行業(yè)動態(tài)
激光技術在現(xiàn)代科技中扮演著至關重要的角色，是推動激光制造產業(yè)高質量發(fā)展的關鍵手段。經過十年的黃金發(fā)展期，中國激光技術的產業(yè)化不斷成熟，市場規(guī)模已突破千億大關，激光設備銷售收入占據(jù)了國際市場的半壁江山。展望未來十年，中國激光產業(yè)有望實現(xiàn)萬億產值，成為全球領先的激光智造強國。面對機遇與挑戰(zhàn)，唯有推動科技創(chuàng)新和產業(yè)創(chuàng)新深度融合，激光產業(yè)才能真正實現(xiàn)高端化、智能化和國際化的發(fā)展目標，成為發(fā)展新質生產力的新賽道。
激光產業(yè)帶動經濟發(fā)展作用顯著
激光技術自1960年首次實現(xiàn)以來，迅速成為現(xiàn)代科學技術的基石之一。盡管激光產業(yè)的直接市場規(guī)模相對較小，但其對國民經濟的影響力和輻射帶動作用卻十分顯著。根據(jù)2022年的全球產業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球激光設備銷售收入為216億美元，這一數(shù)字雖然不大，但激光技術直接帶動的全球光子市場規(guī)模達到3,000億美元，激光光子產品及其服務使能市場的規(guī)模更達到10萬億美元以上，約占全球GDP的12%；更有甚者，據(jù)美國科學與技術政策辦公室統(tǒng)計，美國GDP近50%的產值與激光技術有關聯(lián)。這些數(shù)據(jù)表明，激光技術不僅是一個獨立的產業(yè)，更是推動其他產業(yè)發(fā)展的重要引擎。因此，關注和推動激光產業(yè)高質量發(fā)展是十分重要和有意義的。
激光技術的應用范圍廣泛，從醫(yī)療、通信、制造到國防和科學研究，幾乎涵蓋了所有高科技領域。在醫(yī)療領域，激光被用于眼科手術、皮膚治療和癌癥治療等。在通信領域，激光是光纖通信的核心技術，支持著全球互聯(lián)網的高速傳輸。在制造業(yè)，激光切割、焊接和增材制造（3D打?。┱诟淖儌鹘y(tǒng)的生產方式，提高了生產效率和產品質量。在國防領域，激光武器和激光制導技術深刻改變現(xiàn)代戰(zhàn)爭的面貌。
中國激光產業(yè)規(guī)模突破千億
中國激光產業(yè)在過去十年中經歷了快速發(fā)展，市場規(guī)模突破了千億元大關。按技術領域劃分：中國光纖激光器市場在2023年整體銷量穩(wěn)中有升，銷售收入達到135.9億元（人民幣，下同），同比增長10.8%﹔激光切割成套設備市場受光纖激光器市場影響，雖然出貨量增長迅猛，但設備單價有所回落，2023年激光切割成套設備市場銷售收入為327.5億元，同比增長9.1%；激光焊接成套設備市場在動力電池、汽車、消費電子等領域的應用逐漸增多，迎來了新的發(fā)展機遇。中國激光焊接成套設備市場2023年銷售收入約為115.2億元，同比增長38.6%；中國激光增材制造市場呈現(xiàn)出產業(yè)化、新商業(yè)模式涌現(xiàn)、金屬3D打印開始扮演重要角色的趨勢，2023年產業(yè)規(guī)模達到66.9億元，同比增長約30%；中國超快激光器市場正在增長，銷售收入將達到39.5億元，但國產激光器僅占總市場規(guī)模的30%。中國激光產業(yè)的快速發(fā)展得益于多方面的因素。國家政策的大力支持為激光技術的研發(fā)和產業(yè)化提供了良好的環(huán)境，國內市場的巨大需求推動了激光技術的應用和普及，中國在制造業(yè)方面的優(yōu)勢也為激光產業(yè)的發(fā)展提供了堅實的基礎。
盡管中國激光產業(yè)取得了顯著的成就，但仍存在一些問題。比如，產品多集中在中低端市場，價格競爭激烈，利潤空間有限。比如，核心技術和高端產品的自主研發(fā)能力不足，部分關鍵技術和設備仍依賴進口。為應對這些挑戰(zhàn)，中國激光產業(yè)需要扎實推動科技創(chuàng)新和產業(yè)創(chuàng)新的深度融合，特別是要加強高強激光技術的研發(fā)和應用，提升自主創(chuàng)新能力，推動產業(yè)向高端化、智能化和國際化方向發(fā)展。同時要提高供應鏈的自主可控能力，鼓勵企業(yè)走出去拓展市場，打造具有國際競爭力的激光產業(yè)集群。
高強激光助中國激光產業(yè)走向高端化
高強激光技術的進步為激光產業(yè)的高端化發(fā)展提供了重要支撐。國際高強激光光源，包括高功率超快激光器、新型光纖激光器、萬瓦級藍光半導體激光器和EUV激光器等，已取得重要進展。這些最新技術不僅應用于工業(yè)制造，還在科學研究、醫(yī)療和國防等領域展現(xiàn)出巨大的潛力。比如，高強激光被用于粒子加速、等離子體物理和天體物理等前沿領域的研究，推動癌癥治療、眼科手術和皮膚病治療的進步等。
我國激光高端裝備也呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。一是超高功率光纖激光器及加工裝備。在攻克非線性控制、高效熱管理、發(fā)散角控制和超高功率合束等技術基礎上，研發(fā)成功120KW、150KW和160KW的光纖激光器及裝備，具有高功率、穩(wěn)定、可靠、高亮度的品質，應用于航空、汽車、造船等行業(yè)的厚板、粗管等切割焊接成形。二是KW級超短脈沖碟片激光器。通過薄片結構提高冷卻效率，降低熱透鏡、熱畸變等效應的影響，提高泵浦效率，成為新一代大能量高功率短脈沖激光光源和裝備的重要發(fā)展方向。三是超快激光超精細特種制造。超快激光制造被視為制造原理的第二次革命，飛秒激光精密制造的獨特性實現(xiàn)了三維加工能力，滿足了特殊用戶、前沿用戶的高難度超精密制造需求。四是質子刀超強超短激光驅動器。重離子加速器質子刀治癌，只殺癌細胞而不傷正常細胞，在全球范圍廣泛應用，但價格比較昂貴，每臺約25億元，每個療程40萬元。設想用超高功率飛秒激光器替代加速器，驅動高能質子用于治癌，預計設備成本可降低到1億元/臺。這是一個潛在的高風險高收益的高端裝備項目。這些高端裝備的研發(fā)和應用不僅提升了中國激光產業(yè)的技術水平，也為相關行業(yè)的發(fā)展提供了新的動力。
人工智能賦能激光產業(yè)高質量發(fā)展
人工智能賦能激光產業(yè)是科學研究的新范式，主要包括激光器光源和激光裝備自身的智能優(yōu)化，以及激光加工制造的智能化等。人工智能在激光加工制造中的模擬預測、參數(shù)優(yōu)化、過程控制、質量分析等方面展現(xiàn)了巨大的應用潛力，能夠有效提高生產效率、產品質量和服務水平。人工智能技術的應用正在改變激光產業(yè)的面貌。在激光器光源和激光裝備的智能優(yōu)化方面，人工智能可以通過大數(shù)據(jù)分析和機器學習算法，優(yōu)化激光器的設計和制造過程，提高激光器的性能和可靠性；在激光加工制造的智能化方面，人工智能可以通過模擬預測和參數(shù)優(yōu)化，提高加工效率和產品質量，降低生產成本。
當前，人工智能在中國發(fā)展迅速，已開始運用到激光賦能智造、飛秒光纖激光器智能調控和30KW焊接智能化應用等場景，展示了人工智能在激光產業(yè)中的巨大潛力，為激光產業(yè)發(fā)展帶來了新動力。有的企業(yè)將工業(yè)自動化技術與互聯(lián)網信息技術相融合，構建智能制造體系，打造智能化協(xié)同制造平臺，實現(xiàn)智能化生產管理，產出智能化激光制造裝備，滿足用戶需求。有的企業(yè)將單次光譜測量與智能算法相結合，實時優(yōu)化超快鎖模光纖激光器的光脈沖參數(shù)，確保功率穩(wěn)定和脈寬穩(wěn)定。還有的企業(yè)通過深度學習算法進行焊接工藝建模和系統(tǒng)設計，實現(xiàn)焊接態(tài)勢的感知和認知，降低了焊接缺陷率。
通過不斷的技術創(chuàng)新和市場拓展，中國激光產業(yè)實現(xiàn)了飛速發(fā)展。面對全球市場的激烈競爭，中國激光企業(yè)需要不斷提升自身的技術水平和創(chuàng)新能力，善借人工智能賦能，積極參與國際競爭，推動中國激光產業(yè)在全球市場中的地位不斷提升。
未來，中國激光產業(yè)將繼續(xù)向高端化、智能化和國際化方面發(fā)力，創(chuàng)造更大的經濟效益和社會效益，為培育發(fā)展新質生產力、開辟發(fā)展新領域新賽道作出更大的貢獻。
來源：激光制造網
