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睿信咨询十五五规划专题 | 智能制造与高端装备产业研究:激光设备发展趋势与企业策略

发布时间:2025-12-22 10:23:53 原创:睿信咨询研究院
睿信致成管理咨询做为中国本土化管理咨询行业先行者,深耕行业20余年,为企业提供:十五五规划咨询,战略规划咨询,人力资源咨询,薪酬激励解决方案,绩效设计解决方案,集团管控,组织管理,流程管理咨询,风险内控咨询,市场营销咨询,国企改革咨询,对标世界一流等全方位管理咨询服务,备受企业青睐,5000+企业信赖之选。

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在二十届四中全会关于十五五时期经济社会发展的重要部署中,明确提出要加快发展新质生产力,推动制造业高端化、智能化、绿色化转型。激光设备作为智能制造的核心装备之一,其技术发展与产业升级对提升我国制造业整体竞争力具有关键意义。本报告基于十五五规划导向,深入分析激光设备产业面临的新机遇、新挑战,研判技术发展趋势与市场格局变化,旨在为相关企业制定科学发展战略提供决策参考,助力我国激光装备产业在全球竞争中把握主动权、实现高质量发展。


研究背景与行业界定


随着我国制造业由“量的扩张”向“质的提升”转型,激光技术凭借高精度、高效率、高柔性以及对多种材料和复杂结构良好的适应能力,正日益成为装备制造业重要的底层工艺和关键生产力工具。从激光切割、焊接、打标,到微细加工、增材制造,再到半导体与新型显示加工、动力电池和光伏组件的精密加工,激光设备在汽车与零部件、工程机械、轨道交通、高端数控机床、消费电子、光伏与新能源电池、半导体封测等产业中已经形成广泛且深入的应用。激光加工“非接触、可编程、高一致性”的特点,使其成为推动制造业提质增效和工艺升级的重要技术路径。


国家层面,《“十四五”智能制造发展规划》等一系列政策明确提出,要大力发展智能制造装备,重点推进超快激光等先进激光加工装备的研发与产业化,将高性能激光器与激光装备列为智能制造装备的重点方向之一。广东、上海、深圳、湖北等地陆续出台高端装备和激光产业发展规划,把激光装备作为战略性新兴产业集群的重要组成部分,通过产业园区建设、重大项目支持、首台套应用示范等方式,加快激光技术在高端制造中的推广和突破。在“十四五”政策与需求拉动下,我国激光设备行业实现了较快增长,为十五五期间进一步向高端化、智能化、系统化发展奠定了基础。十五五(2026–2030 年)将成为激光设备行业由高速增长转向高质量发展的关键时期,也是国产高端激光装备实现关键技术突破、提升全球市场份额的重要战略窗口。


从行业界定来看,本报告所称“激光设备”,主要指以激光为加工或处理手段的专用设备系统,通常由激光器、光学系统、数控系统、运动控制系统、检测反馈模块及配套工艺软件等构成。按应用功能划分,重点包括中高功率光纤激光切割机、板管一体激光切割设备等各类激光切割装备;连续光纤激光焊接设备、准连续焊接设备以及激光-电弧复合焊接设备等激光焊接装备;光纤、紫外、皮秒和飞秒激光打标及精密微细加工装备;用于材料表面淬火、熔覆和合金化等工艺的激光热处理与表面改性设备;以激光为能量源的金属增材制造和增减材复合加工装备;以及动力电池极片切割与焊接、光伏硅片划片和切割、半导体晶圆切片与缺陷修复、显示面板激光剥离与巨量转移等行业专用激光装备。报告重点关注中国激光设备产业在十五五期间的市场需求变化、技术演进方向、竞争格局演化以及企业发展策略。


宏观与政策环境分析


十五五时期是我国制造业高质量发展和新型工业化深入推进的关键阶段。国家“十四五”规划以及后续政策文件明确提出,要推动制造业高端化、智能化、绿色化发展,加快构建现代化产业体系。智能制造被视为制造强国战略的主攻方向,智能制造装备包括先进激光加工装备、增材制造装备和工业机器人等,激光设备处于政策重点支持的核心位置。《“十四五”智能制造发展规划》明确要求大力发展智能制造装备,研发超快激光等先进激光加工装备,并在增材制造装备部分,将激光/电子束选区熔化装备列为重点发展对象。这些政策为激光设备在高端制造、精密加工和新兴产业中的应用提供了明确的制度支持和发展空间。


在国家顶层设计之外,地方产业政策和产业集群发展对激光设备行业也形成了重要牵引。“十四五”以来,全国已有三十余个省市发布激光或激光装备相关产业规划,围绕高性能激光器、高端激光加工设备、激光与增材制造、激光与精密仪器装备等方向构建产业集群。湖北在装备制造业规划中提出,要围绕激光加工装备降成本、补短板,提升产业链综合配套率;深圳、广州等地将高性能激光器与装备、激光与增材制造产业集群列入重点发展的战略产业,配套出台产业园区布局、研发平台建设和企业扶持政策,从资金、人才、场景应用等方面给予支持。这些地方政策通过构建“龙头企业+创新平台+应用场景”的组合,推动激光装备企业向集群化、高端化和系统化方向发展,有利于打造“激光器—激光装备—系统集成—应用服务”的完整生态。


从更长的周期看,中国社会科学院对十五五工业发展展望指出,应加快发展纳米制造、激光制造、柔性制造、循环制造等在“十四五”时期应用相对较少但潜力巨大的新型生产模式,强化新一代生产工艺在工业体系中的渗透。这意味着在十五五期间,激光制造将从“广泛应用”阶段走向“深度融合”阶段,在新材料、航空航天、先进电子、医疗器械等高附加值领域占据更加核心的工艺地位,激光设备的重要性和战略价值将进一步凸显。


市场规模与需求展望(2026–2030年)


从全球来看,激光技术及激光加工市场整体保持较高景气度。研究表明,全球激光技术市场近年来稳步增长,预计到 2030 年将达到较大规模,年复合增长率保持在中高速区间。激光加工市场则在工业 4.0 和智能制造浪潮推动下,广泛渗透到材料加工、电子信息、医疗器械、微纳制造等多个领域,有研究预测 2025–2030 年全球激光加工市场的年复合增速将达到约 10% 左右,增长动力主要来自精密制造、半导体与新型显示、医疗健康和交通工具轻量化等方向。


在中国,激光加工和激光设备市场规模近年来保持快速增长势头。一些行业统计数据显示,近年中国激光加工市场规模已达到数十亿美元量级,并有望在 2030 年前达到更高水平,年均复合增速约 8%–10%。工业激光市场同样保持较高增速,激光切割、激光焊接和激光打标是当前应用占比最大的三大板块,激光热处理、激光表面改性和激光增材制造的占比则在逐步提升。市场研究指出,2025 年前后中国激光设备产业在政策支持和制造业升级双重驱动下,整体市场规模持续扩大,激光切割、焊接和打标设备的出货量和产值均保持高位,形成了较为完整的产业体系。


从需求结构特征看,十五五期间中国激光设备市场将呈现明显的结构性增长。一是新能源和“新三样”出口带动作用持续增强。动力电池、储能电池、光伏组件、新型显示器件和半导体封测等行业,对激光切割、激光焊接、激光划片、激光退火、激光剥离以及微精加工等工艺有刚性需求,对高精度、高稳定性、高自动化激光装备的依赖度不断提升。二是汽车及高端装备制造升级,将持续带动金属加工类激光设备增长。尤其在汽车轻量化、新能源汽车结构件、电机与电控零部件加工、轨道交通和工程机械关键零部件制造等应用场景,中高功率激光切割和激光焊接设备将继续替代传统工艺。三是精密制造和消费电子将推动微细加工设备快速发展。3C 电子、可穿戴设备和高端医疗器械对微孔加工、精密划线、柔性屏与折叠屏加工、光学元件精加工等提出越来越高的要求,紫外激光、皮秒与飞秒超快激光设备的应用范围显著拓展。四是激光与增材制造的融合规模将不断扩大,多激光头大尺寸金属增材装备和激光增减材复合加工中心将在航空航天、能源装备和高端模具等领域由试验示范走向批量化应用。


综合判断,十五五期间中国激光设备市场仍将保持中高速增长态势,其中面向新能源、半导体与新型显示、精密制造以及增材制造等领域的高端激光装备增速将显著高于行业平均水平,市场需求结构将从中低端通用设备为主,逐步转向高端专用装备和成套生产线解决方案为主。


激光设备核心技术发展趋势


在技术维度上,十五五期间激光设备的核心发展趋势主要体现在高功率光纤激光与多光束技术、超快激光与精密微细加工、激光与增材制造复合、智能化与 AI 赋能以及关键核心部件国产化等几个方面。


首先,高功率光纤激光技术持续演进。光纤激光器凭借高光电转换效率、优良的光束质量、较低的维护成本和灵活的系统集成能力,已经成为工业激光应用的主力平台。近年来,高功率光纤激光器的功率等级不断提升,单机功率从几千瓦提升到二十千瓦甚至更高,足以满足厚板高速切割、深熔焊接以及部分替代传统焊接方式的需求。同时,多光束与多头协同加工技术日益成熟,通过多头协同、分区加工和智能调度,可以显著提升加工效率,实现大幅面板材和复杂工件的一体化处理。


其次,超快激光成为精密微细加工的关键技术路径。皮秒和飞秒超快激光具有超短脉宽、超高峰值功率、冷加工等特性,可实现对材料的高精度、低热影响加工,适用于微电子器件、半导体晶圆、玻璃和陶瓷、医疗器械和精密零部件的微细加工。近几年,中国超快激光市场保持两位数增长,工业化超快激光器的国产化水平显著提升。预计在 2025–2030 年,超快激光将在超薄晶圆切割、Micro-LED 剥离与巨量转移、高端玻璃加工、功能薄膜加工及高附加值零部件精密加工等应用中加速渗透,对设备的稳定性、重复精度和智能工艺控制能力提出更高要求。


再次,激光与增材制造的深度结合成为高端制造的新方向。以激光为能量源的金属激光选区熔化装备、多激光大尺寸 3D 打印装备以及激光增减材复合机床发展迅速。通过多激光头协同和在线成形质量监测,可以实现大尺寸复杂构件的高质量成形;通过在同一装备中集成激光熔覆与切削、铣削、磨削等工艺,实现近净成形与精加工一体化,大幅缩短生产周期,提升复杂结构件制造效率。


第四,智能化和 AI 赋能将深刻改变激光加工系统的形态。借助传感器、工业互联网和人工智能技术,激光加工装备正在向“数据驱动”和“自适应优化”的方向演进。设备可以通过实时采集切削力、温度、振动等工艺参数,利用 AI 模型自动优化加工路径和工艺参数,实现一键式智能加工,显著降低刀具损耗、减少加工误差。激光设备从传统“工艺装备”逐步升级为“数据型装备”,具备自诊断、自优化和远程运维能力,并通过与 MES、ERP、PLM 等系统互联,实现生产过程的可视化和闭环控制,工艺知识则通过软件和算法固化为可复制的工艺数据库。


最后,关键核心部件的国产化进程将直接影响激光装备产业链的安全性和竞争力。激光器本体、关键光学元件、扫描振镜、高性能数控系统等被视为产业链的核心环节。近年来国内企业在高功率光纤激光器、工业化超快激光器以及部分特种光学器件方面取得较大进展,一些企业通过自研核心器件实现“芯片—器件—整机”的垂直整合,为十五五期间高端激光装备的自主可控提供了坚实基础。


主要应用领域发展趋势


从应用视角来看,十五五期间激光设备在金属切割与焊接、动力电池与光伏精密加工、半导体与新型显示、精密打标与微细加工以及激光增材制造等领域都将呈现出新的发展特征。


在金属切割与焊接领域,激光设备应用最为成熟且需求基础最为稳固。受生产要素成本上升、环保要求趋严以及“机器换人”持续推进的影响,激光切割、激光焊接和激光表面处理装备将不断替代传统冲压、等离子切割和电阻焊工艺。中高功率光纤激光切割设备将进一步向更高功率、更大幅面、更高自动化程度方向发展,并与机器人、自动上下料系统、立体仓储系统和柔性生产线深度集成;激光焊接则在汽车白车身制造、动力电池 PACK 组装、精密零部件加工和压力容器制造等领域持续扩大应用范围。


在动力电池与光伏精密加工领域,激光工艺已经成为关键工序。在动力电池生产环节,极片切割、极耳焊接、壳体焊接和封装焊接等工序大量采用激光技术,设备需要同时满足高速、高一致性和低飞溅等要求。在储能电池和新型电化学储能技术兴起的背景下,类似的激光工艺需求也在快速释放。光伏行业中,晶硅电池片的划片、激光开槽、半片切割,尤其在 TOPCon、HJT 和钙钛矿等高效电池工艺中,激光辅助刻蚀、钝化和图形化工艺的比重不断提升,对激光设备的微米级精度、工艺稳定性和连续生产能力提出更高要求。


在半导体和新型显示领域,激光设备扮演着更加精准和高端的角色。半导体制造环节中,激光热处理设备广泛应用于退火、晶圆修复等关键工艺,目前高端激光热处理设备市场仍由少数海外厂商主导,国产高端装备替代空间广阔。新型显示领域包括 OLED、Mini/Micro-LED 等,对激光剥离、巨量转移、精细切割和修刻等工艺需求强烈,推动超快激光和高精度定位控制装备的快速发展,未来将成为国产高端激光装备的重要突破口。


在精密打标与微细加工领域,激光打标设备已经成为 3C 电子、汽车零部件、医疗器械、食品与日化等行业产品标识和追溯管理的标配装备。相关统计显示,近年来中国激光打标设备出货量持续增长,未来在十五五期间仍将保持稳定需求。随着监管要求和企业质量管理水平提升,激光打标将进一步向高分辨率、多材料适应性和环保方向演进,并与供应链追溯、质量管理系统以及数字化工厂建设紧密结合。


在激光与增材制造及新工艺领域,随着航空航天、燃气轮机、高端模具等高要求场景对复杂结构件和高性能材料的需求增加,以激光为能量源的增材制造和表面熔覆技术将进一步推广应用。多激光头大尺寸 3D 打印装备和增减材复合加工中心,将在复杂大型构件和高可靠性零部件制造中发挥越来越重要的作用,成为高端激光装备新的增长点。


产业格局与竞争态势分析


从产业链结构来看,激光设备产业可以划分为上游关键材料与器件、中游激光器及核心部件、下游整机装备及系统集成和终端应用行业四个层次。上游涉及激光晶体、光纤、泵浦源、光学元件和高功率器件等关键材料;中游包括光纤激光器、固体激光器、超快激光器、扫描振镜、切割头和控制系统等核心部件;下游则是各类激光切割、焊接、打标、热处理、增材制造以及行业专用激光装备及整体产线集成。应用领域横跨制造业主战场,对整体产业链协调发展和系统集成能力提出很高要求。目前我国在下游激光设备制造环节优势明显,在中游部分激光器领域具备较强国际竞争力,但在超高端激光器、部分特种光学器件和高端控制系统方面仍存在补短板空间。


从竞争格局看,中国激光设备制造行业呈现“头部企业+大量中小企业”的格局。头部企业依托技术积累、产品平台化和品牌优势,在激光切割、激光焊接和激光打标设备市场占据主要份额,并积极向新能源设备、半导体与显示加工装备等高附加值领域延伸。大量中小企业则在某些细分工艺、特定区域市场或特定客户群体中形成差异化竞争。激光器领域方面,部分企业通过自研核心器件并实现垂直整合,在高功率光纤激光器和部分超快激光器方向取得显著进展,对整机装备国产化形成关键支撑。


展望十五五时期,激光设备产业竞争态势预计呈现三大演化趋势:一是头部集中度持续提升。技术储备雄厚、具有平台化产品架构和系统解决方案能力的企业,将通过品牌、技术和规模优势加速扩张,在高端和国际市场上进一步提升市场份额。二是专精特新企业加速崛起。在超快激光、激光增材制造、高端激光热处理设备、半导体与新型显示加工装备等细分领域,将涌现一批在细分技术上具有独到优势的“专精特新小巨人”。三是国际化竞争进一步加剧。国内企业在激光切割、打标和部分焊接设备领域已经形成较强出口能力,十五五期间将更加深度参与全球产业分工,同时也将面临海外品牌在高端细分市场的竞争压力。


十五五期间激光设备企业发展策略


结合宏观环境、市场需求变化和技术发展趋势,激光设备企业在十五五期间需要从战略定位、技术路线、产品体系、市场拓展、制造管理和生态构建等方面系统布局,构建可持续竞争优势。


在战略定位方面,企业应立足自身技术基础和客户资源,聚焦高端细分赛道和优势产业方向,避免产品线过度分散。在高功率金属加工装备、动力电池与光伏专用装备、半导体与新型显示精密加工装备、超快激光微加工装备以及激光与增材制造装备等多个方向中,选择一到两项作为主攻领域,通过持续研发、场景深耕和客户共创构建“技术深度+行业深度”的双重壁垒,形成清晰的发展主线。


在技术路线方面,企业需要构建宽谱产品平台和智能工艺能力。一方面,通过模块化设计和平台化开发,打造统一的机械平台、电控平台和软件平台,在此基础上针对不同应用场景快速衍生专用型号,降低研发制造成本,提高交付效率。另一方面,重视“工艺+装备+软件”的一体化能力,将激光加工经验固化为工艺数据库和算法模型,引入 AI 和数字孪生技术,实现加工参数的自适应调整、质量的在线监测以及故障的预测诊断,使智能工艺能力成为企业的核心竞争力。同时,围绕高功率光纤激光器、工业化超快激光器、切割头、扫描振镜和高性能数控系统等关键部件,加大自研投入,或通过战略合作、投资并购等方式实现关键资源协同,提升供应链安全性和成本控制能力。


在市场拓展方面,企业应实施“深耕重点行业与头部客户”的策略。面向动力电池龙头企业、光伏龙头企业、晶圆制造厂和面板厂,探索共建联合实验室、联合开发生产线和长周期服务协议等合作模式,从单一设备供应商转型为工艺与产线整体解决方案伙伴,增强客户粘性和议价能力。同时,积极探索服务驱动和商业模式创新,在传统设备销售基础上,拓展“设备+运维服务”“设备+工艺优化咨询”“按产能或按小时计费”“融资租赁+全生命周期运维”等模式,实现从一次性销售向生命周期价值经营的转变。在国际化方面,围绕自身技术与性价比优势明显的产品,稳步布局东南亚、印度、中东和拉美等制造业转移与新能源投资活跃地区,通过设立本地服务中心、构建代理渠道和参与本地项目,加强品牌影响力和客户覆盖。


在制造与管理方面,企业需要推进数字化工厂和质量体系升级。通过建设 MES、APS 等信息系统,实现从订单获取到生产排程、过程跟踪、质量追溯和交付管理的全流程数字化和可视化,提高生产效率和交付可靠性。同时,建立覆盖设计验证、环境与寿命试验、整机可靠性验证以及现场反馈闭环的质量管理体系,特别是在高端装备领域,强化可靠性工程和全生命周期质量管理,持续提升产品稳定性和可维护性。


在生态合作与资本运作方面,企业应围绕激光器、核心光学元件、机器人、运动控制、机器视觉和行业软件等关键环节,构建开放的技术和业务合作生态,推动多方协同创新和解决方案整合。在条件成熟时,可通过股权合作、战略投资和并购重组整合上下游关键资源,实现产业链延伸和价值链提升,增强整体解决方案能力和产业链控制力。


十五五(2026–2030 年)将是激光设备产业从“高速扩张”迈向“高质量发展”的关键时期。一方面,制造业高质量发展、“新三样”出口、新能源与数字经济建设等因素,将持续释放激光设备需求,行业整体规模有望保持中高速增长;另一方面,核心技术升级、关键部件国产化、智能化与数字化能力的构建,将成为企业能否在新一轮竞争格局中脱颖而出的决定性因素。具备持续研发能力、平台化产品架构、完善质量体系以及深度嵌入头部客户供应链的企业,有望在十五五期间成长为激光装备领域的骨干力量乃至行业领军者;而单纯依赖中低端通用设备、缺乏核心技术积累、对政策和需求变化反应迟缓的企业,则将面临较大的生存和发展压力。


从更广阔的视角看,激光设备产业未来将在高端化、智能化、绿色化方向持续演进,成为支撑我国先进制造业和新工业体系建设的重要支柱。随着激光技术与材料科学、信息技术、智能控制和先进制造工艺的深度融合,激光设备的应用边界将不断拓展,新的工艺场景和商业模式也将不断涌现。抓住十五五这一关键窗口期,科学选择发展路径、系统构建能力体系的企业,将在未来的全球激光装备产业竞争中赢得更大的发展空间与战略主动权。

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