隨著以工業 4.0 位代表的新一輪科技革命和產業變革的興起，加快轉變經濟發展方式也愈發成為時代任務。人民日報于 5 月 23 日刊文稱：“國際國內形勢的變化對改革開放提出了新的更高要求。抓住機遇，讓改革之路走得更快、開放之門開得更大，就能以改革開放新突破推動社會生產力實現大躍升。”
一、超快激光器概述
超快激光是精密加工領域新一代主流技術：超快激光器是輸出激光的脈沖寬度在皮秒（10-12 秒）級別、或小于皮秒級別的脈沖激光器，根據輸出激光的脈寬不同，超快激光器又可分為皮秒激光器、飛秒激光器、阿秒激光器等。超快激光是能量激光領域最重要的技術方向之一，作為一種新興的材料加工技術手段，在加工精度方面有著顯著優勢。
隨著技術的逐漸成熟和成本不斷下降，超快激光市場有望在未來幾年迎來爆發。應用場景不斷落地，市場快速增長： 超快激光是激光行業增長最快的細分領域之一，未來有望廣泛的應用于醫療生物、航空航天、消費電子、照明顯示、能源環境、精密機械等行業。
由于特性的不同，高功率連續激光器、非超快的脈沖激光器和超快激光器在下游應用領域上有較大差別。
高功率連續激光器（以及準連續激光器）：主要應用于金屬材料的切割、燒結、焊接、表面熔敷、打孔、金屬 3D 打印等。
非超快脈沖激光器：非金屬材料的打標、硅材料的加工、金屬的表面雕刻、金屬表面清洗、金屬的精密焊接、金屬的微加工等。
超快激光器：玻璃、PET 及藍寶石等透明材料和硬脆材料的切割和焊接、精密打標、眼科手術、材料的微觀鈍化及刻蝕等。
從用途來看，高功率連續激光器和超快激光器幾乎不存在相互替代的關系，然而非超快脈沖激光器的下游應用與連續激光器和超快激光器都分別有一些重合，這意味著超快激光器擁有一條不同的跑道。
二、競爭格局初步明朗，客觀環境給力國產研發
從國內用戶的視角來看，超快激光器的供應商可分為兩類：一類是以通快、相干、NKT、光譜物理等為代表的海外激光器廠商，另一類是近幾年快速追趕的國內廠商， 如華日、英諾、安陽、貝林等。目前基本的競爭態勢是， 國外激光器廠商在市場和技術上占有先發優勢，占據了國內 80% 以上的市場份額，但國內供應商進步迅速，進口替代初露苗頭，這與高功率光纖激光器的國產替代前期特征十分相似。
尤其在中美貿易開戰之后，人民日報發表評論稱：“美國嚴格限制向我國出口技術， 雖然會給我們帶來困難，但我國已具備進一步提升創新能力的基礎和條件，可以發揮制度優勢和市場優勢，在關鍵核心技術創新上取得突破。”
結合客觀背景，由已知的條件中，我們可以得出，相比海外的超快激光器制造商，國內廠商至少有以下 4 方面優勢：
（1）中國全球最大的 3C 產品的生產基地，超快激光高精度的特點，尤其適用于 3C 產品的制造，不消多時，中國將是超快激光器最大的應用市場；
（2）中國擁有全球最完整的工業體系：經過幾十年的發展，我國形成了從上游材料到下游應用的完整工業體系， 為超快激光器的產業化提供了良好的土壤；
（3）高端人才的回流：在激光行業，高端人才的回流在加速，這為超快激光的技術突破打下了人才基礎。
（4）政策支持，激光技術一直位列國家號召扶持的高新技術名單之中。超快激光器的國產化過程與高功率 激光器有著很大的相似性，隨著超快激光應用場景不斷成熟落地，有望復制高功率光纖激光器進口替代的道路。
三、消費需求多樣化，市場前景可期
超快激光精密加工有兩大特點。一是“冷加工”。傳統的激光加工術（包括納米激光）往往會使金屬、玻璃等加工原材料受熱熔化。皮秒（一皮秒等于 1000 飛秒）和飛秒激光產生的局部高溫可達 6000 攝氏度，比太陽表面溫度還高， 受作用材料表面來不及產生熱擴散就被直接汽化。二是“超精細”。超快激光能夠聚焦到超細微空間區域，同時具有極高峰值功率和極短的激光脈沖，加工時切面整齊、無微裂紋、無材料損傷、無熔融區域。
超快激光器，憑借自身特殊的優勢， 越來越多地應用于以下行業之中：
1. 醫療美容：超快激光一般用于眼科醫療手術設備和美容儀器。飛秒激光 被用于近視手術，近視患者的眼軸大于正常眼軸，使得在眼球調節松弛狀態下， 光線進入眼球后屈光系統折射的焦點落 在視網膜之前。飛秒激光手術除去眼軸維度上多余的肌肉，使光線落點的距離 恢復正常。飛秒激光手術準確、安全、 穩定、手術時間短、舒適性高等優點， 已經成為當前最主流的近視手術治療手段之一。在美容方面，超快激光可用于去除色素和原生痣、去除紋身等，也可以用來改善肌膚的衰老情況，其應用“光子嫩膚”在市場上極受女性青睞。
2. 消費電子：超快激光適用于消費電子制造過程中的硬脆透明材料加工、 薄膜加工、精密打標等。納秒紫外激光 和超快激光是目前切割藍寶石的主要技術手段，超快激光的加工效果比紫外納秒激光更好。藍寶石的硬度高，脆性大， 使用傳統的機械加工方式效率和良品率很低，藍寶石現在已經廣泛的應用于智能手表、手機攝像頭蓋板、指紋模組蓋板等，帶給超快激光極大的市場機遇。 此外，攝像頭模組、指紋模組使用的加 工方式，也以納秒和皮秒激光為主。未來柔性手機屏（可折疊屏）的切割、及對應的 3D 玻璃鉆孔，超快激光也極大可能地會成為主流解決方案。
3. 顯示照明：超快激光在顯示照明領域的應用主要是指 LED 晶片的劃線和切割，這也是超快激光適合硬脆材料加工的又一例證，超快激光加工的截面平整度高，崩邊顯著減少，效率和精度都大大提升。
4. 航空航天：為提高渦輪葉片的性能和使用壽命，進而提高發動機的性能， 需要采用氣膜冷卻技術，這對氣膜孔加工技術提出了極高的要求，2018 年西安光機所開發出國內最高單脈沖能量的 26 瓦工業級飛秒光纖激光器，并研制出系列化超快激光極端制造裝備，實現了航空發動機渦輪葉片氣膜孔的“冷加工”突破，填補了國內空白，這種加工方法較電火花加工等方法精度更高，成品率大大提升。
四、國產超快激光不完全盤點
◆ 華日激光
華日激光是一家國內領先的激光器專業制造商，作為一個厚積薄發的品牌，在成立之初，華日激光一直專注于納秒級紫外與綠光固體激光器的研發與生產，對高端品質的堅持與匠心為品牌發展打下了堅實基礎。2015 年，華日激光實現擴產，并成功收購了加拿大 Attodyne 公司，將目光瞄準了未來的皮秒與飛秒級超快激光領域。目前華日激光已擁有三大研發中心——北美（多倫多）超快激光器研發中心、 武漢紫外與深紫外激光器研發中心、武漢飛秒激光器研發中心。由三位國家千人計劃專家領銜產品研發工作，研發出納秒級—皮秒級—飛秒級等多種脈寬，紅外—綠光—紫外等多波段的激光器產品。
在納秒級紫外激光器方面，華日激光早已經實現成熟地批量制造，產能已位居全球前列，并保持銷量持續領先。在皮秒激光器產品線方面，目前市場訂單不斷，華日也正在積極地推進量產，整個過程目前進展順利。而對于最受矚目的飛秒激光，華日還處于緊張的研發與測試階段，預計今年年內將實現飛秒激光器量產，種子源等核心部件實現自主研發制造。
2018 年 5 月華日激光在國內率先實現皮秒紫外激光器量產，預計年內將實現飛秒激光器量產，打破飛秒激光器市場被國外壟斷的局面。皮秒、飛秒超快激光器國產化將推動國內應用商的使用成本降低至少 30％ - 40％，未來市場可期。
◆ 廣東華快光子科技有限公司
“我們最近在火炬區租了一萬平方米的廠房，新廠房年底投入使用后一年可量產 3000 至 5000 臺超短脈沖光纖（皮秒、飛秒）激光器，成為國內領先的激光器生產線之一。” 華快董事長梁崇智說，這也意味著在華快在幾年的孵化后正式出孵了。
這家位于中山工業技術研究院的公司前身是廣東漢唐量子光電科技有限公司，是國內少數掌握皮秒、飛秒激光光源技術的企業之一，主要業務為超快激光器、激光加工設備、 3D 打印裝備、3D 打印粉末材料的研發與生產，在激光器量產后公司有望實現爆發式增長。
“目前國內皮秒、飛秒的激光技術光源設備約 90% 都依賴進口，進口產品價格昂貴。我們要打破國外的壟斷，做國產的超快光纖激光器。經過 5 年研發投入近億元，現在已掌握了核心技術，到了量產階段。”梁崇智說，這個技術華快從零開始研發，具有完全的知識產權。
2013 年，梁崇智決定轉行做激光器后，便四處尋找國內相關人才，并最終引入了研究該領域 20 多年的北京大學信息學院教授、“長江學者”張志剛及其團隊。
◆ 安揚激光
2010 年，28 歲的陳抗抗從英國知名學府南安普頓大學回到了他的家鄉武漢，和幾個朋友一起創立了武漢安揚激光技術有限責任公司，從事皮秒光纖激光超快光源產品研發與生產。我們的劣勢，就在于市場，當然這需要一個過程。” 功夫不負有心人，經過幾年的努力，安揚激光已經做到這一 領域世界第二。
安揚激光已推出成熟可用的皮秒、飛秒脈沖光纖激光器和超連續譜激光器等系列工業超快激光器產品。安揚激光掌握了超快光纖激光器的核心技術，自行研發了 90％ 以上的核心器件或者模塊，擁有核心的專利，核心器件和技術不依賴于進口。安揚激光有特種光纖設計生產團隊，具備自行設計和生產特種光纖的能力。同時，安揚激光有自建光纖拉絲塔，目前設計生產了 40 余種各種用途的特殊光纖，控制了光纖激光器產業鏈的上游，徹底擺脫西方公司對光纖激光器產業鏈的控制，保證了供應鏈的自主與安全。目前公司已擁有皮秒激光器 20W、50W、70W 等產品，飛秒激光器 25W、50W 和 100W 等產品，位居國際領先水平。
目前安揚公司超快激光設備已成熟應用于手機全面屏切割、玻璃切割、OLED PET 膜切割、金剛石切割、玻璃焊接、 玻璃振鏡消融、FPC PI 覆蓋膜、PERC 太陽能電池、不銹鋼打孔、線路板打盲孔等領域。
◆貝林激光
貝林激光是國內最早從事激光器研發的公司之一，通過多年研究于 2012 年成功研制第一臺皮秒激光器，后續推出多款皮秒激光器、紫外固體激光器、納秒綠光激光器。皮秒激光器產品廣泛應用于 LED 晶圓切割、玻璃切割、指紋膜組切割等精細加工領域。超快激光產品定位于精細加工領域：納秒激光器較多用于精細打標，主要是在 3C 產品的外殼和內部元器件上；皮秒激光器較多是應用于一些高精度要求的特殊材料精細加工，像 LED 晶圓、玻璃、陶瓷等材料的精細加工。到 2016 年底，貝林激光累計出貨皮秒激光器 600 臺。
在技術方面，貝林激光已經取得一系列獨特的自有技術及專利技術：納秒激光器方面，有先進的諧振腔設計和激光控制技術，確保激光器能在高功率運轉下獲得優秀的光束質量和較窄的激光脈寬，特殊的腔內熱補償技術及諧波轉換技術實現高效穩定的倍頻轉換。皮秒激光器方面，有自主開發的光纖種子源技術和獨特的放大器技術。
2017 年德龍激光將激光器業務并入全資子公司蘇州貝林激光有限公司。德龍激光是一個激光設備集成商，和激光器市場有很大的區別，將激光器業務并入貝林激光，實現業務整合重組，達到資源的優化配置。這一舉措將豐富貝林激光產品線，延伸產業鏈，獲得更強的競爭優勢，加速推動貝林激光企業發展。
◆ 天津凱普林激光
天津凱普林激光科技有限公司自主研發工業級超快激光器。目前產品主要是飛秒，但是今后可能也會研發生產皮秒激光器。我們的超快激光器覆蓋近紅外到紫外共 4 個波段： 1.5 微米、1 微米、綠光、及紫外，以滿足不同客戶的需求。一方面充分利用凱普林的平臺和渠道，另一方面以一個全新的團隊來開拓這塊業務。公司的目標是成為國內最好的超快激光器供應商，為我們的客戶提供性價比最高、客戶服務最好的產品。
◆ 朗研光電
上海朗研光電創立于 2009 年，作為一家創新型高新科技公司，朗研光電一直致力于超快光纖激光器、量子保密通信系統、單光子探測器和泵浦激光器等相關產品的自主研發和生產。目前該公司在超快激光器方面擁有從 532- 1064 納米多個波段的皮秒激光器，以及飛秒激光器，用于科研、光學計量、雙光子成像、生物醫學、精密加工、材料切割等。
◆ 國神光電
2011 年初，創業團隊帶領一群海外歸國人才和國內技術精英在上海創立國神光電。公司擁有多項國際領先的專利技術，以及一個優秀的團隊。公司在高功率超短脈沖光纖激光器，光纖聲光調制器，高功率無源和有源光器件等方面具有不可替代的優勢，可廣泛應用于工業超精密加工， 光譜分析，國防工業和精密醫學儀器等方面。目前國神光電掌握了皮秒、飛秒種子源、光纖泵浦模塊、準直輸出隔離器等核心技術，擁有紅外、綠光皮秒激光器和飛秒激光器多款產品。
◆ 卓鐳激光
2015 年，卓鐳激光和中科院建立戰略合作關系，中科院將為卓鐳激光提供持續的技術支持與發展動力。公司成功研發高功率、低功率的皮秒激光器后，于 2017 年還開發出 了 GRAVER 系列的 30 瓦的綠光納秒激光器，這款全新激光器最主要的特點是脈寬比較窄，同時功率比較高。用于精密微加工的工業級高功率皮秒激光器和用于材料改性的大能量納秒脈沖激光器均達到國內頂尖水準。醫療領域開發了醫療美容專用的皮秒激光器。并已廣泛用于玻璃切割、金屬微加工、激光沖擊強化等領域。
◆ 英諾激光
英諾激光是一家集高端激光器生產、加工、銷售、激光設備貿易代理以及激光技術高端應用為一體的高端激光微加工系統解決方案的中、美合資企業。在深圳設有激光應用實驗室、精益激光研究院，在蘇州、常州設有激光工藝實驗室。
英諾激光的超快激光器的優勢在于可實現冷加工，其熱效應僅相當于普通納秒激光器十分之一左右，因而能帶來優異的加工品質。他認為英諾激光產品獲得客戶廣泛認可的原因在于出色的長期產品穩定性、對行業的深刻理解。“從我們的展品可以體現出我們對包裝、透明材料、消費電子、線路板、芯片、晶圓等應用的深刻認知和經驗，我們具備滿足客戶各種需求的實力。
◆ 南京諾派激光
諾派激光根據自身的技術優勢，針對我國激光精密加工產業升級中進口替代的市場機會，以及近年來消費電子產業鏈中材料精密加工應用需求的快速增長，積極布局研發工業級超短脈沖激光器，并已經在某些關鍵技術的預研中取得了令人興奮的進展。目前該公司擁有 2 微米、1.5 微米以及 1 微米波長的超快光纖激光器，以小功率為主。脈沖寬度具 有“長皮秒”和“短皮秒”兩種系列供客戶選擇，可以滿足各類微細加工的需要。
寫在最后
截至目前，超快激光器市場仍以依賴國外進口為主， NKT、MKS、通快、相干等技術優勢明顯，但價格較貴。 NKT 是全球光纖超快激光器的領導者，歷史悠久；MKS 收 購 Femtolaser 和 HighQ 后，超快激光器實力大增；通快則是通過收購大通激光、Amphos 等超快激光器公司，成為全品類激光器齊全的供應商；相干則通過收購 Lumera、 Raydiance、Filaser 成為全球超快激光器領導者。
2019 年 6 月 5 日晚，銳科激光官方微信發文稱，完成對國神光電 51% 的股權收購，成為國神光電的控股股東， 這意味著國產激光器龍頭企業銳科激光正式涉足超快激光領域。
而早在三月慕尼黑光博會期間，銳科激光曾發布公告稱，擬與國神光電科技（上海）有限公司就技術、產品等開展合作，雙方正在對銳科激光擬通過自有或自籌資金收購周士安、胡雪原等 9 位股東部分股權事項進行洽談。同期， 銳科激光與國神光電聯合設計推出的，主要應用于 3C 行業、 5G、OLED 及醫療、精密材料微加工領域的三款超快激光器：100 W 紅外皮秒激光器、20 W 紫外皮秒激光器和 20 W 紅外飛秒激光器，也是奪得了眾多參展人員的眼球。隨著銳科激光的加入布局，更是意味著超快激光的發展前景愈發明朗。
超快激光器的國產化過程與高功率激光器一定程度上具有極大的相似性，隨著超快激光應用場景不斷成熟落地，有望復制高功率光纖激光器進口替代的道路。憑借市場空間大、 技術壁壘高的特質，超快激光器很有可能越來越成為工業的焦點。
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