Historie vývoje laserů v Číně: Na co se můžeme spolehnout, abychom šli dál?

Je to více než 60 let, co byl v roce 1960 v kalifornské laboratoři generován první „paprsek koherentního světla“. Jak řekl vynálezce laseru T. H. Maiman: „Laser je řešením hledajícím problém.“ Laser jako nástroj postupně proniká do mnoha oblastí, jako je průmyslové zpracování, optická komunikace a výpočetní technika.

Čínské laserové společnosti, známé jako „králové involuce“, se při získávání podílu na trhu spoléhají na poměr cena-objem, ale platí za klesající zisky.

Domácí trh se ocitl v ostré konkurenci a laserové společnosti se obrátily ven a vydaly se hledat „nový kontinent“ pro čínské lasery. V roce 2023 společnost China Laser oficiálně zahájila svůj „první rok expanze do zahraničí“. Na mezinárodním veletrhu světla v Mnichově v Německu na konci letošního června se společně představilo více než 220 čínských společností, což z ní činí zemi s největším počtem vystavovatelů s výjimkou hostitelského Německa.

Překročila loď hranici Deset tisíc hor? Jak se může China Laser spolehnout na „objem“, aby se udržela, a na co by se měla spolehnout, aby se dostala dál?

1. Od „zlaté dekády“ k „krvácejícímu trhu“

Jakožto reprezentant nově vznikajících technologií začal domácí výzkum v oblasti laserů nepozdě, téměř současně s mezinárodními výzkumy. První laser na světě se objevil v roce 1960. Téměř ve stejnou dobu, v srpnu 1961, se v Číně v Ústavu optiky a mechaniky Čínské akademie věd v Čchang-čunu zrodil první laser.

Poté byly po celém světě jedna po druhé založeny velké společnosti zabývající se laserovým zařízením. V prvním desetiletí historie laserů se zrodily společnosti Bystronic a Coherent. V 70. letech 20. století byly postupně založeny společnosti II-VI a Prima. V roce 1977 vznikla také společnost TRUMPF, lídr v oblasti obráběcích strojů. Poté, co si v roce 2016 z návštěvy Spojených států přivezl CO₂ laser, se rozjel laserový byznys společnosti TRUMPF.

Čínské laserové společnosti začaly s industrializací poměrně pozdě. Společnost Han's Laser byla založena v roce 1993, Huagong Technology v roce 1999, Chuangxin Laser v roce 2004, JPT v roce 2006 a Raycus Laser v roce 2007. Tyto mladé laserové společnosti nemají výhodu prvního tahu, ale mají hybnou sílu k pozdějšímu útoku.

 

V posledních 10 letech zažily čínské lasery „zlatou dekádu“ a „domácí substituce“ je v plném proudu. V letech 2012 až 2022 přesáhne průměrná roční míra růstu odvětví laserového obrábění v mé zemi 10 % a hodnota produkce dosáhne do roku 2022 86,2 miliardy juanů.

V posledních pěti letech trh s vláknovými lasery rychle podporoval domácí substituci rychlostí viditelnou pouhým okem. Podíl domácích vláknových laserů na trhu se za pět let zvýšil z méně než 40 % na téměř 70 %. Tržní podíl americké společnosti IPG, předního výrobce vláknových laserů, v Číně prudce klesl z 53 % v roce 2017 na 28 % v roce 2022.

 

Obrázek: Konkurenční situace na čínském trhu s vláknovými lasery v letech 2018 až 2022 (zdroj dat: Zpráva o rozvoji laserového průmyslu v Číně)

Nemluvě o trhu s nízkou spotřebou energie, který v podstatě dosáhl substituce domácími výrobci. Soudě dle „konkurence 10 000 wattů“ na trhu s vysokou spotřebou energie, domácí výrobci mezi sebou soupeří a naplno demonstrují „čínskou rychlost“. Společnosti IPG trvalo 13 let od uvedení prvního průmyslového 10wattového vláknového laseru na světě v roce 1996 do uvedení prvního 10 000wattového vláknového laseru, zatímco společnosti Raycus Laser trvalo pouhých 5 let, než se z 10 wattů dostala na 10 000 wattů.

V soutěži o 10 000 wattů se do bitvy zapojují jeden domácí výrobci po druhém a lokalizace postupuje alarmujícím tempem. V dnešní době už 10 000 wattů není novým pojmem, ale vstupenkou pro podniky do nepřetržitého laserového kruhu. Před třemi lety, když společnost Chuangxin Laser na Shanghai Munich Light Expo vystavovala svůj 25 000wattový vláknový laser, způsobila dopravní zácpu. Na různých laserových výstavách letos se však „10 000 wattů“ stalo standardem pro podniky a dokonce i 30 000 wattů. Označení 60 000 wattů se zdá být také běžné. Začátkem září letošního roku společnosti Pentium a Chuangxin uvedly na trh první laserový řezací stroj na světě s výkonem 85 000 wattů, čímž opět překonaly laserový rekord ve wattech.

V tomto bodě skončila konkurence o 10 000 wattů. Laserové řezací stroje zcela nahradily tradiční metody zpracování, jako je plazmové a plamenné řezání, v oblasti řezání středních a tlustých plechů. Zvyšování výkonu laseru již významně nepřispívá k efektivitě řezání, ale zvyšuje náklady a spotřebu energie.

 

Obrázek: Změny čistých úrokových sazeb laserových společností od roku 2014 do roku 2022 (zdroj dat: Wind)

Zatímco konkurence v oblasti 10 000 wattů byla naprostým vítězstvím, nelítostná „cenová válka“ zasadila laserovému průmyslu bolestivou ránu. Trvalo pouhých 5 let, než se domácí podíl vláknových laserů prolomil, a trvalo pouhých 5 let, než se odvětví vláknových laserů dostalo z obrovských zisků na zisky malé. V posledních pěti letech se strategie snižování cen staly důležitým prostředkem pro přední domácí společnosti ke zvýšení podílu na trhu. Domácí lasery „vyměnily cenu za objem“ a zaplavily trh, aby konkurovaly zahraničním výrobcům, a „cenová válka“ se postupně stupňovala.

Vláknový laser o výkonu 10 000 wattů se v roce 2017 prodal za až 2 miliony juanů. Do roku 2021 domácí výrobci snížili jeho cenu na 400 000 juanů. Díky obrovské cenové výhodě se tržní podíl společnosti Raycus Laser ve třetím čtvrtletí roku 2021 poprvé vyrovnal podílu IPG, čímž dosáhl historického průlomu v oblasti nahrazování domácích produktů.

S nástupem roku 2022, kdy počet domácích laserových společností neustále roste, vstoupili výrobci laserů do fáze „involuce“ a vzájemné konkurence. Hlavní bojiště v cenové válce laserů se přesunulo ze segmentu produktů s nízkým výkonem 1–3 kW do segmentu produktů s vysokým výkonem 6–50 kW a společnosti soutěží ve vývoji vláknových laserů s vyšším výkonem. Cenové kupóny, servisní kupóny a někteří domácí výrobci dokonce spustili program „nulové zálohy“, kdy bezplatně poskytli zařízení navazujícím výrobcům k testování, a konkurence se stala nelítostnou.

Na konci „valcování“ se společnosti zabývající se lasery nenechaly dočkat dobré úrody. V roce 2022 klesne cena vláknových laserů na čínském trhu meziročně o 40–80 %. Domácí ceny některých produktů se snížily na desetinu cen dovážených produktů. Společnosti se spoléhají hlavně na zvyšování dodávek, aby si udržely ziskové marže. Domácí gigant v oblasti vláknových laserů Raycus zaznamenal meziroční výrazný nárůst dodávek, ale jeho provozní zisk meziročně klesl o 6,48 % a čistý zisk meziročně klesl o více než 90 %. Většina domácích výrobců, jejichž hlavní činností jsou lasery, zaznamená v roce 2022 prudký pokles čistých zisků.

 

Obrázek: Trend „cenové války“ v oblasti laserů (zdroj dat: sestaveno z veřejně dostupných informací)

Přestože přední zahraniční společnosti utrpěly v „cenové válce“ na čínském trhu neúspěchy, spoléhaly se na své hluboké základy, jejich výkonnost se nesnížila, ale naopak zvýšila.

Vzhledem k monopolu skupiny TRUMPF na obchodování s EUV litografickými stroji nizozemské technologické společnosti ASML se objem jejích objednávek ve fiskálním roce 2022 zvýšil z 3,9 miliardy eur ve stejném období loňského roku na 5,6 miliardy eur, což představuje výrazný meziroční nárůst o 42 %. Tržby společnosti Gaoyi se ve fiskálním roce 2022 po akvizici společnosti Guanglian Revenue meziročně zvýšily o 7 % a objem objednávek dosáhl 4,32 miliardy USD, což představuje meziroční nárůst o 29 %. Výkonnost překonala očekávání již čtvrté čtvrtletí po sobě.

I přes ztrátu pozic na čínském trhu, největším trhu pro laserové obrábění, mohou zahraniční společnosti stále dosahovat rekordně vysokých výsledků. Co se můžeme naučit z vývoje laserů u předních mezinárodních společností?

2. „Vertikální integrace“ vs. „Diagonální integrace“

Ve skutečnosti, ještě než domácí trh dosáhne 10 000 wattů a spustí „cenovou válku“, přední zahraniční společnosti dokončily kolo involuce před plánovaným termínem. Nicméně, to, co „změnily“, nebyla cena, ale uspořádání produktu, a zahájily integraci průmyslového řetězce prostřednictvím fúzí a akvizic. Cesta expanze.

V oblasti laserového obrábění se přední mezinárodní společnosti vydaly dvěma různými cestami: na cestě vertikální integrace kolem jednotného průmyslového řetězce produktů je IPG o krok napřed; zatímco společnosti zastoupené společnostmi TRUMPF a Coherent zvolily „šikmou integraci“, což znamená vertikální integraci a horizontální expanzi teritoria „oběma rukama“. Tyto tři společnosti postupně zahájily své vlastní éry, konkrétně éru optických vláken, kterou představuje IPG, éru disků, kterou představuje TRUMPF, a éru plynů (včetně excimerů), kterou představuje Coherent.

Společnost IPG dominuje trhu s vláknovými lasery. Od svého vstupu na burzu v roce 2006, s výjimkou finanční krize v roce 2008, zůstávají provozní příjmy a zisky na vysoké úrovni. Od roku 2008 společnost IPG získala řadu výrobců s technologiemi zařízení, jako jsou optické izolátory, optické vazební čočky, vláknové mřížky a optické moduly, včetně společností Photonics Innovations, JPSA, Mobius Photonics a Menara Networks, aby provedla vertikální integraci do upstreamového řetězce odvětví vláknových laserů.

Do roku 2010 byla vzestupná vertikální integrace společnosti IPG v podstatě dokončena. Společnost dosáhla téměř 100% vlastní výrobní kapacity klíčových komponent, čímž výrazně předběhla své konkurenty. Kromě toho se ujala technologického lídra a byla průkopníkem v oblasti technologie vláknových zesilovačů na světě. IPG byla v oblasti vláknových laserů a pevně se ujala globální dominance.

 

Obrázek: Proces integrace průmyslového řetězce IPG (zdroj dat: kompilace veřejně dostupných informací)

V současné době se domácí laserové společnosti, které jsou uvězněny v „cenové válce“, dostaly do fáze „vertikální integrace“. Vertikálně integrují průmyslový řetězec a realizují vlastní výrobu klíčových komponent, čímž posilují hlas produktů na trhu.

V roce 2022, kdy se „cenová válka“ stává stále závažnější, se proces lokalizace základních zařízení plně zrychlí. Několik výrobců laserů dosáhlo průlomu v technologii laserů s dvojitým (trojným) pláštěm a ytterbiem dopovaným laserem s velkým režimem; výrazně se zvýšila míra výroby pasivních součástek vlastní výroby; stále populárnější se stávají domácí alternativy, jako jsou izolátory, kolimátory, slučovače, vazební členy a vláknové mřížky. Dospělost. Přední společnosti jako Raycus a Chuangxin přijaly cestu vertikální integrace, hluboce se zapojily do vláknových laserů a postupně dosáhly nezávislé kontroly nad součástkami prostřednictvím zvýšeného technologického výzkumu a vývoje a fúzí a akvizic.

Když mnoho let trvající „válka“ dohořela, zrychlil se integrační proces průmyslového řetězce předních podniků a zároveň malé a střední podniky dosáhly diferencované konkurence v oblasti zakázkových řešení. Do roku 2023 trend cenové války v laserovém průmyslu oslabil a ziskovost laserových společností se výrazně zvýšila. Společnost Raycus Laser dosáhla v první polovině roku 2023 čistého zisku 112 milionů juanů, což představuje nárůst o 412,25 %, a konečně se vymanila ze stínu „cenové války“.

Typickým představitelem další vývojové cesty „šikmé integrace“ je skupina TRUMPF. Skupina TRUMPF začínala jako společnost zabývající se obráběcími stroji. Laserový byznys se zpočátku zaměřoval především na lasery na bázi oxidu uhličitého. Později získala společnosti HüTTINGER (1990), HAAS Laser Co., Ltd. (1991), Saxony Machine Tools and Special Machine Tools Co., Ltd. (1992) a rozšířila svůj byznys v oblasti pevnolátkových laserů. V oblasti laserů a vodních řezacích strojů byl v roce 1999 uveden na trh první experimentální kotoučový laser, který od té doby pevně zaujal dominantní postavení na trhu s kotouči. V roce 2008 společnost TRUMPF získala za 48,9 milionu USD společnost SPI, která do té doby konkurovala společnosti IPG, a tím do své obchodní oblasti vnesla vláknové lasery. Často se také přesouvá do oblasti ultrarychlých laserů. Postupně získala výrobce ultrakrátkých pulzních laserů Amphos (2018) a Active Fiber Systems GmbH (2022) a nadále zaplňuje mezeru v rozložení ultrarychlých laserových technologií, jako jsou kotouče, desky a zesilování vláken. „puzzle“. Kromě horizontálního uspořádání různých laserových produktů, jako jsou kotoučové lasery, lasery s oxidem uhličitým a vláknové lasery, si skupina TRUMPF vede dobře i ve vertikální integraci průmyslového řetězce. Dodává také kompletní produkty pro strojní zařízení navazujícím společnostem a má také konkurenční výhodu v oblasti obráběcích strojů.

 

Obrázek: Proces integrace průmyslového řetězce skupiny TRUMPF (zdroj dat: shromažďování veřejně dostupných informací)

Tato cesta umožňuje vertikální vlastní výrobu celé linky od klíčových komponentů až po kompletní zařízení, horizontálně rozvrhuje multitechnické laserové produkty a dále rozšiřuje hranice produktů. Společnosti Han's Laser a Huagong Technology, přední domácí společnosti v oblasti laserů, jdou stejnou cestou a celoročně se umisťují na prvním a druhém místě mezi domácími výrobci v provozních tržbách.

Rozmazávání hranic mezi dodavatelskými a následnými odvětvími je typickým rysem laserového průmyslu. Vzhledem k unitizaci a modularizaci technologie není vstupní práh vysoký. S vlastními základy a kapitálovou podporou není mnoho domácích výrobců schopných „otevřít nová teritoria“ v různých směrech. To se vídá jen zřídka. V posledních letech ostatní domácí výrobci postupně posilují své integrační schopnosti a postupně stírají hranice průmyslového řetězce. Původní vztahy mezi dodavatelskými řetězci se postupně vyvinuly v konkurenci s tvrdou konkurencí v každém článku.

Vysoký konkurenční tlak rychle dovedl čínský laserový průmysl k dospělosti, vytvořil „tygra“, který se nebojí zahraničních konkurentů a rychle urychluje proces lokalizace. Zároveň však vytvořil situaci „života a smrti“ s nadměrnými „cenovými válkami“ a homogenní konkurencí. Čínské laserové společnosti si získaly pevnou pozici spoléháním se na „základy“. Co budou dělat v budoucnu?

3. Dva recepty: Zavádění nových technologií a prozkoumávání zahraničních trhů

Spoléháním na technologické inovace můžeme vyřešit problém nutnosti vynakládat peníze na nahrazení trhu nízkými cenami; spoléháním na export laserů můžeme vyřešit problém tvrdé konkurence na domácím trhu.

Čínské laserové společnosti se v minulosti potýkaly s tím, aby dohnaly zahraniční lídry. Vzhledem k zaměření na substituci na domácím trhu je každý velký tržní cyklus veden zahraničními společnostmi, přičemž místní značky rychle následují během 1-2 let a po jejich dozrání nahrazují domácí produkty a aplikace. V současné době stále existuje fenomén, kdy zahraniční společnosti přebírají vedení v zavádění aplikací v rozvíjejících se navazujících odvětvích, zatímco domácí produkty nadále podporují substituci.

„Substituce“ by se neměla zastavit u snahy o „nahrazení“. V době, kdy čínský laserový průmysl prochází transformací, se propast mezi klíčovými laserovými technologiemi domácích výrobců a zahraničím postupně zmenšuje. Jde právě o to, proaktivně zavádět nové technologie a snažit se předběhnout v zatáčkách, aby se zbavili „využívání dobrého načasování pro osud ceny za objem“.

Celkově vzato, rozvržení nových technologií vyžaduje identifikaci dalšího odbytiště v průmyslu. Laserové zpracování prošlo érou řezání, v níž dominovalo řezání plechů, a érou svařování, kterou katalyzoval nový energetický boom. Další průmyslový cyklus se může přesunout do oblastí mikroprocesování, jako jsou pan-polovodičové technologie, a odpovídající lasery a laserová zařízení uvolní velkou poptávku. „Bod shody“ v průmyslu se také změní z původní „konkurence 10 000 wattů“ vysoce výkonných kontinuálních laserů na „ultrarychlou konkurenci“ laserů s ultrakrátkými pulzy.

Při pohledu konkrétněji na podrobněji rozdělené oblasti se můžeme zaměřit na průlomy v nových aplikačních oblastech od „0 do 1“ během nového technologického cyklu. Například se očekává, že míra penetrace perovskitových článků dosáhne po roce 2025 31 %. Původní laserové zařízení však nemůže splňovat požadavky na přesnost zpracování perovskitových článků. Laserové společnosti musí nasadit nová laserová zařízení v předstihu, aby dosáhly nezávislé kontroly nad základní technologií, zlepšily hrubou ziskovou marži zařízení a rychle se chopily budoucího trhu. Kromě toho si pozornost zaslouží i slibné aplikační scénáře, jako je skladování energie, lékařská péče, zobrazovací a polovodičový průmysl (laserový start, laserové žíhání, přenos hmoty), „výroba umělé inteligence + laseru“ atd.

S neustálým rozvojem domácích laserových technologií a produktů se očekává, že se laser stane vizitkou čínských podniků, které chtějí exportovat do zahraničí. Rok 2023 je „prvním rokem“, kdy se lasery dostanou do zahraničí. Vzhledem k obrovským zahraničním trhům, které naléhavě potřebují prorazit, budou laserová zařízení následovat výrobce terminálových aplikací, kteří se chtějí dostat do zahraničí, zejména čínský „daleko vedoucí“ průmysl lithiových baterií a automobilový průmysl pro nové zdroje energie, což poskytne příležitosti pro export laserových zařízení. Moře přináší historické příležitosti.

V současné době se expanze do zahraničí stala v tomto odvětví konsensem a klíčové společnosti začaly podnikat kroky k aktivnímu rozšíření zámořských aktivit. V loňském roce společnost Han's Laser oznámila, že plánuje investovat 60 milionů USD do založení dceřiné společnosti „Green Energy Industry Development Co., Ltd.“ ve Spojených státech s cílem prozkoumat americký trh. Společnost Lianying založila dceřinou společnost v Německu s cílem prozkoumat evropský trh a v současné době spolupracuje s řadou evropských továren na baterie. Budeme provádět technické výměny s výrobci originálních zařízení (OEM). Haimixing se také zaměří na průzkum zámořských trhů prostřednictvím projektů expanze domácích i zahraničních továren na baterie a výrobců vozidel.

Cenová výhoda je pro čínské laserové společnosti „trumfem“ pro vstup do zahraničí. Domácí laserová zařízení mají zjevné cenové výhody. Po lokalizaci laserů a jejich základních komponentů se náklady na laserová zařízení výrazně snížily a tvrdá konkurence také snížila ceny. Asie a Tichomoří a Evropa se staly hlavními destinacemi pro export laserů. Po vstupu do zahraničí budou domácí výrobci schopni uzavírat transakce za ceny vyšší než místní nabídky, což výrazně zvýší zisky.

Současný podíl exportu laserových produktů na hodnotě produkce čínského laserového průmyslu je však stále nízký a expanze do zahraničí se setká s problémy, jako je nedostatečný efekt značky a slabé možnosti lokalizačních služeb. Cesta k opravdovému „dosažení pokroku“ je stále dlouhá a obtížná.

 

Historie vývoje laseru v Číně je historií krutého boje založeného na zákonech džungle.

V uplynulých deseti letech zažily laserové společnosti „konkurenci 10 000 wattů“ a „cenové války“ a vytvořily si „předvoj“, který může konkurovat zahraničním značkám na domácím trhu. Příštích deset let bude pro domácí lasery kritickým okamžikem, kdy se posunou z „krvácejícího trhu“ k technologickým inovacím a od domácí substituce k mezinárodnímu trhu. Pouze pokud se po této cestě dobře vydá, může čínský laserový průmysl dosáhnout transformace z „následování a běhu bok po boku“ na „vedoucí“ skok.

 


Čas zveřejnění: 23. října 2023