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2021年十大光学产业热点事件,谁在影响我们的未来?

发表时间:2022-02-08 15:19
辛丑2021年,无疑是一个变化巨大的年份。2021年全球疫情断断续续,或多或少影响着行业的发展。国际关系依旧风起云涌,资本市场也表现出千帆竞发之势,国内“十四五”规划指明了方向。纵观国内光学产业的发展,企业并购、新技术突破、新产品量产、公司上市、产业创新、新的行业技术标准制定......2021年的中国光学产业可谓是多姿多彩。
光电汇作为光电行业中具有极具影响力的产业媒体平台之一,推出了“中国光学十大产业事件”。在众多热点产业事件中,我们挑选的标准有两个:一是它对当下以及未来的产业格局可能带来某种影响甚至改变;二是它在一定程度上代表了行业的发展趋势。


事件1:巨鳄之间的竞争

Coherent并购案

2021年,激光行业的第一个“大瓜”便是相干并购案。2021年1月传出激光器巨头Coherent相干公司被收购的消息,就如一枚深水炸弹被丢进了激光行业,激起了千层浪。不禁让人感叹一句,“一山更比一山高,大佬背后还有大佬”。
回顾整个相干收购过程,可以用“一波三折”来形容,其中参与该案件的收购方包括最先提出议案的Lumentum、后续加入的MKS和II-VI。新的竞争者加入、提案修改、议价提价等多轮角逐,一再反转的结局,让“吃瓜群众”看得津津有味。而最终,II-VI以70亿美元收购了相干,Lumentum获赔2.176亿美元违约金。两家公司预计在2022年1-3月内完成并购。

点评:早在2016年,相干公司以9.42亿美元收购了具有40年历史的激光器巨头——罗芬激光。现如今,相干被Ⅱ-Ⅵ以70亿美元收购,不仅让人们重新认识到了行业的变化之快,行业资源整合的必要性,也给国内的光学行业提了一个醒:市场只认可技术优秀、业绩持续上升的公司。强者恒强,强者之后还有强者,要想持续做大做强,技术和业绩二者均不可忽视。不过,美国激光市场规模已经成熟,基本上被几大巨头占据,而中国市场则还有无限可能,创新性企业、上市企业层出不穷,如何为自己的企业创下更多的发展空间,关键是如何利用现有的条件实现自我进化。


事件2:突破“卡脖子”

中国2.5 m大型激光陀螺仪试制成功

由湖南二零八先进科技有限公司(下简称“二零八公司”)技术团队研发,边长达2.5 m的大型激光陀螺仪原型机在湖南建造成功并实现闭环运转,这是国际上目前投入实用的最先进技术方案首次在国内实现自主试制。

点评:目前国际上研究的激光陀螺仪主要分为两大类,一类是小型的激光陀螺仪,在导航领域应用较为广泛;一类是大型的激光陀螺仪,具备大科学装置特征。目前,小型激光陀螺仪的研究与生产相对成熟,我国在2010年左右就已成为全世界第四个可自主量产小型激光陀螺仪的国家。
大型激光陀螺仪由于体积庞大、灵明度高、研制难度大、耗费时间久,需要高额经费支撑,目前仅有新西兰、德国、美国以及中国的部分科研机构进行研究,属于高精尖的基础科学装置。我国在大型激光陀螺仪技术方案上一直未能获得突破,相关领域面临“卡脖子”困境。而该设备的成功建造,填补了我国在大型激光陀螺建造领域的空白,为进一步推进该领域的研究奠定了良好的基础。


事件3:国内第一,全球第二

锐科激光100 kW激光器正式启用

2021年12月,锐科激光与南华大学联合研制的国内首台100 kW超高功率工业光纤激光器及配套设备正式启用。这台100 kW超高功率激光器主要进行了新一代R-QS输出光缆、超高功率合束器以及智能化控制系统三大核心器件的升级,解决了输出端帽与高功率激光输出头高度匹配等多项技术瓶颈,打破了国外技术垄断的局面,大大提升了我国大型装备制造水平。

点评:锐科激光100 kW激光器,是目前国内实际有应用的最大功率的工业光纤激光器。IPG首次推出100 kW多模光纤激光器是在2013年,在2017年还研制出120 kW的高功率激光器至今仍是输出功率最高的工业光纤激光器。可以看出,我国在民用光纤激光器方面,仍然落后于美国。但随着锐科激光100 kW光纤激光器的正式启用,我国在超高功率领域实现了各项关键技术突破,有利于快速迭代升级,中国光纤激光器国产化进程有望加速。



事件4:工业激光界“新红利”

凯普林研发出国内首台330μm千瓦级工业蓝光激光器

2021年3月,凯普林基于完全的自主知识产权,制作了160 W 105 μm高占比光纤耦合输出模块,并利用7*1合束器实现330微米NA0.22光纤输出1000 W,成功研发出了国内首款330 μm千瓦级高亮度工业蓝光激光器,有效填补了国内市场空白,可满足3C电子行业及锂电池焊接行业对高反材料金属的加工需求。

点评:红绿激光器应用广泛且早已实现产业化。相较而言,蓝光激光器受材料、成本、技术等因素影响,起步较晚,发展相对缓慢。2015年,德国半导体激光器厂商DILAS公司首次推出一款波长为450 nm的蓝光可见光半导体激光系统,最大输出功率25 W。直至近年,随着蓝光TO封装单管市场化,价格降低,功率提高,各种工业制造和光纤耦合技术不断丰富,人们意识到发展高功率蓝光激光器的可行性。
目前在德国、美国等国家的激光光源市场已有千瓦级蓝光半导体激光器产品。但国内在这一领域还存在空白,凯普林利用自身优势成功研发了国内首款330 μm千瓦级高亮度工业蓝光激光器,为行业创新提供了新的驱动力,也进一步扩大了激光加工应用范围。这也表明中国在激光光源领域的创新能力和国产替代能力越来越强。


事件5:光芯片技术跨越

国内首款1.6 Tb/s硅光互连芯片完成研制

国家信息光电子创新中心(NOEIC)、鹏城实验室、中国信息通信科技集团光纤通信技术和网络国家重点实验室、武汉光迅科技股份有限公司,在国内率先完成了1.6 Tb/s硅基光收发芯片的联合研制和功能验证,实现了我国硅光芯片技术向Tb/s级的首次跨越。

点评:该工作刷新了国内此前单片光互连速率和互连密度的最好水平,展现出硅光技术的超高速、超高密度、高可扩展性等突出优势,为下一代数据中心内的宽带互连提供了可靠的光芯片解决方案。当前,国际上400G光模块已进入商用部署阶段,800G光模块样机研制和技术标准正在推进中,而1.6 Tb/s光模块或将成为下一步全球竞相追逐的热点。目前顶尖的硅光工艺平台已形成商用条件。作为硅光芯片流片的必要环节,硅光工艺平台的成熟有望加速硅光技术的国产替代进程。


事件6:激光放大核心材料的国产化加速

安扬激光发布棒状光纤放大器,实现国内唯一量产

安扬激光基于数十年对特种光纤的理解和持续投入,最近研发了新一代超大模场保偏棒状光纤晶体光纤(LCFrod,Large Core Fiber rod),并可量产。该光纤支持数百μJ单脉冲能量的放大和mJ量级脉冲串的放大,平均功率可达百瓦。

点评:我国超短脉冲激光器已初步形成产业链。上游产品方面例如激光晶体和非线性晶体,一直是我国的强项;下游(主要指应用)领域不断扩大,除了科研,在工业微加工领域已经开始规模化应用,成为近几年激光市场的增长点。但是在中游,即激光器核心材料上,有待突破。安扬激光超大模场保偏棒状光纤晶体光纤这一核心材料的研制成功和量产,标志着我国在超短脉冲激光器核心材料国产化方向上,迈出了坚实的一步。


事件7:光刻机少了一个难题?

双折射双频激光干涉仪实现批量生产

由清华大学精密仪器系系张书练教授课题组进行原理研究并由北京镭测科技有限公司开发生产的双折射双频激光干涉仪实现批量生产。 

点评:双频(两频率)激光干涉仪是科学研究、光刻机、数控机床、航空航天、舰船等行业都离不开的光学尺子,用于测量零部件的尺寸、角度、位置、直线性,也是检定各类数控机床、激光加工机床以及光刻机台的精度,进行误差补偿的基本仪器。
此次清华大学精密仪器系发明的双折射原理的双频激光器,分辨率达到1 nm(十亿分之一米),线性测量长度范围0~70 m,非线性误差小于1 nm,测量速度超过2 m。解决了测量精度问题,使得国产光刻机少了一个关键难题,或许还能利用激光干涉图案对比分析来解决芯片表面缺陷检测的问题。


事件8:激光清洗“新赛道”

首个国家激光清洗技术标准制定

4月20日,国家标准《绿色制造 激光表面清洗技术规范》(简称《激光清洗规范》)项目启动会在武汉召开,6家单位共同参与编撰,预计2022年底完成标准制定。

点评:国家标准的立项编制是技术成熟和高端装备应用需求的强烈融合。近年来,国内激光清洗在航空航天、汽车制造、轨道交通等行业得到了广泛应用。本标准将面向生产、应用、监管等多个层次定位激光表面清洗的一般要求、工艺控制、质量检测、安全防护等相关内容,适用于不同材料不同应用场景的顶层通用要求。首个激光清洗行业国际标准的启动编制,将会像指路明灯一样指导激光清洗市场有序竞争,明确各企业的前进方向,规范激光清洗行业。


事件9:激光行业迎来上市红利

4家成功上市、4家成功过会,13家排队受理

2021年共有21家光学企业全力冲刺IPO,腾景科技、英诺激光、炬光科技、富瑞吉等先后成功上市,大族数控、长光华芯、德龙激光、福特科等也已成功过会,离上市仅差临门一脚,还有13家在排队受理,覆盖从开展上市辅导到已注册等待上市全阶段,涉及包括激光、光通信、精密光学等领域,主营业务包括上游元器件、中游激光器到下游设备商等激光全产业链。

点评:相比2020年有联赢激光、海目星激光成功上市,2021年激光行业可谓是更加热闹,已成功上市四家企业,且还有四家离上市仅一步之遥。这也得益于科创板设立、创业板改革并试点注册制,给激光行业带来了资本活力。截至目前,整个上市激光企业的产业链已覆盖了上游元器件、中游激光器、下游设备商整个产业链。
其中,大族数控、长光华芯、德龙激光、福特科这四家“准上市”公司,谁将是2022年第一股更是备受期待。另外长盈通已获受理,募资资金将用于特种光纤光缆、光器件产能扩产等,若上市成功,将有望成为“国内特种光纤第一股”,光器件行业的故事也将更加丰富。


事件10:“行业杀手锏”

基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪研发成功

由大恒科技牵头承担的国家重大科学仪器开发专项“基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发”项目进展顺利,进度和成果产出达到任务书要求的考核指标,顺利通过综合验收。该项目主要针对太赫兹时域光谱仪及各个关键模块进行了研究和开发,先后开发出具有自主知识产权的超快激光器、太赫兹源、太赫兹探测器等一系列核心产品,形成了四款各具特色的太赫兹时域光谱仪,打破了国外太赫兹技术在国内的价格垄断,具有较强的市场竞争力。

点评:自2004年首次被美国提出并誉为“改变未来世界的十大技术”之一,太赫兹技术就逐渐被科学界所熟知,在人们的生产生活中的应用越来越广泛。
目前太赫兹光谱仪已经在无损检测形成销售,该项目还在食品安全、民族医药、肾病检测、石油勘探、半导体材料等五个领域进行太赫兹的示范应用研究,进一步拓展了太赫兹时域光谱仪的应用,为太赫兹技术的产业化奠定了基础。虽然现在微波、激光等现有技术的成本和效率还占有绝对优势,但在未来十到二十年间,太赫兹技术必将凭借高分辨率、强穿透力和强抗干扰能力等独特优点成为人类世界当中的核心技术。
对于我国而言,未来十到二十年也将是与其他国家比拼太赫兹技术的关键时期,应当抓紧时间加快太赫兹技术的研究,争取在世界范围内不落于人后。


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