我国激光产业现状分析

2013-09-29 admin1 250

  本世纪头20年,是我国经济社会发展的重要战略机遇期,也是科学技术发展的重要战略机遇期。要以邓小平理论、“三个代表”重要思想为指导,贯彻落实科学发展观,全面实施科教兴国战略和人才强国战略,立足国情,以人为本,深化改革,扩大开放,推动我国科技事业的蓬勃发展,为实现全面建设小康社会目标、构建社会主义和谐社会提供强有力的科技支撑。

  未来15年,我国科学技术发展的总体部署:一是立足于我国国情和需求,确定若干重点领域,突破一批重大关键技术,全面提升科技支撑能力。本纲要确定11个国民经济和社会发展的重点领域,并从中选择任务明确、有可能在近期获得技术突破的68项优先主题进行重点安排。二是瞄准国家目标,实施若干重大专项,实现跨越式发展,填补空白。本纲要共安排16个重大专项。三是应对未来挑战,超前部署前沿技术和基础研究,提高持续创新能力,引领经济社会发展。本纲要重点安排8个技术领域的27项前沿技术,18个基础科学问题,并提出实施4个重大科学研究计划。四是深化体制改革,完善政策措施,增加科技投入,加强人才队伍建设,推进国家创新体系建设,为我国进入创新型国家行列提供可靠保障。

  我国科学和技术的发展,要在统筹安排、整体推进的基础上,对重点领域及其优先主题进行规划和布局,为解决经济社会发展中的紧迫问题提供全面有力支撑。

  重点领域,是指在国民经济、社会发展和国防安全中重点发展、亟待科技提供支撑的产业和行业。优先主题,是指在重点领域中急需发展、任务明确、技术基础较好、近期能够突破的技术群。确定优先主题的原则:一是有利于突破瓶颈制约,提高经济持续发展能力。二是有利于掌握关键技术和共性技术,提高产业的核心竞争力。三是有利于解决重大公益性科技问题,提高公共服务能力。四是有利于发展军民两用技术,提高国家安全保障能力。

  在中华人民共和国国务院发布的国家中长期科技发展规划纲要(2006-2020)中,激光技术作为一个独立分类被重点提出。在过去的几年里,我国激光产业已经形成了一定规模,并且构成了几大产业集群。同时在激光前沿技术方面屡有突破,形成自己的竞争力。这些都离不开国家政府对于激光技术的大力扶持,接下来OFweek激光网带你简单回顾我国激光产业发展情况。

  一、中国激光产业情况简单介绍

  1、中国激光加工产业主要市场

  激光加工产业在国内市场广泛。中国是制造业大国,国内加工设备将逐步升级,激光设备行业的发展将更为迅速。特别是汽车、半导体和电子制造产业的发展使中国的激光市场极具潜力。

  国内已出现多家从事研制、生产和经营激光器和激光加工设备的研发机构和企业。至今已有5个国家级激光技术研究中心,10多个产品研发机构。已有100多家从事激光加工的制造企业,其中一些是由激光技术应用研究所建立的,另外一些是新兴的私人拥有的民营激光公司,主要分布在武汉、上海、江苏、北京、西安等省市。这些公司已成为国内激光加工市场的主力,他们制造的工业激光器、元器件和激光加工系统(激光标记、划线、微调、切割、焊接、表面处理、微加工、直接成型)约占国内总市场90%以上份额。

  与国际上激光加工系统相比,我国的激光加工系统差距甚大,仅占全球销售额的2%左右。主要表现为:高档激光加工系统很少,甚至没有;主力激光器不过关;微细激光加工装备缺口较大等。我国的一些生产企业正在积蓄力量稳步进入,市场有很大的发展空间。

  激光加工设备主要出口对象

  2003年至今,我国激光设备出口持续保持增长势头,主要出口到香港、韩国、印度等国家和地区。2007年出口总额已超过4.6亿元人民币,同比增长 84%。考虑到国内激光设备在国际市场具有明显的成本优势以及产业转移与技术的进步等综合因素,国内激光设备出口形势将持续增长。

  激光加工设备主要出口产品结构

  海外市场从国内进口的激光设备主要应用于激光切割、打标、雕刻、焊接等领域。最热门的当属激光切割机,高达31%;激光打标机和雕刻机持平,各占24%;激光焊接机占据10%,提升潜力巨大;其他激光设备占据11%,主要应用于热处理微加工等领域。

  2、中国激光医疗产业主要市场

  由于近几年激光医疗技术在我国迅速普及,以及政府对医疗基础设施投入的增加,2010年后我国激光医疗设备市场增长迅速。最新市场调研数据显示,2010年我国激光医疗设备市场规模为29.1亿元人民币,同比增长21.3%。在仪器类型方面,除了激光手术治疗设备占有超过57%的市场份额之外,激光美容设备与激光诊断分析仪器所占市场份额比2009年有所增加,分别为23.2%与9.6%。

  3、中国激光产业大型企业

  国内各大激光企业可谓各有所长。比如大族激光以生产激光打标设备出名,国内市场占有率高达70~80%;楚天激光则擅长研发和生产激光医疗设备,国内市场占有率约50%;团结激光则见长切割设备。

  国内激光产业主要上市企业

  4、中国激光器主要研发机构

   国内激光器主要研发机构

  迅速发展的中国激光产业

  2011年,中国工业激光市场总金额达到19亿美元,比2010年增长了25%,是历年来增长最快的速度;激光技术应用的扩大,以及下游产业的增长,为中国激光市场提供了高速发展的动力。

  2010年,中工业激光设备市场产值达7.35亿美元,其中大功率的激光设备产值占七成,低功率的激光设备则占三成左右。2001至2010年该行业的复合年均增长率为21.7%。

  市场对大功率的激光设备如应用于金属切割和焊接等需求不断增加,而低功率的激光设备被发掘应用于更多不同的产业,如家具和服装行业等,低功率的激光设备市场潜力不亚于大功率的激光设备。

  随着中国制造业升级,高精度的加工工序必须使用激光加工设备才能够完成,大量传统加工生产设备面临升级换代的迫切任务将加速中国激光加工市场的发展。

  二、我国主要的激光产业集群

  1、武汉光谷

  激光加工无疑是高新技术中的独特技术,这样一个独特领域,在一个地区就有近50家企业、近10万人从事激光技术及产业化、激光加工应用、激光相关配套等产业,在世界范围内恐怕都是独一无二的。湖北省武汉市激光企业的“高浓度” 同样受到世界的关注。由于湖北省激光科研和产业的良性互动,科研和产业都在不断发展,在20世纪90年代末,湖北省在全国首次提出了在武汉市建设全国光电子产业基地――中国光谷。现在武汉在激光加工技术和产业化领域具有完备的产、学、研国家级基地。产业化基地――三个产值过亿元的企业(华工激光、团结激光和楚天激光)、技术源头创新基地――武汉光电国家实验室(含激光技术国家重点实验室)、工程化创新基地――激光加工国家工程研究中心。

  在产业布局上,高功率激光加工(激光切割、焊接及表面处理等成套设备)占55%左右,中小功率激光加工(打标、雕刻等)占35%左右,激光医疗、美容等其他产业占10%左右。在激光产业化发展的20余年中,武汉激光企业在激烈的市场竞争中,通过互相学习,取长补短,逐步找到了自己的发展定位。

  现在,武汉的激光企业已逐步形成同存共荣,相互补充的良性循环。各个企业也根据自身的基础,发挥自身的特点,在市场的土壤里茁壮成长。激光制造企业的主要产品产业链正在形成。如华工激光公司目前将主打产品定位在大型重工业的激光加工成套设备上;武汉团结激光公司目前将主打产品定位在薄钢板的激光切割系统中;武汉华工恒信激光公司则将产品定位在高功率轴快流CO2激光器。现在,武汉市的激光企业有光学加工为主的、有精密机械生产为主的、有以激光器生产为主的、有以系统集成为主的,激光产品自身制造的产业链正在形成。像武汉华工激光、武汉楚天激光、武汉团结激光、武汉华工恒信激光公和武汉金石凯激光等的企业,在大功率激光器、激光加工设备、激光焊接设备、激光医疗设备及激光图像防伪等产品各具特色和优势,技术水平和市场占有率都在全国名列前茅,在国际上也具有一定的知名度,有着良好的市场基础,市场网络建设比较完善。

  光谷将建国内最大激光产业基地

  近日,光博会宣布成立光谷激光产业基金,预计规模10亿元。该基金将在光谷左岭新城打造全国最大激光产业园、首座激光主题公园,引领武汉激光走向千亿元产业。

  光谷激光产业基金由武汉高科、团结激光、楚天激光等六家企业发起成立,首期出资1.05亿元,预计规模将达10亿元。发起人武汉高科介绍,将以此基金打造5800亩、全国最大的激光产业园,并投资基地内激光项目,推动产业发展。

  预计5年内,一期工程将建成,吸引大批激光企业入驻。届时,园区科贸年生产总值将达300亿元,创税25亿元以上。

  同时,还将建设占地800亩的全国首座激光主题公园,集中展示神奇的激光技术。据悉,园区还计划模拟美国迪士尼或梦工厂,沿园内水系打造大型水幕或烟雾激光表演系统。

  据了解,目前武汉光谷已拥有大小激光企业50余家,激光产品占国内市场份额一半以上,居全国第一。

  2、温州

  激光与光电产业集群的推进,不仅仅是激光与光电产业的发展,更具有意义的是,它将为温州各个产业转型升级注入新的动力,特别是温州传统产业的实体经济提升。

  打造千亿激光光电产业集群

  11月9日,中国激光应用创新大会在温州举行。去年6月份,科技部决定在温州建设国家级激光与光电产业集群。有关人士表示,这是温州有史以来,第一次获得国家部委科技产业发展战略布局。

  激光和光电产业,是以光电技术为核心所构成的各类零件、部件、设备以及应用市场的总和。在2010年,我国市场规模突破2500亿人民币,而且10多年来一直保持两位数的高速增长。同在2010年,光电产业全球市场规模突破4000亿美金,到2015年有望超过1万亿美金,“光电产业是21世纪最具发展潜力和规模最大的产业”。

  温州的激光与光电产业主要集中在市区及周边的瑞安、苍南、乐清、永嘉等地,呈现集群发展态势,初步形成了以激光应用、光伏发电、LED照明、光通信为特色的产业链。

  目前,温州共有激光与光电企业80余家,其中高新技术企业32家。2011年,温州激光与光电行业的产值近300亿元,其中激光行业的制造激光元器件、激光器及激光应用设备等生产企业20多家,产值约10亿元。作为产业集群建设标志性工程的中国激光与光电科技创新园,规划用地1500亩,首期300亩正在落实, “今年要完成规划设计,争取明年6月份之前开工建设”,打造全球激光技术应用中心。来自温州科技部门的数据,“十二五”期间,温州激光与光电行业将新增投资260亿元,“预计新增产值将突破1000亿元”。

  千亿激光与光电产业集群的推进,作为一个具有广泛市场前景的新兴行业,给了目前经济形势下的温州实体经济巨大的想象空间。来自温州科技部门的消息,全市有60多家传统企业准备转型“进军”激光与光电产业。

  而此前,记者从第九届光博会国际激光产业论坛上获悉,年内,光谷将开建全国最大激光产业基地,并设立总额10亿元的激光产业基金,将激光产业打造成湖北省新的千亿产业。

  规划中的光谷激光产业基地位于左岭新城,总占地面积约5800亩,规模居全国首位。目前,已有楚天激光、团结激光、凌云光电、新特光电、华俄激光等企业意向入驻激光产业基地一期项目。

  基地一期工程预计5年建成,届时园区科工贸年生产总值可达300亿元,创税25亿元以上,吸纳关联激光高科技企业约800家,解决武汉市劳动力就业5万人以上,间接带动相关产业生产总值500亿元左右,最终基地将打造千亿激光产业链。

  湖北省高新技术产业投资有限公司、湖北团结高新控股有限公司、武汉楚天激光、凌云光电、武汉高科和新特光电公司共同签订了光谷激光产业基金协议。该基金作为激光产业的投资发展平台,注册资本为人民币1.2亿元,预计总规模为10亿元人民币。

  引导金融资本和民间资本投向

  推进激光和光电产业集群建设,为打造全球激光应用中心夯实基础。温州将设立激光与光电产业集群建设引导基金,引进专业风投机构,通过市场化运作与政府引导相结合的方式,引导民间资本、风险投资和政府扶持资金向激光应用产业集聚。

  据介绍,基金一期的规模为10亿元,其中政府引导基金1亿元,向民间募集资金9亿元,形成以财政科技资金为杠杆,社会资金、机构基金积极参与,实现专业化、市场化、国际化的管理与运作。组建科技金融服务公司,通过为“投、贷、保”联动,开展股权投资、科技银行、科技担保、知识产权交易所等科技金融结合工作,重点依托温州科技金融股权投资管理公司、温州科技担保公司、浙江省知识产权交易所等科技金融服务载体,引导金融资本和民间资本投向激光与光电产业集群。

  同时,加快激光技术应用,温州市财政每年安排2000万元,重点支持重大应用技术研究开发项目、示范企业购买先进激光技术与设备补助、应用加工站建设补助等。

  3、鞍山

  辽宁(鞍山)激光科技产业园是举全省之力建设的我国首个激光技术特色产业园,目标是建设一个集激光技术研发、应用和生产为一体的产业基地,争取5年内引进300个激光项目、投资300亿元,打造年销售收入1000亿元的国家级激光产业基地。

  激光技术是现代高新技术,是未来制造技术的发展方向,是鞍山市新兴产业的生长点。

  鞍山激光产业园的发展定位是以激光加工为生长点,以拓展激光应用为着力点,发展高端装备制造抢占制高点,通过国际合作引领原创点,重点发展以钢铁冶金、石油化工、汽车制造等为主要应用市场的激光加工领域,以激光切割、焊接、打标等为主要应用市场的激光成套设备领域,以及涉及激光晶体、非线性晶体、光学元件等激光材料与元器件领域和激光医疗、激光生物等行业应用的激光高端应用领域。形成可生产基础材料、核心部件、激光系统集成、激光装备及应用产品等比较完整的产业链,把鞍山市建成国内一流的激光及其应用产品研发、产业集聚和创业人才基地,实现中国激光产业的国际化。

  辽宁(鞍山)激光科技产业园通过8年至10年的努力,到2020年最终形成结构合理、技术先进和体系完备的激光全产业链,既有可生产关键激光材料及配套元器件的上游产业,又有可制造国际领先水平的激光器及其配套设备的中游产业,还有可规模化制造高档激光应用产品和消费产品的下游产业。争取5年内引进300个项目、投资300亿元,实现销售收入1000亿元的目标。到2015年,每年举办一次激光产业发展国际论坛;建设1至5个国家激光应用技术工程研究中心;引进10家国际领先的大学、科研院所等科研机构;培育100家激光产业创新创业企业及科技中介服务机构,申请国内专利200项,国际专利50项;参与制定激光器及相关装备的行业及国家标准。

  鞍山激光产业基础优秀。目前已经有许多家鞍山企业在从事激光产业,如鞍山科大激光工程公司、鞍山铭辉激光医疗科技公司、鞍山宏源自动化工程公司、鞍山庆隆机电公司和鞍山雷盛电源公司等。鞍山(国家)高新技术产业开发区与中国科学院等国内著名院所有着紧密的合作,并已经与哈尔滨工业大学、华中科技大学、东北大学和辽宁科技大学合作建立辽宁(鞍山)激光科技产业园激光应用技术研发与测试平台、高功率激光器件研发检测平台和激光先进制造技术研发测试平台等,为辽宁(鞍山)激光科技产业园区建设和企业发展提供强有力的技术和智力支持。

  鞍山市拥有科研院所69家、科研机构280个、研发中心60 个和产业化基地7个、国家高新技术企业80家,各级各类科技人才达24万人,钢铁、焦化、耐火等科研技术在国内外处于领先地位。辽宁科技大学和鞍山师范学院每年培养2万多名各类优秀人才。鞍山市已经与清华大学、北京大学、浙江大学、西安交通大学、辽宁科技大学和国家电科院等数十家高等院校建立了固定激光科研联系,成立了“中国科学院沈阳国家技术转移中心鞍山分中心”,已经有数十项创新技术成果达成转让或共同产业化协议。

  鞍山市的钢铁冶金和装备制造业非常发达,有利于把激光切割、焊接、打标和表面改性等加工应用技术与装备制造业结合起来,促进产业的快速发展和升级换代。中国激光产业未来发展和应用的市场在东北,而东北市场主要在以鞍山市为节点的辽宁中部城市群。

  目前,鞍山市已经有许多企业在从事激光产业,如鞍山科大激光工程公司、鞍山铭辉激光医疗科技公司、鞍山宏源自动化工程公司、鞍山庆隆机电公司和鞍山雷盛电源公司等。鞍山市与哈尔滨工业大学、华中科技大学、东北大学和辽宁科技大学合作建立辽宁(鞍山)激光科技产业园激光应用技术研发与测试平台、高功率激光器件研发检测平台和激光先进制造技术研发测试平台等。

  鞍山市拥有科研院所69家、科研机构280个、研发中心60个和产业化基地7个、国家高新技术企业80家,各级各类科技人才达24万人,钢铁、焦化、耐火等科研技术在国内外处于领先地位。辽宁科技大学和鞍山师范学院每年培养2万多名各类优秀人才。鞍山市已经与清华大学、北京大学、浙江大学、西安交通大学、辽宁科技大学和国家电科院等数十家高等院校建立了固定激光科研联系,成立了“中国科学院沈阳国家技术转移中心鞍山分中心”,已经有数十项创新技术成果达成转让或共同产业化协议。

  建设我国首个激光技术特色产业园,将壮大鞍山市工业规模实力,加速区域经济建设。同时,也是沿着鞍山集中式布局、集约化生产、集群化发展的工作思路,对鞍山市传统产业和新兴产业重新谋划布局,在传统产业优化升级的基础上培育和发展新兴产业,对鞍山转方式、调结构意义重大。

  经过多年调结构、转方式,鞍山市已经形成了柔性输配电、冶金自动化装备、光电等门类齐全、布局合理的工业体系。通过高起点谋划激光产业发展,完善园区基础设施建设,打造一流招商引资平台,围绕激光及其应用产业的发展,培植骨干龙头企业,统筹激光产业集聚发展,从而形成支撑鞍山市未来发展、在国内外具有影响力的光机电一体化产业集群。

  根据省政府安排,去年11月成立了由东北大学和辽宁科技大学共同组成的“辽宁(鞍山)激光科技产业发展规划”编制撰写小组,在省科技厅、市政府的组织下,先后赴北京、长春、哈尔滨、武汉、上海、广州、深圳等国内激光产业与技术先进地区交流与探讨,并征求了省、市领导与业内专家学者意见,经过40余次的修改,制定了“辽宁(鞍山)激光科技产业发展规划”。

  三、2013年国内激光产业一些进展

  1、深紫外激光领先世界

  深紫外固态激光源系列前沿装备项目日前通过验收,这标志着我国成为世界上唯一能够制造实用化深紫外全固态激光器的国家。这个由中国科学院承担的国家重大科研装备研制项目是如何完成的?新研发出来的这些装备又能承担什么样的科研任务?请看本报记者发回的报道。

  从源头开始的创新

  深紫外固态激光源系列前沿装备项目的成果很多,包括深紫外非线性光学晶体与器件平台、深紫外全固态激光源平台,以及基于这两个平台研制的8台新型深紫外激光科研装备。项目首席科学家陈创天、许祖彦都认为,深紫外项目的研制成功,得益于从源头开始的创新。

  从2008年3月在财政部专项资金的支持下设立这个项目,到今年9月通过验收,只有短短5年多时间。然而,如果从源头创新开始计算,已经过去数十年的光阴。

  上世纪90年代初,中科院院士陈创天的研究团队经过10余年努力,在国际上首先生长出大尺寸氟硼铍酸钾(KBBF)晶体。

  “长期以来,深紫外波段缺乏实用化、精密化激光源,制约了科研装备和前沿研究的发展。而KBBF晶体是目前唯一可直接倍频产生深紫外激光的非线性光学晶体。”深紫外项目工程总体部总经理、中科院理化所研究员詹文山说。

  之后,陈创天与激光技术专家、中国工程院院士许祖彦合作,开始摸索如何将KBBF制成激光源。

  “KBBF晶体是层状结构,难以切割,而要做到深紫外倍频又必须切割。”许祖彦说,由于晶体特殊,又非常薄,他们一开始失败了很多次,都没能做出可以产生200纳米内深紫外激光的激光源器件。“后来我们把晶体用棱镜夹起来,采用分子接触的光胶技术,终于解决了这个难题。”

  这个关键的使用器件——KBBF晶体棱镜耦合装置发明成功后,在国际上首次将全固态激光波长缩短至177.3纳米,获得中、美、日专利,使我国成为世界上唯一能够研制实用化、精密化深紫外全固态激光光源(DUV-DPL)的国家。

  作为光电子能谱仪的“心脏”,DUV-DPL相当于计算机的CPU。它效率高,体积小,以它为核心的系列装备,是目前空间、时间及能量分辨率最高的桌面分析仪器,在物理、化学、材料、信息、生命、环保、地质等学科领域均有重大应用价值。

  2、10kw光纤激光器世界第二

  光纤激光器作为目前最为活跃的激光光源器件,是在EDFA技术基础上发展起来的技术,它是激光技术的前沿课题。

  激光市场的竞争日益激烈。新技术、新应用以及现有技术的不断改进都在不断改变着市场的格局。诞生于60 年代,发展于90 年后的光纤激光器凭借着她的先天性优势不断地扩充自己的地盘,全面向光通讯、大功率激光加工、激光医学、生物技术扩张,特别是她在激光加工和光通讯方面的发展潜力,让业界叹为观止,这位市场的新宠或许会在未来的某一天取代传统激光器。

  3月,武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司携最新自主研发的10kw光纤激光器亮相慕尼黑上海光博会。这是锐科首次向市场正式推出10kw连续光纤激光器,它不仅证实了锐科已具备10kw光纤激光器的研发和生产实力,更是填补了国内该项技术的空白。

  该10kw光纤激光器具有高光束质量、高电光转换效率、免维护运行的特点,可广泛应用于远程焊接、焊接、切割、钎焊、热处理、岩石和混凝土钻孔等方面。据悉,目前世界上具备万瓦光纤激光器研发实力的公司(包括锐科)仅有2家。

  3、激光3D打印钛合金获国家科学技术一等奖

  2013年1月18日,国务院向“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”颁发国家技术发明奖一等奖。目前,这一技术在我国已经投入工业化制造,使我国成为继美国之后、世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形及技术的国家。

  更加令人欣喜的是,在性能上,根据公开的材料表明,我国已经能够生产优于美国的激光成形钛合金构件。成为目前世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造且付诸实用的国家。

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