李奇鋒
中國制造正加速轉型升級,激光行業(yè)也在不斷研發(fā)新技術、新設備以適應市場需求,一批注重技術積淀,并抓住機遇實現(xiàn)快速發(fā)展的企業(yè)如大族激光、華工科技等由此躋身世界前列,整個行業(yè)亦呈吐故納新之態(tài)。
升級持續(xù),更新更尖端
激光在人類發(fā)明史中擁有相當重要的地位,有著“最快的刀”“最準的尺”“最亮的光”之稱。雖然激光技術與半導體技術的誕生時間相差了13年,獲得諾貝爾獎的時間也只相差了8年,可歸屬為同一個時期的產(chǎn)物,但兩者發(fā)展至今的境遇卻有著很大的不同,半導體技術的體量與影響力遠超激光技術。對此,有專家這樣釋疑,“造成這一現(xiàn)象的關鍵在于半導體一直按照摩爾定律的規(guī)模在發(fā)展,即每18個月半導體技術的能力可以翻一番而產(chǎn)品價格可以降一半。但激光技術自問世以來,傳統(tǒng)激光器的技術發(fā)展相對緩慢,直到光纖激光器出現(xiàn)才跟上半導體的發(fā)展速度,實現(xiàn)了激光功率每18個月大概提升一倍的技術發(fā)展速度?!?/p>
一般而言,激光產(chǎn)業(yè)鏈的構成為,上游元器件和材料、中游激光設備、下游激光加工服務。激光行業(yè)應用領域相當廣泛,激光加工的優(yōu)點頗多,“加工精度高,不影響材料的物理特性,有助于提高加工質量;加工速度快,勞動生產(chǎn)率高;無污染、原材料消耗低?!苯陙戆l(fā)展迅速的半導體激光器和光纖激光器等先進激光器除了具有早期激光器的優(yōu)勢,還在光束質量、易于集成、維護成本、使用壽命等方面有了明顯提高,同時可以實現(xiàn)柔性操作和遙控操作。按照專家的說法,“激光與幾乎所有的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領域密切相關,自身也是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高端裝備制造業(yè)的重要內(nèi)容?!?/p>
十余年前,激光技術還多應用于高端汽車激光焊接等特定場景,如今卻已是智能裝備的重要組成部分,并取代了車床的相當一部分職能,可以說激光設備是漸行漸近的智能制造的核心基礎之一。激光行業(yè)一度加工形態(tài)單一,即一種激光設備只應用于某一道工序之上,沒有完全發(fā)揮出技術潛能和功用,但通過技術創(chuàng)新和場景結合,這個問題已經(jīng)得到初步解決。
現(xiàn)在的激光技術及產(chǎn)品是汽車、石油、機械、航天航空、通訊、軌道交通、電子信息、醫(yī)療、服裝紡織等眾多行業(yè)技術改造升級的重要工具,被視為扭轉制造業(yè)低質低效、重塑產(chǎn)業(yè)競爭力的利器。與其他制造業(yè)大國相比,我國激光行業(yè)在制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)中的應用比例偏低,僅為30%。而美、日、德等國的激光行業(yè)在裝備制造業(yè)中的應用比重均超過了40%,其中德國高達46.4%,位居第一。這些國家在激光器生產(chǎn)技術及其實用化方面居世界領先地位,并且在主要的大型制造產(chǎn)業(yè)中基本完成了用半導體激光加工工藝對傳統(tǒng)工藝的更新?lián)Q代。需要重視的是,大功率半導體激光芯片是激光產(chǎn)業(yè)的核心部件,以半導體激光芯片為基礎的激光工業(yè)在全球發(fā)展迅猛,為了在全球化競爭環(huán)境中進一步占據(jù)技術制高點,諸多國家加緊實施半導體激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃。
目前,我國的激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,每年增速保持10%以上,相關企業(yè)在珠三角、長三角及武漢地區(qū)較為密集,各地的激光產(chǎn)業(yè)園拓展也有不少亮點。數(shù)據(jù)顯示,我國激光產(chǎn)業(yè)主要應用于激光加工、醫(yī)療等行業(yè),其中科研開發(fā)領域為12%,材料加工領域為32%,通訊領域為12%,信息領域為14%,醫(yī)學領域為20%,測量與其他領域為9%和1%。中國科學院院士姚建銓表示,“雖然我國的激光產(chǎn)業(yè)工藝應用點很多,但尚未形成成熟體系,此外,還存在相關標準缺乏的問題?!?/p>
積淀為王,用于做深耕
近年來,受益?zhèn)鹘y(tǒng)制造業(yè)升級加速與高端裝備領域的大力推進,激光設備企業(yè)發(fā)展提速,作為該領域頭部企業(yè)的大族激光近年來表現(xiàn)不俗,其是亞洲最大、全世界排名前三的工業(yè)激光加工設備生產(chǎn)廠商,已實現(xiàn)從光纖激光器到設備集成的垂直一體化整合,打通了激光技術的全產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)品覆蓋多個系列、200余種工業(yè)激光設備及智能裝備解決方案。大族激光曾在《大國重器·發(fā)動中國》中展示了先進的三維五軸激光機床與功能部件自主研發(fā)歷程,其16KW、20KW激光焊接裝備助力了世界最大“人造太陽”項目建設,并被選為美國激光學會理事單位。
激光晶體是激光器的核心元器件之一,市場占有率達80%的福晶科技是全球固體激光器市場中非線性晶體和激光晶體的主要供應商,其總經(jīng)理陳秋華表示,“激光技術代表了先進制造,代表了先進的發(fā)展方向,未來智能制造、激光雷達、自動駕駛等市場的發(fā)展,都將為激光行業(yè)帶來非常好的發(fā)展機遇。福晶是以晶體起家的,我們的晶體生長技術國際領先,并不斷投入資源進行技術升級。”
激光是當今世界戰(zhàn)略高科技競爭的重要領域之一,與不少行業(yè)的情況相似,國產(chǎn)激光器與進口產(chǎn)品的核心差距仍然在于關鍵材料和關鍵工藝。業(yè)界的普遍觀點是,國內(nèi)市場從激光晶體、激光器到激光及配套自動化設備短期內(nèi)存在產(chǎn)業(yè)波動,但中長期向上發(fā)展的趨勢不變,且國內(nèi)頭部企業(yè)持續(xù)拓展新的應用領域。但因為產(chǎn)業(yè)鏈體量較大、技術壁壘較高等行業(yè)特殊性,業(yè)界專家對激光領域的企業(yè)的建議是,“即便是全能選手,也要選擇最擅長的細分項目深耕。”正如創(chuàng)鑫激光品牌與市場負責人曾劍鋒對接下來激光行業(yè)機會和競爭模式所總結的三個猜想,“多維競爭力的塑造、戰(zhàn)略縱深能力的積累和滲透力的強化?!?/p>