Storia dello sviluppo del laser in Cina: su cosa possiamo contare per andare oltre?

Sono trascorsi più di 60 anni da quando il primo “raggio di luce coerente” fu generato in un laboratorio della California nel 1960. Come disse l’inventore del laser, TH Maiman, “Un laser è una soluzione alla ricerca di un problema”. Il laser, come strumento, sta gradualmente penetrando in molti campi come la lavorazione industriale, le comunicazioni ottiche e l'informatica.

Le aziende laser cinesi, conosciute come i “Re dell’Involuzione”, si affidano al “prezzo per volume” per conquistare quote di mercato, ma pagano il prezzo del calo dei profitti.

Il mercato interno è caduto in una forte concorrenza e le aziende produttrici di laser si sono rivolte verso l’esterno e sono salpate alla ricerca di un “nuovo continente” per i laser cinesi. Nel 2023, China Laser ha ufficialmente iniziato il suo “primo anno di permanenza all’estero”. Alla fiera internazionale della luce di Monaco di Baviera di fine giugno di quest'anno hanno partecipato più di 220 aziende cinesi, diventando così il paese con il maggior numero di espositori dopo la Germania ospitante.

La barca ha superato i Diecimila Monti? Come può China Laser fare affidamento sul “volume” per restare salda e su cosa dovrebbe fare affidamento per andare oltre?

1. Dal “decennio d’oro” al “mercato sanguinante”

In quanto rappresentante delle tecnologie emergenti, la ricerca sull'industria laser nazionale è iniziata non tardi, quasi contemporaneamente a quella internazionale. Il primo laser al mondo uscì nel 1960. Quasi contemporaneamente, nell'agosto del 1961, nacque il primo laser cinese presso l'Istituto di ottica e meccanica di Changchun dell'Accademia cinese delle scienze.

Successivamente, nel mondo sono state fondate una dopo l'altra aziende di apparecchiature laser su larga scala. Nel primo decennio della storia del laser nascono Bystronic e Coherent. Negli anni '70 furono fondate successivamente la II-VI e la Prima. Anche TRUMPF, leader nel settore delle macchine utensili, ha iniziato la sua attività nel 1977. Dopo aver riportato un laser a CO₂ dalla sua visita negli Stati Uniti nel 2016, è iniziata l'attività dei laser di TRUMPF.

Sul percorso dell’industrializzazione, le aziende cinesi produttrici di laser hanno iniziato relativamente tardi. Han's Laser è stata fondata nel 1993, Huagong Technology è stata fondata nel 1999, Chuangxin Laser è stata fondata nel 2004, JPT è stata fondata nel 2006 e Raycus Laser è stata fondata nel 2007. Queste giovani aziende laser non hanno il vantaggio di essere pioniere, ma lo fanno avere lo slancio per colpire più tardi.

 

Negli ultimi 10 anni, i laser cinesi hanno vissuto un “decennio d’oro” e la “sostituzione interna” è in pieno svolgimento. Dal 2012 al 2022, il tasso di crescita annuo composto del settore delle apparecchiature per la lavorazione laser del mio paese supererà il 10% e il valore della produzione raggiungerà gli 86,2 miliardi di yuan entro il 2022.

Negli ultimi cinque anni, il mercato del laser a fibra ha rapidamente promosso la sostituzione a livello nazionale a una velocità visibile a occhio nudo. La quota di mercato dei laser a fibra domestici è aumentata da meno del 40% a quasi il 70% in cinque anni. La quota di mercato dell’IPG americano, il principale laser a fibra, in Cina è diminuita drasticamente dal 53% nel 2017 al 28% nel 2022.

 

Figura: panorama competitivo del mercato cinese dei laser a fibra dal 2018 al 2022 (fonte dati: China Laser Industry Development Report)

Per non parlare del mercato a basso consumo energetico, che ha sostanzialmente raggiunto la sostituzione interna. A giudicare dalla “competizione da 10.000 watt” nel mercato dell’alta potenza, i produttori nazionali competono tra loro, dimostrando al massimo la “China Speed”. IPG ha impiegato 13 anni dal lancio del primo laser a fibra di livello industriale da 10 watt al mondo nel 1996 al rilascio del primo laser a fibra da 10.000 watt, mentre Raycus Laser ha impiegato solo 5 anni per passare da 10 watt a 10.000 watt.

Nella competizione dei 10.000 watt, i produttori nazionali si sono uniti uno dopo l’altro alla battaglia e la localizzazione sta avanzando a un ritmo allarmante. Al giorno d'oggi, 10.000 watt non è più un termine nuovo, ma un biglietto per le aziende per entrare nel circolo laser continuo. Tre anni fa, quando Chuangxin Laser esibì il suo laser a fibra da 25.000 watt alla Shanghai Light Expo di Monaco, provocò un ingorgo. Tuttavia, in varie fiere del laser quest'anno, "10.000 watt" è diventato lo standard per le aziende, e anche 30.000 watt. Anche l'etichetta 60.000 watt sembra un luogo comune. All'inizio di settembre di quest'anno, Pentium e Chuangxin hanno lanciato la prima macchina da taglio laser da 85.000 watt al mondo, battendo nuovamente il record di potenza del laser.

A questo punto la competizione dei 10.000 watt è giunta al termine. Le macchine per il taglio laser hanno completamente sostituito i metodi di lavorazione tradizionali come il taglio al plasma e la fiamma nel campo del taglio di lamiere di medio e grosso spessore. L’aumento della potenza del laser non contribuirà più in modo significativo all’efficienza del taglio, ma aumenterà i costi e il consumo di energia. .

 

Figura: Variazione dei tassi di interesse netti delle aziende laser dal 2014 al 2022 (fonte dati: Wind)

Mentre la concorrenza dei 10.000 watt è stata una vittoria completa, anche la feroce “guerra dei prezzi” ha inferto un duro colpo all’industria del laser. Ci sono voluti solo 5 anni perché la quota nazionale dei laser a fibra sfondasse, e ci sono voluti solo 5 anni perché l’industria del laser a fibra passasse da enormi profitti a piccoli profitti. Negli ultimi cinque anni, le strategie di riduzione dei prezzi sono state un mezzo importante per le principali aziende nazionali per aumentare la quota di mercato. I laser nazionali hanno “scambiato prezzo per volume” e si sono riversati nel mercato per competere con i produttori esteri, e la “guerra dei prezzi” si è gradualmente intensificata.

Un laser a fibra da 10.000 watt è stato venduto per ben 2 milioni di yuan nel 2017. Entro il 2021, i produttori nazionali ne ridurranno il prezzo a 400.000 yuan. Grazie all'enorme vantaggio in termini di prezzo, la quota di mercato di Raycus Laser ha pareggiato per la prima volta quella di IPG nel terzo trimestre del 2021, ottenendo una svolta storica nella sostituzione domestica.

Entrando nel 2022, poiché il numero di aziende laser nazionali continua ad aumentare, i produttori di laser sono entrati nella fase di “involuzione” della concorrenza tra loro. Il principale campo di battaglia nella guerra dei prezzi del laser si è spostato dal segmento dei prodotti a bassa potenza da 1-3 kW al segmento dei prodotti ad alta potenza da 6-50 kW, e le aziende sono in competizione per sviluppare laser a fibra ad alta potenza. Buoni prezzo, buoni servizio e alcuni produttori nazionali hanno persino lanciato un piano di “anticipo zero”, offrendo gratuitamente le apparecchiature ai produttori a valle per i test, e la concorrenza è diventata agguerrita.

Alla fine del “rotolo”, le sudate aziende laser non aspettavano un buon raccolto. Nel 2022, il prezzo dei laser a fibra nel mercato cinese diminuirà del 40-80% su base annua. I prezzi interni di alcuni prodotti sono stati ridotti a un decimo dei prezzi importati. Le aziende fanno affidamento principalmente sull’aumento delle spedizioni per mantenere i margini di profitto. Il colosso nazionale dei laser a fibra Raycus ha registrato un sostanziale aumento delle spedizioni su base annua, ma il suo utile operativo è diminuito del 6,48% su base annua e il suo utile netto è diminuito di oltre il 90% su base annua. La maggior parte dei produttori nazionali la cui attività principale sono i laser vedrà forti profitti netti nel 2022 in calo.

 

Figura: Andamento della “guerra dei prezzi” nel settore dei laser (fonte dati: raccolta da informazioni pubbliche)

Sebbene le principali aziende straniere abbiano subito battute d’arresto nella “guerra dei prezzi” nel mercato cinese, facendo affidamento sulle loro solide basi, la loro performance non è diminuita ma è aumentata.

Grazie al monopolio del Gruppo TRUMPF sul business delle sorgenti luminose per macchine litografiche EUV dell'azienda tecnologica olandese ASML, il volume degli ordini nell'anno fiscale 2022 è aumentato da 3,9 miliardi di euro nello stesso periodo dell'anno scorso a 5,6 miliardi di euro, un significativo aumento rispetto all'anno precedente. del 42%; Le vendite di Gaoyi nell'anno fiscale 2022 dopo l'acquisizione di Guanglian Revenue sono aumentate del 7% su base annua e il volume degli ordini ha raggiunto 4,32 miliardi di dollari, con un aumento su base annua del 29%. La performance ha superato le aspettative per il quarto trimestre consecutivo.

Dopo aver perso terreno nel mercato cinese, il più grande mercato per la lavorazione laser, le aziende estere possono ancora raggiungere prestazioni record. Cosa possiamo imparare dal percorso di sviluppo del laser delle principali aziende internazionali?

2. “Integrazione verticale” vs. “Integrazione diagonale”

Infatti, prima che il mercato interno raggiunga i 10.000 watt e lanci una “guerra dei prezzi”, le principali aziende estere hanno completato un ciclo di involuzione prima del previsto. Tuttavia, ciò che hanno “lanciato” non è il prezzo, ma la disposizione del prodotto, e hanno avviato l’integrazione della catena industriale attraverso fusioni e acquisizioni. percorso di espansione.

Nel campo della lavorazione laser, le aziende leader a livello internazionale hanno intrapreso due strade diverse: sulla strada dell'integrazione verticale attorno ad un'unica filiera di prodotto, IPG è un passo avanti; mentre le aziende rappresentate da TRUMPF e Coherent hanno scelto “integrazione obliqua” significa integrazione verticale ed espansione orizzontale del territorio “con entrambe le mani”. Le tre società hanno successivamente dato inizio alle proprie epoche, vale a dire l'era della fibra ottica rappresentata da IPG, l'era del disco rappresentata da TRUMPF e l'era del gas (compresi gli eccimeri) rappresentata da Coherent.

IPG domina il mercato con i laser a fibra. Dalla sua quotazione nel 2006, fatta eccezione per la crisi finanziaria del 2008, i ricavi operativi e i profitti sono rimasti a livelli elevati. Dal 2008, IPG ha acquisito una serie di produttori con tecnologie di dispositivi quali isolatori ottici, lenti di accoppiamento ottico, reticoli in fibra e moduli ottici, tra cui Photonics Innovations, JPSA, Mobius Photonics e Menara Networks, per condurre l'integrazione verticale nell'upstream di la filiera del laser in fibra. .

Nel 2010, l'integrazione verticale verso l'alto di IPG è stata sostanzialmente completata. L'azienda ha raggiunto quasi il 100% della capacità di autoproduzione dei componenti principali, superando notevolmente la concorrenza. Inoltre, ha assunto un ruolo guida nella tecnologia e ha aperto la strada al primo percorso tecnologico di amplificatori in fibra al mondo. IPG operava nel campo dei laser a fibra. Siediti saldamente sul trono del dominio globale.

 

Figura: processo di integrazione della catena industriale IPG (fonte dati: raccolta di informazioni pubbliche)

Attualmente, le aziende laser nazionali, intrappolate nella “guerra dei prezzi”, sono entrate nella fase di “integrazione verticale”. Integrare verticalmente la catena industriale a monte e realizzare l’autoproduzione dei componenti principali, migliorando così la voce dei prodotti sul mercato.

Nel 2022, man mano che la “guerra dei prezzi” diventerà sempre più seria, il processo di localizzazione dei dispositivi principali sarà completamente accelerato. Diversi produttori di laser hanno fatto passi avanti nella tecnologia laser drogata con itterbio a doppio rivestimento (triplo rivestimento) di campo di grandi dimensioni; il tasso di produzione propria di componenti passivi è aumentato in modo significativo; le alternative domestiche come isolatori, collimatori, combinatori, accoppiatori e reticoli in fibra stanno diventando sempre più popolari. Maturo. Aziende leader come Raycus e Chuangxin hanno adottato il percorso di integrazione verticale, profondamente impegnate nei laser a fibra, e hanno gradualmente raggiunto il controllo indipendente dei componenti attraverso una maggiore ricerca e sviluppo tecnologico, fusioni e acquisizioni.

Quando la “guerra” che durava da molti anni si è esaurita, il processo di integrazione della catena industriale delle imprese leader si è accelerato e, allo stesso tempo, le piccole e medie imprese hanno realizzato una concorrenza differenziata in soluzioni personalizzate. Entro il 2023, la tendenza alla guerra dei prezzi nel settore dei laser si è indebolita e la redditività delle aziende produttrici di laser è aumentata in modo significativo. Raycus Laser ha ottenuto un utile netto di 112 milioni di yuan nella prima metà del 2023, con un incremento del 412,25%, ed è finalmente emersa dall’ombra della “guerra dei prezzi”.

Il tipico rappresentante di un altro percorso di sviluppo “integrazione obliqua” è il Gruppo TRUMPF. Il gruppo TRUMPF nasce inizialmente come azienda di macchine utensili. All'inizio il business dei laser riguardava principalmente i laser ad anidride carbonica. Successivamente ha acquisito HüTTINGER (1990), HAAS Laser Co., Ltd. (1991), Saxony Machine Tools and Special Machine Tools Co., Ltd. (1992) e ha ampliato la propria attività nel settore dei laser a stato solido. Nel settore delle macchine da taglio laser e ad acqua, il primo laser a disco sperimentale è stato lanciato nel 1999 e da allora occupa saldamente la posizione dominante nel mercato dei dischi. Nel 2008, TRUMPF ha acquisito SPI, che era stata in grado di competere con IPG, per 48,9 milioni di dollari, introducendo i laser a fibra nel suo territorio commerciale. Ha compiuto frequenti passi avanti anche nel campo dei laser ultraveloci. Ha successivamente acquisito i produttori di laser a impulsi ultracorti Amphos (2018) e Active Fiber Systems GmbH (2022) e continua a colmare la lacuna nel layout delle tecnologie laser ultraveloci come dischi, lastre e amplificazione in fibra. "puzzle". Oltre alla disposizione orizzontale di vari prodotti laser come laser a disco, laser ad anidride carbonica e laser a fibra, il Gruppo TRUMPF ottiene ottimi risultati anche nell'integrazione verticale della catena industriale. Fornisce inoltre prodotti completi per attrezzature per macchine alle aziende a valle e ha anche un vantaggio competitivo nel campo delle macchine utensili.

 

Figura: Processo di integrazione della filiera industriale del Gruppo TRUMPF (fonte dati: raccolta di informazioni pubbliche)

Questo percorso consente l’autoproduzione verticale dell’intera linea, dai componenti principali all’attrezzatura completa, dispone orizzontalmente prodotti laser multitecnici e continua ad espandere i confini del prodotto. Han's Laser e Huagong Technology, aziende nazionali leader nel campo dei laser, stanno seguendo lo stesso percorso, classificandosi al primo e al secondo posto tra i produttori nazionali in termini di ricavi operativi per tutto l'anno.

La sfumatura dei confini a monte e a valle è una caratteristica tipica dell’industria del laser. A causa dell’unitizzazione e della modularizzazione della tecnologia, la soglia di ingresso non è elevata. Con la propria fondazione e l’incoraggiamento del capitale, non sono molti i produttori nazionali in grado di “aprire nuovi territori” su percorsi diversi. Raramente visto. Negli ultimi anni, altri produttori nazionali hanno gradualmente rafforzato le loro capacità di integrazione e hanno gradualmente offuscato i confini della catena industriale. I rapporti originari della catena di fornitura a monte e a valle si sono gradualmente evoluti in concorrenti, con una concorrenza feroce in ogni anello.

La concorrenza ad alta pressione ha rapidamente fatto maturare l'industria laser cinese, creando una “tigre” che non ha paura dei rivali esteri e facendo avanzare rapidamente il processo di localizzazione. Tuttavia, ha anche creato una situazione “di vita o di morte” caratterizzata da eccessive “guerre dei prezzi” e da una concorrenza omogenea. situazione. Le aziende laser cinesi hanno guadagnato una solida posizione facendo affidamento sui “rulli”. Cosa faranno in futuro?

3. Due prescrizioni: proporre nuove tecnologie ed esplorare i mercati esteri

Facendo affidamento sull’innovazione tecnologica, possiamo risolvere il problema di dover dissanguare soldi per sostituire il mercato con prezzi bassi; basandoci sulle esportazioni di laser, possiamo risolvere il problema della forte concorrenza nel mercato interno.

In passato le aziende laser cinesi hanno faticato a raggiungere i leader esteri. Nel contesto dell’attenzione alla sostituzione interna, ogni grande esplosione del ciclo di mercato è guidata da società straniere, con i marchi locali che seguono rapidamente entro 1-2 anni e sostituiscono i prodotti e le applicazioni nazionali una volta maturi. Al momento, c’è ancora un fenomeno in cui le società straniere assumono la guida nell’implementazione di applicazioni nelle industrie emergenti a valle, mentre i prodotti nazionali continuano a promuovere la sostituzione.

La “sostituzione” non dovrebbe fermarsi al perseguimento della “sostituzione”. Nel momento in cui l'industria laser cinese è in piena trasformazione, il divario tra le principali tecnologie laser dei produttori nazionali e quelle dei paesi stranieri si sta gradualmente riducendo. Si tratta proprio di utilizzare in modo proattivo le nuove tecnologie e cercare di sorpassare in curva, in modo da eliminare “l’utilizzo del buon tempismo per il destino del rapporto prezzo-volume”.

Nel complesso, il layout delle nuove tecnologie richiede l’identificazione del prossimo sbocco del settore. La lavorazione laser ha attraversato un’era del taglio dominata dal taglio della lamiera e un’era della saldatura catalizzata dal nuovo boom energetico. Il prossimo ciclo industriale potrebbe passare a campi di microlavorazione come i pan-semiconduttori, e i laser e le apparecchiature laser corrispondenti libereranno una domanda su larga scala. Il “match point” del settore passerà inoltre dall'originale “competizione da 10.000 watt” dei laser continui ad alta potenza alla “competizione ultraveloce” dei laser a impulsi ultracorti.

Guardando nello specifico agli ambiti più suddivisi, possiamo concentrarci sugli avanzamenti nei nuovi ambiti applicativi da “0 a 1″ durante il nuovo ciclo tecnologico. Ad esempio, si prevede che il tasso di penetrazione delle celle di perovskite raggiungerà il 31% dopo il 2025. Tuttavia, l’apparecchiatura laser originale non può soddisfare i requisiti di precisione di lavorazione delle celle di perovskite. Le aziende produttrici di laser devono implementare in anticipo nuove apparecchiature laser per ottenere un controllo indipendente della tecnologia di base. , migliorare il margine di profitto lordo delle attrezzature e conquistare rapidamente il mercato futuro. Inoltre, meritano attenzione anche scenari applicativi promettenti come lo stoccaggio di energia, l’assistenza medica, l’industria dei display e dei semiconduttori (laser lift-off, laser annealing, trasferimento di massa), “AI + laser manufacturing”, ecc.

Con il continuo sviluppo della tecnologia e dei prodotti laser nazionali, si prevede che il laser diventi un biglietto da visita per le imprese cinesi che vogliono recarsi all'estero. Il 2023 è il “primo anno” in cui i laser andranno oltreoceano. Di fronte agli enormi mercati esteri che hanno urgente bisogno di sfondare, le apparecchiature laser seguiranno i produttori di applicazioni terminali a valle per andare all'estero, in particolare l'industria cinese delle batterie al litio e delle nuove energie automobilistiche, che offriranno opportunità per l'esportazione di apparecchiature laser. Il mare porta opportunità storiche.

Allo stato attuale, andare all’estero è diventato un consenso del settore e le aziende chiave hanno iniziato ad agire per espandere attivamente il layout all’estero. L'anno scorso, Han's Laser ha annunciato l'intenzione di investire 60 milioni di dollari per creare una filiale "Green Energy Industry Development Co., Ltd." negli Stati Uniti per esplorare il mercato statunitense; Lianying ha aperto una filiale in Germania per esplorare il mercato europeo e attualmente collabora con numerose fabbriche europee di batterie. Condurremo scambi tecnici con gli OEM; Haimixing si concentrerà anche sull'esplorazione dei mercati esteri attraverso progetti di espansione all'estero di fabbriche di batterie e produttori di veicoli nazionali ed esteri.

Il vantaggio del prezzo è la “carta vincente” per le aziende laser cinesi per andare all’estero. Le apparecchiature laser domestiche presentano evidenti vantaggi in termini di prezzo. Dopo la localizzazione dei laser e dei componenti principali, il costo delle apparecchiature laser è diminuito in modo significativo e anche la forte concorrenza ha fatto scendere i prezzi. L’Asia-Pacifico e l’Europa sono diventate le principali destinazioni per le esportazioni di laser. Dopo essere andati all'estero, i produttori nazionali saranno in grado di completare le transazioni a prezzi superiori a quelli locali, aumentando notevolmente i profitti.

Tuttavia, l'attuale proporzione delle esportazioni di prodotti laser nel valore della produzione dell'industria laser cinese è ancora bassa e andare all'estero dovrà affrontare problemi quali un effetto del marchio insufficiente e capacità di servizi di localizzazione deboli. La strada per “andare avanti” è ancora lunga e difficile.

 

La storia dello sviluppo del laser in Cina è una storia di lotta crudele basata sulla legge della giungla.

Negli ultimi dieci anni, le aziende produttrici di laser hanno sperimentato il battesimo della “competizione da 10.000 watt” e delle “guerre dei prezzi” e hanno creato un’“avanguardia” in grado di competere con i marchi esteri nel mercato interno. I prossimi dieci anni saranno un momento critico per il passaggio dei laser domestici da un “mercato sanguinante” all’innovazione tecnologica e dalla sostituzione nazionale al mercato internazionale. Solo percorrendo bene questa strada l’industria cinese del laser potrà realizzare la sua trasformazione da “seguire e correre accanto” a “Leading”.

 


Orario di pubblicazione: 23 ottobre 2023