1960年,世界出现第一束激光;1972年,第一台工业用激光切割机诞生;1985年,第一台光纤激光器研制成功;20世纪90年代,激光焊接设备功率升至20kW;2003年,千瓦级碟片激光器成功应用于材料加工。短短50多年,激光已悄然改变我们的世界。当下智能制造崛起背景下中美贸易风波让国人认识到中国“制造基因”后天劣势,国之大在于器之强,看好激光行业迎来成长和投资机会。
“近几年来,全球宏观经济走势低迷。但激光作为一个充满活力与生机的行业和领域,在困难重重的外部环境中迎难而上,2019年全球激光设备市场销售收入约为210亿美元,2020年全球激光设备市场销售收入250亿美元,预计2023年全球激光设备市场销售收入500亿美元。”日前,广东省激光行业协会专委会秘书长吴勇华在《工业互联网助力激光产业发展》主旨报告中表示,在国内大循环为主体、国内国际双循环的新发展格局促进下,更多的激光应用技术和应用场景涌现出来,国内的激光设备市场在全球激光产业所占比重也将持续攀升至1800亿元。
激光应用场景较多,市场应用渗透率高,形成完备产业链。目前,与激光相关的产品和服务已经遍布全球,形成了丰富和庞大的激光产业。产业链上游主要包括光学材料及光学元器件,中游为各种激光器及配套设备,下游以激光应用产品为主,目前已渗透到消费电子、高端材料、半导体加工、汽车、军事国防、航空航天、动力、新能源、船舶、通讯、医疗美容、轻工业等众多领域,正逐步向精细、微细加工领域拓展,有力推动了电子制造、集成电路、通讯、机械、医疗、牙科、美容仪器设备及新兴应用的发展。除了应用领域的不断扩张,激光技术在各领域的应用范围也逐渐由宏观加工应用覆盖到更细微的工艺环节。随着全球激光应用市场的稳定增长及我国制造业转型升级的巨大需求,激光器产业将面临着前所未有的发展机遇。
从激光产业全球分布来看,美国、欧洲的激光产业发展代表了世界激光产业的较高水平,涌现出了美国 IPG、德国通快、美国相干、美国光谱物理等全球知名激光企业,在汽车、电子、航空航天、机械、钢铁等领域基本完成了对各工艺环节的应用渗透,为全球工业发展创新注入了技术活力。以中国为代表的新兴市场正经历产业转型升级,激光技术作为现代高端工艺加工技术,在产业转型升级过程中将扮演重点角色,得到了政府的大力支持。新兴市场需求的爆发将成为未来几年激光产业稳步增长的重要动力。Laser Manufacture News数据显示,尽管受到疫情影响,2022年全球工业激光应用系统市场规模达到300亿美元的历史新高,比去年同期增长高达20%以上。
在半导体激光加工应用以及中高功率光纤激光器差异需求的推动下,具有中高率、高光束质量的半导体激光器快速发展,半导体激光器也成为光电行业中最有发展前景的领域之一。数据显示,2022年全球半导体销售额创下5740亿美元的历史新高,全球半导体激光器市场规模稳步提升,2022年全球半导体激光器市场规模达到93.9亿美元,2023年市场规模约为111亿美元,同比增长18.17%。从细分市场来看,随着高功率半导体激光器的不断发展,其作为直接光源应用的光束质量得到提升,在军事领域应用广泛,预计2019-2025年全球高功率半导体激光元器件市场规模将从16.4亿美元快速增长到30亿美元。
数据显示,2022年全球激光投影市场出货量达到145万台,同比增长24%。激光显示供应链中,美、德、日、韩等国已围绕激光显示光源、成像芯片、投影镜头等核心材料和器件进行了布局,甚至在部分关键材料和器件方面存在卡脖子现象。各个国家和地区侧重不同。细分来看,日本企业在激光光源、3LCD技术和LCOS技术、光学镜头、幕布等方面具有优势;美国在DLP芯片供应方面处于核心位置,在超短焦镜头方面也有技术布局;欧洲的优势主要集中在光学,蔡司镜头和徕卡相机至今仍代表了世界光学设计、加工和制造技术的高水准;中国台湾地区在编解码芯片方面拥有全球领先技术,在激光投影领域占据巨大市场,在光学幕布方面则是生产黑栅屏幕的聚集地。制造业方面,激光切割和焊接技术成为重要工具;通信领域,激光技术被广泛应用于高速数据传输和光纤通信。未来,随着激光技术的不断创新,其应用领域将不断扩展,全球激光产业销售规模预计达到800亿美元。
政策加码促进下游应用和国外取代。与欧美发达国家相比,我国激光技术起步并不晚,但是在激光技术应用及高端核心技术方面却仍存在着不小的差距,且应用渗透率仍相对较低。作为产业升级的核心技术,激光加工应用领域必将受到国家重点支持领域:一方面加快鼓励国内激光新技术对传统技术的取代进程,拓宽在下游领域的应用;另一方面通过政策的鼓励和对国产企业的支持去缩短和世界竞争对手的差距,最终推动我国制造业向“光制造”时代迈进。