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激光先进加工利器,助力中国智造 [复制链接]

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激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光是指原子受激辐射的光,故名“激光”。原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光),其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源具有单色性、相干性、高亮度及高方向性。激光应用广泛,包括激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器、LIF无损检测技术等。激光系统可分为连续波激光器和脉冲激光器。

激光的分类:

激光按频率分为红激光、蓝激光、绿激光;按原理分为有氦-氖激光、二氧化碳激光、二极管激光、准分子激光、染色激光、氩离子激光、氮气激光、YAG激光等;按连续性分为连续激光和脉冲激光,脉冲激光有微秒级激光、纳秒激光、皮秒激光、飞秒激光;按强度分为一级,二级等等,级别越高,强度越大相应则要求采取更严格的保护措施。激光行业发展历程:

激光起始于年爱因斯坦提出“受激发射”理论,即一个光子使得受激原子发出一个相同的光子。之后的40年时间激光技术在理论上逐步走向成熟;年美国加州Hughes实验室的TheodoreMaiman实现了第一束激光,第一台红宝石激光器诞生,之后各类激光器层出不穷,行业进入应用拓展阶段;20世纪后,激光行业进入快速发展阶段。激光行业工作原理:

激光是指通过人工方式,用光或放电等强能量激发特定的物质而产生的光。原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级时,释放的能量以光子形式放出,产生准直、单色、相干的定向光束。

激光工作应用场景广泛,具体有材料加工、电子信息、航天航空、通讯、美容、军事武器等方面。其工作方式包括激光切割、激光修复、激光剥离、激光切边外还有激光焊接、激光显示、激光穿孔等。激光技术改变了低效率、低附加值、低技术含量的传统加工生产模式,目前在电子制造以及金属精密加工等行业得到广泛应用,激光加工的应用主要包括激光切割、激光焊接和激光打标等领域。

激光行业产业链:

激光产业链上游是利用半导体材料、高端装备以及相关的生产辅料制造的光学元器件、光学材料等,主要包括激光晶体材料、光学镜片、泵浦源、振镜、光栅、激光芯片、特种光纤、光纤合束器等一系列核心部件,是激光产业的基石。中游则是利用上游激光芯片及光电器件、模组、光学元件等进行各类激光器的制造与销售;下游为激光设备集成商,产品最终应用于先进制造、医疗健康、科学研究、汽车应用、信息技术、光通信、光存储等众多领域。

激光行业市场规模:

年我国激光设备市场销售收入已达近亿元,自年以来年均复合增速超过20%。年虽受新冠疫情影响,我国激光设备市场整体销售收入仍维持增长态势,随着国内经济的进一步向好以及下游需求的持续旺盛,预计年我国激光设备市场规模将增长至亿元左右。

根据中国科学院公布的数据显示,从细分市场来看,我国作为全球最大的制造业国家,激光设备目前主要应用于工业生产之中。年工业领域激光设备销售收入为.1亿元,占全市场销售收入的比重为62.53%;信息领域激光设备销售收入为.2亿元,占比为22.03%;商业、科研和医用激光设备占比则均未超过10%,分别以41.8亿元、34.3亿元和30.6亿元位列三、四、五位。预计年我国激光设备市场规模还将继续增长,其中工业用激光设备依旧是最为主要的增长点。根据世界著名期刊《LaserFocusWorld》(《激光世界》)公布的数据显示,年全球半导体激光器市场规模为67.24亿美元,较上年增长14.2%。随着全球智能化发展,智能设备、消费电子、新能源等领域对激光器的需求不断增长以及医疗、美容仪器设备等新兴应用领域的持续拓展,半导体激光器可作为光泵浦激光器的泵浦源,其市场规模将继续保持稳定增长。年全球半导体激光器的市场规模预计将超过80亿美元,市场增长率为超过18%。

光纤激光器在输出功率、光束质量和亮度等方面取得了巨大进步,在材料加工领域占有绝对优势、逐步挤占气体和固体激光器的市场,成为工业激光器的首选,实现跨越式增长。年中国光纤激光器市场规模约为为95亿元,同比增长15%,预计年光纤激光器市场将继续保持15%的增速,市场规模有望突破百亿元。根据中国科学院数据统计,国产纳秒紫外激光器的出货量已由年的2,台增长至年的21,台,年均复合增长率达到44.57%,预计年还将进一步增长至25,台。皮飞秒超快激光器市场中,国产皮飞秒超快激光器出货量已由年的台增长至年的2,台,预计年将进一步大幅增长至3,台。从输出功率上来看,国产纳秒紫外激光器和皮飞秒超快激光器也从早期的3-5W提高到了目前的30-40W,逐步向世界先进水平靠拢。激光行业竞争格局:

我国整体激光设备市场格局较为分散。年中国激光设备市场中,大族激光位居第一,市场份额占比约为13%,其次为华工科技市场份额为2.7%。国产光纤激光器正逐步实现由依赖进口向自研、替代进口到出口的转变,年受疫情影响,国外激光器企业在中国市场的份额有所下滑,IPG在国内光纤激光器市场中占比达到35%,其次是国产激光器厂商锐科激光、创鑫激光市占率居前,分别占比24%、17%,近几年市场份额提升明显。-年间,IPG的市占率从53%下滑至35%,而锐科激光份额从12%提升至24%,激光设备的国产化替代趋势明显。激光行业政策法规:

近年来,国家不断推出相关政策推动光电子器件行业的发展,光电子器件行业作为传统光学制造业与现代信息技术相结合的产物,也受到相关政策的支持与鼓励。国务院、国家发改委、工信部等部门以及相关行业协会颁布的与光电子器件及下游行业发展相关的主要产业政策。

行行查

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