中國激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化情況分析 激光顯示以技術(shù)成本雙重優(yōu)勢享廣闊應(yīng)用空間

• 李芬珍子 2023年9月7日 來源：中研網(wǎng) 1272 83
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激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化情況分析

一、激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化概況

國家科技部利用產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和科研體制改革帶來的有利條件，以激光加工技術(shù)為重點(diǎn)，在“攻關(guān)鍵技術(shù)、抓示范應(yīng)用、建推廣體系”這三個(gè)有機(jī)結(jié)合的層次上，重點(diǎn)解決激光長夜花的關(guān)鍵技術(shù)、制造業(yè)中急需的激光加工集成裝備以及幾個(gè)技術(shù)推廣應(yīng)用的服務(wù)體系等，使我國激光加工朝高穩(wěn)定、整體化、智能化、柔性化方向發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級和激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

新一代顯示技術(shù)，激光顯示以技術(shù)成本雙重優(yōu)勢享廣闊應(yīng)用空間。激光顯示技術(shù)具有色域范圍廣、壽命長、環(huán)保、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其重要性在顯示行業(yè)內(nèi)逐步提升。且在成本上，激光顯示生產(chǎn)裝備投資規(guī)模小，投資可以從幾千萬美元到幾十億美元分期投入。另外，激光顯示產(chǎn)品成本下降潛力大，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和新技術(shù)的采用，可實(shí)現(xiàn)顯示器件品質(zhì)提升與成本降低雙重功效。

技術(shù)發(fā)展成熟，國際廠商紛紛厲兵秣馬，占領(lǐng)下一代顯示高地。預(yù)計(jì)到2026年，激光顯示產(chǎn)品年銷售額將達(dá)5,000億美元。國際顯示和光電產(chǎn)業(yè)巨頭都將激光顯示產(chǎn)業(yè)化為作為目標(biāo)競相開展研發(fā)。激光顯示的各個(gè)產(chǎn)品化方向，不論是大屏幕還是手機(jī)式投影儀都得到了全面發(fā)展。

我國技術(shù)發(fā)展全球同步，政策助力，產(chǎn)業(yè)化加速推進(jìn)。我國的激光顯示技術(shù)基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)，已經(jīng)建立了從核心光學(xué)材料與器件、半導(dǎo)體與全固態(tài)至整機(jī)的技術(shù)鏈。目前產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)基本建成，激光顯示產(chǎn)業(yè)正逐步向成長階段過渡。國家對于顯示產(chǎn)業(yè)一直大力扶持，并且不遺余力的推進(jìn)激光顯示的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，民營資本與科研產(chǎn)出有機(jī)結(jié)合。

近年激光顯示在大屏顯示領(lǐng)域的布局逐漸完整，中國迪威視訊、比利時(shí)巴可(Barco)、日本電氣柱式社(NEC)、美國科視的影院投影機(jī)、工程投影機(jī)相繼面市;專注微型激光投影的Microvision(MVIS)早已推出體積微小的元部件，并與全球頂尖的電子消費(fèi)品制造商、汽車零部件制造商簽訂了供貨合同。2017年，各領(lǐng)域激光顯示產(chǎn)品百花齊放，各大廠商相繼放出簽訂供貨合同公告。激光顯示各領(lǐng)域產(chǎn)品成熟、渠道布局完善，助力激光顯示在各領(lǐng)域放量增長。

二、激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化案例

1、在制造領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化

光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及作為光源，識別物體等的一門技術(shù)，傳統(tǒng)應(yīng)用最大的領(lǐng)域?yàn)榧す饧庸ぜ夹g(shù)。激光技術(shù)是涉及到光、機(jī)、電、材料及檢測等多門學(xué)科的一門綜合技術(shù)，傳統(tǒng)上看，它的研究范圍一般可分為：加工系統(tǒng)包括激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、加工機(jī)床、控制系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。

加工工藝包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標(biāo)、劃線、微調(diào)等各種加工工藝。

激光焊接：汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。

激光切割：汽車行業(yè)、計(jì)算機(jī)、電氣機(jī)殼、木刀模業(yè)、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機(jī)件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

激光打標(biāo)：在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。

激光打孔：激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展，主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內(nèi)目前比較成熟的激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機(jī)葉片、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。

目前使用的激光器多以YAG激光器、金運(yùn)CO2激光器為主，也有一些準(zhǔn)分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。激光熱處理：在汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時(shí)在航空航天、機(jī)床行業(yè)和其它機(jī)械行業(yè)也應(yīng)用廣泛。我國的激光熱處理應(yīng)用遠(yuǎn)比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器為主。激光快速成型：將激光加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)及柔性制造技術(shù)相結(jié)合而形成。多用于模具和模型行業(yè)。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。

激光涂敷：在航空航天、模具及機(jī)電行業(yè)應(yīng)用廣泛。目前使用的激光器多以大功率金運(yùn)YAG激光器、金運(yùn)CO2激光器為主。

目前激光已廣泛應(yīng)用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、異孔、膏藥打孔、水松紙打孔、鋼板打孔、包裝印刷打孔等)、激光淬火、激光熱處理、激光打標(biāo)、玻璃內(nèi)雕、激光微調(diào)、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復(fù)電路、激光布線技術(shù)、激光清洗等。

2、在醫(yī)療領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化

醫(yī)學(xué)是應(yīng)用激光技術(shù)最早、最廣泛和最活躍的一門邊緣學(xué)科。1960年世界上第一臺紅寶石激光器研制成功，次年紅寶石激光視網(wǎng)膜凝固機(jī)在眼科獲得首次應(yīng)用。到目前為止，臨床上使用的激光醫(yī)療設(shè)備已有幾十個(gè)品種，包含了自紫外至可見光和紅外的各種波長，包含了連續(xù)、脈沖、巨脈沖、超脈沖等各種輸出方式。

從目前激光治療設(shè)備在臨床應(yīng)用的角度可將其分為如下幾大類：眼科激光治療設(shè)備、外科激光手術(shù)設(shè)備、用于美容目的的皮膚病激光治療設(shè)備、光動力療法激光治療設(shè)備、口腔激光設(shè)備和激光理療儀器等等。激光發(fā)明伊始就為眼科所采用，現(xiàn)已成為眼科診斷、治療的重要手段之一，可以說激光在治療眼科疾病方面的應(yīng)用具有其他治療儀器所無法替代的獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

激光手術(shù)就是以激光代并刀、剪、鋸、鑿等常規(guī)手術(shù)器械對組織采用分離、切劑、切除、凝固、焊接、打孔、截骨等手段去除病灶，吻合組織、血管、神經(jīng)等各種手術(shù)的總稱。激光手術(shù)可用于普外科、肝膽外科、泌尿外科、心胸外科、燒傷外科、骨外科、神經(jīng)外科、婦科、皮膚科、五官科等各科手術(shù)。激光手術(shù)具有許多其它力一法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，包括：

(1)對周圍正常組織損傷小，比如傷口寬度可以是電刀的二分之一，因此術(shù)后反應(yīng)輕，傷口愈合快，疤痕也小。

(2)止血效果好，止血時(shí)間是電刀的十四分之一，止血效果是電刀的2～4倍，因此，可望達(dá)到術(shù)中極少出血甚至無血手術(shù)。還可大大縮知手術(shù)時(shí)間。

(3)激光可用光纖傳輸，可與各種手術(shù)顯微鏡耦聯(lián)，進(jìn)行各種精細(xì)的顯微手術(shù);還可與各種內(nèi)窺鏡或穿刺針聯(lián)合使用，進(jìn)行各種介入手術(shù)。這也是電刀和機(jī)械刀所不能的。

(4)激光手術(shù)對術(shù)中的各種監(jiān)護(hù)儀器無干擾，這在有些手術(shù)特別是神經(jīng)外科手術(shù)中是非常重要的。而電刀則不能被用于腦外科等手術(shù)。

3、在軍事領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化

激光武器是一種定向能武器，利用強(qiáng)大的定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效。它是利用高亮度強(qiáng)激光束攜帶的巨大能量摧毀或殺傷敵方飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星和人員等目標(biāo)的高技術(shù)新概念武器。強(qiáng)激光武器有著其它武器無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)激光武器具有速度快、精度高、攔截距離遠(yuǎn)、火力轉(zhuǎn)移迅速、不受外界電磁波干擾、持續(xù)戰(zhàn)斗力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。正因?yàn)槿绱?，美、俄、英、德、法、以色列等許多西方國家都在積極發(fā)展強(qiáng)激光武器。激光武器經(jīng)過三十多年的研究，已經(jīng)日趨成熟并將在今后戰(zhàn)場上發(fā)揮越來越重要的作用。

中國激光武器的研制最早始于1964年3月，但取得較大的進(jìn)展則是在改革開放以后。1986年3月，面對世界高技術(shù)蓬勃發(fā)展、國際競爭日趨激烈的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，鄧小平同志在王大珩、王淦昌、楊嘉墀和陳芳允四位科學(xué)家提出的“關(guān)于跟蹤研究外國戰(zhàn)略性高技術(shù)發(fā)展的建議”和朱光亞極力倡導(dǎo)下，做出“此事宜速作決斷，不可拖延”的重要批示，在充分論證的基礎(chǔ)上，黨中央、國務(wù)院果斷決策，于1986年3月啟動實(shí)施了“高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)”，旨在提高我國自主創(chuàng)新能力，堅(jiān)持戰(zhàn)略性、前沿性和前瞻性，以前沿技術(shù)研究發(fā)展為重點(diǎn)，統(tǒng)籌部署高技術(shù)的集成應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化示范，充分發(fā)揮高技術(shù)引領(lǐng)未來發(fā)展的先導(dǎo)作用。而激光技術(shù)則是863計(jì)劃中的科目之一。

4、在新能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化

由內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司投資120萬元引進(jìn)的三維激光掃描技術(shù)，在烏蘭察布市察右前旗風(fēng)電場完成首次風(fēng)機(jī)塔筒垂直度監(jiān)測任務(wù)。這是國內(nèi)首例將該技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電領(lǐng)域，是電力勘測設(shè)計(jì)院繼成功地將GPS技術(shù)引入測繪領(lǐng)域后的又一次技術(shù)革新。

該技術(shù)每秒鐘能記錄100多萬個(gè)點(diǎn)，可對風(fēng)機(jī)塔筒建立高精度三維立體模型，將整個(gè)風(fēng)電場所有風(fēng)機(jī)塔位的垂直度偏移量進(jìn)行匯總制圖和制表，準(zhǔn)確監(jiān)測風(fēng)機(jī)塔筒的傾斜程度，為風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行提供預(yù)警。

風(fēng)機(jī)塔筒是高度為65米的圓柱形鋼結(jié)構(gòu)，運(yùn)行過程中會發(fā)生由上至下“香蕉型”傾斜。近年來已有不少的塔筒斷裂或倒塔事故發(fā)生，給電力工業(yè)生產(chǎn)帶來了極大損失。該技術(shù)的應(yīng)用，不僅可為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供預(yù)警，避免風(fēng)機(jī)塔筒變形引起生產(chǎn)事故及經(jīng)濟(jì)損失，還可對電力高聳構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場生產(chǎn)工況下的狀態(tài)驗(yàn)證，進(jìn)一步提高自治區(qū)電力勘測設(shè)計(jì)水平。

三、激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化趨勢

激光這個(gè)令國人喜憂參半的高科技領(lǐng)域，研發(fā)水平幾乎與世界同步，但產(chǎn)業(yè)化水平卻相距甚遠(yuǎn)。眾多專家學(xué)者疾呼：進(jìn)入新世紀(jì)，中國激光產(chǎn)業(yè)正處于逆水行舟的關(guān)鍵時(shí)刻，只有積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，參與國際競爭與合作才能快速發(fā)展，稍有遲緩即會重蹈電子產(chǎn)業(yè)受制于人的覆轍。

隨著中國激光技術(shù)的不斷進(jìn)度以及不斷的和其他行業(yè)的結(jié)合，激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的速度將不斷加快，未來激光技術(shù)處產(chǎn)業(yè)化將朝著高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

《2023年版激光產(chǎn)業(yè)規(guī)劃專項(xiàng)研究報(bào)告》由中研普華激光行業(yè)分析專家領(lǐng)銜撰寫，主要分析了激光行業(yè)的市場規(guī)模、發(fā)展現(xiàn)狀與投資前景，同時(shí)對激光行業(yè)的未來發(fā)展做出科學(xué)的趨勢預(yù)測和專業(yè)的激光行業(yè)數(shù)據(jù)分析，幫助客戶評估激光行業(yè)投資價(jià)值。

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  2023年版激光產(chǎn)業(yè)規(guī)劃專項(xiàng)研究報(bào)告

  產(chǎn)業(yè)規(guī)劃一般包括產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)特征分析、產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展定位、產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)方向、產(chǎn)業(yè)空間引導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策等。隨著中國對外開放程度的深化，經(jīng)濟(jì)全球化和區(qū)域化對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響顯...

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