激光行業(yè)吐故納新

李奇鋒

中國制造正加速轉(zhuǎn)型升級，激光行業(yè)也在不斷研發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備以適應(yīng)市場需求，一批注重技術(shù)積淀，并抓住機遇實現(xiàn)快速發(fā)展的企業(yè)如大族激光、華工科技等由此躋身世界前列，整個行業(yè)亦呈吐故納新之態(tài)。

升級持續(xù)，更新更尖端

激光在人類發(fā)明史中擁有相當(dāng)重要的地位，有著“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”之稱。雖然激光技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)的誕生時間相差了13年，獲得諾貝爾獎的時間也只相差了8年，可歸屬為同一個時期的產(chǎn)物，但兩者發(fā)展至今的境遇卻有著很大的不同，半導(dǎo)體技術(shù)的體量與影響力遠超激光技術(shù)。對此，有專家這樣釋疑，“造成這一現(xiàn)象的關(guān)鍵在于半導(dǎo)體一直按照摩爾定律的規(guī)模在發(fā)展，即每18個月半導(dǎo)體技術(shù)的能力可以翻一番而產(chǎn)品價格可以降一半。但激光技術(shù)自問世以來，傳統(tǒng)激光器的技術(shù)發(fā)展相對緩慢，直到光纖激光器出現(xiàn)才跟上半導(dǎo)體的發(fā)展速度，實現(xiàn)了激光功率每18個月大概提升一倍的技術(shù)發(fā)展速度。”

一般而言，激光產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成為，上游元器件和材料、中游激光設(shè)備、下游激光加工服務(wù)。激光行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，激光加工的優(yōu)點頗多，“加工精度高，不影響材料的物理特性，有助于提高加工質(zhì)量；加工速度快，勞動生產(chǎn)率高；無污染、原材料消耗低。”近年來發(fā)展迅速的半導(dǎo)體激光器和光纖激光器等先進激光器除了具有早期激光器的優(yōu)勢，還在光束質(zhì)量、易于集成、維護成本、使用壽命等方面有了明顯提高，同時可以實現(xiàn)柔性操作和遙控操作。按照專家的說法，“激光與幾乎所有的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域密切相關(guān)，自身也是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高端裝備制造業(yè)的重要內(nèi)容。”

十余年前，激光技術(shù)還多應(yīng)用于高端汽車激光焊接等特定場景，如今卻已是智能裝備的重要組成部分，并取代了車床的相當(dāng)一部分職能，可以說激光設(shè)備是漸行漸近的智能制造的核心基礎(chǔ)之一。激光行業(yè)一度加工形態(tài)單一，即一種激光設(shè)備只應(yīng)用于某一道工序之上，沒有完全發(fā)揮出技術(shù)潛能和功用，但通過技術(shù)創(chuàng)新和場景結(jié)合，這個問題已經(jīng)得到初步解決。

現(xiàn)在的激光技術(shù)及產(chǎn)品是汽車、石油、機械、航天航空、通訊、軌道交通、電子信息、醫(yī)療、服裝紡織等眾多行業(yè)技術(shù)改造升級的重要工具，被視為扭轉(zhuǎn)制造業(yè)低質(zhì)低效、重塑產(chǎn)業(yè)競爭力的利器。與其他制造業(yè)大國相比，我國激光行業(yè)在制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)中的應(yīng)用比例偏低，僅為30%。而美、日、德等國的激光行業(yè)在裝備制造業(yè)中的應(yīng)用比重均超過了40%，其中德國高達46.4%，位居第一。這些國家在激光器生產(chǎn)技術(shù)及其實用化方面居世界領(lǐng)先地位，并且在主要的大型制造產(chǎn)業(yè)中基本完成了用半導(dǎo)體激光加工工藝對傳統(tǒng)工藝的更新?lián)Q代。需要重視的是，大功率半導(dǎo)體激光芯片是激光產(chǎn)業(yè)的核心部件，以半導(dǎo)體激光芯片為基礎(chǔ)的激光工業(yè)在全球發(fā)展迅猛，為了在全球化競爭環(huán)境中進一步占據(jù)技術(shù)制高點，諸多國家加緊實施半導(dǎo)體激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃。

目前，我國的激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，每年增速保持10%以上，相關(guān)企業(yè)在珠三角、長三角及武漢地區(qū)較為密集，各地的激光產(chǎn)業(yè)園拓展也有不少亮點。數(shù)據(jù)顯示，我國激光產(chǎn)業(yè)主要應(yīng)用于激光加工、醫(yī)療等行業(yè)，其中科研開發(fā)領(lǐng)域為12%，材料加工領(lǐng)域為32%，通訊領(lǐng)域為12%，信息領(lǐng)域為14%，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域為20%，測量與其他領(lǐng)域為9%和1%。中國科學(xué)院院士姚建銓表示，“雖然我國的激光產(chǎn)業(yè)工藝應(yīng)用點很多，但尚未形成成熟體系，此外，還存在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺乏的問題。”

積淀為王，用于做深耕

近年來，受益?zhèn)鹘y(tǒng)制造業(yè)升級加速與高端裝備領(lǐng)域的大力推進，激光設(shè)備企業(yè)發(fā)展提速，作為該領(lǐng)域頭部企業(yè)的大族激光近年來表現(xiàn)不俗，其是亞洲最大、全世界排名前三的工業(yè)激光加工設(shè)備生產(chǎn)廠商，已實現(xiàn)從光纖激光器到設(shè)備集成的垂直一體化整合，打通了激光技術(shù)的全產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)品覆蓋多個系列、200余種工業(yè)激光設(shè)備及智能裝備解決方案。大族激光曾在《大國重器·發(fā)動中國》中展示了先進的三維五軸激光機床與功能部件自主研發(fā)歷程，其16KW、20KW激光焊接裝備助力了世界最大“人造太陽”項目建設(shè)，并被選為美國激光學(xué)會理事單位。

激光晶體是激光器的核心元器件之一，市場占有率達80%的福晶科技是全球固體激光器市場中非線性晶體和激光晶體的主要供應(yīng)商，其總經(jīng)理陳秋華表示，“激光技術(shù)代表了先進制造，代表了先進的發(fā)展方向，未來智能制造、激光雷達、自動駕駛等市場的發(fā)展，都將為激光行業(yè)帶來非常好的發(fā)展機遇。福晶是以晶體起家的，我們的晶體生長技術(shù)國際領(lǐng)先，并不斷投入資源進行技術(shù)升級。”

激光是當(dāng)今世界戰(zhàn)略高科技競爭的重要領(lǐng)域之一，與不少行業(yè)的情況相似，國產(chǎn)激光器與進口產(chǎn)品的核心差距仍然在于關(guān)鍵材料和關(guān)鍵工藝。業(yè)界的普遍觀點是，國內(nèi)市場從激光晶體、激光器到激光及配套自動化設(shè)備短期內(nèi)存在產(chǎn)業(yè)波動，但中長期向上發(fā)展的趨勢不變，且國內(nèi)頭部企業(yè)持續(xù)拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域。但因為產(chǎn)業(yè)鏈體量較大、技術(shù)壁壘較高等行業(yè)特殊性，業(yè)界專家對激光領(lǐng)域的企業(yè)的建議是，“即便是全能選手，也要選擇最擅長的細分項目深耕。”正如創(chuàng)鑫激光品牌與市場負責(zé)人曾劍鋒對接下來激光行業(yè)機會和競爭模式所總結(jié)的三個猜想，“多維競爭力的塑造、戰(zhàn)略縱深能力的積累和滲透力的強化。”