激光行业风起云涌,未来发展趋势如何?| 第六届中国激光市场高峰论坛群英荟萃发布日期:2019-03-31

321日,由中国光学学会激光加工专业委员会和慕尼黑博览集团共同举办的第六届中国激光市场高峰论坛在上海圆满举行。中国光学学会激光加工专业委员会主任王又良研究员、中国光学学会激光加工专业委员会副主任,美国玻色光子公司创始人兼总裁顾波教授、中国光学学会激光加工专业委员会秘书长陈超,以及来自学术界和企业界的多位专家和学者莅临论坛。论坛主席顾波教授主持了演讲环节。

在全球经济动荡不确定和中美贸易战的大背景下,未来的激光技术发展的前景和趋势如何? 中国激光企业,在全球化的新格局下如何发展和赶超? 在产业升级的浪潮中,中小企业又如何生存和转型? 国际激光公司,如何把握和发展中国市场?本届论坛邀请了多位国内外激光行业中的领军人物,专家和企业家,针对以上众多颇受业界关注的热点和趋势答疑解惑,共探激光企业和行业的发展战略和前景。

 

上午的高峰论坛报告环节,数位专家为大家带来2018年中国和全球的市场数据和分析,并针对2019年作出预测。其中,激光3D打印和智能制造是两个核心热点。

中国光学学会激光加工专业委员会主任王又良首先阐述了《国内工业激光2018年总结与2019年展望》。据他介绍,自2014年起,激光器在全球范围内的装机率亚洲几乎占50%,中国占了全球总量30%,首次超过欧洲装机总量。2017年中国几乎占了全球总量45%2018年中国激光加工产业的产值约为500亿左右。从细分市场看,2018年国产光纤激光器的小功率产品出货近9万台、中功率(小于3kW15,000台、高功率(3kW1,000台、6kW出货200台,以及12kW10台。“高功率焊接定会是下一个市场热点,届时预计12kw的光纤激光器的国产销量将接近100台。”

 

就中高功率激光装备市场看,2018年高功率(≥3000W)激光装备销售最大的企业,年装机近1,000台;国产光源的6kW激光切割机已装机200台,12kw实现销售;国内有近10家装备企业产值过10亿人民币;高功率焊接开始使用国产光源;“数字自动化”向“智能化”持续发展。

另外,2018UV激光器国内生产的产品销量超过1.2万台,较2017年增长18%;  RFC02激光器的增长不大,中小功率总量维持在1万台左右,主要用于赋码,打标、切割等非金属行业;超快激光器应用市场仍需培育,目前实现了批量交付,主要应用在3C行业。

 

对于2019年国内激光产业的发展之路,王又良也提出了几点思考。“如何从行业的跟随者思维,转换到行业的领导者思维的轨道上去?”“中国激光企业不仅要做大规模,而且要扩大盈利能力,我们应如何转型?”“中国激光产业面临的主要问题和突破方向是什么……”

 

美国LaserFocusWorld杂志主编John Lewis《国际激光和光电市场综述》作了分享。他首先针对2018年几大重点的激光版块(医疗、平板显示器、传感技术,以及材料加工)的发展情况作了概述。从细分市场看,2018年低功率和高功率的二极管激光器的应用持续增长。由于受半导体激光器和OLED屏双重下降的影响,准分子激光器略有下滑。光纤激光器将保持稳定增长。

 

 

 

2019年,激光焊接市场将持续增长。2018年,增材/熔覆等版块未实现大幅增长,但2019年这一情况将得到缓解,增材制造版块将持续增长。“2019年,我们预计仍会是艰难的一年,因为贸易关税依旧存在,用于OLED生产的准分子激光器的出货量正在放缓。增材制造(3D打印)一直在增长,但该技术仍未被普遍接受。2018年以来,3D打印机供过于求,使新的激光器的销售放缓。超快激光器总体上看,仍是微观材料加工领域的‘先锋者’。”

总体上看,2019年各激光版块的发展走势预测如下:传感器和仪器 (+ 25.8%)、光刻(+ 12.0%)、显示和灯光秀(+ 9.8%)、医疗(+ 9.2%)、军事(+ 5.2%)、通讯(+ 4.8%)、宏观(+ 4.2%)、标记(+ 3.6%)、研发(+ 2.5%)、微材料加工(-2.4%)。

 

SPIE 全球业务发展总监Andrew Brown 博士分享了SPIE视角看全球光子工业》

从增材制造市场看,西北工业大学的黄卫东教授以《3D打印的世界格局与中国发展方向的思考》为题作了阐述。据他表示,2017年全球增材制造产业产值达到73.36亿美元,同比增长21.0%。另据中国增材制造产业联盟统计,在2015-2017年期间,中国增材制造产业规模实现翻倍增长,年均增速超过30%2017年,我国增材制造产业规模已达100亿元人民币,增速放缓至25%左右,但仍高于全球4个百分点。

 

目前,中国多种类型的3D打印装备水平已达国际先进水平,其中SLM设备等已达到世界一流水平。“未来,中国3D打印的出路在于:建设有实效的国家创新体系,在重大原始创新上取得突破;学习德国的工匠精神,把装备质量做到极致;同时围绕先进装备开发丰富的材料与可靠的工艺技术;产业界以创新设计为引领,以产品的革命性进步为目标,推进增材制造的产业应用。”

武汉因泰莱激光科技有限公司总经理蔡志祥博士则分享了《先进陶瓷激光增材制造技术及应用》。陶瓷材料作为三大固体材料之一,以优良的理化特性在工业界得到广泛应用。“但基于传统陶瓷制备工艺限制,工业中使用的陶瓷制品往往只具备简单的三维形状,增材制造技术的发展让复杂的陶瓷产品成为可能。”他在演讲中介绍了先进陶瓷增材制造市场,并阐述先进陶瓷激光增材制造技术及其在工业产品、航空航天、文创及医疗行业中的应用。

在一对一深度对话环节,论坛主席顾波教授对谈了上海优也商业咨询公司首席科学家郭朝晖博士。双方主要围绕管理定义技术的边界,以及智能制造切入点的想法等话题展开讨论。

 

“智能化必须与大数据有机结合以提升管理效率。应当使用智能化的办法,将数据变成可认知的信息。要用有限的精力,实现更好的管理。智能基础是管理的精益化,智能化促进管理的精益化;精益化依靠持续改进,而持续改进需要合适的软件技术。这些都是环环相扣的。”“智能制造不同于自动化,它首先是对企业家的考验。”

下午的三场圆桌论坛可谓亮点颇多。嘉宾们围绕当前广受激光行业关注的热议话题华山论剑,头脑风暴,现场高潮迭起。

 

圆桌1:高功率激光及应用市场

 

7位嘉宾【大族激光智能装备集团总经理陈焱;武汉华工激光工程有限责任公司总经理邓家科;武汉锐科光纤激光股份有限公司副总经理兼董事会秘书卢昆忠;上海普睿玛智能科技有限公司副董事长罗敬文;西安炬光科技股份有限公司董事长兼总经理刘兴胜;奔腾激光(温州)有限公司总经理吴让大;激光加工国家工程研究中心主任朱晓教授】针对国产半导体激光器和光纤激光器的发展历程以及即将到来的全面替代进口的黄金时代展开探讨,并聚焦竞争日益激烈的高功率切割市场。苏州长光华芯光电技术有限公司董事长兼总经理闵大勇主持了该会场。

当前,激光切割机的竞争是否已同质化?未来激光切割的竞争力和发展趋势是什么?来宾们纷纷给出真知灼见。“我认为,还是应当迎合行业新趋势不断找突破和创新点。目前激光切割机被红海市场围绕,确实不好做。企业究竟做20kW30KkW还是50kW?抑或坚持做2kW3kW?这些都取决于用户的精准需求。”陈焱说道。在他看来,未来激光切割行业主要的趋势一个是专业化,另一个是智能化和信息化。

邓家科表示,目前激光切割机市场还未到同质竞争程度,只是处于价格战阶段。“中国约有300多家激光切割装备制造企业,但其中不少都稀缺核心器件、技术和人才。因此,探索更专业、细分的行业应用以及快速驶向智能化是当务之急的举措……

 

吴让大指出,从国内激光切割行业现状看,未来的发展方向主要包括:1)高功率;2)智能化 (未来的激光切割设备一定是配有多款能实现高精度的传感器,以及展现多功能,高可靠性和稳定性的智能化机床); 3)工艺研究 (当工艺提升后,高功率激光切割机便从精密下料工具蜕变为精密零件的制造工具。譬如,在0.05mm的零件加工范围,它可取代铣床和和CNC,但其加工速度却是后两者的100-200倍)。

那么,从工业应用或商业模式看,激光切割机是否功率越大就越好?“从经验数据看,切割碳钢6-8kW已足够,不锈钢则需8kW以上。譬如,12kW激光器切4mm不锈钢时的加工效率为28m/min15kW激光器切4mm不锈钢时的效率则是50m/min……简而言之,工业激光应用完全依据需求而定。”吴让大说道。功率方面,从切割市场而言,3kW6kW几乎能覆盖80-90%的应用;另外10%则为特定需求的高功率应用。

 

再将目光聚焦光源领域。光纤激光器的竞争是否已同质化,未来的发展趋势如何?半导体激光器(尤其泵浦等上游产业的发展)对中国工业激光产业的成长起到什么作用? 卢昆忠表示,从竞争层面看,脉冲光纤激光器的快速发展正带动激光行业的发展。未来亟需有一大批懂应用的企业来带动市场的高速发展。在刘兴胜看来,目前半导体激光器领域最大的研发重点就是在光纤激光器内部做泵浦,另外一部分应用则是做固体激光器泵浦。同时,潜力最大的一个应用是做半导体激光器的直接应用。“随着光纤激光器的应用体量不断增长,整个结构体系建立起来后,成本也将大幅下降,继而带动半导体激光器成本下降,有利于半导体激光器的直接应用。”

 

朱晓教授从产业链角度作了补充:“激光切割机行业还是要加大创新,未来3年光源领域会出现显著变化。器件方面看,我国激光行业的核心器件急需突破和创新。”

 

圆桌2:超快激光和微纳加工市场

 

如今,新材料和新设计在新一代电子产品中的应用,推动了纳秒紫外激光在激光微加工领域的应用。而超快激光正成为激光微加工领域的又一个亮点。7位嘉宾【深圳市海目星激光智能装备股份有限公司董事长赵盛宇;武汉华工激光工程有限责任公司技术总监卢飞星;武汉华日精密激光股份有限公司总经理何立东;东莞市盛雄激光设备有限公司董事长兼总经理陶湧谋;中国科学院上海光学精密机械研究所研究员赵全忠;武汉安扬激光技术有限责任公司董事长兼总经理陈抗抗;德国EdgeWave公司总经理杜可明博士】就超快光源的发展、关键零部件的突破以及市场应用前景等层面各抒己见。北京大学信息学院量子电子学研究所教授张志刚主持该会场。

论坛伊始,主持人便抛出一个比较尖锐的问题:在超快激光器领域,目前中国还有哪些关键技术尚未掌握(如:振荡器、放大器、光束整形系统,软件控制系统等)?“目前国内在超快激光器技术领域发展很快,种子源国内已有,但种子源有个关键元件是锁模光源,这一领域还需加大攻关力度。”杜可明说道。另外他指出,包括光纤、半导体、碟片和slab板条激光放大器等方案在内的放大器技术在国内也已比较成熟(光纤、半导体放大器国内较多、而碟片相对还比较少)。

何立东指出,国内目前在光纤种子源方面能做,华日也已实现批量生产。就放大技术来看,要做更高功率(百瓦级以上的激光器),国内尚未掌握核心的放大方案(目前两个比较成功的模式是Edgewaveslab板条激光放大器以及通快掌握的碟片放大技术)。陈抗抗表示,目前超快激光器的控制芯片大多还是进口,而单模泵浦目前也还未实现国产化。

此外,超快激光器的生产及应用是处于红海或蓝海市场状态? 若是蓝海,受到哪些因素(如:价格、加工效率和灵活性、光源可靠性和稳定性、操作软件、工艺成熟程度等)的影响?赵盛宇表示,超快激光工艺范围愈发广泛,将带动体量的增加,继而带来成本的下降。当前在皮秒、飞秒激光器应用中,亟需思考的问题是能够给客户带来最大价值点的工艺有多少,相较传统激光器又呈现出哪些不可替代的作用?这决定了超快激光加工市场进一步的发展和规模。

 

在卢飞星看来,这是从光源—装备—最终落实到应用的过程。“目前超快激光技术领域,少部分红海市场已出现(例如LED衬底的加工竞争日趋白热化),但更多的还是蓝海(例如玻璃切割,许多企业并未真正掌握其核心技术;类似的还包括OLED全面屏市场)。”中国在超快激光技术领域的应用首先要追溯到iPad 2的应用。事实上,超快激光技术的应用门槛还是较高的。

那么未来,针对超快激光市场的进一步发展,还有哪些努力方向?赵全忠说道:“超快激这一市场为何打不开?化繁为简来看,飞秒、皮秒激光可加工玻璃、半导体和复合材料,如果把每种最基本的材料都用激光来加工,便不愁打不开该市场。”另外专家表示,运动系统和控制系统当前是超快激光器面临的主要瓶颈,并且激光器的柔性程度需增强。

圆桌3:小功率激光器和打标市场

 

激光打标是与激光切割并驾齐驱的两大激光应用市场。打标的市场增量在哪里? 7位嘉宾【中国光学学会激光加工专业委员会主任王又良;武汉华工激光工程有限责任公司副总经理王建刚;大族激光小功率事业部总经理助理王晓红;武汉凌云光电科技有限责任公司CE0王锋;北京金橙子科技股份有限公司总经理吕文杰;武汉杰瑞成光电科技有限公司副总经理许平杰;深圳创鑫激光股份有限公司北方区负责人吕建民】 对小功率激光器和打标市场做了全面的分析和战略探讨。顾波教授主持了该会场。

激光打标市场的现状如何?王建刚指出,中国激光行业很大程度上受益于打标市场的发展。“光源技术的飞速发展将使未来打标行业呈现两种极端:一是平民化;二是自动化和智能化(某些行业会有更多的高端应用—如配备各种视觉系统和传感技术)。”

 

吕文杰分享了类似的观点。“未来激光打标行业一个是走高、精、专路线;二是平民化应用。未来,每个细分市场和应用都应当做到极致。另外,从打标机的控制和软件技术看,高低端产品的需求差异也会更加明显。”

在吕建民看来,激光打标机就是两个方向:高端和低端。打标机真正的市场定义可以概况为:该市场是一个大蛋糕,会越来越大,最终走入每个家庭。“当然,激光打标走向高端应用后,对设备的各种性能需求也随之攀升,如整体的稳定性,智能化等。”

 

王又良主任也表达了他的观点。“我认为激光打标机对中国激光产业发展起着重要的推动作用。事实上,激光打标机并无高端、低端的说法。”他指出,对企业来说,市场调研尤为重要。首先,打标机最初是解决了在金属材料上的打标问题,随着新光源出现,其工业应用领域持续拓宽,例如大功率加工应用是伴随固体,尤其是光纤激光器的出现走过了辉煌的黄金十年。其次,激光打标技术除了LOGO应用外,在包装行业的份额不可小觑(随着紫外激光光源的不断成熟,这一市场必将持续拓展)。“此外,智能制造技术应当不断融入激光打标技术链,包括上下料、与ERPMES系统的连接等等,使打标功能涵盖从生产、检测、追溯等完整的链条。”简而言之,智能制造+精细加工将是激光打标市场未来的主要出路。