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  • 中国固体激光器发展趋势:前景良好
  • 作者:英小诺   添加时间:2016-06-16 18:52:55   浏览:

 

中国固体激光器发展趋势:前景良好

来源:荣格

发布时间:2016年6月16日上午 11:06:56

作为当前主流的工业级激光器之一,固体激光器基于其所具有的各种性能优势被广泛应用于各行业,并且在中国市场呈现出稳定的增长态势。

固体激光器特点及其发展情况

固体激光器是目前主流的工业级激光器之一,拥有脉宽窄,多波长,输出能量大,峰值功率高及材料吸收好等特点,并且能做到一般CO2激光器和光纤激光器无法做到的精细微加工和特殊材料加工,已广泛应用于各行业。

据Unlimited Strategy的报告,全球工业级激光器在2015年的销售总额达到3,180百万美元,比2014年增长了6.9%(表1)。在全球经济持续放缓,特别是主要新兴市场表现疲软,西方经济体情况不乐观的情况下,全球工业激光能逆转制造业的颓势,实现正增长。其中,固体激光器在2015年的销售额为463.3百万美元,与2014年基本持平,预测未来固体激光器将稳步持续提高。

 

                表1:2015年全球及中国工业激光器与固体激光器销售情况(百万美元)

2015年数据

全球

中国

工业激光器销售额

3,180.0

530

同比增长率

6.9%

18.9%

固体激光器销售额

463.3

130

同比增长率

0%

8%

中国过去以低廉劳动力密集型产业而得名“世界工厂”,受到全球经济不景气及东南亚新兴制造工厂的冲击下,中国制造业发展速度放缓,制造业GDP增长率从2014年的7.3%滑落至2015年的6.0%。然而,固体激光器在中国市场表现出稳定地增长态势,在2015年销售约130百万美元,增长率为8%,占全球28.3%,超过制造业整体水平。

 

2015年固体激光器在微加工领域表现

 

       表2:2015年各激光微加工领域激光器及固体激光器的销售情况(百万美元)

 

整体激光器

固体激光器

占比

微加工

半导体/电路板/显示器

113

69.8

61.8%

金属

273.4

11.2

4.1%

非金属

230.2

24.1

10.5%

增材制造

64.8

41.8

64.5%

太阳能

38.1

8.5

22.3%

打标

568.6

50.2

8.8%

总额

1,288.1

205.6

31.9%

材料加工

1,891.9

257.7

 

总额

3,180.0

463.3

 

从表2中可知,在半导体/电路板/显示器微加工和增材领域对固体激光器有着很强的依赖,2015年固体激光器在这两项微加工领域占比都超过60%,表现最为突出。

另外,值得注意的是,在打标一项中,虽然固体激光器目前占比仅为8.8%,但是数额较大,为50.2百万美元。未来打标将往更精细更高端的趋势发展,固体激光器的优势将会越来越大,这个数值将会越来越大。

 

2016年固体激光器发展趋势

 

            表3:几类典型激光应用的激光器销售收入产值(百万美元)

 

2015

2016

增长率

半导体/电路板/显示屏微加工

113.0

118.5

5%

增材制造

64.8

88.8

37%

激光打标

568.6

590.8

3.9%

 

表3是几类固体激光器的典型应用,据Unlimited Strategy预测在2016年均出现不同程度的增长。其中增材制造预测提高的幅度最大,达24百万美元,增长率高达37%;激光打标虽增长率仅为3.9%,但因其整体基数大, 2016年估计将增长了22.2百万美元;而半导体/电路板/显示屏预计增长5.5百万美元,同比增长5%。

2016年初固体激光器销售量涨势迅猛,其中固体激光器主要提供商英诺激光在1至5月间的出货量出现了强劲的增长,表现突出。由于固体激光器在微加工方面固有的技术优势,使得工业级固体激光器相较其他激光器而言在以下几个方面更为出色:

1.    智能手机蓬勃带动激光行业发展

近两年智能手机推出的功能越来越多,指纹解锁就是其中之一。由于指纹模组芯片切割要求精度细,截面光滑,崩边少,目前只有使用紫外激光进行精细切割才能达到要求。《手机报》称,仅在中国2015年就销售了含指纹模组的手机共1.25亿台;而CCID则报道,2014年全球指纹芯片出货量为2.1亿颗,2015年增长至3.6亿颗,增长率高达73.02%,预计2016年将达到5.5亿颗。

在指纹手机渗透率越来越高的今天,指纹模组在未来定然会是手机的标配,这将会极大刺激指纹模组激光切割设备销量,预计将会是2015年的数倍。

 

2.    3D打印迎来发展甜蜜岁月

3D打印技术近年来在中国也获得了迅猛发展,预计在2016年激光增材制造增长率超过37%,达88.8百万美元的规模。在激光增材制造技术中,SLM烧结和SLA光固化是其中最为典型的技术。

SLM全称是激光选区融化金属打印技术,是使用激光对金属粉末进行烧结的增材制造。该技术继承了3D打印技术的优势,可以定制化生产所需的零件。但是其缺点也非常突出,由于受扫描振镜偏转角度的限制,加工的零件尺寸范围有限,产品相对单一;粉末烧结成型件的表面质量差,需要二次加工后方能使用,同时加工过程中容易出现球化和翘曲问题;高功率的激光设备和精准的光学设备使得打印机的价格居高不下,提高了行业进入门槛,不利于行业的整体发展。

SLA光固化采用的是选择性光固化光敏树脂材料的技术,是目前最成熟,应用最广泛的3D打印技术。由于其加工速度快,精度可达10微米,无需二次加工,已被广泛应用于消费电子产品、模型模具等领域。联泰三维等3D打印企业,积极推动中国3D打印技术的市场化和产业化应用,把SLA技术广泛应用到各级行业及领域中。目前SLA技术正往着提高加工精度发展,未来在生物、医药和微电子等领域有更大的突破。

 

3.    食品,饮品和药品等标识产业转型UV激光标识

近年来,人们对食品等安全意识提高,我国已开始着手实施一系列的安全标识法则与追溯系统。这些法律法规明确规定了监管码的标识要求,而传统油墨喷码的图像模糊,易被擦改,易于仿造等问题将无法通过标准。激光打标的标识拥有高解析度,无法磨灭等优势将是标识行业未来的发展方向,相信在不久的将来,激光打标将会逐步取代传统标识工艺。

相比较一般的CO2和光纤激光器,固体激光器除了拥有更优质的聚焦光斑,还能提供355nm波长的紫外激光,能被众多食品等包装使用的聚合物材料吸收,如HDPE,PP,LDPE和PET等,留下清晰的标码,这是其他激光器做不到的。预计2016年全球激光打标市场达590.8百万美元,而因为UV固体激光的特性,其将在食品、饮品和药品类等标识市场的占有率将呈几何倍数增长。

 

固体激光器和超快激光器未来在中国市场的发展

“中国制造2025”计划,中国的制造业会往信息化、智能化、网络化发展,并有效地做到节能减排的绿色工程。激光制造将会对这一计划有重大的推动作用,其中,针对微加工领域的固体激光拥有天然的优势。

消费电子类产品的强势和新技术研发定会向激光加工提出更高的要求,而固体激光器的特性使得其在与光纤激光器、二氧化碳激光器等的竞争中保持领先地位。在各类激光微加工应用中,微电子品打标和芯片微加工仍占有主要地位;国内3D打印技术发展态势较好,仍有巨大的升值空间;与此同时,UV激光打标将会成为标识行业的新增长点。

另外,超快激光作为目前最尖端的激光技术,在透明材料加工、生物医疗及金属材料加工方面有着重大的突破。根据Strategies Unlimited发布关于超快激光市场调查,与激光器整体市场相比,目前超快激光器份额相对较小,但是增长速度却达到整体的两倍,在2019年有望突破14亿美元。

我国超快激光器发展较晚,现阶段主要依赖进口,其中德国通快,美国相干和美国光波(英诺激光)在超快激光市场上扮演着重要的角色。未来,随着研发技术提高,生产成本降低,超快激光器有望进入更多的微加工领域,开拓更加广阔的市场。

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