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市場報(bào)告

國產(chǎn)超快激光器崛起 發(fā)展機(jī)遇可期

Nick, Johnny 來源:激光制造商情2018-09-18 我要評論(0 )   

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟,如今,激光器已廣泛應(yīng)用于高端制造、信息通訊、生物和醫(yī)療健康等產(chǎn)業(yè)及軍事工業(yè)、國防安全等領(lǐng)域


隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟,如今,激光器已廣泛應(yīng)用于高端制造、信息通訊、生物和醫(yī)療健康等產(chǎn)業(yè)及軍事工業(yè)、國防安全等領(lǐng)域,是當(dāng)今世界戰(zhàn)略高科技競爭的重要設(shè)備之一,越來越多的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)依靠激光加工技術(shù),提升產(chǎn)品的加工質(zhì)量,解決傳統(tǒng)加工方法和工藝不能解決的難題,成功完成轉(zhuǎn)型。許多發(fā)達(dá)國家也將發(fā)展激光技術(shù)作為本國優(yōu)先布局的領(lǐng)域,給予大力支持。



超快激光科研最早出現(xiàn)在30年前,而在2003年后科研用超快激光器逐漸增加應(yīng)用,至2010年后工業(yè)用超快激光器應(yīng)用逐漸得到認(rèn)可,到今天為止,超快激光仍然是國內(nèi)外工業(yè)激光的一個(gè)熱點(diǎn)。超短脈沖激光器以皮秒、飛秒激器為代表,它的工業(yè)應(yīng)用非常廣泛,隨著消費(fèi)電子、新型顯示、生物醫(yī)療、3D打印、高端裝備等新應(yīng)用的發(fā)展,對于激光加工精細(xì)度要求越來越高,超快激光已經(jīng)成為精密加工的重要方向。國內(nèi)外激光企業(yè)紛紛布局激光器/超快激光設(shè)備市場。在核心超快激光器市場,目前基本上是外國公司占主導(dǎo),以相干、光譜物理、通快、NKT、EKSPLA、Light Conversion、Lumentum、EdgeWave、Amplitude等公司為代表。國內(nèi)的企業(yè)有華日激光、安揚(yáng)激光、天津凱普林激光、貝林激光、虹拓新技術(shù)、廣東華快光子、卓鐳激光、中科思遠(yuǎn)、朗研科技等國內(nèi)企業(yè)正大力推進(jìn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,在超快激光設(shè)備、激光精密加工、激光器技術(shù)的研發(fā)、技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品生產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)取得快速發(fā)展。



隨著國內(nèi)外超快激光公司技術(shù)和產(chǎn)品的成熟,其單瓦成本也大幅下降了。一臺(tái)高功率工業(yè)用皮秒激光器從原來數(shù)百萬人民幣下降到一百多萬,但在較長一段時(shí)間里,外國幾個(gè)公司以其成熟的技術(shù)和穩(wěn)定的產(chǎn)品性能,幾乎壟斷中國超快激光器應(yīng)用市場。但在2017年更多國產(chǎn)化超快激光器出現(xiàn)后,外國公司壟斷中國市場的局面被打破,逐漸在價(jià)格方面也有所松動(dòng)。



盡管國外在超快激光領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位,但是國產(chǎn)激光器也不甘落后,一直在努力追趕。近年來,一些國產(chǎn)超快激光器企業(yè)發(fā)展迅速,已經(jīng)開始掌握一些自己的核心技術(shù),國產(chǎn)超快激光器正處在崛起的路上。近兩年已經(jīng)有多家企業(yè)推出了新型超快激光器:


1. 華日激光

華日激光是一家國內(nèi)領(lǐng)先的激光器專業(yè)制造商,作為一個(gè)厚積薄發(fā)的品牌,在成立之初,華日激光一直專注于納秒級紫外與綠光固體激光器的研發(fā)與生產(chǎn),對高端品質(zhì)的堅(jiān)持與匠心為品牌發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2015年,華日激光實(shí)現(xiàn)擴(kuò)產(chǎn),并成功收購了加拿大Attodyne公司,將目光瞄準(zhǔn)了未來的皮秒與飛秒級超快激光領(lǐng)域。目前華日激光已擁有三大研發(fā)中心——北美(多倫多)超快激光器研發(fā)中心、武漢紫外與深紫外激光器研發(fā)中心、武漢飛秒激光器研發(fā)中心。由三位國家千人計(jì)劃專家領(lǐng)銜產(chǎn)品研發(fā)工作,研發(fā)出納秒級-皮秒級-飛秒級等多種脈寬,紅外-綠光-紫外等多波段的激光器產(chǎn)品。


在納秒級紫外激光器方面,華日激光早已經(jīng)實(shí)現(xiàn)成熟地批量制造,產(chǎn)能已位居全球前列,并保持銷量持續(xù)領(lǐng)先。在皮秒激光器產(chǎn)品線方面,目前市場訂單不斷,華日也正在積極地推進(jìn)量產(chǎn),整個(gè)過程目前進(jìn)展順利。而對于最受矚目的飛秒激光,華日還處于緊張的研發(fā)與測試階段,預(yù)計(jì)今年年內(nèi)將實(shí)現(xiàn)飛秒激光器量產(chǎn),種子源等核心部件實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)制造。


2018年5月華日激光在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)皮秒紫外激光器量產(chǎn),預(yù)計(jì)年內(nèi)將實(shí)現(xiàn)飛秒激光器量產(chǎn),打破飛秒激光器市場被國外壟斷的局面。皮秒、飛秒超快激光器國產(chǎn)化將推動(dòng)國內(nèi)應(yīng)用商的使用成本降低至少30%-40%,未來市場可期。


2. 廣東華快光子科技有限公司

“我們最近在火炬區(qū)租了一萬平方米的廠房,新廠房年底投入使用后一年可量產(chǎn)3000至5000臺(tái)超短脈沖光纖(皮秒、飛秒)激光器,成為國內(nèi)領(lǐng)先的激光器生產(chǎn)線之一?!比A快董事長梁崇智說,這也意味著在華快在幾年的孵化后正式出孵了。


這家位于中山工業(yè)技術(shù)研究院的公司前身是廣東漢唐量子光電科技有限公司,是國內(nèi)少數(shù)掌握皮秒、飛秒激光光源技術(shù)的企業(yè)之一,主要業(yè)務(wù)為超快激光器、激光加工設(shè)備、3D打印裝備、3D打印粉末材料的研發(fā)與生產(chǎn),在激光器量產(chǎn)后公司有望實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長。


“目前國內(nèi)皮秒、飛秒的激光技術(shù)光源設(shè)備約90%都依賴進(jìn)口,進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格昂貴。我們要打破國外的壟斷,做國產(chǎn)的超快光纖激光器。經(jīng)過5年研發(fā)投入近億元,現(xiàn)在已掌握了核心技術(shù),到了量產(chǎn)階段?!绷撼缰钦f,這個(gè)技術(shù)華快從零開始研發(fā),具有完全的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。


2013年,梁崇智決定轉(zhuǎn)行做激光器后,便四處尋找國內(nèi)相關(guān)人才,并最終引入了研究該領(lǐng)域20多年的北京大學(xué)信息學(xué)院教授、“長江學(xué)者”張志剛及其團(tuán)隊(duì)。


3. 安揚(yáng)激光

2010年,28歲的陳抗抗從英國知名學(xué)府南安普頓大學(xué)回到了他的家鄉(xiāng)武漢,和幾個(gè)朋友一起創(chuàng)立了武漢安揚(yáng)激光技術(shù)有限責(zé)任公司,從事皮秒光纖激光超快光源產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)。我們的劣勢,就在于市場,當(dāng)然這需要一個(gè)過程。”功夫不負(fù)有心人,經(jīng)過幾年的努力,安揚(yáng)激光已經(jīng)做到這一領(lǐng)域世界第二。


安揚(yáng)激光已推出成熟可用的皮秒、飛秒脈沖光纖激光器和超連續(xù)譜激光器等系列工業(yè)超快激光器產(chǎn)品。安揚(yáng)激光掌握了超快光纖激光器的核心技術(shù),自行研發(fā)了90% 以上的核心器件或者模塊,擁有核心的專利,核心器件和技術(shù)不依賴于進(jìn)口。安揚(yáng)激光有特種光纖設(shè)計(jì)生產(chǎn)團(tuán)隊(duì),具備自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)特種光纖的能力。同時(shí),安揚(yáng)激光有自建光纖拉絲塔,目前設(shè)計(jì)生產(chǎn)了40余種各種用途的特殊光纖,控制了光纖激光器產(chǎn)業(yè)鏈的上游,徹底擺脫西方公司對光纖激光器產(chǎn)業(yè)鏈的控制,保證了供應(yīng)鏈的自主與安全。目前公司已擁有皮秒激光器20W、50W、70W等產(chǎn)品,飛秒激光器25W、50W和100W等產(chǎn)品,位居國際領(lǐng)先水平。


目前安揚(yáng)公司超快激光設(shè)備已成熟應(yīng)用于手機(jī)全面屏切割、玻璃切割、OLED PET膜切割、金剛石切割、玻璃焊接、玻璃振鏡消融、FPC PI覆蓋膜、PERC太陽能電池、不銹鋼打孔、線路板打盲孔等領(lǐng)域。


4. 貝林激光

貝林激光是國內(nèi)最早從事激光器研發(fā)的公司之一,通過多年研究于2012年成功研制第一臺(tái)皮秒激光器,后續(xù)推出多款皮秒激光器、紫外固體激光器、納秒綠光激光器。皮秒激光器產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于LED晶圓切割、玻璃切割、指紋膜組切割等精細(xì)加工領(lǐng)域。超快激光產(chǎn)品定位于精細(xì)加工領(lǐng)域:納秒激光器較多用于精細(xì)打標(biāo),主要是在3C產(chǎn)品的外殼和內(nèi)部元器件上;皮秒激光器較多是應(yīng)用于一些高精度要求的特殊材料精細(xì)加工,像LED晶圓、玻璃、陶瓷等材料的精細(xì)加工。到2016年底,貝林激光累計(jì)出貨皮秒激光器600臺(tái)。


在技術(shù)方面,貝林激光已經(jīng)取得一系列獨(dú)特的自有技術(shù)及專利技術(shù):納秒激光器方面,有先進(jìn)的諧振腔設(shè)計(jì)和激光控制技術(shù),確保激光器能在高功率運(yùn)轉(zhuǎn)下獲得優(yōu)秀的光束質(zhì)量和較窄的激光脈寬,特殊的腔內(nèi)熱補(bǔ)償技術(shù)及諧波轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的倍頻轉(zhuǎn)換。皮秒激光器方面,有自主開發(fā)的光纖種子源技術(shù)和獨(dú)特的放大器技術(shù)。


2017年德龍激光將激光器業(yè)務(wù)并入全資子公司蘇州貝林激光有限公司。德龍激光是一個(gè)激光設(shè)備集成商,和激光器市場有很大的區(qū)別,將激光器業(yè)務(wù)并入貝林激光,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)整合重組,達(dá)到資源的優(yōu)化配置。這一舉措將豐富貝林激光產(chǎn)品線,延伸產(chǎn)業(yè)鏈,獲得更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢,加速推動(dòng)貝林激光企業(yè)發(fā)展。


5. 天津凱普林激光

天津凱普林激光科技有限公司自主研發(fā)工業(yè)級超快激光器。目前產(chǎn)品主要是飛秒,但是今后可能也會(huì)研發(fā)生產(chǎn)皮秒激光器。我們的超快激光器覆蓋近紅外到紫外共4個(gè)波段: 1.5微米、1微米、綠光、及紫外,以滿足不同客戶的需求。一方面充分利用凱普林的平臺(tái)和渠道,另一方面以一個(gè)全新的團(tuán)隊(duì)來開拓這塊業(yè)務(wù)。公司的目標(biāo)是成為國內(nèi)最好的超快激光器供應(yīng)商,為我們的客戶提供性價(jià)比最高、客戶服務(wù)最好的產(chǎn)品。


6. 朗研光電

上海朗研光電創(chuàng)立于2009年,作為一家創(chuàng)新型高新科技公司,朗研光電一直致力于超快光纖激光器、量子保密通信系統(tǒng)、單光子探測器和泵浦激光器等相關(guān)產(chǎn)品的自主研發(fā)和生產(chǎn)。目前該公司在超快激光器方面擁有從532-1064納米多個(gè)波段的皮秒激光器,以及飛秒激光器,用于科研、光學(xué)計(jì)量、雙光子成像、生物醫(yī)學(xué)、精密加工、材料切割等。


7. 虹拓新科技

武漢虹拓新技術(shù)在超快光纖激光器領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位,提供環(huán)境可靠性最高的工業(yè)級高功率飛秒激光器。虹拓的產(chǎn)品有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,包括:精密微加工、再制造、醫(yī)療、科研、電子制造等。


虹拓的摻鉺系列光纖飛秒激光器是在公司特有的超高精度色散補(bǔ)償技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的,結(jié)合超低損耗光纖熔接技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高功率超短脈沖輸出。該飛秒光纖激光器采用一種全新的鎖模技術(shù),擺脫了常規(guī)鎖模所用的可飽和吸收材料,實(shí)現(xiàn)了鎖模的全自動(dòng)化,并且保證光源穩(wěn)定、性能最佳,系統(tǒng)簡單實(shí)用。虹拓?fù)姐s系列飛秒光纖激光器是一款可靠的商業(yè)飛秒激光光源,可廣泛應(yīng)用于通信、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域。


8. 國神光電

2011年初,創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)帶領(lǐng)一群海外歸國人才和國內(nèi)技術(shù)精英在上海創(chuàng)立國神光電。公司擁有多項(xiàng)國際領(lǐng)先的專利技術(shù),以及一個(gè)優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)。公司在高功率超短脈沖光纖激光器,光纖聲光調(diào)制器,高功率無源和有源光器件等方面具有不可替代的優(yōu)勢,可廣泛應(yīng)用于工業(yè)超精密加工,光譜分析,國防工業(yè)和精密醫(yī)學(xué)儀器等方面。目前國神光電掌握了皮秒、飛秒種子源、光纖泵浦模塊、準(zhǔn)直輸出隔離器等核心技術(shù),擁有紅外、綠光皮秒激光器和飛秒激光器多款產(chǎn)品。


9. 卓鐳激光

2015年,卓鐳激光和中科院建立戰(zhàn)略合作關(guān)系,中科院將為卓鐳激光提供持續(xù)的技術(shù)支持與發(fā)展動(dòng)力。公司成功研發(fā)高功率、低功率的皮秒激光器后,于2017年還開發(fā)出了GRAVER系列的30瓦的綠光納秒激光器,這款全新激光器最主要的特點(diǎn)是脈寬比較窄,同時(shí)功率比較高。用于精密微加工的工業(yè)級高功率皮秒激光器和用于材料改性的大能量納秒脈沖激光器均達(dá)到國內(nèi)頂尖水準(zhǔn)。醫(yī)療領(lǐng)域開發(fā)了醫(yī)療美容專用的皮秒激光器。并已廣泛用于玻璃切割、金屬微加工、激光沖擊強(qiáng)化等領(lǐng)域。


結(jié)語

以上所介紹是目前國內(nèi)發(fā)展不錯(cuò)的從事超快激光器的企業(yè),他們在超快激光器的布局和科研積累均超過3年,這確是一個(gè)技術(shù)難度較高的領(lǐng)域,經(jīng)過幾年的技術(shù)攻關(guān)與醞釀,目前這些企業(yè)正在進(jìn)入產(chǎn)品量產(chǎn)、銷售階段。另外也必須看到,這一批企業(yè)大多數(shù)生產(chǎn)小功率皮秒/飛秒激光器,僅有個(gè)別企業(yè)能夠生產(chǎn)中高功率水平的產(chǎn)品,并且這些產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性仍然需要得到用戶和實(shí)際應(yīng)用的檢驗(yàn)。目前國內(nèi)工業(yè)用超快激光器仍然處于商業(yè)化初級階段,去年國產(chǎn)產(chǎn)品市場銷量規(guī)??赡懿怀^3億元,然而這一應(yīng)用在未來三年內(nèi)將會(huì)呈現(xiàn)快速增長,預(yù)計(jì)2021年將會(huì)突破8億元。


有了這一批企業(yè),假以時(shí)日必將會(huì)有更多成熟的國產(chǎn)皮秒飛秒激光器推出市場,可能只需兩三年的時(shí)間,超快激光器將不得不降低身價(jià),并可能有超過30%的降幅,屆時(shí)國內(nèi)許多用戶將會(huì)買得起、用得起,這對中國的超精密制造加工是個(gè)福音,對推動(dòng)我國半導(dǎo)體、微電子、智能芯片、精密儀器、微器件以及生物醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來重大利好!
本刊/Nick, Johnny

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