如何开拓高功率超快激光设备的应用市场？

工业激光加工具有三大关键特性：高效、高精度和卓越品质。正是这三大特性使得激光加工在各个制造领域得到广泛应用。无论是高功率金属切割还是中低功率微加工，激光加工方法都展现出优于传统加工技术的显著优势。因此，在过去十年左右的时间里，激光加工得到了快速而广泛的应用。

中国超快激光器的发展

激光加工应用已逐渐多元化，涵盖中高功率光纤激光切割、大型金属部件焊接以及超快激光微加工精密产品等不同领域。以皮秒激光器（10⁻¹²秒）和飞秒激光器（10⁻¹⁵秒）为代表的超快激光器，在短短20年间发展迅速。它们于2010年投入商业应用，并逐步渗透到医疗和工业加工领域。中国于2012年开始超快激光器的工业应用，但直到2014年才出现成熟的产品。在此之前，几乎所有的超快激光器都依赖进口。

到2015年，海外厂商的技术已相对成熟，但超快激光器的价格却超过200万元人民币。一台精密超快激光切割机的售价更是超过400万元人民币。高昂的成本阻碍了超快激光器在中国的广泛应用。2015年后，中国加快了超快激光器的国产化进程。技术突破迅速涌现，到2017年，已有十余家中国超快激光器企业能够与国外产品展开竞争。国产超快激光器的价格降至数万元人民币，迫使进口产品相应降价。在此期间，国产超快激光器在低功率阶段（3W-15W）趋于稳定并逐渐获得市场认可。中国超快激光器的出货量从2015年的不足100台飙升至2021年的2400台。2020年，中国超快激光器市场规模约为27.4亿元人民币。

超快激光的威力不断攀升至新高度

近年来，得益于中国研究人员的努力，国产超快激光技术取得了显著进展：成功研制出50W紫外皮秒激光器，50W飞秒激光器也日趋成熟。2023年，北京一家公司推出了500W高功率红外皮秒激光器。目前，中国超快激光技术与欧美先进水平的差距已大幅缩小，仅在最大功率、稳定性、最小脉冲宽度等关键指标上仍略逊一筹。

超快激光器的未来发展方向预计将继续聚焦于推出更高功率的型号，例如1000瓦红外皮秒激光器和500瓦飞秒激光器，并不断改进脉冲宽度。随着技术的进步，应用中的一些瓶颈有望得到克服。

中国国内市场需求落后于激光生产能力的发展。

中国超快激光器市场规模的增长速度明显落后于出货量的激增。这种差距主要源于中国超快激光器的下游应用市场尚未完全开放。国内外激光器厂商为争夺市场份额而展开的激烈价格战，加上应用端诸多工艺尚不成熟，以及过去三年智能手机电子/面板市场的低迷，导致许多用户对将生产线扩展到超快激光器领域犹豫不决。

与可见光激光切割和焊接金属板材不同，超快激光的加工能力使其能够在极短时间内完成任务，因此需要对各种工艺进行广泛的研究。目前，我们经常提到超快激光在切割全屏智能手机、玻璃、OLED PET薄膜、FPC柔性板、PERC太阳能电池、晶圆切割以及电路板盲孔钻孔等领域已得到成熟应用。此外，它们在航空航天和国防领域用于特殊部件的钻孔和切割也具有显著意义。

值得注意的是，尽管超快激光被认为适用于众多领域，但其实际应用情况仍有待观察。在半导体材料、芯片、晶圆、印刷电路板、覆铜板和表面贴装技术等大规模生产行业，超快激光的应用寥寥无几，甚至几乎没有。这表明超快激光应用和工艺的发展滞后，落后于激光技术进步的步伐。

探索超快激光加工应用的漫长旅程

在中国，专业从事精密激光设备制造的企业数量相对较少，仅占金属激光切割企业总数的约1/20。这些企业规模普遍不大，在芯片、PCB、面板等行业的工艺开发机会有限。此外，终端应用领域中工艺成熟的企业在向激光微加工转型时，往往需要经历大量的试验和验证。考虑到设备成本，寻找可靠的新工艺方案需要大量的试错。因此，转型并非易事。

整块玻璃切割或许是超快激光技术进入特定领域的一个可行切入点。手机玻璃屏幕激光切割技术的快速普及就是一个成功的例子。然而，在其他行业中，将超快激光技术应用于特殊材料部件或半成品的加工，还需要更多的时间进行探索。目前，超快激光技术的应用仍然较为有限，主要集中在非金属材料的切割上。在OLED/半导体等更广泛的领域，其应用还比较少，这表明我国超快激光加工技术的整体水平尚不高。这也意味着未来发展潜力巨大，预计未来十年超快激光加工技术的应用将逐步增长。