《皮秒激光器应用范围广 国内企业竞争优势在不断增强》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2022-05-13
  • 随着激光技术发展,皮秒激光器在工业微加工、航空航天、精准医疗、科研应用、增材制造等领域应用越来越广泛。
    皮秒激光器是指输出激光的脉冲宽度在皮秒级别的激光器。皮秒激光器具有重复频率可调、峰值功率高、加工精度高、热效应极小等优势,可完成打孔、切割、成型、烧蚀等工作,几乎适用于加工包括金属、半导体、蓝宝石、陶瓷、复合材料、光阻材料、太阳能电池片等在内的所有材料。皮秒激光器适应性好,受益于此,皮秒激光器市场容量巨大。
    激光器是指激光的发生装置,根据运转方式不同,激光器可分为连续激光器和脉冲激光器。得益于激光锁模技术发展,激光器脉冲输出达到皮秒(10-12s)及飞秒(10-15s)量级,20世纪90年代,激光器进入超短脉冲时代。
    根据新思界产业研究中心发布的《2022-2027年皮秒激光器行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,超短脉冲激光器在激光器市场的占比仍较低,目前不足20%,未来发展空间大,预计2026年,全球超短脉冲激光器市场规模将超过56亿美元,2022-2026年市场增速将高于激光器市场整体增速。
    超短脉冲激光器即超快激光器,包括皮秒激光器、飞秒激光器、阿秒激光器等,与飞秒激光器相比,皮秒激光器具有设计简单、成本效益高、性能可靠等优势,基本能满足目前工业、医疗、航天航空等领域高精度的微细加工,因此皮秒激光器是目前超短脉冲激光加工的主流光源。
    随着激光技术发展,皮秒激光器在工业微加工、航空航天、精准医疗、科研应用、增材制造等领域应用越来越广泛。在工业微加工领域,皮秒激光器已实现大批量应用,涉及到高性能FPC切割、太阳能PERC电池加工、OLED材料切割打孔等场景;在医药领域,皮秒激光器可代替手术刀进行外科手术、医疗美容等。
    皮秒激光器产业壁垒较高,在国际市场上,皮秒激光器供应商主要有美国相干、光谱物理、EdgeWave、德国通快、丹麦NKT光子等企业。我国皮秒激光器行业起步较晚,但政府、企业、研究机构对其重视度较高,在政策扶持下,我国皮秒激光器正追赶国际先进水平,国内相关生产企业有大族激光、华日激光、福晶科技、国神超快激光、英诺激光、卓镭激光等。
    新思界行业分析人士表示,超快、超强是激光未来发展趋势,从长远来看,飞秒激光器应用空间更为广阔,但目前来看,皮秒激光器在成本、性能方面更具优势,其市场关注度更高。皮秒激光器已在工业微加工、医疗、航天航空等领域得到广泛应用,随着技术进步,未来皮秒激光器将向着低成本、高性能、小体积等方向发展。

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  • 《重磅 | 首台85kw光纤激光器在苏州正式投产》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2023-09-25
    • 日前,深圳市创鑫激光股份有限公司(以下简称“创鑫激光”)宣布,其研制的85kW光纤激光器已在公司位于江苏苏州的产业园正式投产。据悉,这是全球首台达到85kW的光纤激光器,经中国光学会激光加工专业委员会调查验证,认证为全球工业切割领域光纤激光器最高功率记录。 创鑫激光董事长兼总经理蒋峰介绍说,这台85kW光纤激光器拥有全部自主知识产权,具备更强的切割能力、更快的切割速度、更优的切割质量,已能完全替代等离子切割、火焰切割等传统方式,将在船舶制造、工程机械、钢构地产、核能核电等众多领域发挥降本增效的积极作用。 激光被誉为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”,是当前制造业迈向高端发展的重要驱动力,而更先进的激光技术也为制造业的精密加工、微细加工等未来发展的重点领域,创造了前所未有的可能性。 “全球正在从过去功能单一、效率低下、自动化程度低的金属硬质刀具,转型为自动化、智能化、数字化的激光数字刀具。”蒋峰说,激光数字刀具拥有可变功率、可变光斑、可变焦点、非接触式等优势,在激光切割下料一项就能替铣、锯、钻、冲、剪等多种传统工艺。另外,激光柔性生产的特性,可以普遍运用于以3D打印为代表的“增材制造”领域,以熔覆、淬火工艺为代表的“等材制造”领域以及常见的切割、钻孔为特点的“减材制造”领域。 20多年前,我国的光纤激光器产业还是一片空白,但在近10年,无论是软、硬件和应用生态都取得了突破性进展。 蒋峰表示,过去,欧洲、日本在传统高端精密机床技术领先全球,如今中国在激光技术方面拥有很强的实力。创鑫激光从核心元器件和材料着手进行垂直整合,自主研发激光器、激光配件和控制系统,实现产业链整合,且成本还在不断降低。 据了解,创鑫激光成立于2004年,经过多年发展,现已成为集光纤激光器及核心光学器件研发、生产和销售为一体的激光器厂商,并在光纤激光器、光学器件两类核心技术上拥有自主知识产权。 2017年,创鑫激光发布了国内首台万瓦级的激光器,其后几年,创鑫激光不断刷新全球超高功率工业激光器的最高功率纪录。而此次全球首台套85kw激光切制设备的发布,是创鑫激光在激光技术领域的又一重大突破,不仅体现了中国激光企业技术创新的能力,也显示出中国激光技术的全球竞争力。 随着超高功率激光设备适用场景的拓展和普及范围的扩大,更大的市场需求或将释放。为此,创鑫激光正在苏州建设二期产业园,扩大产线。 蒋峰说,该工程于2021年10月开始建设,总投资7亿元,预计明年3月竣工,达产后年生产连续光纤激光器15万台,将有力支撑用户对国产高功率激光器的紧迫需求。
  • 《半导体激光器的星辰大海》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2022-01-18
    • 2021年12月24日,西安炬光科技登陆上交所科创板上市。到下午收盘,炬光科技报192.90元,上涨145.14%,总市值173.53亿元。这是A股光学元器件的又一资本动作。   当月9日,武汉仟目激光有限公司发生工商变更,新增OPPO关联公司巡星投资有限公司为股东。OPPO正在投资半导体,并且在12月推出了马里亚纳芯片。而本次OPPO投资元器件激光器相关产业,也是看到了这一行业的发展潜力。 市场不相信眼泪 半导体激光器又叫“半导体激光二极管”,是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。 1962年世界上第一台半导体激光器发明问世,其不断的发展进步极大地推动了其他科学技术的发展,半导体激光器被认为是二十世纪人类最伟大的发明之一。现在,半导体激光器已成为世界上发展最快的一门激光技术。半导体激光器体积小、结构简单、价格较低廉,它目前在光电子领域中应用非常广泛,并已经受到世界各国的高度重视。 半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域,已成为当今光电子科学的核心技术。它可以用于激光引信、激光雷达、光线通信、激光治疗等。根据《2020中国激光产业发展报告》,2019年度全球激光器主要最终应用于激光材料加工和光刻市场、通信和光存储市场、科研和军事市场、医疗和美容市场、仪器与传感器市场、显示与打印市场等。 如今,这一行业的主要技术突破方向是功率,如何实现大功率的半导体激光器一直以来都是研究的前沿和热点。实现大功率的半导体激光则需要大功率发射半导体激光芯片和大功率半导体激光合束技术来共同实现。   应用上的突破则是向消费领域下沉,这给行业了带来新的思路变化,苹果是启发者。2017年iPhone X开始使用结构光作为FaceID技术,2018年的iPhone使用了光子公司Lumentum 公司的垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为传感光源。Lumentum是半导体激光器的重要厂商,但与II-VI等还有较大差距。 2021年第一季度II-VI财报发布之后,一些华尔街分析师猜测,II-VI又一次夺走了Lumentum的市场份额。近年来,两家光子学公司都在3D传感VCSEL产品上进行了大量投资,不过最初在iPhone手机中进行的初始应用,现在已遍及安卓手机平台以及智能手机之外的应用领域。 从现在的半导体激光器来看,产业结构主要包括材料、芯片、器件、模块、系统等应用节点,上游的材料和芯片产业还是中下游的器件、模块、系统产业都是技术和资金密集型产业,需要长久的技术沉淀和巨额的资金投入。 美国公司是半导体激光器的主要玩家,也是半导体工厂的主要激光器供应商。此前Lumentum 与Oclaro公司合并, II-VI与Finisar公司重组,头部公司强强联合,这对产业内其他中小型企业的生存现状产生严重影响。合并后,II-VI成为半导体激光器整体市场的第一,而Lumentum则是第二名。但是,两者仍然没有占据一半的份额,也就是说,这一市场竞争极其激烈。 中国的半导体激光器市场 2015年,中国取代欧洲成为半导体激光器最大的消费市场。 2013年以来,我国光纤激光器市场规模逐年增长,光纤激光器成为工业激光器最大产品结构,作为光纤激光器泵浦的半导体激光器市场规模快速扩大,2015年、2016年、2017年是我国半导体激光飞速发展的3年,2017年以后,由于部分光纤激光器龙头厂商开始大批量单独生产LD器件和LD芯片,减少了对半导体激光器泵浦采购。同时近年来,国内经济发展承压,国际贸易形式严峻摩擦不断,半导体激光器市场增速面临较大压力,到2019年,我国半导体激光器市场规模为19.79亿元,同比仅增长10.6%。 2018年全球激光行业产品总收入达到137.54亿美元。一方面随着国内企业突破激光器核心技术,国内激光设备的容量呈现爆发式增长。中国半导体激光器销售规模于2014年至2018年实现近5倍的增长,年复合增长率超过38%。受益于半导体原材料平均成本下降、中国半导体材料厂商资源整合能力提升、激光器封装成本降低等因素,中国半导体激光器企业在运动的市场格局中逐渐崭露头角。 此前,国际上从事半导体激光器的企业有美国企业、德国TRUMPF、DILAS等。由于国外半导体激光器研发起步早,技术积累更深厚也形成了较为稳固的产业链,因此外国公司在这一行业占据了非常大的市场份额。 芯片领域,半导体激光器也形成了Foundry、IDM、Fabless的模式,其主要区分标准与芯片类似。长光华芯便是其中的IDM代表,9月,苏州长光华芯已经通过上市委会议,成功进入到提交注册阶段。从资本市场来看,2021年下半年成为这一行业的上市小高峰。 根据招股书,长光华芯本次发行募集资金重点投向 “高功率激光芯片、器件、模块产能扩充项目”、“垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)及光通信激光芯片产业化项目”及“研发中心建设项目”。2020年,长光华芯新增高效率VCSEL系列产品,在这一技术领域落下重子,誓要加入队伍前列。 而说到VCSEL,就不得不提到纵慧芯光。在2019年全球ToF传感器市场中,纵慧芯光的VCSEL占比达到32.6%,仅次于市占率37%的Osram,排名全球第二。 纵慧芯光主要研发生产制程在650nm至1000nm的VCSEL芯片、器件及模组等产品。从华为P30和华为Mate 30 Pro开始,纵慧芯光进入VCSEL供应商名单。2020年,纵慧芯光获得了华为旗下哈勃科技的新一轮投资。2021年9月7日,纵慧芯光完成了两亿元C3轮融资,由武岳峰领投,比亚迪等跟投。其表示本轮融资将用于推进产品技术的升级完善和汽车电子领域的布局。 而这次融资同样显示了半导体激光器也将从消费电子走向汽车行业,进入新的发展天地。 目前来说,国内公司在半导体激光器的市场上发展极其迅速,在许多领域已经有了话语权,但多是各自奋斗还没有形成产业的联盟,并且在高精尖技术上仍然受到国外传统公司的压制,同样需要奋发上进。