MOPA激光超快种子源行业研究

一、前言

随着制造业的产业升级，下游市场已趋于成熟，超快激光开始对传统设备甚至连续激光设备进行替代，市场处于快速增长期。超快激光器的核心元器件技术壁垒极高，目前国产化率低，上游对应的核心元器件种类更多且生产难度更大，由于国内超快激光起步时间晚，对应的专用型核心元器件国内极少有公司参与涉及，商业化也同样起步晚。

当下看国内超快激光下游应用场景持续发力，半导体和医疗美容领域为主要增长点，随着晶圆制造往更小、更精、更密发展，对于切割、开槽、钻孔等工艺的精细化要求也会越来越高，超快激光也将成为晶圆加工领域的最优选择。

长期以来，国际上只有少数欧美公司掌握高能量高重频纳秒脉冲激光器技术。例如，美国LSP Technologies公司、诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）、法国泰雷兹集团（THALES）等。然而，美国所有大于4焦耳的激光器均对中国禁运，极大制约了国内相关应用领域的发展。

二、激光器分类

按照运转方式可以分为连续激光器和脉冲激光器两个大类，脉冲激光器又可细分为飞秒、皮秒、纳秒三大类激光器，其中飞秒和皮秒统称为超快激光，纳秒则称为非超快脉冲激光。

超快激光的特点是脉冲宽度是皮秒（10-12s）、飞秒（10-15s）级，由于脉冲时间短，峰值功率高，等离子体还没来得及将能量传递给周围材料，就已经从材料表面被汽化，不会给周围的材料带来热影响，属于超精密“冷加工”，可以解决常规连续或者长脉冲激光的热效应导致的材料碳化、加工精度差的问题，突破高精密加工应用的局限性。

（飞秒、皮秒、纳秒）

三、超快激光的市场规模

超快激光器的下游应用开始增长，根据LaserFocus World数据预测，2022年全球超快激光器市场规模将达到166亿元，国内超快激光器市场规模将超过83亿元，过去3年超快激光复合年化增长率超50%。

据统计，今年来我国超快激光出货量增长迅速，出货量从2015年的40台增长至2021年的2400台。

2021年国产超快激光器在中国的销量占比已达到55%，但进口的超快激光器却以45%的销售量瓜分了70%的销售收入，这主要是因为国产的超快激光器主要以50W功率以内的低功率产品，单机价格较低，而进口的超快激光器多为单机价格高的高功率产品。

国家统计局公司研究部，图中数字为2022年国内市场规模预测，气泡大小代表市场规模。

四、MOPA的结构

种子源：即 MOPA 结构中的主振荡器（MO），种子源激光器可通过电流调制灵活地产生波形可编辑、重复频率可调的激光脉冲。

隔离器：主要用于激光器各级之间光隔离，使得光脉冲单向传输，避免反射光损伤激光器。其中种子源与一级放大器之间的光纤隔离器用于保护种子源激光器；一级与二级放大器之间的隔离器用于保护一级放大器；输出隔离器为光纤输入、空间准直光输出隔离器，用于将光纤内的激光器转换为空间准直光束输出，并隔离回返光，保护二级放大器。

泵浦激光器：泵浦激光器中的激光芯片把电能转化为低亮度的泵浦光，并通过无源光纤输出，为有源光纤供能。

有源光纤：作为增益介质，在光纤激光器中的作用为将泵浦光到信号光的能量转换，实现放大作用。

五、国内自主研发种子源企业

华日激光：华日激光是上市公司华工科技（000988）的全资子公司，2014年，华日激光收购加拿大皮秒激光器企业Attodyne，Attodyne公司首席科学家华仁忠后回国加入华日激光，带领团队成功推出工业用10－50W皮秒超快激光器，并迅速抢占市场，产能达到每月100台。

2016年7月华日激光引进专家，成立飞秒产品研发中心，开展飞秒级超快激光器的研发。同期，华日激光承担十三五国家重点研发计划增才制造与激光制造重点专项《工业级皮秒／飞秒关键技术及产业化》项目。

2017年华日激光在超快激光器的销售额为2000-3000万元；2018年华日激光实现营收1.51亿元，净利润2041万元，超快激光领域固体激光器产销第一名；2019年实现营收为1.01亿元，同比亏损1615万元；2022年实现营收2亿元，每台皮秒激光器售价100万元以上，毛利水平14.6%。

国神光电：国神光电是19年被锐科激光（300747）控股的子公司，国神光电研发的产品进入了全球前三大LED芯片制造企业、苹果公司代工厂，公司毛利水平11.45%。

英诺激光（301021）：英诺激光21年深交所上市，2019-2021年及2022年一季度，英诺激光的营业收入分别为3.59亿元、3.39亿元、3.91亿元、0.8亿元。毛利率稳定在50%左右大幅高于行业均值，公司主要以稳定性能的激光器+行业定制拓展市场。

德龙激光（688170）：德龙激光12年开始研发种子源国产替代技术，德龙激光长寿命皮/飞秒种子源技术利用可饱和吸收镜被动锁模技术，实现高稳定性种子脉冲输出，采用可饱和吸收镜换点技术，大大延长其使用寿命，可以实现种子40,000小时以上工作寿命。同时突破了国产大功率皮秒超快激光器的突破，德龙激光的毛利水平也维持在45%以上。