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门徒娱乐平台登录入口浅谈：高功率超快激光设备，如何打开应用端市场

宣布时间：2023-09-21 15:14:10阅读量：

工业激光加工拥有三个最重要的特点：高效率、高精度、高品质。正是这三个特点，让激光加工广受各行业生产制造的欢迎，无论是在高功率金属切削还是在中小功率微细加工，都比传统的其它加工方式体现出巨大的优势，因此过去十多年激光加工得到了快速的普及应用。

超快激光器从完全进口到国产化

激光加工应用逐渐形成了分工，在大金属件，有中高功率光纤激光的切割焊接，在一些精密产物加工需求，有超快激光的微加工。以皮秒激光器(10-12秒)、飞秒激光器(10-15秒)为代表的超快激光器生长至今仅20年，真正商用才从2010年开始，逐渐进入到医疗和工业加工。与光纤激光器一样，超快激光器在国内也是从零开始，是一些海归人才回国带回了技术，我国的工业用超快激光器追溯至2012年才启动，到2014年才有成熟的产物。此前在超快激光器这个细分产物上，我国几乎全部采购进口产物。

早期一台进口的皮秒激光器的成本需要几百万人民币，直到2015年外国厂家技术相对成熟了，也要凌驾200万人民币。一台超快激光精密切割设备售价凌驾400万元，激光器成本占比凌驾60%，高昂的应用成本阻碍了超快激光在我国的规�；τ�。这种高精尖产物集中在美国、法国、德国、立陶宛等少数国家的企业手上。

超快激光切割玻璃

自2015年后我国加快了超快激光器国产化进程，产物技术快速取得突破，2017年我国已有十多家企业从事超快激光器。其时在某激光展览会上，很多国内品牌产物可以与外国产物同台竞技，国产超快激光器单价仅数十万元，让进口产物不得不适当降低售价。其时国产超快激光器在3W-15W的小功率阶段逐渐稳定而且推广应用，而功率稍高的基本还是外国产物垄断。

超快激光功率技术不停创新高

在2018年，德国某知名激光研究所就宣布正在攻关1000瓦的超快激光器，一时间震惊全球，要知道其时超快激光器的应用阶段只到30瓦的水平，正在向50瓦迈进。而在2019年，Amplitude推出首台300瓦工业级飞秒激光器(500fs)�？杉�，在超快激光器技术层面上，国内与外国先进水平存在较大的差距。实际上，近几年在国内科研人员的努力下，国产超快激光技术取得巨大的进步：50W紫外皮秒激光器乐成研发，50W的飞秒激光器逐渐成熟，2023年某北京公司推出了500W高功率红外皮秒激光器。如今我国的超快激光器技术大大缩窄了与欧美先进水平的差距，仅在最大功率、稳定性、最小脉宽等要害性指标上仍然落后。

预估未来超快激光器的技术生长，仍然是继续推出更高功率，好比1000瓦的红外皮秒、500瓦的飞秒激光器等，在脉冲宽度上会继续提升。随着技术的突破，应用端的一些瓶颈也会被打破。

国内市场需求端赶不上激光器产能生长

超快激光设备成本大幅下降，同时在手机电子、液晶面板、光伏等行业发动下，超快激光器迅速打开了应用端，特别是2018-2019年超快激光器出货量快速增加。据国内某机构开端统计，我国超快激光器出货量从 2015 年的不到100台快速增加到 2021 年的2400 台，2020 年中国超快激光器市场规模约为 27.4 亿元。此外，超快激光器市场规模的增速远小于出货量的增速，这是因为我国超快激光器下游应用市场尚未完全打开，但国内外加入厂商数量较多，竞争激烈，使得超快激光器陷入了工业生长怪圈：超快激光器企业多，不停融资扩产，产能严重过剩，应用端没上批量，各家拼价格去抢夺市场份额，导致高精尖的超快激光器售价大幅下降，二三十万一台激光器也常见了，超快激光器未如预期的大规模应用，主要是因为在很多应用端工艺不成熟，其次是主要应用端手机电子、面板等近三年不景气，导致用户不太敢扩产上超快激光产线。超快激光器极短的脉冲让其加工几乎无热量扩散，可提供可靠、高质量的精密“冷加工”，质料的微裂纹较少，能够实现对敏感质料的高精度处置，也可以实现特殊质料的维纳制备。

与肉眼可见的钣金激光切割和烧焊差异，超快激光的加工能力在极短时间内完成，而这需要很多工艺的研究。目前，我们常说超快激光已成熟应用于手机全面屏切割、玻璃切割、OLED PET膜切割、FPC 软板切割、PERC太阳能电池、晶圆切割、线路板打盲孔等领域。另外，在航空航天、军工产物的特殊部件打孔、切割也尤为重要。

需要注意的是，可以宣称超快激光器适用很多领域，但是实际应用几多又是另一回事。在半导体质料、芯片、晶圆、PCB板、覆铜板、SMT等这些规模很大的工业上，几乎没看到超快激光的规模应用案例，这说明超快激光应用终端和工艺开发是滞后的，落后于激光器技术的生长速度。

超快激光加工应用探索路途漫长

国内做精密激光设备的企业数量并不多，与做金属激光切割企业数量相比，可能只有20分之一，规模普遍都不大，从芯片、PCB、面板等行业得到工艺开发的机会不足。另外，那些终端应用工业原来有成熟的生产工艺，一些环节要转为激光微加工，需要很多的试错和论证，才气探索出新的可靠的工艺方案，同时也考虑设备成本问题，这个转变过程并不容易。

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在整板的玻璃切割加工可能是超快激光容易切入的一个细分，手机玻璃屏的激光切割迅速得到普及就是个乐成案例，而其它工业的特殊质料部件、半制品要切入超快激光则需要更多时间探索。目前超快激光应用面还是偏窄，主要在非金属质料切割方面，而在OLED/半导体等市场较为广阔的领域应用极少，体现出我国超快激光加工技术整体水平还不高，这也意味着未来的生长空间是巨大的，预估在未来10年内超快激光加工将会逐步迎来应用发作点。

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