geboekt in de ytterbium-gedoteerde lasertechnologie met dubbele bekleding in groot veld (triple-cladding); het zelfgemaakte aantal passieve componenten is aanzienlijk toegenomen; huishoudelijke alternatieven zoals isolatoren, collimatoren, combiners, koppelaars en vezelroosters worden steeds populairder. Volwassen. Toonaangevende bedrijven zoals Raycus en Chuangxin hebben de route van verticale integratie gevolgd, zijn diep verwikkeld in fiberlasers en hebben geleidelijk onafhankelijke controle over componenten verkregen door meer technologisch onderzoek en ontwikkeling en fusies en overnames.

Toen de ‘oorlog’ die vele jaren heeft geduurd is uitgebrand, is het integratieproces van de industriële keten van toonaangevende ondernemingen versneld, en tegelijkertijd hebben kleine en middelgrote ondernemingen een gedifferentieerde concurrentie gerealiseerd op het gebied van op maat gemaakte oplossingen. Tegen 2023 is de trend van de prijzenoorlog in de laserindustrie afgezwakt en is de winstgevendheid van laserbedrijven aanzienlijk toegenomen. Raycus Laser behaalde in de eerste helft van 2023 een nettowinst van 112 miljoen yuan, een stijging van 412,25%, en kwam uiteindelijk uit de schaduw van de ‘prijzenoorlog’.

De typische vertegenwoordiger van een ander ontwikkelingspad met ‘schuine integratie’ is de TRUMPF Group. TRUMPF Group is ooit begonnen als gereedschapsmachinebedrijf. De laseractiviteiten bestonden in het begin voornamelijk uit koolstofdioxidelasers. Later verwierf het HüTTINGER (1990), HAAS Laser Co., Ltd. (1991), Saxony Machine Tools and Special Machine Tools Co., Ltd. (1992), en breidde het zijn vaste-stoflaseractiviteiten uit. Op het gebied van laser- en watersnijmachines werd in 1999 de eerste experimentele schijflaser gelanceerd, die sindsdien een stevige dominante positie op de schijfmarkt heeft ingenomen. In 2008 nam TRUMPF SPI over, dat had kunnen concurreren met IPG, voor 48,9 miljoen dollar, waardoor fiberlasers naar zijn bedrijfsgebied werden gebracht. Ook op het gebied van ultrasnelle lasers heeft het bedrijf veelvuldig stappen gezet. Het heeft achtereenvolgens de fabrikanten van ultrakorte pulslasers Amphos (2018) en Active Fibre Systems GmbH (2022) overgenomen en blijft de leemte opvullen in de lay-out van ultrasnelle lasertechnologieën zoals schijven, platen en vezelversterking. "puzzel". Naast de horizontale lay-out van diverse laserproducten zoals schijflasers, kooldioxidelasers en fiberlasers presteert TRUMPF Group ook goed in de verticale integratie van de industriële keten. Het levert ook complete machine-uitrustingsproducten aan downstream-bedrijven en heeft ook een concurrentievoordeel op het gebied van werktuigmachines.

 

Figuur: Industrieel ketenintegratieproces van de TRUMPF Groep (gegevensbron: compilatie van openbare informatie)

Dit pad maakt verticale zelfproductie mogelijk van de gehele lijn, van kerncomponenten tot complete apparatuur, legt multitechnische laserproducten horizontaal uit en blijft de productgrenzen uitbreiden. Han's Laser en Huagong Technology, toonaangevende binnenlandse bedrijven op lasergebied, volgen hetzelfde pad en staan ​​het hele jaar door op de eerste en tweede plaats onder de binnenlandse fabrikanten wat betreft bedrijfsopbrengsten.

Het vervagen van de grenzen stroomopwaarts en stroomafwaarts is een typisch kenmerk van de laserindustrie. Door de unitisering en modularisering van technologie is de instapdrempel niet hoog. Met hun eigen stichting en kapitaalaanmoediging zijn er niet veel binnenlandse fabrikanten die in staat zijn om op verschillende manieren ‘nieuwe gebieden te ontsluiten’. Zelden gezien. De afgelopen jaren hebben andere binnenlandse fabrikanten hun integratiemogelijkheden geleidelijk versterkt en geleidelijk de grenzen van de industriële keten doen vervagen. De oorspronkelijke upstream- en downstream-relaties in de toeleveringsketen zijn geleidelijk uitgegroeid tot concurrenten, met hevige concurrentie in elke schakel.

De concurrentie onder hoge druk heeft de Chinese laserindustrie snel volwassen gemaakt, waardoor een 'tijger' is ontstaan ​​die niet bang is voor buitenlandse rivalen en het lokalisatieproces snel wordt bevorderd. Het heeft echter ook een ‘leven-en-dood’-situatie van buitensporige ‘prijzenoorlogen’ en homogene concurrentie gecreëerd. situatie. Chinese laserbedrijven hebben vaste voet aan de grond gekregen door te vertrouwen op “rollen”. Wat zullen ze in de toekomst doen?

3. Twee voorschriften: nieuwe technologieën ontwikkelen en overzeese markten verkennen

Door te vertrouwen op technologische innovatie kunnen we het probleem oplossen dat we geld moeten verkwisten om de markt te vervangen door lage prijzen; Door te vertrouwen op laserexporten kunnen we het probleem van de hevige concurrentie op de binnenlandse markt oplossen.

Chinese laserbedrijven hebben in het verleden moeite gehad om de overzeese leiders in te halen. In de context van de focus op binnenlandse substitutie wordt elke grote uitbraak van de cyclusmarkt geleid door buitenlandse bedrijven, waarbij lokale merken binnen één tot twee jaar snel volgen en binnenlandse producten en toepassingen vervangen nadat ze volwassen zijn geworden. Momenteel is er nog steeds sprake van een fenomeen waarbij buitenlandse bedrijven het voortouw nemen bij het inzetten van toepassingen in opkomende downstream-industrieën, terwijl binnenlandse producten vervanging blijven bevorderen.

“Vervanging” mag niet stoppen bij het nastreven van “vervanging”. Op het moment dat de Chinese laserindustrie bezig is met transformatie, wordt de kloof tussen de belangrijkste lasertechnologieën van binnenlandse fabrikanten en het buitenland geleidelijk kleiner. Het gaat er juist om proactief nieuwe technologieën in te zetten en te proberen in te halen in bochten, om zo af te komen van het gebruik van een goede timing voor het prijs-voor-volume-lot.

Over het geheel genomen vereist de lay-out van nieuwe technologieën het identificeren van de volgende industriële afzetmarkt. Laserverwerking heeft een snijtijdperk doorgemaakt dat gedomineerd werd door het snijden van plaatmetaal en een lastijdperk dat werd gekatalyseerd door de nieuwe energiehausse. De volgende industriële cyclus zou kunnen overgaan naar microverwerkingsvelden zoals pan-halfgeleiders, en overeenkomstige lasers en laserapparatuur zullen een grootschalige vraag vrijmaken. Het “match point” van de industrie zal ook overgaan van de oorspronkelijke “10.000 watt concurrentie” van continue lasers met hoog vermogen naar de “ultrasnelle concurrentie” van ultrakorte pulslasers.

Als we specifiek naar meer onderverdeelde gebieden kijken, kunnen we ons concentreren op de doorbraken in nieuwe toepassingsgebieden van “0 tot 1” tijdens de nieuwe technologiecyclus. Zo wordt verwacht dat de penetratiegraad van perovskietcellen na 2025 31% zal bereiken. De oorspronkelijke laserapparatuur kan echter niet voldoen aan de verwerkingsnauwkeurigheidseisen van perovskietcellen. Laserbedrijven moeten vooraf nieuwe laserapparatuur inzetten om onafhankelijke controle over de kerntechnologie te verkrijgen. , verbeter de brutowinstmarge van apparatuur en verover snel de toekomstige markt. Daarnaast verdienen veelbelovende toepassingsscenario’s zoals energieopslag, medische zorg, display- en halfgeleiderindustrieën (laserlift-off, lasergloeien, massaoverdracht), “AI + laserproductie”, enz. ook aandacht.

Met de voortdurende ontwikkeling van binnenlandse lasertechnologie en -producten wordt verwacht dat laser een visitekaartje zal worden voor Chinese bedrijven om naar het buitenland te gaan. 2023 is het “eerste jaar” dat lasers naar het buitenland gaan. Geconfronteerd met de enorme overzeese markten die dringend moeten doorbreken, zal laserapparatuur de stroomafwaartse fabrikanten van terminaltoepassingen volgen om naar het buitenland te gaan, vooral China's “verre leidende” lithiumbatterij- en nieuwe energie-auto-industrie, die kansen zal bieden voor de export van laserapparatuur. De zee biedt historische kansen.

Op dit moment is het naar het buitenland gaan een consensus binnen de industrie geworden, en belangrijke bedrijven zijn begonnen actie te ondernemen om de overzeese lay-out actief uit te breiden. Het afgelopen jaar kondigde Han's Laser aan dat het van plan is 60 miljoen dollar te investeren in de oprichting van een dochteronderneming “Green Energy Industry Development Co., Ltd.” in de Verenigde Staten om de Amerikaanse markt te verkennen; Lianying heeft een dochteronderneming in Duitsland opgericht om de Europese markt te verkennen en werkt momenteel samen met een aantal Europese batterijfabrieken. We zullen technische uitwisselingen uitvoeren met OEM's; Haimixing zal zich ook concentreren op het verkennen van overzeese markten via overzeese uitbreidingsprojecten van binnenlandse en buitenlandse batterijfabrieken en voertuigfabrikanten.

Prijsvoordeel is de “troefkaart” voor Chinese laserbedrijven om naar het buitenland te gaan. Binnenlandse laserapparatuur heeft duidelijke prijsvoordelen. Na de lokalisatie van lasers en kerncomponenten zijn de kosten van laserapparatuur aanzienlijk gedaald, en heeft de hevige concurrentie ook de prijzen gedrukt. Azië-Pacific en Europa zijn de belangrijkste bestemmingen voor laserexport geworden. Nadat ze naar het buitenland zijn gegaan, zullen binnenlandse fabrikanten transacties kunnen voltooien tegen prijzen die hoger zijn dan de lokale noteringen, waardoor de winst aanzienlijk toeneemt.

Het huidige aandeel van de export van laserproducten in de outputwaarde van de Chinese laserindustrie is echter nog steeds laag, en naar het buitenland gaan zal te maken krijgen met problemen zoals onvoldoende merkeffect en zwakke mogelijkheden voor lokalisatiediensten. Het is nog steeds een lange en moeilijke weg om echt “vooruit te komen”.

 

De ontwikkelingsgeschiedenis van laser in China is een geschiedenis van wrede strijd gebaseerd op de wet van de jungle.

In de afgelopen tien jaar hebben laserbedrijven de doop van de ‘10.000-watt-concurrentie’ en ‘prijzenoorlogen’ meegemaakt en een ‘voorhoede’ gecreëerd die kan concurreren met buitenlandse merken op de binnenlandse markt. De komende tien jaar zullen een cruciaal moment zijn voor binnenlandse lasers om te verschuiven van een “bloedende markt” naar technologische innovatie, en van binnenlandse vervanging naar de internationale markt. Alleen door deze weg goed te bewandelen kan de Chinese laserindustrie haar transformatie realiseren van ‘volgen en naastlopen’ naar ‘leidende’ sprongen.

 


Posttijd: 23 oktober 2023