國際外工業激光市場發展與瞻望

比擬于電子、半導體等行業,激光器行業的範圍較小,2016 年全球激光器的市場範圍爲 104 億美元,估計 2017 年將增加到 111 億美元 ;今朝中國激光器市場的範圍大約爲 600 億元。

很明顯,單從市場範圍來看,激光行業仿佛有些眇乎小哉 ;然則激光技術的運用卻簡直能籠罩臨盆生涯的各個範疇,從汽車制作、動力電池、得手機制作、航空航天、醫療器械甚至國防軍事等簡直我們能想到的壹切範疇,都活潑著激光器的身影 ;並且對許多行業而言,激光技術曾經成爲一種弗成或缺的支持技術。盡人皆知,中國制作 2025 的焦點是智能制作,智能制作的焦點之一是光電技術,而光電技術的焦點之一恰是激光器。是以,激光行業自己的市場範圍雖小,但它倒是驅動制作業發展的一大焦點力氣,其主要性不問可知。

細分市場

從市場增加來看,依照激光器品種劃分,將來五年內,市場增加最快的是直接半導體激光器,重要是千瓦級的高功率半導體激光器 ;增加第二快的是量子級聯激光器,這類激光優勢顯著,用處普遍,特殊是在反恐、安保等運用中施展主要感化,往後全球對量子級聯激光器將有偉大需求。光纖激光器將壹向堅持著穩健的增加速度。

從激光器的運用市場來看,除去大約占領荊棘銅駝的光通信市場外,今朝微觀資料加工是最大的市場,其次是微不雅加工,將來隨著制作業賡續向高端發展,微不雅加工市場將具有很大的生長空間。

在激光微加工市場,2016 年的全球激光微加工市場的總範圍大約爲 11 億美元,估計 2017 年將增加到13 億美元。今朝最大的運用市場是半導體 /PC 板 / 顯示加工市場,辦事該範疇的主力公司的是相關公司,別的還有兩家是美國的 Cymer 和日本的Giga Photonics。接上去分離是周詳金屬加工市場、非金屬加工市場和增材制作市場。

激光微加工運用所應用的激光器,重要是准份子激光器、光纖激光器 CO2 激光器和固體激光器,個中光纖激光器和准份子激光器的運用最多。值得一提的是,CO2 激光器並沒有從市場中滅亡,現實上比來在非金屬加工方面還迎來了許多新機遇。

激光加工的另外壹個市場是千瓦級大功率激光加工市場,2016 年該部門市場的範圍約爲 15 億美元,將來五年將呈比擬安穩的增加態勢。在千瓦級運用中,今朝金屬切割運用依然是大部頭,大約占領了 70% 的份額,別的兩類運用是金屬焊接和增材制作。固然有業內子士猜測金屬焊接市場將來將無望跨越切割市場,然則將來五年內,從發賣額上看,增加最快的照樣金屬切割運用,估計到 2022年,千瓦級光纖激光器在金屬切割運用中將收成 14 億美元的支出。今朝,隨著光纖激光器的發展,激光切割機曾經做成了一種標配産品。

再來看一下全球激光打標市場。這是一個絕對比擬成熟和穩固的市場,總支出大約在 6 億美元閣下,將來市場增加也比擬遲緩。今朝用于打標的激光器重要是光纖激光器(大約占領一半的市場)和 CO2 激光器(大約占領 1/3 的市場),半導體激光器的運用也在逐步增多。

中國激光市場

中國的激光加工市場重要散布在華南(30%)、華中(24%)、華東(20%)、華北及西南(13%)地域,個中華南、華中和華東三大地域制作業蓬勃,天然成了激光加工的重點地區市場。2016 年,中國工業激光與體系的發賣額達 385 億元,估計 2017 年將增加至 455 億元,增加率高達 18%。光纖激光器曾經是工業激光市場中相對的主力。2013-2016 年間,低功率光纖激光器(<100W)在中國市場的發賣穩步疾速增加,特殊是 2016年比 2015 年的銷量增加了高達 75%,別的還有一個特殊顯著的景象,就是國産光纖激光器曾經占領了國際近九成的國際市場份額。

中功率光纖激光器(<=1.5kW)在中國市場的銷量,從2013年的1200台飙升到了 2016 年的 13000 台,個中 2016 年的銷量是 2015 年 的 3倍! 2016 年的一個更顯著的趨向是,國産中功率光纖激光器的銷量,曾經以壓服性的優勢超出了出口産品。

2013-2016 年間,高功率光纖激光器(>1.5kW)在中國市場的銷量,從 600 多台飙升到了 3000 多台。與低功率和中功率光纖激光器判然不同的是,高功率光纖激光器市場重要由出口産品主導,國産産品數目稀疏。然則,這類局勢生怕立時要轉變。國産高功率光纖激光器應當起首在 4 kW或以下有所沖破。估量 2 到 3 年閣下,4 kW 或以下功率,國産高功率光纖器會到達 50%以上。

比來兩年,激光切割成套設備在中國市場的銷量成倍增加。光纖激光器在激光切割體系中的運用,近兩年開端逾越式增加,特別是在中功率切割體系中。在焊接體系中,60% 的激光焊接設備曾經應用光纖激光器,65% 的設備用于汽車制作。功率跨越3kW 的高功率體系數目也在穩步增加,激光切割焊接體系也在向著高功率發展。

隨著中國集成電路的鼎力發展,用于印刷電路板和花費電子産品微加工體系的紫外激光器數目大幅增加。與此同時,生物技術和醫療設備範疇的運用也給紫外激光器供給了遼闊的發展空間。2016 年,紫外激光器在中國市場完成了迸發式增加,銷量較上一年翻了一番,到達 7800 台。

2016 年,CO2 激光器在中國市場的銷量增加不大,中小功率總量保持在 1 萬台閣下,重要用于賦碼、打標、切割等非金屬行業。2kW 以上的高功率 CO2 激光器的發賣,較 2015年 200 台的總銷量,有較大下降。隨著汽車行業輕量化的推動和複合資料市場的運用,將來 CO2 激光器還會有新的發展遠景。

激光器的發展趨向

激光技術作爲工業制作範疇的一股焦點驅動力氣,自己也在賡續向前發展。總結來講,激光器正在向著“更快、更高、更好、更短”這四慷慨向發展。

更高 :激光器的功率愈來愈高,均勻功率曾經跨越 10 萬瓦。2013 年,第一台商用的 10 萬瓦級光纖激光器在日本名古屋 NADEX 中心裝置,用于焊接 300mm 厚的鋼板。激光切割運用也向著更高的功率發展,激光切割機的功率連續走高,曾經到達 8~12kW。

更好 :激光器輸入的光束質量愈來愈好,光纖激光器的光束質量曾經到達10萬瓦級單模。在曩昔的一年中,光纖激光器、碟片激光器、直接半導體激光器的亮度都有大幅度晉升。

更短 :激光器的輸入波長籠罩更短的波段,短波長激光器曾經普遍運用。許多先輩的制作工藝都須要冷加工,例如在智妙手機制作中,許多時刻須要用短波長、短脈沖的紫外激光來處置。短波長激光曾經在外面標誌、半導體晶圓加工、鑽孔、切割等範疇取得了大批運用。

更快 :激光器的脈沖速度愈來愈快,超快激光器獲得了疾速發展,曾經憑仗著更簡略的構造、更便利的操作、更昂貴的本錢和更穩固的機能,走出試驗室進入工業運用中。

將來的潛力市場

關于將來市場中有哪些新的運用增加點,壹向都是人人存眷的話題。

激光清洗:隨著環保認識的加強,各類環保清洗技術應運而生,激光清洗技術就是個中之一。激光清洗應用高能激光束與工件外面要去除的物資互相感化,產生剎時蒸發或剝離,無需各類化學清洗劑,綠色無凈化。可用于消除油漆、油汙、氧化層、清洗螺杆、除鏽、清洗焊縫等。激光清洗在微電子、修建、核電站、汽車制作,醫療、文物掩護、鋼鐵除鏽和模具去汙、汽車制作、修建等範疇具有偉大市場空間。

金屬 3D 打印市場:金屬 3D 打印也即增材制作,平日應用的是選擇性激光器熔覆(SLM)技術,應用激光能量將金屬粉末一層層融化,終究制成想要的外形。2016 年,SLM 體系的銷量跨越 1000 台,個中應用的激光源重要是光纖激光器、碟片激光器 /CO2 激光器和飛秒光纖激光器,功率規模 30W 到 1kW 以上。3D 打印的精致度也愈來愈高,打印出的精致構造的分辯率曾經到達微米量級。

激光雷達 :將來五年激光雷達市場將穩步增加,市場增加的重要驅動力來自于無人機、主動駕駛的汽車、機械人、軍事及平安等範疇。

激光照明 :激光照明的一部門市場是汽車激光照明,重要是汽車頭燈。寶馬、奧迪等著名汽車制作商都采取了激光照明體系。另外壹部門市場是平安激光照明,如爲夜晚情況中騎行的人們供給警示性標識。

激光焊接 :激光焊接將起首在汽車制作、高速火車和飛機制作、農業機械和造船等範疇鋪開,這將是一個將來的增加點。

激光周詳加工和微細加工 :將是另外壹個將來的增加點。

趨向總結

激光器的研發正朝著高智能化、高功率、高光束質量、高靠得住性、低本錢和全固態等偏向發展。

激光周詳加工和微細加工技術將是發展重點,其在電子、半導體、通信、光存儲、微機械制作、生物、情況等行業進一步推行和應用,將爲傳統加工方法發明史無前例的能夠性。在這裏,超快激光器將隨著周詳加工和微細加工市場的擴展而敏捷增加。

激光加工的主動化、集成化和智能化程度連續進步,在與工業機械人聯合的基本上,完成三維的焊接、打標、切割等多維加工,激光技術的實用性和運用範疇賡續拓展。

激光技術在工業中的運用曾經無處不在,新型激光技術賡續出現 ;超快激光器正在成爲工業激光器,市場將要井噴 ;直接半導體激光器正進入固體激光器的運用市場 ;激光 3D 打印發展敏捷,很多癥結成績有待沖破;激光焊接將迎來疾速增加期 ;光子和半導體聯合,將發生下一代光電技術;光電子技術曾經成爲下一個 30 年經濟發展的支持體 ;智能化和中國制作2025 將帶來激光界的盈余。將來的30 年將是激光技術的黃金時期!

(起源:激光世界-顧波博士)

2017-02-25
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