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在當(dāng)下的制造業(yè)精密加工領(lǐng)域，一束綠色的光芒正引發(fā)一場(chǎng)技術(shù)革命。公大激光以其獨(dú)特的高功率綠光激光器產(chǎn)品，不僅打破了國(guó)際巨頭的技術(shù)壟斷，更為中國(guó)制造業(yè)的升級(jí)提供了新的動(dòng)力。

激光技術(shù)因其高精度、高效率的特點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)中扮演著越來(lái)越重要的角色。

在工業(yè)領(lǐng)域，激光被廣泛應(yīng)用于切割、焊接、打標(biāo)、雕刻、清洗、熔覆以及3D打印等多種加工工藝。隨著制造業(yè)向高端化、智能化的轉(zhuǎn)型，光纖激光器因其性能優(yōu)異、適用性強(qiáng)，在工業(yè)生產(chǎn)中的滲透率不斷提升，市場(chǎng)份額持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)《2024中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》，2023年中國(guó)光纖激光器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到135.9億元，同比增長(zhǎng)10.8%，預(yù)計(jì)2024年將增長(zhǎng)至145.3億元。

中國(guó)激光行業(yè)經(jīng)歷了從技術(shù)引進(jìn)到自主研發(fā)的過(guò)程，并在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)突破和國(guó)產(chǎn)化。目前，中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，包括上游的光電、芯片相關(guān)企業(yè)，中游的激光器及相關(guān)機(jī)械系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)，以及下游的激光加工設(shè)備制造商。

其中，綠光激光器作為新興的高精尖技術(shù)產(chǎn)品，其國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程將為國(guó)內(nèi)激光行業(yè)帶來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

與傳統(tǒng)的紅外激光器相比，綠光激光器以其510-560nm的特定波長(zhǎng)，在光伏、鋰電、3C電子、半導(dǎo)體等高反材料加工領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。形象地說(shuō)，綠光相當(dāng)于一個(gè)更細(xì)的刀頭，加工效果更佳，例如焊接銅時(shí)幾乎無(wú)飛濺，加工尺寸可以到微米量級(jí)。

隨著新能源行業(yè)的高速發(fā)展，特別是新能源汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域?qū)Ω哔|(zhì)量、高穩(wěn)定性、高效率的焊接光源的需求快速上升，綠光激光器因其在銅材料加工中的低反射、高吸收率等優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)前景廣闊。

當(dāng)前，全球綠光激光技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)包括德國(guó)通快公司和美國(guó)IPG公司，它們能夠提供超過(guò)3000W和1000W的超高功率綠光光源。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也涌現(xiàn)出以公大激光為代表的掌握綠光激光器核心研發(fā)和生產(chǎn)制造工藝技術(shù)的公司，開(kāi)始在工業(yè)激光加工領(lǐng)域嶄露頭角。

隨著高端制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)高功率綠光激光器的需求不斷增加，國(guó)內(nèi)綠光激光器市場(chǎng)規(guī)模在過(guò)去幾年中保持高速增長(zhǎng)：2023年國(guó)內(nèi)光纖綠光激光器出貨量約800臺(tái)，銷(xiāo)售額約為1.5億，其中國(guó)產(chǎn)綠光激光器出貨量在500臺(tái)左右，出貨量和銷(xiāo)售額層面都有所增長(zhǎng)，顯示出國(guó)產(chǎn)替代的發(fā)展趨勢(shì)。

成立于2019年末，公大激光專注高功率短波長(zhǎng)的光纖激光器的研發(fā)制造，在不到五年的時(shí)間內(nèi)，推出50—500W亞納秒綠光激光器、100—3000W連續(xù)綠光激光器、10—100W紫外納秒脈沖光纖激光器等系列核心產(chǎn)品，產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際一流水平。

公大激光創(chuàng)始人&CEO 張帆博士

以綠光光纖激光器切入市場(chǎng)

公大激光創(chuàng)始人、CEO張帆博士有20年光纖激光器研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，見(jiàn)證了光纖激光器從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程。在中國(guó)南方工業(yè)研究院擔(dān)任高級(jí)工程師期間，張帆看到了綠光光纖激光器的廣闊發(fā)展前景，也對(duì)于產(chǎn)品化有了更深刻的理解。

張帆認(rèn)為，在高功率激光器能滿足需求的批量化生產(chǎn)的工業(yè)領(lǐng)域場(chǎng)景中，光纖激光器憑借其在成本效應(yīng)、高穩(wěn)定性和抗干擾能力等特性占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而且相較于固體激光器，光纖激光器的平均功率的提升空間更大，性價(jià)比更高。因此，目前在鋰電、光伏行業(yè)以及切割焊接的重工業(yè)加工領(lǐng)域中使用的激光器類(lèi)型以光纖激光器為主，只有光纖激光器無(wú)法滿足參數(shù)要求的場(chǎng)景才有其他類(lèi)型激光器的機(jī)會(huì)。

談到為什么選擇綠光切入激光器市場(chǎng)，張帆表示，彼時(shí)行業(yè)中已經(jīng)有較多數(shù)量的國(guó)內(nèi)激光器公司，但基本以紅外為主，其中只有3家上市公司（銳科、杰普特、英諾），在各自的細(xì)分業(yè)務(wù)領(lǐng)域做到了行業(yè)龍頭地位。

張帆用“空地”形容當(dāng)時(shí)的綠光激光器賽道，“當(dāng)時(shí)，綠光激光器這個(gè)領(lǐng)域可以說(shuō)是為數(shù)不多的一片空地，我認(rèn)為在這里扎根最有可能長(zhǎng)成大樹(shù)，所以選擇了綠光激光器。”

盡管綠光激光器在市場(chǎng)上相對(duì)較新，但其技術(shù)基礎(chǔ)已在實(shí)驗(yàn)室階段得到了充分驗(yàn)證。

而且由于綠光的波長(zhǎng)更短，在常用的銅、金、鋁等高反金屬材料的焊接和切割工序上有著熱影響更小、精度更高、穩(wěn)定性更高的特點(diǎn)，因此綠光激光器率先在鋰電、光伏等多個(gè)大量運(yùn)用銅鋁材料的行業(yè)進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。

張帆表示，“雖然綠光激光器的替換成本不低，并有一定驗(yàn)證周期，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，所有涉及銅相關(guān)加工的場(chǎng)景都應(yīng)該使用綠光激光器，因?yàn)榫G光的波長(zhǎng)和銅材料就是最匹配的。”

公大激光自成立以來(lái)一直不斷研發(fā)制造不同類(lèi)型的高功率綠光光纖激光器，并持續(xù)探索開(kāi)發(fā)行業(yè)應(yīng)用和場(chǎng)景應(yīng)用。相較于行業(yè)常見(jiàn)的紅外激光器，公大激光主打的綠光激光器波長(zhǎng)更短、功率更高、光斑尺寸更小，具備穩(wěn)定性高、能量集中、電光轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足各種高精度、高效率的制造需求，是當(dāng)前激光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

據(jù)介紹，公大激光的綠光激光器產(chǎn)品主要分為主要用于光伏和鋰電精密加工的高功率脈沖綠光激光器和主要用于鋰電焊接的高功率連續(xù)綠光激光器。今年6月，公大激光最新推出了2000W近單模連續(xù)綠光光纖激光器，并已獲得終端客戶的測(cè)試驗(yàn)證，成為全球第一家能夠提供2000W近單模連續(xù)綠光光纖激光器的激光器廠商?！皢文！币馕吨馐|(zhì)量更好，聚焦光斑更小，可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的焊接和更高的加工精度，更好地控制綠光焊接過(guò)程中產(chǎn)生的飛濺情況，在銅等高反材料的精密加工上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

將實(shí)驗(yàn)室理論變成可量產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品

張帆表示，雖然綠光激光器的理論已經(jīng)足夠成熟，但是從實(shí)驗(yàn)室里的成熟理論到可以批量生產(chǎn)的商業(yè)化工業(yè)產(chǎn)品，公大激光走了一段很長(zhǎng)的路?！拔艺J(rèn)為這也是科學(xué)家創(chuàng)業(yè)成功率低的原因，包括我在最開(kāi)始的時(shí)候也低估了工程化能力的重要性：對(duì)于產(chǎn)品化而言，前面的實(shí)驗(yàn)室階段只是產(chǎn)業(yè)化一百步中的前幾步而已?！?/p>

張帆認(rèn)為激光器量產(chǎn)的難點(diǎn)在于研發(fā)人員在設(shè)計(jì)方案時(shí)不具備完整成體系的可量產(chǎn)概念，因此，公大激光選擇讓質(zhì)量和生產(chǎn)人員從立項(xiàng)研發(fā)階段就參與進(jìn)來(lái)，讓最初的設(shè)計(jì)方案具備較強(qiáng)的可量產(chǎn)性。

在公大激光出現(xiàn)之前，德國(guó)通快的碟片激光器和美國(guó)IPG的光纖激光器基本壟斷了全球綠光激光器市場(chǎng)。2021年，公大激光開(kāi)始主推產(chǎn)品的研發(fā)轉(zhuǎn)產(chǎn)工作，并于2022年后陸續(xù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

目前綠光激光器與以銅為代表的高反材料在匹配度上擁有天然的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但是生產(chǎn)廠商需要考慮使用綠光激光器后，產(chǎn)品良率和生產(chǎn)質(zhì)量的提升帶來(lái)的收益，是否能夠覆蓋替代原有方案所產(chǎn)生的成本。

因此，公大激光的市場(chǎng)策略是先從高端應(yīng)用切入，滿足那些紅外激光器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的精細(xì)加工需求。

公大激光是繼通快和IPG之后全球第三家推出高功率綠光激光器的廠商，隨著綠光激光器的規(guī)?；a(chǎn)和國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，國(guó)產(chǎn)綠光激光器的性能不斷提升和成本不斷下降，公大激光持續(xù)滲透下沉市場(chǎng)，擴(kuò)大綠光激光器的市場(chǎng)份額。

張帆表示，隨著國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的成熟，公司已逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)零部件全面應(yīng)用，并確保產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。這一轉(zhuǎn)變不僅有助于降低成本，更是對(duì)國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈能力的認(rèn)可和實(shí)際支持。

值得注意的一點(diǎn)是，由于高反材料對(duì)綠光的吸收率較高，在同樣的加工效果下，綠光激光器所需的實(shí)際工作功率和相應(yīng)能耗會(huì)大幅降低，符合綠色制造的趨勢(shì)，海外客戶的接受意愿較高。在國(guó)內(nèi)鋰電和光伏企業(yè)積極出海、搶灘海外市場(chǎng)的趨勢(shì)下，這一優(yōu)勢(shì)將更加突出。

從產(chǎn)品的每一個(gè)環(huán)節(jié)落實(shí)品質(zhì)管理

每一款激光器都需要經(jīng)過(guò)客戶較長(zhǎng)的考察期，從初步配合打樣到機(jī)臺(tái)試樣再到小批量生產(chǎn)驗(yàn)證良率，這些步驟都是為了考量激光器的穩(wěn)定性。因?yàn)楫a(chǎn)線一旦開(kāi)啟，尤其是對(duì)于光伏和鋰電等大終端行業(yè)，激光器出現(xiàn)影響造成的損失遠(yuǎn)超于激光器本身的價(jià)值。

如何保證激光器的穩(wěn)定性，成為每一個(gè)激光器廠商的必做題。

公大激光在IS09001質(zhì)量管理體系的基礎(chǔ)上，采用IPD流程開(kāi)展每一款產(chǎn)品的項(xiàng)目管理，將設(shè)計(jì)研發(fā)、工程制造、品質(zhì)管理等各個(gè)部門(mén)密切協(xié)同起來(lái)，實(shí)現(xiàn)更好的產(chǎn)品質(zhì)量和更快的開(kāi)發(fā)流程，“從TR1立項(xiàng)、TR2方案制定、TR3小批量驗(yàn)證、TR4轉(zhuǎn)產(chǎn)到TR5的批量生產(chǎn)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都有對(duì)應(yīng)的工藝文件，由質(zhì)量進(jìn)行品質(zhì)把關(guān)。我們相信，只要把流程中的每一步都把控好，最后輸出的產(chǎn)品穩(wěn)定性就能得到保證?！?nbsp;例如公大激光自研的連續(xù)綠光激光器，功率最高可達(dá)3000瓦，“達(dá)到全球前沿水平，基本上能滿足現(xiàn)在鋰電90%以上的焊接需求”。

聚焦到“大國(guó)質(zhì)造”，張帆表示非常明確：“在我這里，大國(guó)質(zhì)造就是在公大激光擅長(zhǎng)的高功率光纖綠光激光器這一品類(lèi)做到全球第一。國(guó)外領(lǐng)先的激光器企業(yè)歷史悠久，在全球范圍內(nèi)都有很高的品牌認(rèn)知度和市場(chǎng)占有率，單憑一家激光器企業(yè)很難與之比肩，但是國(guó)內(nèi)現(xiàn)在有幾十上百家光纖激光器企業(yè)，依托國(guó)內(nèi)的供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)和豐富的應(yīng)用土壤，能夠分別在各個(gè)細(xì)分品類(lèi)上追趕超越?！?/p>

新產(chǎn)品研發(fā)方面，公大激光將會(huì)基于綠光，往更短波長(zhǎng)方向研發(fā)紫外和深紫外激光器，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體領(lǐng)域的材料加工，預(yù)計(jì)明年正式推出百瓦量級(jí)的高功率紫外激光器；同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化成本，加強(qiáng)產(chǎn)品穩(wěn)定性。

在綠光激光器這一細(xì)分領(lǐng)域，公大激光已經(jīng)在技術(shù)指標(biāo)層面實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先，雖然在產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模和品牌認(rèn)可度相比于通快和IPG有一定差距，但隨著公大激光繼續(xù)深耕短波長(zhǎng)激光器技術(shù)，持續(xù)推出創(chuàng)新產(chǎn)品，逐漸在下游客戶中建立品牌影響力，相信公大激光未來(lái)將為“大國(guó)質(zhì)造”貢獻(xiàn)更大力量。