如何開拓高功率超快雷射設備的應用市場？

工業雷射加工具有三大關鍵特性：高效率、高精度和卓越品質。正是這三大特性使得雷射加工在各製造領域廣泛應用。無論是高功率金屬切割或中低功率微加工，雷射加工方法都展現出優於傳統加工技術的顯著優勢。因此，在過去十年左右的時間裡，雷射加工得到了快速而廣泛的應用。

中國超快雷射的發展

雷射加工應用已逐漸多元化，涵蓋中高功率光纖雷射切割、大型金屬零件焊接以及超快雷射微加工精密產品等不同領域。以皮秒雷射（10⁻¹²秒）和飛秒雷射（10⁻¹⁵秒）為代表的超快雷射器，在短短20年間發展迅速。它們於2010年投入商業應用，並逐步滲透到醫療和工業加工領域。中國於2012年開始超快雷射的工業應用，但直到2014年才出現成熟的產品。在此之前，幾乎所有的超快雷射都依賴進口。

到2015年，海外廠商的技術已相對成熟，但超快雷射的價格卻超過200萬元。一台精密超快雷射切割機的售價更是超過400萬元。高昂的成本阻礙了超快雷射在中國的廣泛應用。 2015年後，中國加快了超快雷射的國產化進程。技術突破迅速湧現，2017年，已有十餘家中國超快雷射企業能夠與國外產品競爭。國產超快雷射的價格降至數萬元人民幣，迫使進口產品相應降價。在此期間，國產超快雷射在低功率階段（3W-15W）趨於穩定並逐漸獲得市場認可。中國超快雷射的出貨量從2015年的不足100台飆升至2021年的2,400台。 2020年，中國超快雷射市場規模約27.4億元。

超快雷射的威力不斷攀升至新高度

近年來，由於中國研究人員的努力，國產超快雷射技術取得了顯著進展：成功開發50W紫外線皮秒雷射器，50W飛秒雷射也日益成熟。 2023年，北京一家公司推出了500W高功率紅外線皮秒雷射。目前，中國超快雷射技術與歐美先進水準的差距已大幅縮小，僅在最大功率、穩定性、最小脈衝寬度等關鍵指標仍略遜一籌。

超快雷射的未來發展方向預計將繼續聚焦於推出更高功率的型號，例如1000瓦紅外線皮秒雷射和500瓦飛秒雷射器，並不斷改進脈衝寬度。隨著技術的進步，應用中的一些瓶頸有望被克服。

中國國內市場需求落後於雷射生產能力的發展。

中國超快雷射器市場規模的成長速度明顯落後於出貨量的激增。這種差距主要源自於中國超快雷射的下游應用市場尚未完全開放。國內外雷射器廠商為爭奪市場份額而展開的激烈價格戰，加上應用端諸多工藝尚不成熟，以及過去三年智慧型手機電子/面板市場的低迷，導致許多用戶對將生產線擴展到超快雷射領域猶豫不決。

與可見光雷射切割和焊接金屬板材不同，超快雷射的加工能力使其能夠在極短時間內完成任務，因此需要對各種工藝進行廣泛的研究。目前，我們經常提到超快雷射在切割全螢幕智慧型手機、玻璃、OLED PET薄膜、FPC柔性板、PERC太陽能電池、晶圓切割以及電路板盲孔鑽孔等領域已成熟應用。此外，它們在航空航太和國防領域用於特殊零件的鑽孔和切割也具有顯著意義。

值得注意的是，儘管超快雷射被認為適用於眾多領域，但其實際應用情況仍有待觀察。在半導體材料、晶片、晶圓、印刷電路板、覆銅板和表面貼裝技術等大規模生產產業，超快雷射的應用寥寥無幾，甚至幾乎沒有。這顯示超快雷射應用和製程的發展滯後，落後於雷射技術進步的步伐。

探索超快雷射加工應用的漫長旅程

在中國，專業從事精密雷射設備製造的企業數量相對較少，僅佔金屬雷射切割企業總數的約1/20。這些企業規模普遍不大，在晶片、PCB、面板等產業的製程開發機會有限。此外，終端應用領域中製程成熟的企業在轉型為雷射微加工時，往往需要經歷大量的試驗和驗證。考慮到設備成本，尋找可靠的新製程方案需要大量的試誤。因此，轉型並非易事。

整塊玻璃切割或許是超快雷射技術進入特定領域的可行切入點。手機玻璃螢幕雷射切割技術的快速普及就是一個成功的例子。然而，在其他行業中，將超快雷射技術應用於特殊材料零件或半成品的加工，還需要更多的時間進行探索。目前，超快雷射技術的應用仍較為有限，主要集中在非金屬材料的切割上。在OLED/半導體等更廣泛的領域，其應用還比較少，這表明我國超快雷射加工技術的整體水準尚不高。這也意味著未來發展潛力巨大，預計未來十年超快雷射加工技術的應用將逐步成長。