高功率超快雷射設備應用市場如何開拓？

工業雷射加工有三大關鍵特性：高效率、精密、高品質。 正是這三個特點使得雷射加工在各個製造業領域得到廣泛的歡迎。 無論是高功率金屬切割，還是中低功率的微加工，雷射方法都展現了比傳統加工技術明顯的優勢。 因此，雷射加工在過去十多年裡得到了迅速而廣泛的應用。

中國超快雷射的發展

雷射加工應用逐漸多樣化，主要集中在中高功率光纖雷射切割、大型金屬構件焊接、超快雷射微加工精密產品等不同任務。 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，僅用了20年的時間就得到了發展。 它們於2010年開始商業化應用，並逐漸滲透到醫療和工業加工領域。 我國於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。

到了2015年，海外廠商的技術已經比較成熟，但超快雷射的成本卻超過200萬元。 單台精密超快雷射切割機售價超過400萬元。 高昂的成本阻礙了超快雷射在我國的廣泛應用。 2015年後，我國加速超快雷射國產化進程。 技術突破迅速，到2017年，中國超快雷射企業已達十多家，產品水準已能與國外產品相媲美。 國產超快雷射售價僅數萬元，迫使進口產品也紛紛降價。 在此期間，國產超快雷射在低功率階段趨於穩定並獲得發展 (3W-15W). 中國超快雷射出貨量從2015年的不到100台激增至2021年的2,400台。 2020年中國超快雷射市場規模約27.4億元。

超快雷射的功率不斷達到新的高度

近年來，在中國科研人員的努力下，國產超快雷射技術取得了重大進展，50W紫外線皮秒雷射器研製成功，50W飛秒雷射器逐漸成熟。 2023年，北京某公司推出500W高功率紅外線皮秒雷射。 目前，我國超快雷射技術與歐美先進程度的差距已大幅縮小，僅在最大功率、穩定性、最小脈寬等關鍵指標上存在差距。

超快雷射的預期未來發展將繼續專注於推出更高功率的版本，例如 1000W 紅外線皮秒雷射和 500W 飛秒雷射器，同時不斷改進脈衝寬度。 隨著技術的進步，應用中的某些瓶頸有望被克服。

中國國內市場需求落後於雷射產能發展

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。 這種差異主要源自於中國超快雷射下游應用市場尚未完全開放。 國內外雷射器廠商競爭激烈，為搶佔市場份額打價格戰，加之應用端諸多工藝尚不成熟，加之近三年來智慧型手機電子/面板市場低迷，導致很多用戶對於是否要將生產擴展到超快激光線上猶豫不決。

與金屬板材的可見雷射切割和焊接不同，超快雷射的加工能力是在極短的時間內完成任務，需要對各個工藝進行廣泛的研究。 目前我們常提到的超快雷射在全面屏智慧型手機切割、玻璃、OLED PET薄膜、FPC柔性板、PERC太陽能電池、晶圓切割、電路板盲孔鑽孔等領域都有成熟的應用。 此外，它們在航空航太和國防領域用於鑽孔和切割特殊零件的重要性也十分顯著。

值得注意的是，雖然超快雷射據稱適用於眾多領域，但其實際應用仍是另一回事。 在半導體材料、晶片、晶圓、PCB、覆銅板、SMT等規模化生產產業，超快雷射的應用還比較少，甚至沒有顯著的應用。 這意味著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。

超快雷射加工應用的漫漫探索之路

而我國專業從事精密雷射設備的企業數量相對較少，僅佔金屬雷射切割業者的1/20左右。 這些公司普遍規模不大，在晶片、PCB、面板等產業的製程開發機會有限。 而且，終端應用生產製程成熟的產業，在轉型為雷射微加工時，往往面臨多次的嘗試和驗證。 考慮到設備成本，發現可靠的新製程解決方案需要大量的反覆試驗。 這個轉變並不是一個容易的過程。

整板玻璃切割可能是超快雷射進入特定領域的可行切入點。 雷射切割在手機玻璃螢幕上的快速應用就是一個成功的例子。 然而，深入研究用於其他行業特殊材料部件或半成品的超快雷射則需要更多的時間去探索。 目前，超快雷射的應用還比較有限，主要集中在非金屬材料切割。 在OLED/半導體等更廣泛領域的應用還比較匱乏，凸顯我國超快雷射加工技術整體水準還不夠高。 這也意味著未來發展的巨大潛力，預計未來十年超快雷射加工應用將逐漸增加。