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中国激光市场分析与光纤激光器的发展

2007-09-17 14:37
默菲
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西安聚星光电技术有限公司 孔志楠

 自2001年开始,全球激光产业的形势比较严峻,特别是电信和半导体行业的低迷伤及到了激光、光器件和光纤等行业的发展。如果排除光通信泡沫的影响,激光行业的成长基本是稳定健康的。整个中国的激光市场虽较全球市场稍有滞后,但成长也很稳定。在整个产业中,激光材料加工近几年的发展势头强劲,且有很大的空间,在行业中所占的比例也是日益增加。2001~2004年,中国非光通信激光产品市场销售情况分别为:17.9、25.6、31.5和37.6亿人民币,预计2006市场将超过60亿,其中非光通信部分在50亿左右,激光加工20亿左右。

目前,全国共有5个国家级激光技术研究中心,10多个研究机构;有21个省、市生产和销售激光产品,常年有定型产品生产和销售、并形成一定规模的单位有200多家,从业人员2万多人。全国激光市场销售主要为光通信器件、激光加工设备、激光器、激光医疗设备等。

激光产业主要聚集区
目前,全国激光市场销售主要为光通信器件、激光加工设备、激光器、激光医疗设备等。当前,武汉、广州、深圳、长春等地都在建立光电子产业群,这无疑将给国内激光产业创造更大的发展空间。


 
表1:近几年中国激光产品销售统计(亿元)

国内激光器及设备生产市场主要分布在广东、湖北、北京、江苏、上海这几个省市。其中以光通讯、激光等产业为主导的“武汉●中国光谷”,拥有光电子信息企业300多家,显现出强劲的发展势头。北京、上海以其特殊的地理位置,也推动了激光技术的发展;而在广东,小规模的激光企业增速较快。另外,西部地区的西安、成都,凭借科研院所技术的产业化,也有不少激光企业纭纭而生。作为国内光学老工业基地的长春,尽管从事激光产品研发和生产的企业较多,但由于地区问题,许多企业还没有形成大的规模。

激光加工及大功率激光器的应用
在众多激光技术应用中,激光加工是近年来发展最快的应用领域。目前,全国从事激光加工设备开发和生产的企业有几十家,规模较大的公司如深圳大族激光、武汉华中激光、武汉楚天激光、深圳泰德激光、武汉团结激光、北京国科世纪激光等。


 
表2:主要企业对大功率激光器的年需求量(2005年数据)

在激光加工设备中,所用激光器多为灯泵或半导体二极管泵浦YAG激光器,目前已部分采用大功率光纤激光器。2005年,全球光纤激光器的销售达到了一个新的高度,来自“Laser Focus World”/“Industrial Laser Solutions”的市场调查报告显示:2005年光纤激光器的销售额相比2004年增长了53%,并将在2006年继续呈迅猛增长之势。IPG公司CEO Valentin Gapontsev在 Photonics West大会上指出,2005年光纤激光器市场份额为 1亿3千5百万美元,而IPG占了75%。Valentin表示,对于更广泛的固体激光器市场,以售出数量来算的话,2004年光纤激光器占了18.5%,2005年这个数字增至 26%,换句话说,2005年年底,每四台售出的固体激光器中,就有一台是光纤激光器。

2005年国内大功率激光器需求量(非光通信、民用)合计约8000~10000台,其中2000台左右可以是光纤激光器,产生超过1亿元的销售额。

激光设备买家主要聚集区

激光设备应用广泛,涉及工业、农业、生物、医学、化学、军事等各个行业,激光设备的买家主要聚集在:
1、国内经济较发达、较活跃地区,如:北京、上海、广东及其他沿海地区。在这些地区由于企业比较集中,竞争更加激烈。因此,如何利用先进技术提高其设备工艺精度及技术含量成了必要的渠道
在这些地区,接触国外先进技术、设备的机会也相对比较多,外来思想的影响也使得他们更容易接受新的东西。
2、国内激光企业相对集中的地区,如:武汉、江苏等。在这些地区,由于地理关系,使得这些地区的企业能够更直接地接触到激光技术,更清楚地了解到其技术的优点和可行性。因此,更能够接受和利用激光技术作为其生产的一个工艺。


 
注:国内目前最新准确数据为2003年

目前,包括许多大型国有企业、中外合资企业、私营企业都开始运用上了激光设备。由于行业不同,激光设备买家的规模也有较大的差别;由于企业性质的不同,其规模也有所差异。

中国激光市场发展方向
基于中国目前的激光市场特点,可以说,开发中国的激光市场大有潜力,主要反映在以下几个方面:
l与大众生活密切相关的产品将会成为主要的收入来源。很大一部分激光产品销售将来自光信息技术和娱乐行业,比如DVD碟机、游戏,低功率激光器在此方面的销售将会有巨额增长。
l随着制造业,特别是汽车,IC封装等产业的发展,工业用激光系统的需求将会大幅增长,这方面将成为在中国开发光纤激光器市场的关键。
l医疗激光系统的性能在逐步完善,功能也在逐步增强,激光方案成为某些疾病唯一的治疗方式。在人们生活水平普遍提高的背景下,激光美容市场也将快速增长。

光纤激光器的发展
双包层光纤激光器是近年来发展的新技术,是高功率激光器小型化、全固化、集成化发展的一个重要方向和必然趋势,是当前国际上着力开发的新型激光器件。与体积庞大的气体激光器、固体激光器及DPSS相比,它具有全固态,高可靠性,光束质量好、转换效率高,加热源分散、易于实现高功率输出等显著优点。因此,双包层光纤激光器是继灯泵固体激光器、半导体泵浦固体激光器之后的第三代激光器。

从应用目标出发,连续工作的光纤激光器能提供的靶面功率密度较低,而脉冲工作的光纤激光器更为有用。双包层激光器虽然具有散热好、体积小、效率高、光束质量好等优点,但目前常规脉冲双包层光纤的激光单脉冲输出能量,仍低于高能的气体或固体激光器。因此,双包层光纤激光器在保持其体积小巧、效率高、冷却散热方便、光束质量好等优点的同时,实现更高能量的激光输出,是今后发展的一个重要方向。

目前高功率双包层光纤激光器的研究还处于起步阶段,但由于其具有效率高、尺寸小、重量轻、成本低等优点,非常适合用于激光武器和其他军事应用,在军事国防领域有着非常广泛的应用前景。随着新型双包层光纤激光器技术的发展,高功率光纤激光器是军用激光武器发展中最有潜力的方向。

市场开发策略
随着光纤激光技术的迅速发展和成熟,光纤激光器的特点和优势已被人们所认识,市场需求和应用逐年在大幅增加,存在很大的市场机会。国内相关厂商可以参考以下市场开发策略。

(1) 瞄准中国市场
这是低投资、低风险获取最大利益的最快途径。随着需求的快速增长,世界主要供应商不可避免地将他们有限的资源集中在北美和欧洲主要市场,从而忽略了中国和亚洲市场。而在中国,目前还没有光纤激光器的生产供应厂家。

(2)降低成本和增加产品附加值
与EDFA相类似,光纤激光技术发展初期专业化程度较低。制造商必须自己开发大多数关键技术,如CD光纤、组合器、光栅和泵源。随着市场的大规模化和透明度越来越高,专业化的公司通过提供特定的元件或模块进入市场。这些公司能发挥他们的特定优势开发激光器的某一模块而不是整个激光器。他们的加入会大幅度的降低市场进入门坎,降低材料成本。随着市场规模的扩展,将最终实现批量化生产。

(3)寻求技术突破
尽管光纤激光器在效率、可靠性、高功率、高亮度和体积方面具有无可置疑的优点,但是它的某些缺点限制了它更广泛的应用。当目前的主要供应商如IPG和SPI在集中发展它的高功率优点时,国内厂商可以考虑扩展光纤激光器的应用,在其他方面寻求突破。

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