中国激光制造市场发展概况
激光制造技术具有易操作、非接触、高柔性、高效率、高质量和节能环保等突出优势,是切割、焊接、表面处理、高性能复杂构件制造和精密制造的主流手段,被誉为“万能加工工具”和“未来制造系统通用的加工手段”,带动了先进制造业的发展,对工业智能化进程产生了深远影响。
一、激光器制造行业发展不利因素
虽然我国激光产业近些年取得了长足的进步,但不得不承认,目前我国激光产业(特别是在激光核心器件方面)和激光产业发达国家还是存在明显的差距,主要体现在以下几个方面:
成果转化与产业化程度较低:在形成规模经济的过程中,成果转化和产业化的重要性不言而喻。我国激光技术在理论研究和国外的差距较小,几乎在各个方面都与国外同步研究并在某些方面有自己的优势,但由于研究成果主要集中在研究所与高校中,许多科研成果被束之高阁,无法实现产业化。
基础研究力量薄弱:科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,激光产业所需的规模化、产业化生产技术还没有实质性突破,特别是在高端的半导体激光器领域处于劣势,制约了激光设备整体性能的提高。
激光关键器件技术提升缓慢:国内研究生产的激光器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求,导致国外器件占据国内市场相当多的份额,萎缩了国产器件的市场需求。另一方面国产器件生产一直依赖几个科研院所,其生产供应处于相对垄断地位,影响了激光产业的发展。随着近些年,国科世纪、中科梅曼、武汉锐科、苏州图森激光、杰普特、创鑫激光、安扬激光等多家企业相继进入光纤激光器领域,我国在光纤激光器领域完全依赖进口的局面才得以改善。
二、激光器行业经营分析
目前以激光器为基础的激光工业在全球的发展势头非常迅猛,现已广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育、科研等方面。激光行业已形成完整、成熟的产业链分布。上游主要包括激光材料及配套元器件;中游主要为各种激光器及其配套设备;下游则以激光应用产品、消费产品、仪器设备为主。
中国激光产业市场起步较晚,但随着中国装备制造业的迅猛发展,近年来,中国激光产业获得了飞速的发展。中国是活跃的制造业市场及工业激光设备的主要市场,受宏观经济发展、制造业产业升级、国家政策支持等因素影响,中国工业激光产业成为受高度关注的产业之一,市场发展迅速。随着智能设备、消费电子、新能源等领域对激光器的需求不断增长以及医疗、美容仪器设备等新兴应用领域的持续拓展,激光器市场规模保持稳定增长。相关数据显示,2021年我国激光器市场规模约为129亿美元(约合918亿人民币),同比上升18.24%。
以CO2激光器为代表的气体激光器仍占据行业中的半壁江山,但增长已开始放缓,以Nd:YAG激光器为代表的固体激光器增长平稳,而近年来势头迅猛的光纤激光器则实现了两位数的增长,其他种类的激光器所占的市场份额仍然较小。
三、激光器行业趋势分析
1、激光器发展趋势总结
从20世纪70年代末开始,激光器明显向着两个方向发展,一类是以传递信息为目的的信息型激光器,主要使用在光纤通信方面,作为光纤通信的主要光源,主要是是半导体激光器。另一类是以提高光功率为目的的功率型激光器,也就是能量激光方向,应用在激光加工、激光武器、激光矫视、美容等以能量使用为目的的地方。
2、短期内:高功率光纤激光器将成主战场
目前最活跃的工业激光器技术是光纤激光器,它能够装配在输出不同高/低功率的设备上。低功率脉冲和连续波光纤激光器已经革新了全球的标记和雕刻工业,替代了灯泵浦和二极管泵浦固体激光器,用户看重其更高的效率以及较低的维护运营成本。目前每年向全球系统集成商运输成千上万台此类激光器,装配这些激光器的系统售价合理,产品可靠性也高。公认中国是这些光纤激光标记系统的最大市场。
光纤激光器近年来成为关注的热点,随着各大公司的研发投入,各种新型光纤激光器产品推出。经过检验证明,高功率光纤激光器在薄片金属切割方面具有独特的优势。同时光纤激光器也向着更高功率方向发展。万瓦级光纤激光器将在焊接应用领域具有很大的潜力。
3、高功率光纤激光器获突破,中国“追赶者”角色未变
近年来来光纤激光器作为一种先进的光源取得了快速的发展,光纤激光器越来越多地应用到工业加工领域,对传统激光器产生很大的冲击。以IPG为代表的国外公司,在光纤激光器领域不断获得突破,开发出先进的高功率光纤激光器。由于国外对高功率光纤激光器关键技术及核心器件的垄断,中国在该领域一直苦苦追赶。
2013年4月23日,我国首台万瓦连续光纤激光器在武汉光谷问世,成为继美国后第二个掌握此技术的国家。这台由武汉锐科公司研制的光纤激光器采用相干合成技术,将10个功率为1.1千瓦光纤激光器的激光束合成一束,最终产生1万瓦的强大能量。
虽然我国在光纤激光器领域取得了相当大的进展,但是与国外差距仍然很明显。我国最先进的单模光纤激光器输出功率2014年还是1千瓦级,美国也在09年将5千瓦产品武器化。而作为行业翘楚的美国IPG公司在09年还展示10千瓦级的单模光纤激光器,武汉锐科在2014年将10个单模光纤激光器通过光束相干合成才获得10千瓦的输出。可以说,单在输出功率方面,乐观估计,我国全固态激光产品与美国还有5-10年的差距。
过去10年光纤激光技术在输出功率、光束质量和亮度等方面取得了巨大进步。因为光纤激光器的高效率会进一步降低电功率需求(有可能减小l/2),在工业制造方面有进一步突破,而这些新的制造技术会引发更多的目前尚未实现或等待开发的新设计和加工方法。高功率光纤激光器最终将会成为制造业的主流设备之一。
《2023年版激光产业规划专项研究报告》由中研普华激光行业分析专家领衔撰写,主要分析了激光行业的市场规模、发展现状与投资前景,同时对激光行业的未来发展做出科学的趋势预测和专业的激光行业数据分析,帮助客户评估激光行业投资价值。
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