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超快激光現狀：需求提升，國產有望

2024-10-24

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激光加工通?？梢苑譃楹昙庸ず臀⒓庸?。超快激光是微加工中的一個重要利器，近年來，其身影正逐漸滲透到人們的視野中，并成為諸多領域的重要工具，如醫學、科研、遠程通訊、半導體檢驗以及材料加工。隨著逐漸擴大的應用范圍和逐漸下降的價格，超快激光規?；瘧瞄_始在精密加工制造領域爆發，主要應用領域集中在脆性材料加工，諸如手機LCD屏異形切割、手機攝像頭藍寶石蓋板切割、手機攝像頭玻璃蓋板切割，特殊材料標記、防偽炫彩打標、可追溯玻璃隱形二維碼打標，熱敏感薄膜材料加工、高性能FPC切割、OLED材料切割打孔，太陽電池加工等。


快速增長的

國內市場



超快激光器的全球市場份額最初由Raydiance、Amphos等國際上的一些小公司占領，而后逐步被相干、通快等激光巨頭并購。在超快激光器領域，國外領先企業有美國MKS、德國通快和EdgeWave、丹麥NKT、法國Amplitude、立陶宛Light Conversion等，代表了全球在該領域的最高水平。
在半導體、新能源、顯示器制造和玻璃加工需求的推動下，中國的超快激光市場正在快速增長。2023年，國內從事超快激光器研發生產的企業超過50家，目前銷售的超快激光器中85%是皮秒激光器，飛秒激光占較小的市場份額。近2年國內激光器制造商在技術上取得了快速進步，超快激光器正朝著“任意波長，任意脈寬，任意功率”的技術方向邁進，有望突破工業千瓦級，而這也預示著新一輪轉型升級的工業浪潮來臨。如圖1所示，2023年國內超快激光市場規模達到40.2億元，預計2024年達到46.1億元，同比增長14.7%。

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圖1 2019-2024E年中國超快激光市場規模（含進口）（單位：億元）

（來源：《中國超快激光產業發展報告》）

國產超快激光器品牌迅速成長，躋身超快領域的國內企業數量也不斷增多；在超快激光器的銷量中，目前很多高端應用仍傾向于選擇國外品牌，國產廠商除了在一些關鍵核心技術指標方面面臨挑戰外，在提升性能穩定性和降低成本方面也還有一段必經之路。目前，華日激光、貝林激光、安揚激光、英諾激光、英谷激光、奧創光子、卓鐳激光、盛鐳科技等國內廠商已經開始在全球范圍內參與競爭。國外產品高昂的供給價格限制了終端產業升級迭代的能力，因此國內終端用戶國產替代意愿較強。

超快激光器在消費電子加工領域的發展迅猛，在生物醫療、脆性材料和金屬加工應用的日漸增多，使得超快激光器的銷售數量如同市場規模一樣，一路上升。據統計，2023年國產皮秒和飛秒激光器的銷售數量近6000臺。未來，隨著消費電子、新型顯示、生物醫療、3D打印、高端裝備等新應用對激光加工精細度的要求越來越高，國產超快激光器將有更大的發展空間，預計2024年國產皮秒和飛秒激光器的銷售數量有望突破7500臺，見圖2。

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圖2  2019-2024E年國產（皮秒+飛秒）激光器銷售總數量（臺）
（來源：《中國超快激光產業發展報告》）


不可忽視的

特殊激光波段



上文我們已經從脈寬的維度做了市場分析。但是還有一些特殊的激光波段，也在精密加工領域占據了不小的市場份額，其中又以紫外激光和綠光激光為甚。因此在3D打印、精密加工等應用領域，除了紫外皮/飛秒激光器和綠光皮/飛秒激光器，紫外納秒激光和綠光納秒激光同樣值得關注。在這里，我們再從波段的維度整體看下相關數據。為了便于討論，文中的紫外激光只涉及應用于精密加工中的波段，包含紫外納秒、紫外皮秒和紫外飛秒激光，綠光激光亦然。


（1）紫外激光

近幾年，紫外激光器在精密加工中的應用功率不斷增長，從最早的3 W，增長到目前的30 W、50 W，甚至100 W。鑒于現代工業逐漸高端化發展，對于激光加工的效率要求不斷提升，未來30 W以上的紫外激光器產品更具備發展潛力。如圖3所示，2023年我國精密激光加工中的紫外激光器出貨量約為4.2萬臺，市場規模為12.5億元，其中國產設備占比達到90%以上，納秒紫外激光器占據7成市場份額，英諾激光、貝林激光、英谷激光、華日激光等企業表現不俗，預計2024年增速將維持在30%以上，有望突破5.5萬臺。現階段50 W以上的紫外激光器還是以進口為主，且價格昂貴，國內已有企業能夠批量生產百瓦量級工業紫外激光器。在高功率紫外激光器方面，國產替代空間還非常大。

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圖3 2019-2024E年中國精密激光加工用紫外激光器的出貨臺數（不含進口）

（來源：《中國超快激光產業發展報告》）



（2）綠光激光

隨著新能源行業的高速發展，特別是新能源汽車、航空航天等領域對高質量、高穩定性、高效率的加工光源的需求快速上升，綠光超快激光器因其在銅材料加工中的低反射、高吸收率等優勢，市場前景廣闊。綠光激光器多用于半導體與光伏行業，高分子材料加工與處理等領域，在線路板加工、太陽能硅片劃線加工上有良好表現，同時也適用于心血管支架加工、導管制造等生命科學領域。脈沖光纖綠光激光器，國產品牌市場占比較低，市場主要被國外企業所壟斷；固體綠光激光器方面，國內廠商以低功率的固體脈沖為主，國外廠商以高功率連續為主。如圖4所示，中國精密加工用綠光激光器2023年的出貨量約為1350臺，整體銷售額接近2億，預計2024年突破1800臺，同比增長33%。

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圖4 2019-2024E年中國精密加工用綠光激光器出貨數量（單位：臺）

（來源：《中國超快激光產業發展報告》）
2022年，由于疫情的進出口管控、國際局勢等各種客觀因素，進口產品很難進入國內市場，給國內廠商窗口期。2023年，由于BC電池進入了大規模量產，帶動了綠光皮秒激光器的出貨量，增速迅猛，出貨接近800臺。但總體來看，進口綠光皮秒激光器的銷售額占比較高，中國市場規模如圖5所示。

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圖5 2022-2024E年中國綠光皮秒激光器市場規模（含進口）（單位：億元）
（來源：《中國超快激光產業發展報告》）


總 結



總體來看，超快激光器作為激光領域最重要的方向之一，發展趨勢可總結為以下三點：

  • 國產替代進程加速：中國在超快激光器領域的起步較晚，但近年來市場增速迅猛，國產化進程正在加速。國產超快激光器在性能上逐步接近國際先進水平，同時價格更具競爭力，這為國產替代提供了有利條件。
  • 技術創新加快：超快激光技術正朝著高功率、窄脈寬、短波長的方向發展，技術創新是推動行業發展的關鍵因素。國內企業正通過自主研發和技術創新，逐步減少對國外技術的依賴。
  • 應用領域擴展：超快激光器的應用領域正在不斷擴展，從傳統的工業微加工、科研應用、精準醫療，到新興的航空航天、增材制造等。特別是在工業微加工領域，超快激光器已經開始大批量應用。


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