十年來，中國制造業(yè)增加值從2012年的16.98萬億元增加到2021年的31.4萬億元，中國儼然成為全球第一制造大國。在此過程中，以激光為引領(lǐng)的高端制造技術(shù)無疑成為我國實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國的重要支撐與手段。

近兩年來，中國激光行業(yè)的國產(chǎn)化替代進(jìn)程不斷加快，且替代質(zhì)量顯著提升。無論高功率激光裝備、光源（光纖激光器、超快激光器等）、光學(xué)器件和控制系統(tǒng)（芯片、控制軟件和配件）、晶體材料等，國產(chǎn)占有率都在穩(wěn)步提升，帶動(dòng)高新技術(shù)企業(yè)發(fā)展成長為支柱產(chǎn)業(yè)。

又如，極端制造是人類探索宇宙、改造世界、造福人類不可或缺的手段，集中表現(xiàn)為極高能量密度制造、極小尺度制造、極復(fù)雜巨系統(tǒng)制造、極高精度制造、近無缺陷制造等特點(diǎn)，涉及機(jī)械、材料、光學(xué)、物理、化學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域，集前瞻性、先導(dǎo)性和探索性的基礎(chǔ)理論與工程技術(shù)于一體。

鑒于此，要持續(xù)探索和發(fā)展極端條件下的制造技術(shù)------激光先進(jìn)制造技術(shù)，其中包括硬脆材料零件的制造；高熔點(diǎn)、高硬度材料零件的制造；微小結(jié)構(gòu)尺寸零件的制造以及其它更多特殊領(lǐng)域等使用“光”制造手段進(jìn)行嫁接的技術(shù)。

21世紀(jì)“光”技術(shù)勢必將成為影響整個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和高新科技產(chǎn)業(yè)最為重要的關(guān)鍵技術(shù)。隨著“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃不斷推進(jìn)，包括新一代信息技術(shù)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械和農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備在內(nèi)的10個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域獲得了更多的發(fā)展助劑，從而也為激光技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供了更大的動(dòng)能。同時(shí)，中國各省市均大力支持發(fā)展“激光制造與增材制造”并出臺(tái)了多項(xiàng)國家及區(qū)域重點(diǎn)發(fā)展政策。

2022年，中國激光產(chǎn)業(yè)盡管受到國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)大環(huán)境調(diào)整以及嚴(yán)重的疫情沖擊帶來的波動(dòng)，致使激光行業(yè)的利潤有所影響，但我國激光業(yè)界同仁在精準(zhǔn)防疫抗疫的同時(shí)，緊緊圍繞“構(gòu)建以內(nèi)循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局”重大強(qiáng)國戰(zhàn)略，不斷整合產(chǎn)業(yè)鏈，攻克關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)核心部件的國產(chǎn)化，探索激光的工業(yè)化應(yīng)用，構(gòu)建激光產(chǎn)業(yè)集群，優(yōu)化激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間，擴(kuò)大激光產(chǎn)業(yè)的規(guī)模，創(chuàng)新能力和服務(wù)能力進(jìn)一步提升。光源技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重大進(jìn)展；激光裝備水平由先前的跟跑逐漸在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)跑；創(chuàng)新應(yīng)用層出不窮；資本市場對中國激光產(chǎn)業(yè)投注的關(guān)注度持續(xù)升溫，從而又誕生了一批上市企業(yè)。

當(dāng)前，盡管中國激光行業(yè)已經(jīng)取得了許多令世人矚目的成就，但與歐美發(fā)達(dá)國家相比，依舊面臨了不少嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和瓶頸亟待攻克。在雙碳目標(biāo)的戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下，全球產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)意味著全價(jià)值鏈的轉(zhuǎn)型，急需進(jìn)一步推動(dòng)激光制造裝備業(yè)邁向更高端，孕育更多原始創(chuàng)新和顛覆性技術(shù)，并且基礎(chǔ)研究、應(yīng)用技術(shù)研究和工程化技術(shù)開發(fā)應(yīng)當(dāng)更為有機(jī)緊密的結(jié)合起來。

首先，環(huán)保風(fēng)暴使得浙江、山東、天津等重要制造業(yè)省份部分企業(yè)停業(yè)整頓，增長放緩，需求降低。其次，受到中美貿(mào)易摩擦影響，較多外向型企業(yè)和與之配套的加工型企業(yè)訂單不飽和。再次，由于關(guān)鍵核心元器件國產(chǎn)化、激光裝備的門檻降低，行業(yè)涌入的新生力量爆發(fā)式增長，行業(yè)競爭進(jìn)一步加劇。

盡管核心的激光零部件逐步了國產(chǎn)化、但距完全替代還需一段時(shí)間，部分高端技術(shù)仍掌握在歐美國家。此外，眾多企業(yè)的硬件解決方案具備較高的同質(zhì)性，以低利潤拼殺市場，很大程度上扼殺了創(chuàng)新能力。同時(shí)，設(shè)備的安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)得不到執(zhí)行，部分企業(yè)為了降低成本贏得市場，犧牲了安全性。未來，應(yīng)當(dāng)不斷整合、積累和沉淀行業(yè)知識，將信息化技術(shù)、智能控制技術(shù)等融入裝備中，加強(qiáng)數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)能力和生產(chǎn)流程的標(biāo)準(zhǔn)化，提高設(shè)備互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)互聯(lián)等能力。

由于企業(yè)運(yùn)營成本的增加，競爭加劇，使激光行業(yè)的整體銷量上升的同時(shí)了引發(fā)了利潤迅速下降。同時(shí)，行業(yè)的波段運(yùn)行周期凸顯，行業(yè)高速增長的趨勢會(huì)逐步放緩。

展望未來中國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，基本上還是呈現(xiàn)兩極分化的方向。一方面是高功率趨勢持續(xù)深化，激光設(shè)備的普及應(yīng)用將會(huì)釋放巨大需求。以激光為引領(lǐng)的光子制造技術(shù)在高端裝備、航天航空、汽車、新基建、海洋裝備、新能源/新材料、軌道交通、石油化工、光電顯示、微電子制造、醫(yī)療醫(yī)美、生命科學(xué)等行業(yè)的空間不可估量。

另外一方面是在高端制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級背景下，以微加工為代表的高端加工技術(shù)突飛猛進(jìn)。激光精密加工和微細(xì)加工作為未來發(fā)展重點(diǎn)，其在電子、半導(dǎo)體、通訊、光存儲(chǔ)、微機(jī)械制造、生物、環(huán)境等行業(yè)進(jìn)一步推廣和使用，將為傳統(tǒng)加工方式創(chuàng)造前所未有的可能性。

“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出增強(qiáng)制造業(yè)競爭優(yōu)勢，推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。中國力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2045年能源先行實(shí)現(xiàn)碳中和，才能讓建筑、交通、工業(yè)等其他產(chǎn)業(yè)，充分用“綠電”去實(shí)現(xiàn)碳中和。

2022年6月，習(xí)近平總書記親臨武漢了解湖北省光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展及核心技術(shù)攻關(guān)情況。他指出，光電子信息產(chǎn)業(yè)是應(yīng)用廣泛的戰(zhàn)略高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，也是中國有條件率先實(shí)現(xiàn)突破的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，隨著產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展壯大，突破“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)刻不容緩。武漢·中國光谷是中國激光和光電子技術(shù)的發(fā)源地和重要產(chǎn)業(yè)基地之一，當(dāng)前已引領(lǐng)激光產(chǎn)業(yè)全面進(jìn)入提質(zhì)增效的新階段，這無疑給“光”制造行業(yè)注入了振奮人心的能量和動(dòng)力，為全國科技工作和科技創(chuàng)新進(jìn)一步指明了方向。

光源方面，激光器的發(fā)展趨勢整體歸納為：脈沖更短，波長更短、功率更高。目前，主導(dǎo)市場幾類工業(yè)激光器包括光纖耦合的高亮度、高光束質(zhì)量、高功率的半導(dǎo)體激光器（千瓦）；高功率光纖激光器（最高已可達(dá)5萬瓦）；以超快脈沖皮秒和飛秒激光器為代表的超快激光器（萬瓦、焦耳級），以及其他特殊波段的激光器。

未來五年內(nèi)，市場增長最快的將是萬瓦級的高功率光纖激光器。光纖激光器在5-10年依然是工業(yè)應(yīng)用主流激光器，其在功能性及應(yīng)用普遍性上具有堅(jiān)實(shí)的地位。同時(shí)，超快激光器也定將迎來更多發(fā)展新動(dòng)能。無論是針對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，亦或是新興產(chǎn)業(yè)版塊的培育，超快激光器都將發(fā)揮越來越重要的作用。這一領(lǐng)域的研發(fā)重點(diǎn)包括延伸更多新應(yīng)用，提升超快激光器的輸出功率和能量，不斷改善光束工藝和質(zhì)量，飛秒和皮秒激光光束的光纖傳輸，紫外和深紫外的頻率轉(zhuǎn)換；開發(fā)高功率和高能量的組件，過程監(jiān)控和控制，以及進(jìn)一步攻克光纖種子源、晶體光纖、泵浦源、保偏光纖、放大技術(shù)等領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸。

圖1. 超快激光全球市場規(guī)模

就光源領(lǐng)域看，今后亟需進(jìn)一步提升激光器的穩(wěn)定性、光束質(zhì)量、運(yùn)轉(zhuǎn)壽命；減小激光器體積重量和生產(chǎn)成本，以及實(shí)現(xiàn)激光器半自動(dòng)化和規(guī)?；a(chǎn)。同時(shí)，需要加大開發(fā)各種激光合束技術(shù)（紫外激光、綠光、藍(lán)光等）。此外，要加快研發(fā)更多高端型激光器，使它們能夠在大型多維復(fù)雜曲面激光切割、中厚板的切割焊接需求、微納尺度的制造和高反射材料加工等廣泛的應(yīng)用場景中都能大顯身手。

“光智造”時(shí)代已急速駛來！隨著激光光源的持續(xù)突破，與數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化設(shè)備、智能化技術(shù)進(jìn)一步融合發(fā)展，激光智能裝備在信息化、智能化、個(gè)性化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化等方面正闊步前行。

未來，激光裝備領(lǐng)域的突破方向則是要圍繞效率、壽命、穩(wěn)定性、成本等關(guān)鍵字不斷發(fā)力。此外，要加緊攻關(guān)研發(fā)復(fù)雜構(gòu)件的多維切割設(shè)備（加工鋁合金、銅合金等）；復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接設(shè)備：銅合金、鋁合金、鈦合金（同種異種材料焊接）；激光切割、焊接一體裝備，特別要關(guān)注復(fù)合焊接方法（不同光源的復(fù)合、加工方法的復(fù)合），以及焊接過程的監(jiān)控體系與裝備。

根據(jù)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年），提出到2025年，新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右。從產(chǎn)業(yè)鏈看，能量密度更高、更安全、充電更快、成本更低始終是新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心目標(biāo)。交通領(lǐng)域未來主要實(shí)現(xiàn)零碳的手段就是“電氣化”，未必所有交通工具全部是電動(dòng)車，像公共交通、重卡、航空、輪船很可能未來使用的是氫能，但是電動(dòng)車是未來交通運(yùn)輸零碳化的主力。

激光作為一種先進(jìn)的“光”制造工具，具有熱影響區(qū)小、能量密度高、焊接速度快、加工精度高、靈活、可靠穩(wěn)定、焊材損耗小、自動(dòng)化、安全程度高等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用在鋰電生產(chǎn)流程的前、中、后段。同時(shí)，在“雙碳”背景下，加快發(fā)展新能源是我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的必然選擇。而激光加工作為一種靈活便捷的加工方法，彰顯優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，且綠色環(huán)保，無疑也是實(shí)現(xiàn)綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理想解決方案。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，激光技術(shù)在動(dòng)力電池制程中發(fā)揮核心作用，如果以激光設(shè)備占整線價(jià)值量投資比例為30%計(jì)算，2025 年激光鋰電設(shè)備的需求規(guī)模約為430億元，市場空間巨大。