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共论激光新应用趋势,共聚华南“激光器专区”,我们深圳见!
  2021-08-03      52

激光器,是激光设备的核心部件,号称“皇冠上的明珠”,1960年,人类成功地制造出激光器,产生了激光。激光器主要分为液体激光器、气体激光器、半导体激光器和固体激光器。其中先进的第三代激光器以光纤激光器为代表。光纤激光器属于新一代固体激光器的一种,具有光电转换效率高、结构简单、光束质量好等优势,目前已成为激光技术发展的主流方向和激光产业应用的主力军。另外,超快激光器提供了前所未有的极端制造与精密制造潜力,在攻克常规工艺难以实现的高、精、尖、硬、难等加工瓶颈方面独树一帜。在更快、更精、更小、更智能、非标制造等精细加工的需求推进下,以超快激光引领的精密加工技术在5G等生态下展现出巨大的发展空间。

激光器应用领域广泛,材料加工及通讯领域是主要应用市场。激光器已广泛应用于材料加工、通讯、信息处理、医疗美容、科研军事、文化教育等方面,其中材料加工及通讯领域是占比最大的两个部分。

据激光加工专业委员会统计,2020年中国国内激光加工设备产业产值680亿,较上年增幅18%。当前,中国激光产业尽管受到国内外经济大环境调整带来的波动,激光行业的利润有所影响,但仍以较高增长速度继续发展。预计2021年,中国国内激光加工设备产业产值有望达到850亿。

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图:中国激光产业尽管受到国内外经济大环境调整带来的波动,激光行业的利润有所影响,仍以较高增长速度继续发展

资料来源:中国光学学会激光加工专业委员会

2020年,国产光纤激光器的小功率脉冲产品出货超过15万台、中大功率连续含脉冲5.5万台、超大功率(万瓦)以上1500台。2020年,国产超快激光器的销售为1200台左右,主要的应用场景包括:3C行业硬、脆材料加工;OLED加工、5G天线、柔性线路板、手机玻璃、摄像头玻璃、半导体晶体、汽车行业玻璃厚板切割等。

2020年,从激光切割市场看,产值较2019年增长了15%,设备装机量增长了40%。2020年,中国激光焊接设备行业的市场规模达到130亿元,增势迅猛。产值较2019年增长了20%,设备装机量增长了15%。

TIPS

2021华南先进激光及加工应用技术展览会将新增激光器专区,联手激光器重要企业,展出先进激光器创新成果及应用新场景。

1科技驱动、激光技术不断创新

随着“智能制造2025”战略的推进,激光技术在工业生产中发挥着越发关键的作用。近年来国内激光行业取得飞速发展,市场可应用范围呈爆发式增长。同时,我国激光技术的发展不断取得核心关键领域的突破,越来越多地被应用在工业加工、3C /5G、新能源、医疗装备、航空航天、OLED 等现代显示行业、增材制造、生命科学、轨交、船舶制造、石油化工、工程机械、通信、科研、军事等门类繁多的产业版块。激光技术在不断发展的同时也加速了科学、工业生产与人类社会的进步。

2超快激光吸引目光,助力粤港澳大湾区重点领域发展

以深圳为代表的粤港澳大湾区在消费电子、PCB、新能源、动力电池、电动电驱等重点领域,形成了规模化、具有国际竞争力的产业集群。而超快激光加工的热影响区域小,特别适用于精密加工。在传统的宏观加工和精密加工并存的阶段,超快激光愈发成为精密加工的重要方向。

激光是高端制造最重要的工具之一,以“1+X”为发展战略,将不断渗透到集成电路、消费电子、锂电、医疗等各高端制造领域。

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*Image:shutterstock

3VCSEL激光器优势彰显,应用领域范围不断攀升

作为高功率半导体激光器的一种,垂直腔面发射激光器(VCSEL)近几年来以其独特的结构特点在功耗、制造成本、集成、散热等方面的优势不断彰显,被广应应用于工业领域和消费电子领域。与边发射半导体激光器相比,VCSEL 具有诸多工业生产优势,譬如便于制备高达上万芯片的2D 阵列,不仅可以提高输出功率,更为设计复杂阵列排布提供可能。

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*Image:shutterstock

4激光赛道角逐,中国激光企业顺势崛起 

多年来,外资激光器品牌得益于起步早而积累了深厚的技术基础,特别是在高功率激光器的稳定性以及核心元器件的自主研发等方面具有强大优势。而我国激光产业在制造业繁荣崛起和制造强国战略的大背景下,也得到了难得的发展机遇。如今锐科、大族、华工、创鑫、杰普特、大科等众多国内激光公司的出现,深刻改变了全球激光产业的竞争格局,一举打破了国外企业在光纤激光器领域的垄断,逐步实现了核心元器件和材料的国产化,使得中国也一举成为全球较早掌握万瓦级光纤激光器核心技术的国家。中国激光加工设备产业迅速达到规模化量产的水平,并不断向高功率化迈进。

5中国激光器市场中,国产份额不断提升

激光器在实现中低功率国产化后,高功率进口替代已是必然趋势,并显示了较大的成长空间。光纤激光器以高效率、多用途、低维护成本的优势受到下游客户的青睐,在工业应用领域逐步挤占固体激光器和气体激光器市场。据激光加工专委会统计,2020年,千瓦以下产品,国产占比达到95%,1kW-10kW占比70%,超大功率(10kW以上)占比超过60%,成为市场占有率高的激光器品种。特别是光纤激光器已经在钣金切割应用中成为重要工具,市场保持了稳定增长态势,年均复合增长率达到30%。据预测,2020年我国激光产业整体市场规模(含上中下游)已高达2000亿元。到2024年将再次翻番,年均增长20%以上,行业红利不断释放。

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图:中国激光产业整体市场规模(亿元)

数据来源:前瞻产业研究院

6激光器产业链,需在自主可控中固链强链延链

目前我国高功率激光器和部分核心元器件国产化程度仍较低,还较多依赖进口,很容易受到国际贸易摩擦等因素的影响,需要在自主可控的产业链上通过固链、强链和延链的方式,保持竞争力的提升。但激光行业属于技术密集行业,技术迭代速度快,国内企业需在激光器及核心元器件领域加大研发力度,否则无法跟上国际技术趋势,影响激光产业整体竞争力。

随着激光加工设备中成本占比高的激光器的经济性不断改善、国产化率逐步提升,激光产业的下游应用进入壁垒将显著下降,加之上游材料与元器件企业产业链延伸,下游加工设备行业竞争逐步加剧,激光器产业链还需要向高功率和超快领域延展,以争取更多的细分市场赛道。不过,随着国内企业对于高功率激光器的持续研发投产以及新晋竞争者的加入,中游激光器行业竞争态势也将加剧。

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*Image:shutterstock

未来,激光器厂商应当携手在关键工艺和材料、元器件及系统集成等环节齐发力,以更好地打通产业链。重点的攻关领域包括:大功率激光芯片、泵浦源、特种光源/光纤设计;光学器件制造和工艺、光纤种子源、激光二极管、激光晶体、脉冲调制器件、放大技术,以及及电学材料和机械材料成本等方面的技术瓶颈。

总而言之,中国的激光产业起步较晚,但受益于国内健全的产业链与巨大的需求市场,有

着非常良好的发展前景。

聚焦港珠澳大湾区,深度剖析先进激光器,诠释未来激光新应用

激光器作为激光产业链中游环节和激光设备核心部件,意义重大。无论是激光器的技术进步与新应用的突破,还是激光器成本的下降并提升下游激光设备的经济性,都将推动激光在更多新场景下的应用。

2021华南先进激光及加工应用技术展览会将于10月28-30日在深圳国际会展中心(宝安新馆)举办,本届展会将开辟全新“激光器专区”,在慕尼黑上海光博会十六年励精图治的基础上,携手中国光学学会激光加工专业委员会,依托华南地区智能制造优质资源背景,大规模集结精英激光器企业,“上海—深圳”双城联动,贯通华南激光上下游产业链,连接智能制造装备,助力传统产业升级,立足国内大循环,推动创新技术高质量供给,为华南地区的激光产业提供充分展示与交流合作的大舞台。

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展会同期举办VisionChina(深圳),汇聚100+机器视觉品牌,激光与系统配件、机器视觉及自动化厂家联动,跨界融合,为下游设备集成商和应用客户提供优化技术解决方案。

2021华南先进激光及加工应用技术展览会展位预定已盛大开启,镭Sir正召集激光器知名企业加盟,也期待您的加入,我们与您共赴华南,共论未来激光器产业发展新趋势!

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