相比于電子、半導(dǎo)體等行業(yè)，激光器行業(yè)的規(guī)模較小，2016 年全球激光器的市場(chǎng)規(guī)模為 104 億美元，預(yù)計(jì) 2017 年將增長(zhǎng)到 111 億美元 ；目前中國(guó)激光器市場(chǎng)的規(guī)模大約為 600 億元。
很顯然，單從市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，激光行業(yè)似乎有些微不足道 ；但是激光技術(shù)的應(yīng)用卻幾乎能覆蓋生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，從汽車制造、動(dòng)力電池、到手機(jī)制造、航空航天、醫(yī)療器械乃至國(guó)防軍事等幾乎我們能想到的所有領(lǐng)域，都活躍著激光器的身影 ；而且對(duì)很多行業(yè)而言，激光技術(shù)已經(jīng)成為一種不可或缺的支撐技術(shù)。眾所周知，中國(guó)制造 2025 的核心是智能制造，智能制造的核心之一是光電技術(shù)，而光電技術(shù)的核心之一正是激光器。因此，激光行業(yè)本身的市場(chǎng)規(guī)模雖小，但它卻是驅(qū)動(dòng)制造業(yè)發(fā)展的一大核心力量，其重要性不言而喻。
細(xì)分市場(chǎng)
從市場(chǎng)增長(zhǎng)來(lái)看，按照激光器種類劃分，未來(lái)五年內(nèi)，市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的是直接半導(dǎo)體激光器，主要是千瓦級(jí)的高功率半導(dǎo)體激光器 ；增長(zhǎng)第二快的是量子級(jí)聯(lián)激光器，這種激光優(yōu)勢(shì)明顯，用途廣泛，特別是在反恐、安保等應(yīng)用中發(fā)揮重要作用，今后全球?qū)α孔蛹?jí)聯(lián)激光器將有巨大需求。光纖激光器將一直保持著穩(wěn)健的增長(zhǎng)速度。
從激光器的應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)看，除去大約占據(jù)半壁江山的光通訊市場(chǎng)外，目前宏觀材料加工是最大的市場(chǎng)，其次是微觀加工，未來(lái)隨著制造業(yè)不斷向高端發(fā)展，微觀加工市場(chǎng)將擁有很大的成長(zhǎng)空間。
在激光微加工市場(chǎng)，2016 年的全球激光微加工市場(chǎng)的總規(guī)模大約為 11 億美元，預(yù)計(jì) 2017 年將增長(zhǎng)到13 億美元。目前最大的應(yīng)用市場(chǎng)是半導(dǎo)體 ／PC 板 ／ 顯示加工市場(chǎng)，服務(wù)該領(lǐng)域的主力公司的是相干公司，另外還有兩家是美國(guó)的 Cymer 和日本的Giga Photonics。接下來(lái)分別是精密金屬加工市場(chǎng)、非金屬加工市場(chǎng)以及增材制造市場(chǎng)。
激光微加工應(yīng)用所使用的激光器，主要是準(zhǔn)分子激光器、光纖激光器 CO2 激光器和固體激光器，其中光纖激光器和準(zhǔn)分子激光器的應(yīng)用最多。值得一提的是，CO2 激光器并沒有從市場(chǎng)中消亡，實(shí)際上最近在非金屬加工方面還迎來(lái)了很多新機(jī)會(huì)。
激光加工的另一個(gè)市場(chǎng)是千瓦級(jí)大功率激光加工市場(chǎng)，2016 年該部分市場(chǎng)的規(guī)模約為 15 億美元，未來(lái)五年將呈比較平穩(wěn)的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在千瓦級(jí)應(yīng)用中，目前金屬切割應(yīng)用仍然是大部頭，大約占據(jù)了 70％ 的份額，另外兩類應(yīng)用是金屬焊接和增材制造。雖然有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)金屬焊接市場(chǎng)未來(lái)將有望超過(guò)切割市場(chǎng)，但是未來(lái)五年內(nèi)，從銷售額上看，增長(zhǎng)最快的還是金屬切割應(yīng)用，預(yù)計(jì)到 2022年，千瓦級(jí)光纖激光器在金屬切割應(yīng)用中將收獲 14 億美元的收入。目前，隨著光纖激光器的發(fā)展，激光切割機(jī)已經(jīng)做成了一種標(biāo)配產(chǎn)品。
再來(lái)看一下全球激光打標(biāo)市場(chǎng)。這是一個(gè)相對(duì)比較成熟和穩(wěn)定的市場(chǎng)，總收入大約在 6 億美元左右，未來(lái)市場(chǎng)增長(zhǎng)也比較緩慢。目前用于打標(biāo)的激光器主要是光纖激光器（大約占據(jù)一半的市場(chǎng)）和 CO2 激光器（大約占據(jù) 1／3 的市場(chǎng)），半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用也在逐漸增多。
中國(guó)激光市場(chǎng)
中國(guó)的激光加工市場(chǎng)主要分布在華南（30％）、華中（24％）、華東（20％）、華北及東北（13％）地區(qū)，其中華南、華中和華東三大地區(qū)制造業(yè)發(fā)達(dá)，自然成為了激光加工的重點(diǎn)地域市場(chǎng)。2016 年，中國(guó)工業(yè)激光與系統(tǒng)的銷售額達(dá) 385 億元，預(yù)計(jì) 2017 年將增長(zhǎng)至 455 億元，增長(zhǎng)率高達(dá) 18％。光纖激光器已經(jīng)是工業(yè)激光市場(chǎng)中絕對(duì)的主力。2013－2016 年間，低功率光纖激光器（＜100W）在中國(guó)市場(chǎng)的銷售穩(wěn)步快速增長(zhǎng)，特別是 2016年比 2015 年的銷量增長(zhǎng)了高達(dá) 75％，另外還有一個(gè)特別明顯的現(xiàn)象，就是國(guó)產(chǎn)光纖激光器已經(jīng)占據(jù)了國(guó)內(nèi)近九成的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額。
中功率光纖激光器（＜＝1．5kW）在中國(guó)市場(chǎng)的銷量，從2013年的1200臺(tái)飆升到了 2016 年的 13000 臺(tái)，其中 2016 年的銷量是 2015 年 的 3倍！ 2016 年的一個(gè)更明顯的趨勢(shì)是，國(guó)產(chǎn)中功率光纖激光器的銷量，已經(jīng)以壓倒性的優(yōu)勢(shì)超越了進(jìn)口產(chǎn)品。
2013－2016 年間，高功率光纖激光器（＞1．5kW）在中國(guó)市場(chǎng)的銷量，從 600 多臺(tái)飆升到了 3000 多臺(tái)。與低功率和中功率光纖激光器截然不同的是，高功率光纖激光器市場(chǎng)主要由進(jìn)口產(chǎn)品主導(dǎo)，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量稀少。但是，這種局面恐怕馬上要改變。國(guó)產(chǎn)高功率光纖激光器應(yīng)該首先在 4 kW或以下有所突破。估計(jì) 2 到 3 年左右，4 kW 或以下功率，國(guó)產(chǎn)高功率光纖器會(huì)達(dá)到 50％以上。
最近兩年，激光切割成套設(shè)備在中國(guó)市場(chǎng)的銷量成倍增長(zhǎng)。光纖激光器在激光切割系統(tǒng)中的應(yīng)用，近兩年開始跨越式增長(zhǎng)，尤其是在中功率切割系統(tǒng)中。在焊接系統(tǒng)中，60％ 的激光焊接設(shè)備已經(jīng)使用光纖激光器，65％ 的設(shè)備用于汽車制造。功率超過(guò)3kW 的高功率系統(tǒng)數(shù)量也在穩(wěn)步增長(zhǎng)，激光切割焊接系統(tǒng)也在向著高功率發(fā)展。
隨著中國(guó)集成電路的大力發(fā)展，用于印刷電路板和消費(fèi)電子產(chǎn)品微加工系統(tǒng)的紫外激光器數(shù)量大幅增長(zhǎng)。與此同時(shí)，生物技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用也給紫外激光器提供了廣闊的發(fā)展空間。2016 年，紫外激光器在中國(guó)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了爆發(fā)式增長(zhǎng)，銷量較上一年翻了一番，達(dá)到 7800 臺(tái)。
2016 年，CO2 激光器在中國(guó)市場(chǎng)的銷量增長(zhǎng)不大，中小功率總量維持在 1 萬(wàn)臺(tái)左右，主要用于賦碼、打標(biāo)、切割等非金屬行業(yè)。2kW 以上的高功率 CO2 激光器的銷售，較 2015年 200 臺(tái)的總銷量，有較大降低。隨著汽車行業(yè)輕量化的推進(jìn)以及復(fù)合材料市場(chǎng)的應(yīng)用，未來(lái) CO2 激光器還會(huì)有新的發(fā)展前景。
激光器的發(fā)展趨勢(shì)
激光技術(shù)作為工業(yè)制造領(lǐng)域的一股核心驅(qū)動(dòng)力量，本身也在不斷向前發(fā)展。總結(jié)來(lái)說(shuō)，激光器正在向著“更快、更高、更好、更短”這四大方向發(fā)展。
更高 ：激光器的功率越來(lái)越高，平均功率已經(jīng)超過(guò) 10 萬(wàn)瓦。2013 年，第一臺(tái)商用的 10 萬(wàn)瓦級(jí)光纖激光器在日本名古屋 NADEX 中心安裝，用于焊接 300mm 厚的鋼板。激光切割應(yīng)用也向著更高的功率發(fā)展，激光切割機(jī)的功率持續(xù)走高，已經(jīng)達(dá)到 8～12kW。
更好 ：激光器輸出的光束質(zhì)量越來(lái)越好，光纖激光器的光束質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到10萬(wàn)瓦級(jí)單模。在過(guò)去的一年中，光纖激光器、碟片激光器、直接半導(dǎo)體激光器的亮度都有大幅度提升。
更短 ：激光器的輸出波長(zhǎng)覆蓋更短的波段，短波長(zhǎng)激光器已經(jīng)廣泛應(yīng)用。很多先進(jìn)的制造工藝都需要冷加工，例如在智能手機(jī)制造中，很多時(shí)候需要用短波長(zhǎng)、短脈沖的紫外激光來(lái)處理。短波長(zhǎng)激光已經(jīng)在表面標(biāo)記、半導(dǎo)體晶圓加工、鉆孔、切割等領(lǐng)域獲得了大量應(yīng)用。
更快 ：激光器的脈沖速度越來(lái)越快，超快激光器取得了快速發(fā)展，已經(jīng)憑借著更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、更方便的操作、更低廉的成本和更穩(wěn)定的性能，走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用中。
未來(lái)的潛力市場(chǎng)
關(guān)于未來(lái)市場(chǎng)中有哪些新的應(yīng)用增長(zhǎng)點(diǎn)，一直都是大家關(guān)注的話題。
激光清洗：隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，各種環(huán)保清洗技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，激光清洗技術(shù)就是其中之一。激光清洗利用高能激光束與工件表面要去除的物質(zhì)相互作用，發(fā)生瞬間蒸發(fā)或剝離，無(wú)需各種化學(xué)清洗劑，綠色無(wú)污染�？捎糜谇宄推�、油污、氧化層、清洗螺桿、除銹、清洗焊縫等。激光清洗在微電子、建筑、核電站、汽車制造，醫(yī)療、文物保護(hù)、鋼鐵除銹和模具去污、汽車制造、建筑等領(lǐng)域擁有巨大市場(chǎng)空間。
金屬 3D 打印市場(chǎng)：金屬 3D 打印也即增材制造，通常使用的是選擇性激光器熔覆（SLM）技術(shù)，利用激光能量將金屬粉末一層層熔化，最終制成想要的形狀。2016 年，SLM 系統(tǒng)的銷量超過(guò) 1000 臺(tái)，其中使用的激光源主要是光纖激光器、碟片激光器 ／CO2 激光器和飛秒光纖激光器，功率范圍 30W 到 1kW 以上。3D 打印 的精細(xì)度也越來(lái)越高，打印出的精細(xì)結(jié)構(gòu)的分辨率已經(jīng)達(dá)到微米量級(jí)。
激光雷達(dá) ：未來(lái)五年激光雷達(dá)市場(chǎng)將穩(wěn)步增長(zhǎng)，市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于無(wú)人機(jī)、自動(dòng)駕駛的汽車、機(jī)器人、軍事及安全等領(lǐng)域。
激光照明 ：激光照明的一部分市場(chǎng)是汽車激光照明，主要是汽車頭燈。寶馬、奧迪等知名汽車制造商都采用了激光照明系統(tǒng)。另一部分市場(chǎng)是安全激光照明，如為夜晚環(huán)境中騎行的人們提供警示性標(biāo)識(shí)。
激光焊接 ：激光焊接將首先在汽車制造、高速火車和飛機(jī)制造、農(nóng)業(yè)機(jī)械和造船等領(lǐng)域鋪開，這將是一個(gè)未來(lái)的增長(zhǎng)點(diǎn)。
激光精密加工和微細(xì)加工 ：將是另一個(gè)未來(lái)的增長(zhǎng)點(diǎn)。
趨勢(shì)總結(jié)
激光器的研發(fā)正朝著高智能化、高功率、高光束質(zhì)量、高可靠性、低成本和全固態(tài)等方向發(fā)展。
激光精密加工和微細(xì)加工技術(shù)將是發(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。在這里，超快激光器將隨著精密加工和微細(xì)加工市場(chǎng)的擴(kuò)大而迅速增長(zhǎng)。
激光加工的自動(dòng)化、集成化和智能化水平持續(xù)提高，在與工業(yè)機(jī)器人結(jié)合的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)三維的焊接、打標(biāo)、切割等多維加工，激光技術(shù)的適用性和應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。
激光技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)無(wú)處不在，新型激光技術(shù)不斷涌現(xiàn) ；超快激光器正在成為工業(yè)激光器，市場(chǎng)將要井噴 ；直接半導(dǎo)體激光器正進(jìn)入固體激光器的應(yīng)用市場(chǎng) ；激光 3D 打印發(fā)展迅速，許多關(guān)鍵問(wèn)題有待突破；激光焊接將迎來(lái)快速增長(zhǎng)期 ；光子和半導(dǎo)體結(jié)合，將產(chǎn)生下一代光電技術(shù)；光電子技術(shù)已經(jīng)成為下一個(gè) 30 年經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐體 ；智能化和中國(guó)制造2025 將帶來(lái)激光界的紅利。未來(lái)的30 年將是激光技術(shù)的黃金時(shí)代！
來(lái)源： 激光世界 |
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