固體激光器特點及其發展情況
固體激光器是目前主流的工業級激光器之一，擁有脈寬窄，多波長，輸出能量大，峰值功率高及材料吸收好等特點，并且能做到一般CO2激光器和光纖激光器無法做到的精細微加工和特殊材料加工，已廣泛應用于各行業。
據Unlimited Strategy的報告，全球工業級激光器在2015年的銷售總額達到3,180百萬美元，比2014年增長了6.9%（表1）。在全球經濟持續放緩，特別是主要新興市場表現疲軟，西方經濟體情況不樂觀的情況下，全球工業激光能逆轉制造業的頹勢，實現正增長。其中，固體激光器在2015年的銷售額為463.3百萬美元，與2014年基本持平，預測未來固體激光器將穩步持續提高。
表1：2015年全球及中國工業激光器與固體激光器銷售情況(百萬美元)
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2015年數據 |
全球 |
中國 |
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工業激光器銷售額 |
3,180.0 |
530 |
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同比增長率 |
6.9% |
18.9% |
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固體激光器銷售額 |
463.3 |
130 |
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同比增長率 |
0% |
8% |
中國過去以低廉勞動力密集型產業而得名“世界工廠”，受到全球經濟不景氣及東南亞新興制造工廠的沖擊下，中國制造業發展速度放緩，制造業GDP增長率從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表現出穩定地增長態勢，在2015年銷售約130百萬美元，增長率為8%，占全球28.3%，超過制造業整體水平。
2015年固體激光器在微加工領域表現
從表2中可知，在半導體/電路板/顯示器微加工和增材領域對固體激光器有著很強的依賴，2015年固體激光器在這兩項微加工領域占比都超過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50.2百萬美元。未來打標將往更精細更高端的趨勢發展，固體激光器的優勢將會越來越大，這個數值將會越來越大。
2016年固體激光器發展趨勢
表3：幾類典型激光應用的激光器銷售收入產值（百萬美元）
表3是幾類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。其中增材制造預測提高的幅度最大，達24百萬美元，增長率高達37%；激光打標雖增長率僅為3.9%，但因其整體基數大， 2016年估計將增長了22.2百萬美元；而半導體/電路板/顯示屏預計增長5.5百萬美元，同比增長5%。
2016年初固體激光器銷售量漲勢迅猛，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，表現突出。由于固體激光器在微加工方面固有的技術優勢，使得工業級固體激光器相較其他激光器而言在以下幾個方面更為出色：
1. 智能手機蓬勃帶動激光行業發展
近兩年智能手機推出的功能越來越多，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行精細切割才能達到要求。《手機報》稱，僅在中國2015年就銷售了含指紋模組的手機共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年增長至3.6億顆，增長率高達73.02%，預計2016年將達到5.5億顆。
在指紋手機滲透率越來越高的今天，指紋模組在未來定然會是手機的標配，這將會極大刺激指紋模組激光切割設備銷量，預計將會是2015年的數倍。
2. 3D打印迎來發展甜蜜歲月
3D打印技術近年來在中國也獲得了迅猛發展，預計在2016年激光增材制造增長率超過37%，達88.8百萬美元的規模。在激光增材制造技術中，SLM燒結和SLA光固化是其中最為典型的技術。
SLM全稱是激光選區融化金屬打印技術，是使用激光對金屬粉末進行燒結的增材制造。該技術繼承了3D打印技術的優勢，可以定制化生產所需的零件。但是其缺點也非常突出，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，產品相對單一；粉末燒結成型件的表面質量差，需要二次加工后方能使用，同時加工過程中容易出現球化和翹曲問題；高功率的激光設備和精準的光學設備使得打印機的價格居高不下，提高了行業進入門檻，不利于行業的整體發展。
SLA光固化采用的是選擇性光固化光敏樹脂材料的技術，是目前最成熟，應用最廣泛的3D打印技術。由于其加工速度快，精度可達10微米，無需二次加工，已被廣泛應用于消費電子產品、模型模具等領域。聯泰三維等3D打印企業，積極推動中國3D打印技術的市場化和產業化應用，把SLA技術廣泛應用到各級行業及領域中。目前SLA技術正往著提高加工精度發展，未來在生物、醫藥和微電子等領域有更大的突破。
3. 食品，飲品和藥品等標識產業轉型UV激光標識
近年來，人們對食品等安全意識提高，我國已開始著手實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，易于仿造等問題將無法通過標準。激光打標的標識擁有高解析度，無法磨滅等優勢將是標識行業未來的發展方向，相信在不久的將來，激光打標將會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質的聚焦光斑，還能提供355nm波長的紫外激光，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達590.8百萬美元，而因為UV固體激光的特性，其將在食品、飲品和藥品類等標識市場的占有率將呈幾何倍數增長。
固體激光器和超快激光器未來在中國市場的發展
“中國制造2025”計劃，中國的制造業會往信息化、智能化、網絡化發展，并有效地做到節能減排的綠色工程。激光制造將會對這一計劃有重大的推動作用，其中，針對微加工領域的固體激光擁有天然的優勢。
消費電子類產品的強勢和新技術研發定會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先地位。在各類激光微加工應用中，微電子品打標和芯片微加工仍占有主要地位；國內3D打印技術發展態勢較好，仍有巨大的升值空間；與此同時，UV激光打標將會成為標識行業的新增長點。
另外，超快激光作為目前最尖端的激光技術，在透明材料加工、生物醫療及金屬材料加工方面有著重大的突破。根據Strategies Unlimited發布關于超快激光市場調查，與激光器整體市場相比，目前超快激光器份額相對較小，但是增長速度卻達到整體的兩倍，在2019年有望突破14億美元。
我國超快激光器發展較晚，現階段主要依賴進口，其中德國通快，美國相干和美國光波（英諾激光）在超快激光市場上扮演著重要的角色。未來，隨著研發技術提高，生產成本降低，超快激光器有望進入更多的微加工領域，開拓更加廣闊的市場。
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