OFweek激光網(wǎng)訊:作為當前主流的工業(yè)級激光器之一,固體激光器基于其所具有的各種性能優(yōu)勢被廣泛應用于各行業(yè),并且在中國市場(chǎng)呈現出穩定的增長(cháng)態(tài)勢和良好的發(fā)展前景。 固體激光器特點(diǎn)及發(fā)展情況 固體激光器是目前主流的工業(yè)級激光器之一,擁有脈寬窄、多波長(cháng)、輸出能量大、峰值功率高及材料吸收好等特點(diǎn),并且能做到一般CO2 激光器和光纖激光器無(wú)法做到的精細微加工和特殊材料加工,已被廣泛應用于各行業(yè)。 據Unlimited Strategy的報告顯示,全球工業(yè)級激光器在2015年的銷(xiāo)售總額達到31.8億美元,比2014年增長(cháng)了6.9%(表1)。在全球經(jīng)濟持續放緩,特別是主要新興市場(chǎng)表現疲軟,西方經(jīng)濟體情況不樂(lè )觀(guān)的情況下,全球工業(yè)激光能逆轉制造業(yè)的頹勢,實(shí)現正增長(cháng)。其中,固體激光器在2015年的銷(xiāo)售額為4.63億美元,與2014年基本持平,預測未來(lái)固體激光器將穩步持續提高。

表1:2015年全球及中國工業(yè)激光器與固體激光器銷(xiāo)售情況(百萬(wàn)美元)
國過(guò)去以低廉勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)而得名“世界工廠(chǎng)”,而現在,受到全球經(jīng)濟不景氣及東南亞新興制造工廠(chǎng)的沖擊,中國制造業(yè)發(fā)展速度放緩,制造業(yè)GDP增長(cháng)率從2014年的7.3%滑落至2015年的6.0%。然而,固體激光器在中國市場(chǎng)表現出穩定的增長(cháng)態(tài)勢,在2015年銷(xiāo)售約1.3億美元,增長(cháng)率為8%,占全球28.3%,超過(guò)制造業(yè)整體水平。 2015年固體激光器在微加工領(lǐng)域的表現 從表2中可知,在半導體/電路板/顯示器微加工和增材領(lǐng)域對固體激光器有著(zhù)很強的依賴(lài),2015年固體激光器在這兩項微加工領(lǐng)域占比都超過(guò)60%,表現最為突出。 另外,值得注意的是,在打標一項中,雖然固體激光器目前占比僅為8.8%,但是數額較大,為5,020萬(wàn)美元。未來(lái)打標將持續朝著(zhù)更精細、更高端的趨勢發(fā)展,固體激光器的優(yōu)勢將愈發(fā)得到突顯,這個(gè)數值將會(huì )越來(lái)越大。 2016年固體激光器發(fā)展趨勢 表3是幾類(lèi)固體激光器的典型應用,據Unlimited Strategy預測在2016年均出現不同程度的增長(cháng)。其中增材制造預測提高的幅度最大,達2,400萬(wàn)美元,增長(cháng)率高達37%;激光打標雖增長(cháng)率僅為3.9%,但因其整體基數大,2016年估計將增長(cháng)了2,220萬(wàn)美元;而半導體/電路板/顯示屏預計增長(cháng)550萬(wàn)美元,同比增長(cháng)5%。 2016年初固體激光器銷(xiāo)售量漲勢迅猛,其中固體激光器主要提供商英諾激光在1至5月間的出貨量出現了強勁的增長(cháng),表現突出。由于固體激光器在微加工方面固有的技術(shù)優(yōu)勢,使得工業(yè)級固體激光器相較其他激光器而言在以下幾個(gè)方面更為出色: ● 智能手機蓬勃帶動(dòng)激光行業(yè)發(fā)展 近兩年智能手機推出的功能越來(lái)越多,指紋解鎖就是其中之一。由于指紋模組芯片切割要求精度細,截面光滑,崩邊少,目前只有使用紫外激光進(jìn)行精細切割才能達到要求!妒謾C報》稱(chēng),僅在中國2015年就銷(xiāo)售了含指紋模組的手機共計1.25億臺;而CCID則報道,2014年全球指紋芯片出貨量為2.1億顆,2015年增長(cháng)至3.6億顆,增長(cháng)率高達73.02%,預計2016年將達到5.5億顆。

表2:2015年各激光微加工領(lǐng)域激光器及固體激光器的銷(xiāo)售情況(百萬(wàn)美元)
在指紋手機滲透率越來(lái)越高的今天,指紋模組在未來(lái)定然會(huì )是手機的標配,這將會(huì )極大刺激指紋模組激光切割設備銷(xiāo)量,預計將會(huì )是2015年的數倍。 ● 3D打印迎來(lái)發(fā)展全盛期 3D打印技術(shù)近年來(lái)在中國也獲得了迅猛發(fā)展,預計在2016年激光增材制造增長(cháng)率超過(guò)37%,達8,880萬(wàn)美元的規模。在激光增材制造技術(shù)中,SLM燒結和SLA光固化是其中最為典型的技術(shù)。
SLM全稱(chēng)是激光選區融化金屬打印技術(shù),是使用激光對金屬粉末進(jìn)行燒結的增材制造。該技術(shù)繼承了3D打印技術(shù)的優(yōu)勢,可以定制化生產(chǎn)所需的零件。但是其缺點(diǎn)也非常突出,由于受掃描振鏡偏轉角度的限制,加工的零件尺寸范圍有限,產(chǎn)品相對單一;粉末燒結成型件的表面質(zhì)量差,需要二次加工后方能使用,同時(shí)加工過(guò)程中容易出現球化和翹曲問(wèn)題;高功率的激光設備和精準的光學(xué)設備使得打印機的價(jià)格居高不下,提高了行業(yè)進(jìn)入門(mén)檻,不利于行業(yè)的整體發(fā)展。

表3:幾類(lèi)典型激光應用的激光器銷(xiāo)售收入產(chǎn)值(百萬(wàn)美元)
LA光固化采用的是選擇性光固化光敏樹(shù)脂材料的技術(shù),是目前最成熟,應用最廣泛的3D打印技術(shù)。由于其加工速度快,精度可達10微米,無(wú)需二次加工,已被廣泛應用于消費電子產(chǎn)品、模型模具等領(lǐng)域。聯(lián)泰三維等3D打印企業(yè),積極推動(dòng)中國3D打印技術(shù)的市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化應用,把SLA技術(shù)廣泛應用到各級行業(yè)及領(lǐng)域中。目前SLA技術(shù)正往著(zhù)提高加工精度發(fā)展,未來(lái)在生物、醫藥和微電子等領(lǐng)域有更大的突破。 ● 食品,飲品和藥品等標識產(chǎn)業(yè)轉型UV激光標識 近年來(lái),人們對食品等安全意識提高,我國已開(kāi)始著(zhù)手實(shí)施一系列的安全標識法則與追溯系統。這些法律法規明確規定了監管碼的標識要求,而傳統油墨噴碼的圖像模糊,易被擦改,易于仿造等問(wèn)題將無(wú)法通過(guò)標準。激光打標的標識擁有高解析度,無(wú)法磨滅等優(yōu)勢將是標識行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向,相信在不久的將來(lái),激光打標將會(huì )逐步取代傳統標識工藝。 相比較一般的CO2和光纖激光器,固體激光器除了擁有更優(yōu)質(zhì)的聚焦光斑,還能提供355nm波長(cháng)的紫外激光,能被眾多食品等包裝使用的聚合物材料吸收,如HDPE,PP,LDPE和PET等,留下清晰的標碼,這是其他激光器做不到的。預計2016年全球激光打標市場(chǎng)達5.908億美元, 而因為UV固體激光的特性,其將在食品、飲品和藥品類(lèi)等標識市場(chǎng)的占有率將呈幾何倍數增長(cháng)。 固體激光器和超快激光器未來(lái)在中國市場(chǎng)的發(fā)展 根據“中國制造2025”計劃勾勒的精神,中國的制造業(yè)會(huì )往信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化持續深化和發(fā)展,并有效地做到節能減排的綠色工程。激光制造將會(huì )對這一計劃起到重大的推動(dòng)作用。其中,針對微加工領(lǐng)域的固體激光擁有天然的優(yōu)勢。

固體激光器 具有有脈寬窄,多波長(cháng),輸出能量大,峰值功率高及材料吸收好等特點(diǎn),是目前主流的工業(yè)級激光器之一。 消費電子類(lèi)產(chǎn)品的強勢和新技術(shù)研發(fā)勢必會(huì )向激光加工提出更高的要求,而固體激光器的特性使得其在與光纖激光器、二氧化碳激光器等的競爭中保持領(lǐng)先地位。在各類(lèi)激光微加工應用中,微電子品打標和芯片微加工仍占有主要地位; 國內3D打印技術(shù)發(fā)展態(tài)勢較好,仍有巨大的升值空間;與此同時(shí),UV激光打標將會(huì )成為標識行業(yè)的新增長(cháng)點(diǎn)。 另外,超快激光作為目前最尖端的激光技術(shù),在透明材料加工、生物醫療及金屬材料加工方面有著(zhù)重大的突破。根據Strategies Unlimited發(fā)布關(guān)于超快激光市場(chǎng)調查,與激光器整體市場(chǎng)相比,目前超快激光器份額相對較小,但是增長(cháng)速度卻達到整體的兩倍,在2019年有望突破14億美元。 中國超快激光器發(fā)展較晚,現階段主要依賴(lài)進(jìn)口,其中德國通快,美國相干和美國光波(英諾激光)在超快激光市場(chǎng)上扮演著(zhù)重要的角色。未來(lái),隨著(zhù)研發(fā)技術(shù)提高,生產(chǎn)成本降低,超快激光器有望進(jìn)入更多的微加工領(lǐng)域,開(kāi)拓更加廣闊的市場(chǎng)。 |