近年來,國際環境複雜多變,動輒制裁禁運給科技行業的發展蒙上陰影。在這樣的背景下,掌握核心技術、實現國產替代成了科技圈共同的願景。就雷射行業而言,目前國產化趨勢明顯,從雷射切割機床(基本完成),到工業雷射器(加速追趕),再到泵浦源、晶片及其他核心元器件等(實現突破,開始追趕),呈現出一條清晰的、逐步趕超的國產化路線。
而正加速追趕的工業雷射器中,又以光纖雷射器的表現最為突出。數據顯示,2016年百瓦級的國產雷射器開始在市場佔主導地位(銷量超過50%),千瓦以上的國產雷射器銷量直到2019年才反超進口。2020年,萬瓦雷射器成了各廠家角力的焦點,光纖雷射器國產替代的趨勢也逐漸向萬瓦延伸,這一趨勢在各大展會上也有所體現。
工博會實況:國產萬瓦千帆競發
2020年9月15日,第22屆中國國際工業博覽會在上海開幕。在這場工業盛會上,國產萬瓦雷射器的身影可謂比比皆是:參展的國內光纖雷射器廠商基本都亮出了萬瓦雷射器,設備商裝配的國產品牌雷射器裝機量(不算展示機)也已基本接近進口品牌的數量。而實用功率最高的2萬瓦雷射器現場裝機7臺,其中IPG 4臺,國產品牌創鑫雷射則有3臺。
工博會現場裝機運行的五大萬瓦雷射器品牌
圖片來源:OFweek雷射網
展會上的裝機量雖不代表實際的市場佔有率,但也能一定程度上反應用戶對國產雷射器的信任與認可度。創鑫雷射品牌與市場負責人曾劍鋒在接受OFweek雷射網專訪時表示:「本次展會大家可以清楚地看到,海目星、普睿瑪、金強、亞威、龍雕都搭載了國產萬瓦雷射器發布自家切割類明星設備。客戶用行動投票,印證創鑫萬瓦級產品品質逐步得到了市場的認可。尤其值得一提的是,海目星展示的20kW光纖雷射器配的是100μ光纖,充分展示了創鑫雷射器對光束質量的保證,能夠為用戶帶來更快的加工速度和更好的加工效果。」
萬瓦應用:助力高端製造
自萬瓦雷射實現終端應用以來,就憑藉更強的加工能力、更高的加工效率而吸引眾多用戶的目光。隨著萬瓦雷射應用在時間的打磨下逐漸成熟,用戶的好奇與期待也逐漸變成認可和訂單。從創鑫雷射公布的數據來看,截至目前創鑫雷射已有超過300臺萬瓦雷射器在各類鈑金切割加工一線承擔生產任務,累計訂單超過400臺,其中20kW訂單超過50臺。
萬瓦雷射的應用在效率、質量和成本三方面都顛覆了傳統加工(甚至是中低功率雷射加工)的能力,極大地推動了製造業轉型升級的進程,進一步提升我國高端製造業的競爭力,並推動了雷射設備領域行業向超高功率快速發展。
曾劍鋒認為:「萬瓦級雷射器的誕生很好地解決了效率和質量之間的矛盾。雷射行業經歷幾次惡性競爭,全行業毛利率普遍下滑,終端用戶急需更高效率、更低成本、更高質量的設備工具。隨著12kW、15kW逐步普及,20kW走進終端,將進一步提升軌道交通、重型機械、房地產鋼結構等高端製造行業的生產能力。」
創鑫12kW雷射器助力基礎建設
圖片由創鑫雷射拍攝於 湖南株洲宏創機械 生產現場
目前,不少用戶及業內人士對國產雷射器的品質存在一定疑問,認為國產品質不如進口。為探究國產萬瓦雷射器的真實表現,OFweek雷射網在7月對銳科、創鑫的萬瓦用戶進行了調研,從用戶的反饋上看,國產萬瓦雷射器的進步非常明顯,儘管較進口還存在一定差距,但這些差距正在逐步縮小,呈現出良好的發展與趕超勢頭(詳見文章《一探究竟:國產萬瓦雷射器用得怎樣?未來路在何方?》)。
以雷射器為支點,推動全產業鏈共同發展
萬瓦雷射應用能夠大幅提升加工效率,拓寬應用範圍,但要確保萬瓦應用的穩定則離不開各種器件、配套設備的支持。目前就切割應用而言,功能部件的發展遠遠落後於雷射器的發展速度,這也制約了更高功率雷射應用的發展。
曾劍鋒表示:「創鑫雷射推出超過當下應用功率極限的雷射器,是希望以雷射器為支點,一方面推動下遊用戶探索更多的應用領域,另一方面則是推動上遊,甚至是整個雷射產業鏈的良性聯動,共同把萬瓦市場做大、做好。」
創鑫雷射自主研發核心光學器件
圖片來源:創鑫雷射
在核心元器件上,創鑫雷射始終堅持「器件先行」戰略,其在核心光學器件上不斷取得技術突破,是支撐其不斷佔領功率高地、保證雷射器高光束質量、高穩定性的關鍵。除「器件先行」戰略外,創鑫雷射還通過實施「整合致勝」的發展路線。曾劍鋒解釋說:「所謂整合致勝,是指創鑫雷射通過大量的實驗研究,設計出各器件所要的參數標準,並向供應商提出要求,協助國內各器件合作廠商共同突破超高功率技術難題。整個流程可以概括為創鑫設計-供應商製造-創鑫測試-結果反饋-再製造-再測試,直到性能滿足我們的要求。通過反覆錘鍊,在保證萬瓦雷射器品質的同時,也提升了元器件適配更高功率需求的能力。這種垂直整合生態鏈模式會促進包括國產晶片、國產光纖在內的所有上遊供應的全面升級,同時推動雷射切割頭、操作軟體、雷射設備系統等周邊配套不斷向創鑫雷射最新的萬瓦級雷射器產品靠攏。」
總結:產業聯動構建雷射生態循環
眼下,國產雷射器在中低功率雷射市場已基本替代進口產品,萬瓦以上的國產崛起和替代進口也是必然趨勢。在此趨勢下,創鑫雷射一馬當先,引領甚至超前推出更高功率的工業雷射器,必將加速推動萬瓦以上雷射器市場的國產化進程。
對現在的雷射產業鏈而言,2萬瓦以上的整體配套不成熟制約了更高功率應用的落地。創鑫雷射以破局者的身份,引領了光纖雷射器更高功率的走向,同時也推動整個產業鏈的配套產業向更高功率發展。如曾劍鋒所說的「產業鏈聯動」,通過向上遊器件及其他配套產業輸出參數標準,提升上遊及配套的製造能力,同時也將與下遊設備商一起積極探索更多的應用場景。
創鑫雷射品牌與市場負責人 曾劍鋒
圖片來源:OFweek雷射網
實際上,在探索更多場景的過程中,也將不斷修正超高功率雷射器的設計方案,帶動雷射器的改進和提升,形成應用端對雷射器產業的反哺循環效應。曾劍鋒提到:「創鑫提供的雷射器能改善設備集成商的產品結構以應對市場變化,而集成商走向不同的應用場景也有利於國產萬瓦雷射器產品的迭代,使之能適配新的場景需求。我們希望在探索更高功率的應用上不斷努力,構建雷射行業上下遊的生態循環系統。未來萬瓦雷射器的升級將是對現實需求的滿足,但要真正形成上下遊的生態循環,需要雷射器及相關的配套不斷迭代,不斷提升。」
在OFweek雷射網看來,創鑫雷射對超高功率雷射應用及產業鏈聯動、構建雷射生態循環的構想,將對雷射行業的發展產生積極意義。曾劍鋒表示:「創鑫將在萬瓦甚至更高功率的方向鑽研各細分行業的切割解決方案,與業內同仁一起共同提升國產雷射產業的整體實力。」