2012全球工業激光態勢分析

　　激光具有高相干性、方向性、高強度的特質，很容易獲得很高的光通量密度，將強的激光束聚焦到介質上，利用激光束與物質相互作用的過程來改變物質的性質，這就是激光加工。激光加工技術隨著光、機電、材料、計算機、控制技術的發展已經逐步發展成為一項新的加工技術。激光加工具有加工對象廣、變形小、精度高、節省能源、公害小、遠距離加工、自動化加工等顯著優點，對提高產品質量和勞動生產率、實現加工過程自動化、消除污染、減少材料消耗等的作用愈來愈重要。激光加工主要應用在電子、汽車、機械制造、鋼鐵冶金、石油、輕工、醫療器械、包裝、禮品工業、鐘表、民爆、服裝、化妝品、煙草、航空航天等行業，而且應用范圍越來越擴大，在激光打孔、激光毛化、激光切割、激光焊接、激光熱處理、激光打標、激光雕刻等方面已得到廣泛應用。

　　全球工業激光市場需求審慎樂觀

　　據Longbow研究所馬克·道格拉斯的分析，相比去年此時的低謎而言，工業激光的市場需求相對積極，在制造業疲軟的大背景下仍具有中個位數增長。

　　工業激光市場需求相對積極,盡管有微小的減緩:從2Q12看來市場需求普遍略弱于中期/高速發展期。從地域上來說，美國市場增速中平(低于2Q12);而中國市場正處于高個位數增長(高于2Q12);德國和法國市場略低于中/高個位數增長;墨西哥市場增長速度較快;而巴西由于汽車和八月市場的影響處于持續低迷的局面。一些受訪者表示，中國OEMs對激光切割和雕刻的需求有所增加,雖然不及美國在亞歐的市場需求。

　　主要技術動態：通過技術革新，低功率激光打標和雕刻保持比較穩健的需求(高個位數/高兩位數增長Y/Y)。2維激光切割有稍微見長的趨勢，但有廣泛的應用領域，適用于"異常值"在-20%到+25%Y/Y增長,這是道格拉斯致力于市場份額變化的研究結果。盡管預算緊縮，加工車間和普通的制造業對CO2和光纖激光技術仍比較感興趣，他們在投資時并沒有畏手畏腳。很多跡象表明，自十月份的EuroBlech(歐洲市場)和十一月中旬的Fabtech(美國消費者)之后，主要的投資決策會到來(或不來)。道格拉斯指出，時下競爭激烈的選舉限制了預算支出。

　　光纖激光市場持續被看好：光纖激光持續獲得人們認可并占有一定的市場份額;"相對于固體和CO2激光，當前產品結構更有利于光纖激光，"道格拉斯說。在2維切割應用中，光纖激光比預期更為迅速的被大眾所接受;這種狀況在2013年還將持續。他以IPG進軍航空領域的Q-CW激光(下文還將提及)為例,其性能相較于RSTI/Nufern的低功率激光能力和Trumpf’s的二極管激光輸出更加先進。

　　審慎樂觀的前景：毫不為奇，受廣泛持久的歐債危機的影響，歐洲終端市場(以德法為首)需求下降。從2Q12Longbow調查看來，美國市場前景"略有惡化"，也即正面評價減少，負面評價增多，盡管人們期望有中個位數增長，但會與2Q12打平。國際上,前景也趨于樂觀，盡管比上個季度的平均值為低/中個位數略低。

　　一些評論認為，汽車和石油天然氣對終端市場激光的需求最大，接下來依次為槍械、醫療和重型設備:

　　汽車制造業：激光在汽車制造業從低功耗的標記和雕刻到大功率的切割和焊接都有應用。道格拉斯表示，在美國和日本汽車制造業，光纖和固態激光器正越來越多地被用于切割和焊接工序。原因在于，為了實現高效燃油率，模型的轉換和更新，以及輕質材料(如熱印硼鋼)的使用。汽車激光市場的另一個趨勢是傳輸裝置的焊接從二氧化碳/碟片激光轉向光纖激光技術。

　　安全性、舒適性、節能和環保一直作為世界汽車工業發展的主題，激光技術作為現代汽車生產中的主要加工方法之一，其發展也主要是圍繞著這一主題并結合本專業的自身特點進行的。汽車工業是激光加工應用最多的領域之一。據有關資料統計，在歐美工業發達國家中，有50%-70%的零部件都是采用激光加工來完成的。

　　數個全球汽車生產商宣布"瘋狂"進行擴張，這或給工業激光器系統供應商造就更多的商機。

　　數十年以來，汽車行業一直都是采用工業激光器的主要領域(雖然是一種時富時貧的關系)，約安裝或運營3000臺工業激光器：切割和焊接車身以及車身蓋頂、焊接柴油機噴油器和氣囊引發器、車座遠程激光焊接、電動車激光焊接電池、微加工噴油器、激光器用于汽車主要組裝程序、接頭激光焊接，在這里僅舉數例。

　　四大全球性汽車制造商(豐田、戴姆勒、通用汽車和克萊斯勒)已經宣布在北美和歐洲擴張生產：

　　戴姆勒公司已經向芬蘭供應商華爾梅特汽車公司(ValmetAutomotive)提供超過100,000臺A級小型汽車的訂單，將在2013年至2016年之間完成生產。公司表示，到目前為止，公司已經收到40,000臺A級車的訂單，讓公司在德國拉施塔特和匈牙利凱奇蓋梅特的工廠全部投入生產，但是生產依然緊張(自從2012年7月以來，新款A級車就已經在德國拉施塔特開始組裝)。新款車型將定于今年九月中旬上市。華爾梅特汽車公司已經是戴姆勒公司的長期供應商，但是車的頂蓋業務是在德國和波蘭完成。

　　根據當地報道，克萊斯勒計劃在密歇根州底特律市的一個工廠投資1億9800萬美元，生產3.6升PentastarV6發動引擎，已經在克萊斯勒Dodge和吉普車品牌的11種車型中使用了功率更高更節能的發動引擎。

　　豐田汽車制造加拿大公司(TMMC)表示，公司將投資1億美元來增加在加拿大安大略湖劍橋工廠生產Lexus汽車的產能，這是公司在日本以外的唯一一個生產Lexus汽車的基地，到2014年，將產能從74000輛增加到104000輛(公司目前在加拿大的每年總產出超過500000輛)，其中包括15000輛RX450混合電力車。2月份以來，公司就一直宣布在美國和加拿大的總投資達到7.45億美元。

　　通用汽車加拿大公司(GeneralMotorsofCanada)表示，從2009年至2016年間，公司在加拿大將投入8.5億美元用于研發，其中包括研發輕質材料、機電一體化、軟件和通信。具體的目標是要在公司位于安大略湖奧沙華的加拿大工程中心(CanadianEngineeringCenter)投資先進的技術研究，并在"關鍵技術領域"加深與加拿大高校、研究機構和供應之間的技術研發合作。

　　對于這些公司在擴張計劃中如何與現有或新出現的工業激光器加工技術進行合作的細節仍然沒有披露。我們目前了解到的信息如下：

　　戴姆勒公司是在多款梅賽德斯奔馳(MercedesBenz)車型(C級車型保持激光焊接總長度最長的記錄)中使用激光焊接的主要公司。對于A級車型，我們知道戴姆勒公司主要是在不同部件的切割和焊接中用到激光器：變速桿圓頂的切割/焊接、切割輪廓和修孔、通過照相機系統和焊接裝置供給為汽車軸校準進行激光切割、切換機械手送料、和通過接收器和手動供給進行的加強圈。

　　在傳輸部件、空調部分和避震器以及發動機架部件等其他發動引擎附件方面，克萊斯勒是激光焊接的先驅。目前還不清楚這些是否應用于PentastarV6發動引擎中。

　　豐田主要是在不同的車身部件中使用激光焊接。但是，豐田也在側環和眾多組件的焊點中使用激光焊接。

　　通用汽車的著名之處在于，在奧沙華工廠中對B支柱(司機窗和乘客窗之間起到垂直支撐作用)和其他應用中使用激光焊接。

　　全球性汽車生產商繼續在工業應用中使用激光器，尤其是在一些如中國(2011年汽車產量達到1400萬輛，對他們來說是輝煌的一年)等新興起的國家和地區，增長勢頭繼續，這是工業激光器供應商的重大商機。這些全球性汽車巨頭的擴張計劃將會是對那些工業激光器供應商和工業激光器系統市場的額外恩惠。

　　農業：道格拉斯指出，在2013年的資本支出周期平衡階段，農業設備行業的激光市場將增長放緩。該行業正在逐漸引進光纖/碟片激光器。

　　石油/天然氣行業：原始設備制造商正大力投資于激光標記/雕刻系統。

　　醫療行業：激光市場需求也很大，尤其是激光打標,這在一定程度上得益于最近FDA的建議，激光能作為一個獨特的設備標識(UDI)系統;該方案預計在2013年4月份確立。

　　航空領域：該領域工業激光器市場需求相對平穩,關于試驗IPG的QCW激光器還存在一些爭議。大功率連續波激光器已被證明在模擬脈沖條件下"略勝一籌"，但比傳統的閃光燈泵Nd:YAG激光器更為昂貴。道格拉斯說，更便宜的是Q-CW激光器,盡管(在脈沖時激光達到高功率,但平均功率較低),似乎給光纖激光器替代Nd：YAG安裝基礎指出了一條明路。

　　國內外工業激光現狀與趨勢分析

　　一、國外工業激光現狀與趨勢

　　國外以美、德、日為代表的幾個發達國家在激光加工產業領域的發展速度驚人，它們在主要的大型制造產業，如汽車、電子、機械、航空、鋼鐵等行業中基本完成了用激光加工工藝對傳統工藝的更新換代，進入"光制造"時代。激光在工業制造中所顯示出的低成本、高效率以及應用的巨大潛力，成為世界主要工業國家間互相競爭的動力，紛紛將激光技術作為本國重要的尖端技術給予積極支持，加緊制定國家級激光產業發展計劃。美國通過其"精密激光機械加工(PLM)協會"來激勵其新工藝技術的發展，力求使美國工業激光器技術在世界上處于領先的地位，并在世界市場中獲得較大的份額。德國在1994年-2002年制訂了國家激光發展計劃，促使德國激光器和激光工業應用后來居上，位于世界領先地位。激光設備在德國汽車和機械制造中的廣泛應用，使其在這些領域內的競爭能力近年來得到顯著提高。并制訂了德國"2002-2006光學促進計劃"，將激光技術作為重中之重，認為未來所有制造加工業中有12%以上的加工工藝需要用激光技術來替代。除此之外，英國"阿維爾計劃"、日本"激光研究五年計劃"，甚至俄羅斯、韓國、新加坡、印度也制訂有專門的激光技術發展計劃。

　　根據國際激光行業權威刊物《LASERFOCUSWORLD》每年發布的統計資料表明，全球激光器產業市場發展迅猛，激光產品銷售每年平均以高于10%的速度增長，并呈現出加速增長的趨勢。

　　激光工業裝備制造企業由研究型的單臺特種設備制造企業，發展到標準化、規模化生產的跨國公司。國外許多知名激光企業均通過兼并重組快速發展壯大。德國通快公司(Trumpf)通過兼并、重組，成為擁有7家從事激光產品生產的企業，成為當今世界上激光裝備制造產業的霸主。美國相干公司(Coherent)在2001年初將醫療激光集團出售給以色列ESC/Sharplan公司后，購買了幾家從事工業激光產品制造的公司，專著于工業激光領域的技術研究和產品開發。這些大型企業的形成，一方面推動了激光應用技術與產業走向新的發展階段，另一方面也表明這些廠商正在謀求規模化發展，提升激光設備的性能價格比，以便壟斷市場。

　　國外工業激光的發展趨勢體現在以下幾個方面：

　　1、鮮明的產品差異化特色，核心競爭力明顯

　　鮮明的差異化產品特色也成為國外著名激光企業的核心競爭力。典型代表有：德國Trumpf公司生產的高功率軸快流CO2激光器和碟片激光器及其加工系統、德國Rofin公司生產的板條激光器、Synrad公司的射頻激勵連續中小功率激光器、Coherent公司的射頻激勵脈沖中小功率激光、美國PRC公司的軸流CO2激光器、IPG公司的光纖激光

　　2、新的應用領域不斷拓展延伸

　　發達國家激光技術新應用開發速度驚人，它們在主要的大型制造業，如汽車、電子、機械、航空、鋼鐵等行業中基本完成了用激光加工工藝對傳統工藝的更新換代，進入"光制造"時代。由于激光具有高的時間及空間分辨率，在需要高度精密加工的場合得到進一步推廣和應用，如電子、半導體、微納機械制造、生物、環保等行業。

　　3、產業鏈專業分工越來越細

　　國外激光產業發展的一個顯著特點是產業鏈專業化分工越來越明細，相關器件達到了同行業最高水平，打造了一個完善的激光產業鏈。

　　美國的II-VI公司和德國的Kugler公司成為激光器光學鏡片的著名專業供應商，產品覆蓋全球。

　　德國Fraunhofer、Nutech研究所、漢諾威激光研究所、慕尼黑技術大學的IWB研究所是國際上進行激光技術應用開拓研究的專業機構，其研究開發的激光切割、焊接、熔覆、激光再制造等方面的工藝成果已廣泛應用在奔馳、寶馬、奧迪、大眾等汽車公司和空客飛機公司。

　　德國Trumpf公司的系列軸快流CO2激光器產品中的射頻電源和Rofin公司系列板條CO2激光器中射頻電源、美國PNA公司CP系列激光器中的高壓開關電源均由專門的電源公司為其提供。隨著半導體激光器的普及，也誕生了Lumonics等幾家著名的電源專業配套公司。

　　德國Precitec、HighYAG、LaserMech、Laserline、Fraunhofer和Scansonic專等專業公司開發的激光切割頭、焊接頭和專用熔覆頭成為各激光加工裝備制造商的首選核心器件。

　　德國Siemens、日本Fanuc和西班牙Fago等專業公司開發的激光加工數控系統成為激光加工裝備制造行業的壟斷產品。

　　4、傳統激光器向高功率發展，新型激光器不斷涌現

　　隨著技術的進步和對高效率和高利潤的不斷追求，傳統的氣體和固體激光器逐漸向更高的功率和更高的性價比方向發展。如德國Trumpf推出的萬瓦級軸快流CO2激光五軸切割、焊接和表面處理系統是這一發展趨勢的典型代表。

　　美國、德國和日本成為新型激光器研發的主力軍，新型激光器也成為推動激光產業發展壯大的核心。光纖激光器、半導體激光器、紫外激光器等新型激光器產品相繼出現并日趨成熟。主要發展方向是高功率、高光束質量、高可靠性、高智能化、固態化和低成本。高亮度大功率半導體泵浦固態激光器、紫外激光器、超短脈寬固體激光器(皮秒和飛秒)成為未來新型激光器發展的重點。

　　二、國內工業激光現狀與發展趨勢

　　我國激光技術研究與國外同時起步，是當時與國外技術差距最小的高科技領域。在國家"六五"至"十一五"科技項目的支持下，逐步形成了以華中科技大學和中科院四大光機為典型代表的研究機構，在激光器的一些核心技術研發上已形成較全面的技術成果，形成了5個國家級的激光技術研究中心。其中，激光技術國家重點實驗室、激光加工國家工程研究中心、武漢光電國家實驗室(籌)和最早開設激光學科的華中科技大學均坐落在武漢，成為我國激光技術的發源地。

　　我國激光加工產業一直呈指數增長，目前我國已經形成華中、珠三角、長三角、環渤海四大激光產業帶，有21個省市、地區生產和銷售激光設備，常年有定型產品生產和銷售，并形成一定規模的企業有200家左右，以激光產品為主業的上市公司有兩家。2008年全國激光產業銷售總額達到了80億元。

　　中國工業激光的發展也正在緊跟國際發展的趨勢，主要體現在：

　　1、通過上市融資，龍頭企業正在形成

　　中國第一個以工業激光為主打產品的上市公司是華工科技股份責任公司，2005年深圳大族激光公司緊跟著成為第二家工業激光上市企業。華工科技以生產高端的激光工業設備為主，大族激光以生產量大面廣的低端激光工業設備為主。但大族激光通過2008年再次融資9億元，目前正在向高端激光工業設備進軍。2009年華工科技股份責任公司也實現了再次融資4.58億元，將主要投向5個項目：高檔數控等離子切割機生產線建設項目、先進固體激光器產業化項目、激光特種制造裝備、半導體材料激光精密制造裝備以及激光加工工藝研發中心建設項目。

　　2、走國際合作道路和引進高層次人才，核心競爭力正在形成

　　為應對市場競爭，中國工業激光企業必須形成自己的核心競爭力，以抗衡國外激光工業設備大量進入中國的現狀。深圳大族激光公司正在建設激光研究院，聘請國內外知名激光專家進行研究工作，并聘用了曾在德國Rofin公司長期工作的呂啟濤博士為公司的技術老總。華工科技公司也引進了閻大鵬博士，開發生產出了光纖激光器。武漢法利萊激光公司收購了澳大利亞激光企業，提升了激光切割機的技術水平。武漢華俄激光公司引進了俄羅斯的固體激光切割機技術，在國內首次成立了中俄合資的激光公司。

　　3、國民經濟支柱行業正在加大使用激光制造設備的力度

　　武漢鋼鐵公司正在建設"激光加工工藝研究中心"，并與激光企業聯合開發激光冷軋板拼焊設備、東風汽車公司越來越重視轎車車身的激光焊接、南車集團也開始將激光設備用于火車制造、武昌造船廠已購買多臺激光切割機。

　　4、中國激光產業鏈正在形成

　　隨著市場的不斷擴大，中國激光企業正在尋求自身的定位，逐步在形成產業鏈。如北京卓立漢光專門生產激光調節支架、廣東許多中小企業專門生產激光設備的機箱、河南南陽生產氣體激光器的風機、湖北老河口生產大型激光工作臺、成都東駿激光公司專門生產固體激光晶體。

　　5、新一代工業激光器正在受到激光企業的重視

　　為在競爭中立于不敗之地，國內龍頭企業正在開發新一代工業激光器及其應用裝備：光纖激光器、紫外激光器及其精密加工設備、大功率半導體激光器及其焊接、熱處理設備、高功率碟片激光器及其焊接設備、高功率氣體激光器及其切焊組合設備等。

　　我國制造業正積極轉型，這將帶動激光產業的發展。例如：目前鞍山和溫州都在積極建設激光及光電產業園。光電子產業作為新興產業，將引領產業變革!