
作為國內(nèi)最早從事光纖器件和半導(dǎo)體材料研究、開發(fā)、生產(chǎn)的單位之一,中國電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所(以下簡稱中電46所)是目前唯一一家軍用電子材料研發(fā)生產(chǎn)單位,在砷化鎵、硅、鎘化鎵等電子材料方面處于世界一流水平。目前已經(jīng)成功推向市場的激光器型號(hào)有抗高反型500W、800W、1000W和1500W等系列產(chǎn)品。
在本期中,我們邀請(qǐng)到46所的光纖事業(yè)部副主任黃榜才先生,一起來聽聽他對(duì)該激光技術(shù)及產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展有哪些話要說。
積跬步至千里:逐步攻克國產(chǎn)化瓶頸
近年來,光纖激光器技術(shù)正在變革工業(yè)材料加工,并憑借其自身的高光束質(zhì)量、設(shè)計(jì)緊湊簡單、轉(zhuǎn)換效率高、可靠性強(qiáng)、用壽命高、免維護(hù)運(yùn)行等優(yōu)勢(shì)在現(xiàn)有市場應(yīng)用中逐步取代更多傳統(tǒng)的激光器加工方式。正是由于其在材料加工領(lǐng)域的卓越表現(xiàn),促使產(chǎn)品在這兩年內(nèi)呈現(xiàn)出爆炸式發(fā)展,復(fù)合增長率(CAGR)現(xiàn)已超過25%。
“我認(rèn)為,光纖激光器未來的技術(shù)發(fā)展方向和趨勢(shì)會(huì)緊貼市場需求,目前市場對(duì)中低功率光纖激光器的需求量正在快速增加,未來幾年會(huì)對(duì)5kW級(jí)以上的產(chǎn)品需求迅猛提升,在產(chǎn)品的具體功能上也會(huì)提出更高的要求,比如防高反性能、全封閉、光電轉(zhuǎn)換效率更高等方面?!秉S榜才表示。
另外他指出,經(jīng)過國內(nèi)這幾年的迅速發(fā)展,光纖激光器在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的量產(chǎn)及國產(chǎn)化等方面已邁出了重要一步,但仍有很多因素制約產(chǎn)品的持續(xù)發(fā)展。就上游原材料及部分核心光器件等領(lǐng)域看,國內(nèi)還是較為依賴國外進(jìn)口。未來,加快研究泵浦源的芯片、增益光纖、光纖光柵;以及大模場、高摻雜、高光束質(zhì)量的光纖等都是光纖激光器技術(shù)領(lǐng)域亟需攻克的難點(diǎn)。
在之前發(fā)布的“十三五”科技創(chuàng)新規(guī)劃先進(jìn)制造規(guī)劃中指出:要開展超快脈沖、超大功率激光制造等理論研究,突破激光制造關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)高可靠長壽命激光器核心功能部件、國產(chǎn)先進(jìn)激光器以及高端激光制造工藝裝備,開發(fā)先進(jìn)激光制造應(yīng)用技術(shù)和裝備。由此可見,激光核心器件國產(chǎn)化已勢(shì)在必行。
以創(chuàng)新贏得競爭先機(jī)
在產(chǎn)品創(chuàng)新方面 ,中電46所始終不遺余力。據(jù)黃榜才介紹,針對(duì)高反材料對(duì)激光加工造成的技術(shù)挑戰(zhàn)問題,該所已于2016年向市場推出了一款凝聚其多年技術(shù)儲(chǔ)備的800W單模連續(xù)抗高反型光纖激光器。
這款摻鐿連續(xù)光纖激光器采用全光纖化設(shè)計(jì),具有抗高反性能,在切割鋁、銅等高反射性金屬材料方面展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),與國內(nèi)外其他廠家同規(guī)格激光器相比,其切割效果、切割速度等也具有很大的突破。具體來看,其創(chuàng)新點(diǎn)首先包括抗高反性強(qiáng),突破了高功率激光器在回光功率上的屏障;其次,33%以上的高光電轉(zhuǎn)換效率確保其能維持長時(shí)間的穩(wěn)定工作。此外,創(chuàng)新的冷卻方式以及光路處理工藝顯著提高了產(chǎn)品的使用壽命和可靠性,每臺(tái)出廠的激光器均經(jīng)過72小時(shí)的滿功率老化測(cè)試,各項(xiàng)穩(wěn)定性指標(biāo)均超過同類產(chǎn)品。
“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)高效鏈接產(chǎn)業(yè)鏈
如今, “云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)”等技術(shù)與現(xiàn)代制造業(yè)的有機(jī)結(jié)合在幫助企業(yè)不斷創(chuàng)新以及構(gòu)建更強(qiáng)大的制造和商業(yè)模式等方面已發(fā)揮出顯著的效應(yīng)。這一點(diǎn)對(duì)于激光行業(yè)及企業(yè)而言也不例外。
在黃榜才看來,從物聯(lián)網(wǎng)到云計(jì)算再到如今的大數(shù)據(jù),互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代催生出的新商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)形態(tài)使人們的生活方式發(fā)生了革新性的變化,也給企業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn),以前是企業(yè)生產(chǎn)什么市場用什么,而現(xiàn)在則是市場需求驅(qū)動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)什么。
“我所光纖激光器板塊充分利用科研優(yōu)勢(shì),建立與激光裝備企業(yè)、激光設(shè)備應(yīng)用終端用戶、上游核心器件供應(yīng)商四者之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),將裝備企業(yè)和終端用戶在應(yīng)用過程中的數(shù)據(jù)和問題進(jìn)行積累和分析,及時(shí)有效的解決使用端的問題。同時(shí),我們不斷提升數(shù)據(jù)庫信息容量和分析能力,推進(jìn)了與上游供應(yīng)商間的垂直合作,不斷優(yōu)化產(chǎn)品品質(zhì),使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中各企業(yè)都能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)專長?!彼告傅纴?。
加速高端核心技術(shù)的攻關(guān)步伐
黃榜才表示,目前激光產(chǎn)業(yè)無論在中國還是在全球都處于成長期,技術(shù)產(chǎn)業(yè)化效率非常高,新產(chǎn)品的周期短,市場變化也非???。當(dāng)回顧2016年中國激光行業(yè)整體發(fā)展情況時(shí),他表示印象深刻的是看到中國一批新興的激光企業(yè)進(jìn)入了資本市場,如聯(lián)嬴激光、蘇州天弘激光等;另一個(gè)主要變化是行業(yè)并購與整合明顯加快,如相干與羅芬合并、航天四院收購武漢銳科、瑞士百超收購迪能激光等眾多案例。
在談到中國高端激光裝備制造面臨的核心技術(shù)挑戰(zhàn)以及與歐美強(qiáng)國的差距問題時(shí),黃榜才指出:“受‘價(jià)格戰(zhàn)’影響,產(chǎn)品利潤低,給中國激光裝備企業(yè)的持續(xù)生存發(fā)展帶來很大制約,許多企業(yè)投入研發(fā)費(fèi)用大打折扣,導(dǎo)致其高端產(chǎn)品的發(fā)展步伐放緩,尤其在高端設(shè)備的核心器件技術(shù)研發(fā)方面,如高性成套能控制系統(tǒng)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高功率光源等。因而,如何提高這些核心器件的自主研發(fā)能力和加速產(chǎn)業(yè)化是國內(nèi)激光高端裝備領(lǐng)域面臨的重要技術(shù)挑戰(zhàn)?!?br/>
“除此外,還應(yīng)具備技術(shù)發(fā)展的前瞻性,前期趕不上,現(xiàn)在跟不上,未來只會(huì)漸行漸遠(yuǎn),所以一定要站在前沿技術(shù)的角度把脈未來;另一個(gè)就是高端市場的培育,我們不僅要有好的產(chǎn)品,更需要良好的市場環(huán)境,以提高整體品質(zhì)。國內(nèi)眾多的激光裝備企業(yè)進(jìn)入資本市場后,在得到強(qiáng)大的資金保障的同時(shí)應(yīng)該加快研發(fā)合作,引入專業(yè)高端技術(shù)人才,與上下游企業(yè)共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?!彼a(bǔ)充道。
“如今,激光產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成相對(duì)完整、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈分布,上游包括激光材料及配套元器件,中游主要為各種激光器及其配套設(shè)備,下游則以激光應(yīng)用產(chǎn)品、消費(fèi)產(chǎn)品、儀器設(shè)備為主。隨著‘中國制造2025’的深化以及轉(zhuǎn)型升級(jí)的加劇,2017年激光產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)將保持與國際先進(jìn)水平同步的發(fā)展態(tài)勢(shì),重點(diǎn)突破關(guān)鍵技術(shù),解決制約我國激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸?!?/p>