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一目了然:多組對比數據,告訴你全球光纖激光器的行業現狀!

導讀:一目了然:多組對比數據,告訴你光纖激光器的行業現狀

眾所周知,光纖激光器已成為全球主要的工業激光器之一。相比於半導體激光器、固體激光器和CO2激光器,光纖激光器在全球工業市場的佔有率已超過50%。

全球工業激光器銷售額穩步增長(單位:億美元) (來源:Industrial Laser Solutions)

上圖是根據Industrial Laser Solutions在1995~2015年期間,每年公布的全球工業激光器銷售額數據整理出的增長趨勢圖。從圖中可以看出,除了2009年金融危機時期,銷售額有所下降外,從1995年起的這20年間,工業激光器一直保持著穩定增長,尤其是自2012年之後,漲幅增大。這其中最重要的因素,就是光纖激光器市場份額的大幅增長。

數據顯示,2010年時,光纖激光器只佔當年全球工業激光器銷售額的11%,但是到了2015年,光纖激光器就已佔到全球市場份額的50%以上。

根據IPG 公司公布的2017年第一季度財報(截止至3月31日)顯示,光纖激光器的增長再次獨領風騷。IPG實現同比增長38%。中國市場尤為明顯,一季度同比增長89%,激光切割和焊接的應用需求增長迅速。

光纖激光器件

全球光纖激光器件市場規模呈現出不斷擴大的態勢。

從2012年的2.34億美元不斷增加到2016年的5.2億美元,年複合增長率為22.09%。

根據預計,2018年光纖激光器件市場規模將達到6.40億美元,約40億人民幣。

2012~2016年,全球光纖激光器件市場規模不斷擴大 (數據來源:公開資料整理)

工業和軍事應用,助力光纖激光器快速發展

工業應用

以前在板材加工領域主要使用沖床和等離子切割,其中薄板材使用沖床,厚板材就採用離子切割。然而隨著光纖激光技術的不斷發展,光纖激光切割對傳統加工技術和CO2激光加工產生巨大的衝擊。

相比於傳統沖床加工,光纖激光是非接觸式加工,產生的應力較小,雜訊低,完全可以對鋁、銅等高反性材料進行批量加工;相比於CO2激光加工,光纖激光的電光轉換效率達到40%,耗電量僅是CO2激光器的1/3,加工速度提升了2~3倍。

僅僅5~6年的時間,光纖激光器就憑藉著各種技術優勢掀起了一場激光切割的技術變革。如今,4 kW光纖激光器的需求不斷增加,應用領域也開始慢慢向汽車、船舶、航空航天等基礎領域滲透。

軍事應用

20世紀80年代末,雙包層光纖和包層抽運技術的廣泛應用,使大功率的光纖激光器的製作成為現實,並迅速拓展至軍事領域。如今,光纖激光器已是戰術激光武器的首選光源。

目前, 美軍已將光纖激光器廣泛應用於機載激光系統、先進戰術激光系統、激光「復仇者」、激光區域防禦系統、「空中哨兵」等激光武器系統的測試中, 展現了其良好的發展前景。除此之外,還有德國、日本、英國等。

國外巨頭洗牌重組 光纖激光器行業競爭加劇

從工業領域來看,IPG公司在全球高功率光纖激光器的市場佔有率仍處於絕對領先地位,市場佔有率超過60%。但是未來,不會是IPG一家獨大,因為其他激光行業巨頭通過併購一些光纖激光器公司,已成功進入光纖激光器領域

2016年,美國Coherent公司收購了高性能工業激光光源和激光解決方案及器件廠商ROFIN,而ROFIN此前又收購了美國特種光纖廠商Nufern、半導體激光器廠商DILAS和瑞典專業從事光纖產品的Optoskand公司。由此可見,通過併購,Coherent已經形成了良好的垂直整合能力。

此外還有德國TRUMPF收購英國光纖激光器製造商SPI、英國的JK激光公司,成功進軍高功率光纖激光器領域;美國JDSU公司與日本金屬加工機床製造商Amada合作開發功率高達4kW的光纖激光器;美國nLight公司收購芬蘭特種光纖製造商LIEKKI。

由此可以預見,高功率光纖激光器行業競爭愈演愈烈。

國內市場成績可喜 國產化進程加速

2016年國內光纖激光器市場增長較大。根據中國光學學會激光加工專業委員會的統計,2016年國內中小功率光纖激光器的產能達7.4萬台,有近8萬台的小功率光纖激光器、約12000台中功率光纖激光器和不少於2200台的高功率光纖激光器(這裡的高功率指2000 W以上功率)進行了市場裝機。

2013~2016年國產光纖激光器產能情況 (來源:中國光學學會激光加工專業委員會)

而國產中功率光纖激光器在2016年的銷量達到4000台,相較2015年的1800台,翻了一番多,預計2017年國產光纖激光器的銷售量可以再翻一番,超過8000台,同時市場佔有率超過50%。

2014-2016年國產中功率光纖激光器裝機量情況 (來源:中國光學學會激光加工專業委員會 )

我國是世界最大的工業激光器市場,佔全球市場的24%,不僅國外企業紛紛把我國作為重要的戰略市場,本土企業也厚積薄發,國產化進程加速。武漢銳科、上海飛博、深圳創鑫、中科院上海光機所、西安光機所等一批國內主流的光纖激光器生產企業已開始發力,有個別企業已開發出萬瓦級高功率光纖激光器。

但是我們仍然需要清醒地認識到,從光纖激光器的產能和市場佔有率來看,我國在規模上都有較大突破,但國產光纖激光器的品質與國外同類產品相比,仍存在較大差距。同時,80%的高功率光纖激光器需要依靠進口,高校和科研院所的研發實力雄厚,如何將科研成果與企業生產無縫銜接,是值得我們深思的問題。

從光纖激光器的組件來看,抽運源封裝、抽運耦合器、激光合束器、特種光纖、激光傳輸組件已實現國產化,並全面應用到中、高功率批量化產品中,例如可進行抽運源封裝的西安炬光科技、從事特種光纖生產的武漢長飛光纖光纜,都是國產企業的佼佼者,但是高功率光纖光柵和高功率光閘幾乎全部依賴進口。在國內光電產品彙集較為全面的光電匯網站中,單「光閘」一項是沒有任何產品在線的,也證明了這一點。

國內市場需要的高功率光閘全部來自瑞典的Optoskand公司。這也就能解釋為何我國下游企業的產能增長不快。我國企業的產能受制於國外企業的產能,喪失了主動性,嚴重製約了我國國產高功率光纖激光器的發展。可喜的是,我國已經意識到其嚴重性,開始積極布局。希望在未來2~3年內,我們能夠看到一些產業成果。


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