近幾年來(lái)我國(guó)激光制造行業(yè)呈現(xiàn)整體爆發(fā)的態(tài)勢(shì)，這背后離不開(kāi)國(guó)產(chǎn)光纖激光器制造廠商的迅速成長(zhǎng)。而進(jìn)口光纖激光器高昂的售價(jià)一直是激光設(shè)備無(wú)法在更多應(yīng)用領(lǐng)域獲得更大規(guī)模應(yīng)用的主要發(fā)展障礙，從這一點(diǎn)上講，國(guó)產(chǎn)光纖激光器制造廠商不斷向市場(chǎng)推出物美價(jià)廉的產(chǎn)品承載著國(guó)內(nèi)甚至全球激光裝備和應(yīng)用市場(chǎng)持續(xù)高速發(fā)展的重要?dú)v史使命。

光纖激光技術(shù)和市場(chǎng)的最新趨勢(shì)與動(dòng)態(tài)

近來(lái)光纖激光技術(shù)和市場(chǎng)呈現(xiàn)兩大趨勢(shì)：一是單光纖模塊的功率突然出現(xiàn)大幅上升的趨勢(shì)，二是市場(chǎng)需求的激光加工功率突然出現(xiàn)大幅上升的趨勢(shì)。

長(zhǎng)期以來(lái)，以IPG為代表的大部分光纖激光器廠商的單光纖模塊功率一直處于500瓦至1500瓦之間的較低水平，幾千瓦的較高功率輸出通常采用3合1、7合1等所謂“低數(shù)量合束”方案，而萬(wàn)瓦級(jí)以上的超高功率輸出則采用所謂“高數(shù)量合束”方案（例如IPG中國(guó)的3萬(wàn)瓦機(jī)型采用23合1的合束方案）。但近期單光纖模塊的功率突然出現(xiàn)大幅上升趨勢(shì)，IPG正在推出2000瓦至3500瓦的單光纖模塊，國(guó)內(nèi)外其他各廠商也都在努力推出各自的高功率單光纖模塊，可以認(rèn)為這是未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。

激光加工市場(chǎng)一直以來(lái)對(duì)萬(wàn)瓦級(jí)以上的超高功率激光器需求并不是很旺盛，但近來(lái)突然發(fā)生了改變。以切割市場(chǎng)為例，大族激光、奔騰激光推出的1.5－2萬(wàn)瓦高速高精激光切割機(jī)在市場(chǎng)上反響熱烈，焊接市場(chǎng)也開(kāi)始廣泛使用2萬(wàn)瓦以上的超高功率光纖激光器。根據(jù)目前趨勢(shì)來(lái)看，切割市場(chǎng)將很快延伸至3萬(wàn)瓦甚至更高，焊接和表面處理等市場(chǎng)將延伸至10萬(wàn)瓦甚至更高。針對(duì)這一點(diǎn)，華中科技大學(xué)馬修泉教授向OFweek激光網(wǎng)指出：“金屬熔化閾值是百萬(wàn)瓦每平方公分，金屬表面改性閾值是萬(wàn)瓦每平方公分，從這兩個(gè)基本數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，將來(lái)實(shí)際使用中出現(xiàn)十萬(wàn)瓦甚至百萬(wàn)瓦的激光功率都很正常，考慮到目前超高功率激光器的成本越來(lái)越可以接受，激光制造突破十萬(wàn)瓦可以說(shuō)是指日可待。”

國(guó)產(chǎn)高功率光纖激光器產(chǎn)品的“質(zhì)”與“量”

國(guó)產(chǎn)高功率光纖激光器產(chǎn)品近年來(lái)在“量”上取得令世界矚目的進(jìn)步。據(jù)《2019中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》披露，2018年我國(guó)光纖激光器1500瓦以上國(guó)產(chǎn)出貨量約占總出貨量的34.5％，預(yù)計(jì)2019年國(guó)產(chǎn)高功率激光器出貨量將超過(guò)進(jìn)口激光器。

國(guó)產(chǎn)高功率光纖激光器（＞1.5 kW）出貨量占比

數(shù)據(jù)來(lái)源：2019中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告

但不可否認(rèn)的是，國(guó)產(chǎn)高功率激光器在“質(zhì)”上與國(guó)外頂級(jí)廠商還有不小的差距，在某些指標(biāo)上甚至有差距不斷拉大的趨勢(shì)。以全光纖輸出的激光總功率為例，美國(guó)IPG公司已在2018年開(kāi)始對(duì)外銷(xiāo)售定制的50萬(wàn)瓦級(jí)的全光纖工業(yè)級(jí)激光器，而我國(guó)2018年仍處于2萬(wàn)瓦的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品驗(yàn)證階段。

針對(duì)激光器功率需求不斷走高的趨勢(shì)以及工業(yè)級(jí)光纖激光器領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研發(fā)水平的差距，成立于2017年的廣東國(guó)志激光技術(shù)有限公司在成立短短兩年多的時(shí)間里，通過(guò)與華中科技大學(xué)馬修泉教授緊密合作，迅速正式向市場(chǎng)推出單光纖5000瓦和合束輸出3萬(wàn)瓦標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，并于2019年5月獲得中科院光電研究院國(guó)家激光器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心出具有CNAS、CMA、CAL資質(zhì)的檢測(cè)報(bào)告，并在ILAC體系下國(guó)際互認(rèn)。

國(guó)志激光單光纖5000瓦工業(yè)級(jí)激光模塊

據(jù)悉，國(guó)志激光推出的單光纖模塊5000瓦，是目前國(guó)際市場(chǎng)上可查的公開(kāi)銷(xiāo)售的最高功率機(jī)型，同時(shí)基于7合1的低數(shù)量合束方案推出了3萬(wàn)瓦200微米輸出的全光纖激光器，是目前國(guó)內(nèi)廠商首款正式推出的3萬(wàn)瓦工業(yè)級(jí)激光器。公司首席科學(xué)家馬修泉教授表示，國(guó)志激光將致力于“從質(zhì)的方面提高國(guó)產(chǎn)激光器的實(shí)力，從技術(shù)含金量的角度追趕國(guó)際品牌，為國(guó)內(nèi)激光制造業(yè)的持續(xù)增速貢獻(xiàn)自己的力量”。

國(guó)志激光全光纖3萬(wàn)瓦200微米合束輸出激光器

激光市場(chǎng)前景廣闊與激光摩爾定律的初步顯現(xiàn)

目前在激光技術(shù)的眾多工業(yè)應(yīng)用中，激光切割設(shè)備以高度的標(biāo)準(zhǔn)化特性占據(jù)目前整個(gè)激光制造裝備市場(chǎng)的主體地位，特別是我國(guó)在金屬加工業(yè)的強(qiáng)大內(nèi)需，支撐我國(guó)國(guó)產(chǎn)激光切割設(shè)備近年來(lái)在量和質(zhì)兩個(gè)方面都呈現(xiàn)飛速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。但眾所周知，平板切割只是金屬加工業(yè)的初道工序之一，以金屬焊接、金屬表面處理為代表的眾多后道工序需求實(shí)際上遠(yuǎn)大于平板切割的初道工序需求，所以激光焊接和激光表面處理的市場(chǎng)容量從根本上遠(yuǎn)大于平面切割的市場(chǎng)容量。從這個(gè)角度上講，未來(lái)幾年激光制造裝備市場(chǎng)的容量有望持續(xù)提升，其主要貢獻(xiàn)將來(lái)自于激光焊接和激光表面處理在整個(gè)激光裝備市場(chǎng)中份額的大幅提高。

國(guó)志激光首席科學(xué)家馬修泉教授

對(duì)于激光市場(chǎng)的未來(lái)發(fā)展前景，馬教授提到了半導(dǎo)體的摩爾定律，他向OFweek激光網(wǎng)介紹說(shuō)：“半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)的發(fā)明時(shí)間分別為1947年和1960年，獲得諾貝爾獎(jiǎng)的時(shí)間分別為1956年和1964年，二者可以說(shuō)是一個(gè)時(shí)代的產(chǎn)物。從物理基礎(chǔ)來(lái)看，半導(dǎo)體是費(fèi)米子的量子效應(yīng)，而激光是玻色子的量子效應(yīng)，二者也都是量子效應(yīng)的產(chǎn)物。然而，二者發(fā)展至今的體量和影響力卻完全不可同日而語(yǔ)，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(gè)月半導(dǎo)體技術(shù)的能力可以翻一番而產(chǎn)品價(jià)格可以降一半，這種快速的發(fā)展速度是半導(dǎo)體技術(shù)成功的原因。”

馬教授認(rèn)為：“激光技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)，傳統(tǒng)激光器的技術(shù)發(fā)展相對(duì)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(shí)現(xiàn)了激光功率每18個(gè)月大概提升一倍的技術(shù)發(fā)展速度。但由于技術(shù)門(mén)檻較高和研發(fā)投入巨大，國(guó)外龍頭廠商的光纖激光器產(chǎn)品價(jià)格處于每36個(gè)月大概降一半的狀態(tài)，直到2016、2017年國(guó)產(chǎn)激光器突然打入市場(chǎng)，光纖激光器的價(jià)格開(kāi)始驟降，目前基本符合每18個(gè)月價(jià)格大概降一半的趨勢(shì)。也就是說(shuō)，光纖激光器拉動(dòng)的激光產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入一個(gè)類(lèi)似半導(dǎo)體摩爾定律發(fā)展?fàn)顟B(tài)的高速膨脹時(shí)期，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)激光制造市場(chǎng)將會(huì)迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)?！?/p>

馬教授補(bǔ)充道：“盡管產(chǎn)品降價(jià)太快會(huì)對(duì)激光器企業(yè)盈利與發(fā)展帶來(lái)挑戰(zhàn)，但產(chǎn)品價(jià)格的整體降低意味著客戶(hù)群體的增加，需求量的增加也將刺激上游材料和器件層面的成本不斷下降，就像手機(jī)產(chǎn)業(yè)一樣，目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)將催生更大規(guī)模的激光產(chǎn)業(yè)，對(duì)激光行業(yè)來(lái)講，特別是對(duì)在運(yùn)營(yíng)成本上具有優(yōu)勢(shì)的中國(guó)制造業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，是一件好事情。希望最終激光行業(yè)可以成為像半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一樣的支柱型產(chǎn)業(yè)，為人類(lèi)生產(chǎn)力的持續(xù)進(jìn)步作出實(shí)質(zhì)性的貢獻(xiàn)?！?/p>

總結(jié)

國(guó)產(chǎn)3萬(wàn)瓦全光纖激光器的出現(xiàn)，提高了國(guó)產(chǎn)激光器的功率覆蓋面，有助于擺脫我國(guó)激光制造業(yè)高度依賴(lài)進(jìn)口激光器的“空心化問(wèn)題”。國(guó)產(chǎn)激光器的發(fā)展初見(jiàn)成果，而國(guó)志激光的市場(chǎng)化之路才剛剛起步。激光行業(yè)的未來(lái)能否如馬修泉教授所言，讓我們拭目以待。