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半導(dǎo)體激光器行業(yè)規(guī)模發(fā)展趨勢、銷售市場情況、應(yīng)用場景分析
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 凱普林    2023-11-02

（1）半導(dǎo)體激光器概述

半導(dǎo)體激光器又稱為激光二極管，是采用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)而產(chǎn)生受激發(fā)射的一類激光器。半導(dǎo)體激光器既可以單獨(dú)作為激光器使用，又可以作為光纖激光器和固體激光器的泵浦光源。半導(dǎo)體激光器作為泵浦源的成本占固體激光器總成本的 1/3 至 1/2，占光纖激光器的 1/2至 2/3。隨著半導(dǎo)體激光器成本的快速下降及性能的持續(xù)優(yōu)化，其應(yīng)用場景不斷擴(kuò)大。

半導(dǎo)體激光器具有以下優(yōu)點(diǎn)：①體積小，重量輕；②驅(qū)動功率和電流較低；③電光轉(zhuǎn)換效率高、工作壽命長；④可直接電調(diào)制；⑤易于與各種光電子器件實(shí)現(xiàn)光電子集成；⑥與半導(dǎo)體制造技術(shù)兼容，可大批量生產(chǎn)。

受益于上述特點(diǎn)，半導(dǎo)體激光器廣泛應(yīng)用于光通信、醫(yī)療健康、工業(yè)加工、激光顯示、激光指示、激光傳感等領(lǐng)域。隨著高端制造業(yè)、智慧城市、智能家居、智能手機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和智能駕駛等領(lǐng)域的快速發(fā)展，半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展。不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用也使得半導(dǎo)體激光器的種類越來越多，可以滿足高功率、高電光轉(zhuǎn)換效率、強(qiáng)波長穩(wěn)定性、高調(diào)制速率、高工作溫度、長使用壽命等不同的實(shí)際需求。

輸出功率、電光轉(zhuǎn)換效率、波長是半導(dǎo)體激光器重要的參數(shù)指標(biāo)。半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用方式主要有以下幾種：一是作為固體激光器和光纖激光器的泵浦源，充分利用其波長可選擇性強(qiáng)、能量密度高、電光效率高的特點(diǎn)，將固體或光纖激光集成到激光加工設(shè)備系統(tǒng)中；二是直接應(yīng)用，由于其具備多樣的波長、功率、封裝結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體激光器常用于激光材料加工、激光手術(shù)、激光美容、激光傳感照明等領(lǐng)域；在激光雷達(dá)、激光制導(dǎo)等科學(xué)研究領(lǐng)域也具有非常廣泛的應(yīng)用。

（2）半導(dǎo)體激光器市場規(guī)模發(fā)展趨勢

全球半導(dǎo)體激光器市場發(fā)展時間長，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，近年來伴隨下游市場發(fā)展、科技技術(shù)進(jìn)步，半導(dǎo)體激光器市場發(fā)展態(tài)勢較好，在科學(xué)研究及軍事類應(yīng)用市場規(guī)模未來增長潛力較大。據(jù) Laser Focus World 的數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo)體激光器市場規(guī)模在 2021 年達(dá)到 79.46億美元。思瀚發(fā)布《2023-2028年國內(nèi)半導(dǎo)體激光器件行業(yè)市場現(xiàn)狀及發(fā)展策略研究報告》

國內(nèi)半導(dǎo)體激光器市場起步較晚，但近年來發(fā)展迅猛，2021 年市場規(guī)模達(dá)到 43.4 億元，預(yù)計未來將保持增長態(tài)勢，2026 年將增長至 76.0 億元。

半導(dǎo)體激光器應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，除通信、材料加工等領(lǐng)域外，正逐步向科學(xué)研究、醫(yī)療健康等領(lǐng)域拓展。除了應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)張，半導(dǎo)體激光器在各領(lǐng)域的應(yīng)用范圍也逐漸由宏觀加工應(yīng)用覆蓋到更細(xì)微的工藝環(huán)節(jié)。

2021 年，半導(dǎo)體激光器在通信領(lǐng)域的占比最高（32.1%），其次為材料加工領(lǐng)域（21.9%）和科研領(lǐng)域（18.5%），醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用近年來發(fā)展迅速，占比已達(dá) 6.3%。其中科研領(lǐng)域多批次少批量的定制需求多、技術(shù)指標(biāo)高，對供應(yīng)商的研發(fā)、生產(chǎn)能力要求較高；醫(yī)療健康領(lǐng)域需要激光器滿足多波長覆蓋范圍，對供應(yīng)商提出了更高的生產(chǎn)和技術(shù)要求，如多波長芯片封裝技術(shù)、光路設(shè)計能力等。

近年來半導(dǎo)體激光器國產(chǎn)化率持續(xù)提升，尤其是中小功率段國產(chǎn)化進(jìn)程推進(jìn)較快，高功率段國產(chǎn)化率相對較低。整體來說，2021 年國產(chǎn)半導(dǎo)體激光器占國內(nèi)市場規(guī)模的 60.2%。

（3）國內(nèi)半導(dǎo)體激光器銷售市場情況

半導(dǎo)體激光器行業(yè)對產(chǎn)品的要求較高，行業(yè)存在較強(qiáng)的技術(shù)和品牌壁壘。歐美的行業(yè)起步較早，經(jīng)過較長時間的積累，在技術(shù)上具備領(lǐng)先優(yōu)勢，客戶基礎(chǔ)比較廣泛，全球市場占有率較高。代表性的國外領(lǐng)先廠商包括美國相干、美國恩耐、Lumentum 等。

國內(nèi)半導(dǎo)體激光器行業(yè)起步晚，但一些優(yōu)秀企業(yè)依靠技術(shù)積累加速追趕，部分產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)能夠達(dá)到甚至優(yōu)于國際領(lǐng)先水平。整體來說，國內(nèi)半導(dǎo)體激光器銷售市場分散度較高，代表性領(lǐng)先企業(yè)包括炬光科技、長光華芯、凱普林、星漢激光等。根據(jù)賽迪咨詢的研究報告，2021 年國內(nèi)半導(dǎo)體激光器銷售市場中凱普林的市場占有率排名行業(yè)第二。

（4）技術(shù)突破推動半導(dǎo)體激光器應(yīng)用場景多元化發(fā)展

目前半導(dǎo)體激光器廣泛應(yīng)用到泵浦源、材料加工、激光雷達(dá)等領(lǐng)域，隨著半導(dǎo)體激光器功率范圍、波長精度、尺寸重量、可靠性等性能參數(shù)的持續(xù)優(yōu)化提升，可以預(yù)見半導(dǎo)體激光器將繼續(xù)拓展在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其中小功率半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用更加廣泛。

半導(dǎo)體激光器在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用亦有所加深。不同的生物組織要匹配不同的醫(yī)療方法產(chǎn)生特定的健康效果，需要各種波長的激光器，而半導(dǎo)體激光器的波長覆蓋范圍較廣，可以滿足多樣的醫(yī)療健康需求。隨著半導(dǎo)體激光器波長范圍的不斷擴(kuò)大，其在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用也將繼續(xù)拓展。

此外，科學(xué)研究需求增加，推動了半導(dǎo)體激光器定制化發(fā)展。該領(lǐng)域主要將半導(dǎo)體激光器用于新技術(shù)的研究工作，覆蓋高、中、低各功率段，對半導(dǎo)體激光器的技術(shù)指標(biāo)要求較高，通常會提出特殊的定制化參數(shù)要求，推動半導(dǎo)體激光器技術(shù)向更高水平發(fā)展?？茖W(xué)研究對同批次的半導(dǎo)體激光器用量較小，但屬于高附加值應(yīng)用領(lǐng)域，未來半導(dǎo)體激光器在科學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將繼續(xù)擴(kuò)大。