国内外激光产业发展现状

By | 2020年7月24日

  激光科技宽泛使用于高端制作、信息通信、生物以及医疗衰弱等工业及军事产业、国防平安等畛域,是现今世界策略高科技竞争的首要畛域之一。最近几年来,世界次要发财国度纷繁将倒退激光技巧作为外国优先规划的畛域,给予鼎力支持。

  1 倒退激光工业的策略意思

  激光工业潜正在产值可观

  据国内激光行业剖析,激光工业的变动趋向与国内GDP变动趋向相反步。据美国迷信以及技巧政策办公室2010年剖析以及统计,美国年GDP总产值的50%(约7.5万亿美圆)与激光正在相干畛域的市场使用及一直宽泛拓展相干,此中最次要的是激光正在信息、制作业以及生命迷信技巧畛域中的奉献,详细见下表。

  表 1 激光技巧正在相应拓展畛域的产值

次要激光光源设施

相应拓展畛域

对应的GDP产值

半导体激光器、光纤激光器

信息、较量争论机、近程商务、光纤通信

4万亿美圆

二氧化碳激光器、光纤激光器、飞秒超快激光器、准份子激光器

交通运输、产业制作业

1万亿美圆

全固态激光器、准份子激光器、飞秒超快激光器

生物技巧、人类衰弱、医学诊断医治

2.5万亿美圆

  材料起源:美国迷信以及技巧政策办公室

  激光技巧具有加工精度高、环保节能等高端制作技巧特色

  激光正在技巧上具备无与伦比的进步前辈性。激光加工的突出优点是加工精度高,没有影响资料的物理特点,有助于进步加工品质;加工速率快,休息消费率高;无净化、原资料耗费低。半导体激光器以及光纤激光器等进步前辈激光器,不只具有晚期激光器的劣势,还克服了晚期激光器效率低、体积年夜等缺陷,正在光束品质、易于集成、保护老本、应用寿命等方面也具备显著劣势,同时能够完成柔性操作以及“遥管制”,年夜年夜拓展了使用畛域。

  激光工业动员性强、使用畛域宽泛

  激光正从广度以及深度两方面日趋拓展使用畛域,逐渐浸透到公民经济的各个部门。正在年夜产业消费方面,高功率激光设施正在航空、汽车、高端配备制作等畛域的切割、焊接、丈量、打标等环节施展了首要作用。如,古代汽车制作中,激光加工部件高达数百个;激光加工是飞机机头(驾驶舱)部位加工、切割成型的最好处理计划。正在精密微加工方面,超短脉冲激光正在光伏、液晶显示、半导体、LED、OLED等畛域的钻孔、刻线、划槽、外表纹理化、外表改性、修整、荡涤等环节施展了不成代替的作用。别的,激光与生物学、医学医治/诊断、制药迷信相连系,激光抗癌以及物理医治、激光手术、激光诊断、激光眼科医治、激光美容已普遍进入医学各分诊疗科室,激光基因定序仪的创造使基因测序检测的工夫进程放慢了几百万倍。总之,激光与策略性新兴工业7年夜畛域亲密相干,本身也是策略性新兴工业高端配备制作业的首要内容。就上海而言,进步前辈激光正在飞机、船舶、汽车、新一代信息技巧等策略性新兴工业畛域施展了至关首要的作用。

  表2 激光正在策略性新兴工业七年夜畛域的使用

  

策略性新兴工业七年夜畛域

激光正在该畛域的使用

新一代信息技巧

新型显示、通讯等

高端配备制作

绿色制作、智能制作、高铁、仪器设施等

新动力

高效太阳能、智能电网等

新资料

资料精密加工等

新动力汽车

汽车要害零部件加工、复杂曲面焊接等

节能环保

半导体照明等

生物工业

进步前辈医疗设施等

  材料起源:中科院上海光机所

  激光技巧已成为世界次要发财国度首要的规划点

  以后,不少首要发财国度以及经济实体系体例定了国度级激光工业倒退方案,对光子学以及激光给予了全方位的踊跃支持。例如美国2012年公布了“光学以及光子学:美国不成或缺的要害技巧”陈诉,对将来一段工夫内激光科技的倒退做出了判别以及预测,并给出了详细倒退的倡议;欧洲正在2013年宣布的“光子学21”技巧平台——“奔向2020-驱动欧洲经济增进的光子学2014-2020倒退道路图”中,提出了晋升激光迷信与技巧的倒退倡议;德国制订了三个激光技巧倒退五年方案,从而使患上德国成为国内激光工业巨头之一;别的英国的“阿维尔方案”、日本的“激光五年方案”、俄罗斯“严重翻新平台方案”等,都从国度层面临激光科技做了策略部署。

  激光技巧谢世界各首要发财国度平安以及国防古代化中施展着非常首要的作用。正在海陆空天的策略战术武器、光电抗衡、导航、信息感知等方面,在影响以及扭转国度之间军事力气比照的格式。世界年夜型兵工企业都正在鼎力倒退高能激光器技巧,美国水师的舰载战术激光武器行将失去配备。

  2 寰球激光工业倒退近况

  与地方解决器是较量争论机工业的外围相似,激光器是激光工业的外围。最近几年来,因为进步前辈激光的日渐成熟以及使用的疾速拓展,激光器尤为是产业用光纤激光器,市场规模迅速壮年夜。从寰球市场来看,2011年寰球激光器市场规模为75.7亿美圆,环比增进约7%;产业用激光器规模约25亿美圆,环比增进约12%。此中,光纤激光器市场规模约6亿美圆,次要用于产业畛域,环比增进近50%,远高于其它激光器的增速。据雷迪安斯公司预测,将来10年仅用于精密微加工的超短脉冲激光配备及相干效劳就领有超越1000亿美圆的市场。

  表3 寰球次要激光龙头企业

  

公司称号

次要营业

2011年发卖额

2011年增幅

TRUMPF (德国)

激光器市场

27.8亿美圆

51%

Rofin-Sinar Technologies (德国)

激光加工市场

5.98亿美圆

41%

IPG Photonics (美国)

光纤激光器

12.9亿美圆

/

Coherent(美国)

仪器与研发畛域

8.03亿美圆

32%

  正在激光显示畛域,德、日、美、韩等国均投入微小的人力物力进行激光显示技巧的钻研,支流的显示企业像索尼、三菱、三星、日立、东芝等公司都正在进行激光显示方面的钻研。2005年,日本Sony公司推出了年夜型激光影院;2006年,日本精工爱普生公司发表与美国Novalux策略协作,独特开发激光显示技巧,三菱电气发表推出激光电视样机,并制订了工业化方案。2007年,索尼推出了55英寸激光电视样机,日本三菱09年终推出了激光电视产物LaserVue,先期正在北美上市的65英寸版本售价为6999美圆。2010年美国HDI公司展出了其100英寸激光投影电视样机,可完成偏偏振式三维平面显示,同时能够完成二维与三维显示的无缝转换。

  3 国际激光工业倒退近况

  从国际看,我国当局高度注重激光技巧倒退工作,激光技巧是《国度中长时间迷信以及技巧倒退布局大纲(2006-2020年)》的首要内容,也是《以后优先倒退的高技巧工业化重点畛域指南(2013年度)》明白的重点倒退标的目的之一。中央当局正在各地激光工业倒退后期也进行了无力的政策搀扶,如湖北正在放慢武汉光谷倒退方面了施展了首要作用。今朝,天下构成了武汉、长春、深圳等激光工业基地,倒退出勾结激光、富家激光、华工激光等龙头企业。从技巧程度看,今朝高端产物以及市场根本上被外洋产物垄断,高功率光纤激光器次要依赖出口,并遭到不少限度。

  表4 国际次要激光龙头企业

公司称号

所正在地域

次要营业

2011年发卖额

富家激光

深圳

CO2激光器及配备

36亿元群众币

华工勾结

武汉

CO2激光器及配备

22亿元群众币

勾结普瑞玛

上海

CO2激光器及配备

6.5亿元群众币

  正在激光显示畛域,国际激光显示技巧的钻研与世界同步,中科院光电钻研院联结国际几家钻研所曾经推出了激光电视的样机,中国迷信院长春景春色机所行使三片式DLP投影形式构建了适宜激光显示的光学引擎,并胜利地研制出了157cm激光背投影黑白电视样机,北京中视中科光电技巧无限公司是国际进行激光显示研发的企业已胜利开收回寰球首台合乎国内DCI规范的激光数字片子放映机,正在北京成立寰球首家激光影厅,激光电视样机也曾经研制胜利并演示,然而作为外围器件的红绿蓝激光器均为全固态激光器,体积年夜老本高,而且稳固性较差。中科院上海光机所年夜恒公司也于2012年推出了第一台150英寸激光电视样机,并胜利推出无缝拼接环幕激光投影年夜屏幕,这些产物都曾经正在子公司失去工业化推行,并曾经着手建立国际第一条红蓝绿激光器封装消费线,就激光显示要害技巧开展了深化的钻研;中科院上海光机所年夜恒公司正在全固态绿光激光器衬底资料以及器件方面的钻研国际抢先,今朝在与外洋开发团队协作,经过引进能人的形式展开半导体绿光激光器的研发以及工业化,将来半导体绿光激光器将成为激光显示行业的最要害瓶颈技巧之一。

  4 上海激光工业倒退近况

  上海正在激光畛域具备较好的技巧积攒及能人劣势,具有向工业化转化的根底以及前提。正在技巧研发以及积攒方面:上海光机所依靠全固态激光器与使用技巧重点试验室,正在863方案等课题的支持下,正在进步前辈激光器的外围部件研制方面获得了首要打破,积攒了一批相干专利,正在高功率光纤激光器自立研发处于国际抢先位置。上海市激光技巧钻研所正在激光精密加工、激光生物医学设施等产物方面构成肯定劣势。交年夜、复旦、华师年夜、华东理工等高校设有激光(光学)业余,使内陆造就了一少量业余能人。正在工业化方面:上海勾结普瑞玛是国际最年夜的激光切割机消费企业(以二氧化碳激光器为主),正在相干市场领有50%以上的据有率,领有较高的品牌无名度。上海光机所凭仗技巧劣势,环抱芯片、封装、资料、激光器及配备等环节,出力打造完好工业链。如,正在芯片环节,方案筹建半导体激光芯片公司;正在资料元器件环节,成立了激光电源公司;正在激光器环节,成立纽敦光电公司以及飞博激光公司;正在激光配备及使用环节,成立中科天维公司;并正在激光医疗、激光产业使用配备畛域有所规划,逐渐切入兵工畛域。

  正在激光显示畛域上海地域具备较显著的区域劣势,正在激光光源方面,中科院上海光机所是我国建设最先、规模最年夜的激光业余钻研所,现已倒退成为以探究古代光学严重根底及使用根底前沿钻研、倒退年夜型激光工程技巧并开辟激光与光电子高技巧使用为重点的综合性钻研所。该所正在激光年夜屏幕显示、RGB激光器(全固态激光器、半导体激光器)、激光器件、激光资料等方面的钻研国际抢先,并曾经胜利推出150英寸激光电视、无缝拼接激光年夜屏幕、全固态高效率高亮度RGB激光器等。上海仪电团体公司正在DLP光机零碎、年夜屏幕投影显示零碎等畛域曾经展开了多年的钻研以及工业化工作;上海三鑫科技公司正在便携式激光投影机、DLP光机、激光投影显示零碎方面,都展开了年夜量的工作。

  参考文献:

  [1] 许祖彦.激光显示——新一代显示技巧[J].激光与红外,2006.9:737-741.

  [2] 李玉翔,姚建铨等.激光电视的钻研停顿及趋向剖析[J].激光杂志,2007.1:1-2

  [3] 许祖彦.我国激光显示:研发势头好工业化情况忧[N].中国电子报,2008-03-05.

  特地感激:正在走访进程中由上海光机所所提供的局部专报材料