行业资讯 | AI重构需求边界，激光产业跃迁正当时

文章来源：未来智库整理自华福证券行业报告

激光技术不断成熟，从传统加工工具迈向AI制造

如今，激光已成为国民工业增长的重要引擎，全球每年与激光相关的产品和服务市场价值高达上万亿美元，激光产业形成材料加工与光刻、通信存储、医疗美容到科研军事的完整应用体系。中国激光产业从 20 世纪 60 年代起步，经历了从零研制到规模化、产业化的跨越，"十三五" 以来在光纤激光器、超强超短激光等领域取得关键突破，当前武汉、上海、深圳等地激光技术研发及应用已与国际领先水平接轨。

从市场定位看，市场此前将激光设备定位为典型的通用设备，行业整体景气度与制造业相关度较高。2025 年，得益于人工智能在全球强劲的发展势头，激光在集成电路和半导体材料等微加工领域的应用拓展迅猛，尤其是在中国，相关设备的投资热度居高不下。中国激光设备市场增长主要来自三大动力：AI 推动数据中心和高速通信需求、消费级激光产品放量、进口替代加速。随着 AI 算力需求爆发，数据中心光模块需求持续增长，CPO（共封装光学）、CW 激光器（连续波激光器）订单将持续增长。

产业链全景拆解，中上游价值量占比高

激光产业是一个以激光技术为核心，涵盖激光材料研发、器件制造、系统集成及终端应用的综合性高科技产业，围绕激光的产生、控制、传输和应用展开。产业链上游是利用半导体原材料、高端装备以及相关的生产辅料制造激光芯片、光电器件等，是激光产业的基石，准入门槛较高；中游是利用上游激光芯片及光电器件、模组、光学元件等作为泵浦源进行各类激光器的制造与销售；下游主要指各类激光器的应用领域，包括工业加工装备、激光雷达、光通信、医疗美容等应用行业。

在各类工业激光器中，半导体激光器泵浦源作为核心器件，占总成本的 30-80%。固体激光器与光纤激光器是目前市场上两种主流激光器，半导体激光器作为光纤激光器和固体激光器的泵浦源，为激光增益介质提供泵浦能量。半导体激光器俗称激光二极管，具有电光转换效率高、体积小、可靠性高、寿命长、波长范围广、可调制速率高等显著优点，过去 30 年来，激光二极管的平均功率显著提升，而每瓦平均价格却呈指数级下降，因此激光二极管正在取代一些已有的激光和非激光技术，同时也使全新的光学技术成为可能。

从市场规模看，2025 年全球激光设备市场销售收入约 240 亿美元，中国激光设备市场销售收入为 958 亿元，同比增长 6.8%，中国激光设备市场占全球市场超 50%，正逐渐成为我国制造业转型升级的重要支撑。根据中国光学学会、中国光谷等预计，2026 年我国激光设备市场销售收入增长率维持 7% 左右。从设备结构看，激光切割设备是我国激光加工设备最大的细分领域，2024 年占比接近 40%，激光切割机主要由主机、激光器、切割头、水冷机、伺服电机、供气系统、控制系统等组成，激光头作为激光切割设备 "心脏部件"，是决定设备加工精度、运行稳定性与场景适配性的关键，更是衡量高端激光智造技术水平的核心标志。

AI发展带来新增长极，核心制造场景需求有望爆发

激光产业链涉及到的 AI 核心制造场景众多，重点需求集中在 PCB 钻孔、玻璃基板 TGV 通孔、光通信激光器三大环节。

PCB钻孔环节

钻孔工序是指用一种专用工具在 PCB 板上加工出各种导通孔，经金属化电镀后成为层与层的连接线路，以实现多层板的层间互连互通。PCB 钻孔工艺主要分为机械钻孔和激光钻孔，一般情况下，孔径≥0.15mm 时会采用机械钻孔方式，而孔径＜0.15mm 时则多采用激光钻孔方式；通孔多采用机械钻孔加工，而盲孔和埋孔则更适合激光钻孔工艺。机械钻孔以钻针为核心耗材，受钻针直径所限难以实现极小的孔径要求，且在钻孔后还需进行毛刺清理；激光钻孔用高能量激光束代替传统钻头，不接触、无应力、孔径极小、定位极准，在微孔加工方面具备优势，主要解决机械钻不了的超小孔径以及机械钻不准的盲埋孔、多层互联两大痛点。

激光钻孔机是 PCB 盲埋孔与 HDI 工艺的核心灵魂设备，它用超微孔、高精度、无应力、高稳定性，重新定义了高端电路板的制造上限。随着智能终端、智能可穿戴设备、5G 及云计算等产业持续发展，柔性板及刚挠结合板、HDI 板、IC 载板市场需求保持持续增长，PCB 导线越来越小、越少化，甚至无线化，导通孔会越来越小、越多化，高速 PCB 对钻孔的要求正被精度、密度与深度的三重挤压推向极限，传统机械钻孔对 AI 服务器大量需求的微孔钻孔基本无能为力。激光钻孔已在多领域实现规模化应用，某手机主板的 PCB 上每平方厘米有超过 500 个微孔，这些孔由 UV 激光在 1 秒内完成 100 个的速度加工而成，效率是机械钻孔的 10 倍以上；5G 基站的 PCB 中大量使用微盲孔连接不同层的射频线路和数字线路，使信号在高频环境下的传输损耗降低了 20% 以上。当前一台高端 UV 激光钻孔机价格超过 200 万元，是机械钻孔机的 5 倍，同时存在加工速度与精度难以兼顾的矛盾，行业技术正持续迭代：更高功率绿光激光可提升铜材加工效率；多光束并行加工使一台设备集成 10 个激光头同时作业、效率提升 10 倍；AI 自适应控制可将加工良率从 95% 提升至 99%。此外，超快激光采用新型超快脉冲激光钻孔机主要针对 IC 封装基板，连续加工模式下效率高达 1800 孔 / 秒，孔径最小为 30μm，整机精度提升至 ±2.5μm。

TGV通孔环节

随着 AI 芯片、CPO 光模块、射频 MEMS 等领域算力需求猛增，对高频高速互连的要求持续升级，传统有机基板在信号损耗、平整度、热膨胀匹配等方面日益逼近物理极限。绝大多数高端芯片，包括英伟达的 GPU、各家 AI 加速器，都封装在一种叫 ABF（味之素堆积膜）的有机基板上。ABF 材料撑了半导体行业将近三十年，但如今正在迎来它的极限时刻，核心矛盾有两个：一是翘曲，AI 芯片的封装尺寸越来越大，有些已经超过 100mm×100mm，有机基板的热膨胀系数在 16~20ppm/℃，而硅芯片只有约 3ppm/℃，在高温制造和高功率运行过程中基板和芯片的膨胀速率差异导致严重翘曲、良率暴跌；二是高频损耗，有机基板的介电损耗太高，信号在走线过程中大量衰减。

玻璃基板凭借优异的高频特性、尺寸稳定性和高互连密度潜力，已成为产业共识的下一代封装基材，当前全球半导体先进封装正加速向玻璃基板演进，英特尔、三星、台积电等头部企业纷纷加码玻璃基板技术布局，将其视为后摩尔时代提升芯片性能的关键路径。玻璃基板的核心优势源于玻璃材料本征的超低介电常数与极低介质损耗：CTE 在 3~5ppm/℃，与硅高度匹配，从根源上消除翘曲；介电损耗比有机基板低约 40%，高频信号衰减大幅改善；表面极度光滑（粗糙度＜4nm），可实现有机基板做不到的超细布线；面板级玻璃基板的单次出片面积是传统 12 寸圆形硅晶圆的 4~8 倍，长期量产成本有望显著低于硅中介层。

玻璃基板的核心工艺之一是制备 TGV（Through glass Via，玻璃通孔），该技术要求在超薄玻璃上实现批量的垂直互连孔道。由于玻璃本质上是非晶态无机脆性材料，不具备有机基材的延展性与化学可蚀刻性，常规 PCB 加工工艺难以直接迁移，传统机械钻孔完全不适用于玻璃基板，而普通激光热影响区大，带来微裂、残渣，埋下可靠性隐患。TGV 目前主流的成孔技术路线包括喷砂法、光敏玻璃法、聚焦放电法、等离子体蚀刻法、激光烧蚀法等，其中激光诱导深度刻蚀（LIDE）和直接激光烧蚀技术是目前的主流技术。LIDE 由德国 LPKF 公司于 2017 年率先商业化并主导，被认为是未来大规模生产的主流方案，采用独特的 "先改性、后刻蚀" 两步法工艺：首先使用特殊设计的超快激光器聚焦于玻璃内部，沿预设通孔路径进行高速扫描，激光能量在玻璃内部形成微小、连续的 "改性区域"，但并不去除任何材料；其次将经过激光处理的玻璃基板浸入化学蚀刻液中，激光改性区域的蚀刻速率比未改性区域快数百倍，从而精确地形成高质量通孔。从关键指标看，LIDE 工艺最小孔径小于 10μm、深径比大于 50:1、加工质量极佳、加工效率极高，凭借其在加工精度与产出效率之间的平衡，已成为 2.5D/3D 高级封装的首选方案，玻璃成孔技术正朝着 "无损、高深径比、极板自动化" 方向快速更迭。

光通信激光器环节

光模块通常由光发射组件（含激光器）、光接收组件（含光探测器）、驱动电路和光电接口等组成，用于实现电 - 光和光 - 电信号的转换。光模块中的光器件主要包括 TOSA（光发射器件）及 ROSA（光接收器件），TOSA 中最重要组件为激光器，激光器主要有 FP、DFB、EML 和 VCSEL 四类，常用的为后三种；ROSA 中最重要组件为探测器，主要有 PIN 和 APD 两类。从成本结构看，光器件是价值量最集中、技术壁垒最高的环节，光模块器件占据光模块 73% 的成本，光发射组件（TOSA）和光接收组件（ROSA）分别占据光器件成本的 48% 和 32%，其中 TOSA 占据光模块成本的 35%。光芯片具有技术壁垒高、工艺流程复杂、产品种类繁多且升级迭代较快的特点，因而毛利率水平整体高于产业链下游厂商。

从市场规模看，全球光芯片行业市场规模（按销售收入计）从 2020 年的人民币 131 亿元增长至 2024 年的人民币 249 亿元，复合年增长率为 17.4%，预计于 2029 年将达到人民币 665 亿元，自 2024 年起复合年增长率为 21.7%；中国光芯片市场由 2020 年的人民币 30 亿元扩大至 2024 年的人民币 66 亿元，复合年增长率为 22.1%，预计到 2029 年将达到人民币 194 亿元，自 2024 年起复合年增长率为 24.2%。需求端，随着 AI 大模型等技术的迅速发展，海内外 AI 应用加速渗透，全球 token 消耗量呈现近指数级增长趋势，推动算力需求快速提升。据中际旭创公告引 Factset 一致预期，2026 年微软、亚马逊、Meta、谷歌四家云厂商的合计资本开支预计同比增长 53% 至 5708 亿美元，2026 年 Q1 单季度上述四家云厂商资本开支已接近 1300 亿美元，同比增长 75.39%；2025 年阿里 / 腾讯 / 百度的合计资本开支约 2148 亿元，同比增长约 37%，2026 年 Q1 合计资本开支约 647 亿元，同比 + 18%。光模块是 AI 投资中网络端的重要环节，在全球算力投资持续背景下，AI 成为光模块数通市场的核心增长动力，根据 Lightcounting、中际旭创等，未来三年内 800G 和 1.6T 等高速光模块的需求将占据市场主导地位，3.2T 光模块有望从 2028 年起逐步起量。此外，随着数据速率的提升，单个光模块的功耗呈线性增长，推动了光器件向更靠近 ASIC 的方向集成，目前形成了 CPO（共同封装光学元件）和 LPO（线性光子光学）两类主流解决方案。硅光将硅半导体工艺与光通信技术进行结合，在硅片上制造、集成光器件，具有高集成度、低成本的优势，有望成为 CPO 的主要发展路径；硅光方案中激光器芯片仅作为外置光源，激光器芯片发射的光源需耦合至硅基材料中，因此激光器芯片作为外置光源仍必不可少。

AI算力需求爆发为激光产业开辟了新的增长极

从产业机遇看，激光技术正从传统加工工具迈向AI制造，AI算力需求爆发为激光产业开辟了新的增长极。报告梳理了部分激光产业链公司与其对应产业链位置：

上游核心元器件方面，源杰科技产品涵盖从 2.5G 到 50G 磷化铟激光器芯片，主要应用于光纤接入、4G/5G 移动通信网络和数据中心等领域；长光华芯主要致力于高功率半导体激光器芯片、高效率激光雷达与 3D 传感芯片、高速通信半导体激光器芯片及器件和系统；仕佳光子聚焦光通信行业，主营业务覆盖光芯片及器件、室内光缆、线缆材料三大板块；光迅科技拥有自主研发并实现量产的 PLC、DFB、EML、VCSEL 等光芯片及技术平台，具备从芯片到器件、模块、子系统的垂直整合能力；福晶科技是全球知名的 BBO 晶体、LBO 晶体、Nd:YVO4 晶体、超精密光学元件及光学器件的龙头厂商；炬光科技主要从事激光产业链上游的激光光源和原材料、光学元器件，光子产业链中游的光子应用模块、模组、子系统的研发、生产和销售；光库科技研发生产面向数据中心、人工智能和相干通信的高性能光纤器件；长飞光纤聚焦有泵浦源光纤研究与应用的瓶颈问题，助力推动光纤激光器和通信放大器领域关键材料的国产化。

中游激光器方面，锐科激光是全球有影响力的具有从材料、器件到整机垂直集成能力的光纤激光器研发、生产和服务供应商，是国内首家以激光器为主业的上市公司；杰普特坚持 "激光 +" 的定位，深耕核心激光技术，深度融合 AI 赋能构建智能驱动引擎；英诺激光是全球少数同时具有纳秒、亚纳秒、皮秒、飞秒级微加工激光器核心技术和生产能力的工业激光器生产商；德龙激光主营业务为高端工业应用精密激光加工设备及其核心器件激光器的研发、生产和销售。

下游激光设备方面，大族激光是中国工业激光设备制造业的开拓者，具备从基础器件、整机设备到工艺解决方案的垂直一体化能力；华工科技是中国最大的激光装备制造商之一、全球领先的 "激光 + 智能制造" 系统解决方案提供商；大族数控推出的高精度成型机、高度检测机等可用于半导体类激光钻孔、玻璃基 TGV 及先进封装等领域的加工；帝尔激光以自主创新激光技术为核心，面向光伏、新型显示和半导体等领域提供一站式解决方案，其 TGV 激光微孔设备可实现对不同材质的玻璃基板进行微孔、微槽加工；联赢激光是国内最大的专注于研发新能源行业激光焊接的企业之一；海目星先后开发出应用于消费电子、动力电池、储能电池、光伏电池及钣金加工等领域的激光及自动化设备；亚威股份坚定推进精密激光加工设备业务的发展，聚焦显示面板行业，兼顾半导体、光伏等行业相关技术的研究应用。