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市場報告

國產超快激光器崛起 發展機遇可期

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

隨著激光技術的不斷發展與(yu) 成熟,如今,激光器已廣泛應用於(yu) 高端製造、信息通訊、生物和醫療健康等產(chan) 業(ye) 及軍(jun) 事工業(ye) 、國防安全等領域


隨著激光技術的不斷發展與(yu) 成熟,如今,激光器已廣泛應用於(yu) 高端製造、信息通訊、生物和醫療健康等產(chan) 業(ye) 及軍(jun) 事工業(ye) 、國防安全等領域,是當今世界戰略高科技競爭(zheng) 的重要設備之一,越來越多的傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 依靠激光加工技術,提升產(chan) 品的加工質量,解決(jue) 傳(chuan) 統加工方法和工藝不能解決(jue) 的難題,成功完成轉型。許多發達國家也將發展激光技術作為(wei) 本國優(you) 先布局的領域,給予大力支持。



超快激光科研最早出現在30年前,而在2003年後科研用超快激光器逐漸增加應用,至2010年後工業(ye) 用超快激光器應用逐漸得到認可,到今天為(wei) 止,超快激光仍然是國內(nei) 外工業(ye) 激光的一個(ge) 熱點。超短脈衝(chong) 激光器以皮秒、飛秒激器為(wei) 代表,它的工業(ye) 應用非常廣泛,隨著消費電子、新型顯示、生物醫療、3D打印、高端裝備等新應用的發展,對於(yu) 激光加工精細度要求越來越高,超快激光已經成為(wei) 精密加工的重要方向。國內(nei) 外激光企業(ye) 紛紛布局激光器/超快激光設備市場。在核心超快激光器市場,目前基本上是外國公司占主導,以相幹、光譜物理、通快、NKT、EKSPLA、Light Conversion、Lumentum、EdgeWave、Amplitude等公司為(wei) 代表。國內(nei) 的企業(ye) 有華日激光、安揚激光、天津凱普林激光、貝林激光、虹拓新技術、廣東(dong) 華快光子、卓鐳激光、中科思遠、朗研科技等國內(nei) 企業(ye) 正大力推進技術產(chan) 業(ye) 化,在超快激光設備、激光精密加工、激光器技術的研發、技術應用和產(chan) 品生產(chan) 等產(chan) 業(ye) 環節取得快速發展。



隨著國內外超快激光公司技術和產品的成熟,其單瓦成本也大幅下降了。一台高功率工業用皮秒激光器從原來數百萬人民幣下降到一百多萬,但在較長一段時間裏,外國幾個公司以其成熟的技術和穩定的產品性能,幾乎壟斷中國超快激光器應用市場。但在2017年更多國產化超快激光器出現後,外國公司壟斷中國市場的局麵被打破,逐漸在價格方麵也有所鬆動。



盡管國外在超快激光領域一直處於(yu) 領先地位,但是國產(chan) 激光器也不甘落後,一直在努力追趕。近年來,一些國產(chan) 超快激光器企業(ye) 發展迅速,已經開始掌握一些自己的核心技術,國產(chan) 超快激光器正處在崛起的路上。近兩(liang) 年已經有多家企業(ye) 推出了新型超快激光器:


1. 華日激光

華日激光是一家國內(nei) 領先的激光器專(zhuan) 業(ye) 製造商,作為(wei) 一個(ge) 厚積薄發的品牌,在成立之初,華日激光一直專(zhuan) 注於(yu) 納秒級紫外與(yu) 綠光固體(ti) 激光器的研發與(yu) 生產(chan) ,對高端品質的堅持與(yu) 匠心為(wei) 品牌發展打下了堅實基礎。2015年,華日激光實現擴產(chan) ,並成功收購了加拿大Attodyne公司,將目光瞄準了未來的皮秒與(yu) 飛秒級超快激光領域。目前華日激光已擁有三大研發中心——北美(多倫(lun) 多)超快激光器研發中心、武漢紫外與(yu) 深紫外激光器研發中心、武漢飛秒激光器研發中心。由三位國家千人計劃專(zhuan) 家領銜產(chan) 品研發工作,研發出納秒級-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(chan) 品。


在納秒級紫外激光器方麵,華日激光早已經實現成熟地批量製造,產(chan) 能已位居全球前列,並保持銷量持續領先。在皮秒激光器產(chan) 品線方麵,目前市場訂單不斷,華日也正在積極地推進量產(chan) ,整個(ge) 過程目前進展順利。而對於(yu) 最受矚目的飛秒激光,華日還處於(yu) 緊張的研發與(yu) 測試階段,預計今年年內(nei) 將實現飛秒激光器量產(chan) ,種子源等核心部件實現自主研發製造。


2018年5月華日激光在國內(nei) 率先實現皮秒紫外激光器量產(chan) ,預計年內(nei) 將實現飛秒激光器量產(chan) ,打破飛秒激光器市場被國外壟斷的局麵。皮秒、飛秒超快激光器國產(chan) 化將推動國內(nei) 應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(men) 最近在火炬區租了一萬(wan) 平方米的廠房,新廠房年底投入使用後一年可量產(chan) 3000至5000台超短脈衝(chong) 光纖(皮秒、飛秒)激光器,成為(wei) 國內(nei) 領先的激光器生產(chan) 線之一。”華快董事長梁崇智說,這也意味著在華快在幾年的孵化後正式出孵了。


這家位於(yu) 中山工業(ye) 技術研究院的公司前身是廣東(dong) 漢唐量子光電科技有限公司,是國內(nei) 少數掌握皮秒、飛秒激光光源技術的企業(ye) 之一,主要業(ye) 務為(wei) 超快激光器、激光加工設備、3D打印裝備、3D打印粉末材料的研發與(yu) 生產(chan) ,在激光器量產(chan) 後公司有望實現爆發式增長。


“目前國內(nei) 皮秒、飛秒的激光技術光源設備約90%都依賴進口,進口產(chan) 品價(jia) 格昂貴。我們(men) 要打破國外的壟斷,做國產(chan) 的超快光纖激光器。經過5年研發投入近億(yi) 元,現在已掌握了核心技術,到了量產(chan) 階段。”梁崇智說,這個(ge) 技術華快從(cong) 零開始研發,具有完全的知識產(chan) 權。


2013年,梁崇智決(jue) 定轉行做激光器後,便四處尋找國內(nei) 相關(guan) 人才,並最終引入了研究該領域20多年的北京大學信息學院教授、“長江學者”張誌剛及其團隊。


3. 安揚激光

2010年,28歲的陳抗抗從(cong) 英國知名學府南安普頓大學回到了他的家鄉(xiang) 武漢,和幾個(ge) 朋友一起創立了武漢安揚激光技術有限責任公司,從(cong) 事皮秒光纖激光超快光源產(chan) 品研發與(yu) 生產(chan) 。我們(men) 的劣勢,就在於(yu) 市場,當然這需要一個(ge) 過程。”功夫不負有心人,經過幾年的努力,安揚激光已經做到這一領域世界第二。


安揚激光已推出成熟可用的皮秒、飛秒脈衝(chong) 光纖激光器和超連續譜激光器等係列工業(ye) 超快激光器產(chan) 品。安揚激光掌握了超快光纖激光器的核心技術,自行研發了90% 以上的核心器件或者模塊,擁有核心的專(zhuan) 利,核心器件和技術不依賴於(yu) 進口。安揚激光有特種光纖設計生產(chan) 團隊,具備自行設計和生產(chan) 特種光纖的能力。同時,安揚激光有自建光纖拉絲(si) 塔,目前設計生產(chan) 了40餘(yu) 種各種用途的特殊光纖,控製了光纖激光器產(chan) 業(ye) 鏈的上遊,徹底擺脫西方公司對光纖激光器產(chan) 業(ye) 鏈的控製,保證了供應鏈的自主與(yu) 安全。目前公司已擁有皮秒激光器20W、50W、70W等產(chan) 品,飛秒激光器25W、50W和100W等產(chan) 品,位居國際領先水平。


目前安揚公司超快激光設備已成熟應用於(yu) 手機全麵屏切割、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、不鏽鋼打孔、線路板打盲孔等領域。


4. 貝林激光

貝林激光是國內(nei) 最早從(cong) 事激光器研發的公司之一,通過多年研究於(yu) 2012年成功研製第一台皮秒激光器,後續推出多款皮秒激光器、紫外固體(ti) 激光器、納秒綠光激光器。皮秒激光器產(chan) 品廣泛應用於(yu) LED晶圓切割、玻璃切割、指紋膜組切割等精細加工領域。超快激光產(chan) 品定位於(yu) 精細加工領域:納秒激光器較多用於(yu) 精細打標,主要是在3C產(chan) 品的外殼和內(nei) 部元器件上;皮秒激光器較多是應用於(yu) 一些高精度要求的特殊材料精細加工,像LED晶圓、玻璃、陶瓷等材料的精細加工。到2016年底,貝林激光累計出貨皮秒激光器600台。


在技術方麵,貝林激光已經取得一係列獨特的自有技術及專(zhuan) 利技術:納秒激光器方麵,有先進的諧振腔設計和激光控製技術,確保激光器能在高功率運轉下獲得優(you) 秀的光束質量和較窄的激光脈寬,特殊的腔內(nei) 熱補償(chang) 技術及諧波轉換技術實現高效穩定的倍頻轉換。皮秒激光器方麵,有自主開發的光纖種子源技術和獨特的放大器技術。


2017年德龍激光將激光器業(ye) 務並入全資子公司蘇州貝林激光有限公司。德龍激光是一個(ge) 激光設備集成商,和激光器市場有很大的區別,將激光器業(ye) 務並入貝林激光,實現業(ye) 務整合重組,達到資源的優(you) 化配置。這一舉(ju) 措將豐(feng) 富貝林激光產(chan) 品線,延伸產(chan) 業(ye) 鏈,獲得更強的競爭(zheng) 優(you) 勢,加速推動貝林激光企業(ye) 發展。


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工業(ye) 級超快激光器。目前產(chan) 品主要是飛秒,但是今後可能也會(hui) 研發生產(chan) 皮秒激光器。我們(men) 的超快激光器覆蓋近紅外到紫外共4個(ge) 波段: 1.5微米、1微米、綠光、及紫外,以滿足不同客戶的需求。一方麵充分利用凱普林的平台和渠道,另一方麵以一個(ge) 全新的團隊來開拓這塊業(ye) 務。公司的目標是成為(wei) 國內(nei) 最好的超快激光器供應商,為(wei) 我們(men) 的客戶提供性價(jia) 比最高、客戶服務最好的產(chan) 品。


6. 朗研光電

上海朗研光電創立於(yu) 2009年,作為(wei) 一家創新型高新科技公司,朗研光電一直致力於(yu) 超快光纖激光器、量子保密通信係統、單光子探測器和泵浦激光器等相關(guan) 產(chan) 品的自主研發和生產(chan) 。目前該公司在超快激光器方麵擁有從(cong) 532-1064納米多個(ge) 波段的皮秒激光器,以及飛秒激光器,用於(yu) 科研、光學計量、雙光子成像、生物醫學、精密加工、材料切割等。


7. 虹拓新科技

武漢虹拓新技術在超快光纖激光器領域處於(yu) 世界領先地位,提供環境可靠性最高的工業(ye) 級高功率飛秒激光器。虹拓的產(chan) 品有著廣泛的應用領域,包括:精密微加工、再製造、醫療、科研、電子製造等。


虹拓的摻鉺係列光纖飛秒激光器是在公司特有的超高精度色散補償(chang) 技術基礎之上發展起來的,結合超低損耗光纖熔接技術,實現了高功率超短脈衝(chong) 輸出。該飛秒光纖激光器采用一種全新的鎖模技術,擺脫了常規鎖模所用的可飽和吸收材料,實現了鎖模的全自動化,並且保證光源穩定、性能最佳,係統簡單實用。虹拓摻鉺係列飛秒光纖激光器是一款可靠的商業(ye) 飛秒激光光源,可廣泛應用於(yu) 通信、醫療、科研等領域。


8. 國神光電

2011年初,創業(ye) 團隊帶領一群海外歸國人才和國內(nei) 技術精英在上海創立國神光電。公司擁有多項國際領先的專(zhuan) 利技術,以及一個(ge) 優(you) 秀的團隊。公司在高功率超短脈衝(chong) 光纖激光器,光纖聲光調製器,高功率無源和有源光器件等方麵具有不可替代的優(you) 勢,可廣泛應用於(yu) 工業(ye) 超精密加工,光譜分析,國防工業(ye) 和精密醫學儀(yi) 器等方麵。目前國神光電掌握了皮秒、飛秒種子源、光纖泵浦模塊、準直輸出隔離器等核心技術,擁有紅外、綠光皮秒激光器和飛秒激光器多款產(chan) 品。


9. 卓鐳激光

2015年,卓鐳激光和中科院建立戰略合作關(guan) 係,中科院將為(wei) 卓鐳激光提供持續的技術支持與(yu) 發展動力。公司成功研發高功率、低功率的皮秒激光器後,於(yu) 2017年還開發出了GRAVER係列的30瓦的綠光納秒激光器,這款全新激光器最主要的特點是脈寬比較窄,同時功率比較高。用於(yu) 精密微加工的工業(ye) 級高功率皮秒激光器和用於(yu) 材料改性的大能量納秒脈衝(chong) 激光器均達到國內(nei) 頂尖水準。醫療領域開發了醫療美容專(zhuan) 用的皮秒激光器。並已廣泛用於(yu) 玻璃切割、金屬微加工、激光衝(chong) 擊強化等領域。


結語

以上所介紹是目前國內(nei) 發展不錯的從(cong) 事超快激光器的企業(ye) ,他們(men) 在超快激光器的布局和科研積累均超過3年,這確是一個(ge) 技術難度較高的領域,經過幾年的技術攻關(guan) 與(yu) 醞釀,目前這些企業(ye) 正在進入產(chan) 品量產(chan) 、銷售階段。另外也必須看到,這一批企業(ye) 大多數生產(chan) 小功率皮秒/飛秒激光器,僅(jin) 有個(ge) 別企業(ye) 能夠生產(chan) 中高功率水平的產(chan) 品,並且這些產(chan) 品的穩定性和可靠性仍然需要得到用戶和實際應用的檢驗。目前國內(nei) 工業(ye) 用超快激光器仍然處於(yu) 商業(ye) 化初級階段,去年國產(chan) 產(chan) 品市場銷量規模可能不超過3億(yi) 元,然而這一應用在未來三年內(nei) 將會(hui) 呈現快速增長,預計2021年將會(hui) 突破8億(yi) 元。


有了這一批企業,假以時日必將會有更多成熟的國產皮秒飛秒激光器推出市場,可能隻需兩三年的時間,超快激光器將不得不降低身價,並可能有超過30%的降幅,屆時國內許多用戶將會買得起、用得起,這對中國的超精密製造加工是個福音,對推動我國半導體、微電子、智能芯片、精密儀器、微器件以及生物醫療等產業發展帶來重大利好!
本刊/Nick, Johnny

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