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立陶宛能否扼制中国激光产业的发展

高维产业咨询 2021-12-30 16:03 发文

1.立陶宛激光技术的“前世今生”

立陶宛在光学领域研究起步较早,早在17世纪初,立陶宛首都的维尔纽斯大学就已开始进行光学领域的研究,并于1753年建立了自己的天文台。进入现代后,得益于前期的技术积累,前苏联将激光产业的发展重点也布局在立陶宛(加里宁格勒以东),这使得立陶宛境内激光产业的发展优势进一步稳固。维尔纽斯大学于1966年就成功研制出立陶宛第一台激光发生器,距离美国制造的世界上第一台激光发生器仅6年。在第一台激光器诞生后不久,立陶宛在物理研究所和维尔纽斯大学建立了激光实验室,政府从1972年开始也对各种激光物理的科学基础投入大量研究。由此开始,立陶宛在激光学领域逐渐处于全球领先水平,并于上世纪80年代就已经参与国际市场竞争。随着2011年和2016年,立陶宛研发的激光仪在国际Prism光学创新评选中分别获得世界最佳科学激光设备奖,立陶宛激光研究水平已经在世界范围内得到认可。

立陶宛激光研发水平地提升带动了国内激光企业的发展,立陶宛激光企业早在上世纪80年代就跻身国际市场,其优势产品包括激光发生器、电子光学元件等。根据商务部网站资料,目前立陶宛境内从事激光产业的企业约30余家,行业从业人员超过800人,其中绝大多数为小微企业,从业人员达百人以上的企业只有EKSPLA(高性能激光系统制造商)、LIGHT CONVERSION(可调节飞秒激光系统制造商)、SANDA(高精度光学机械元件制造商)、ALTECHNA(激光应用系统集成商)四家。

从产值规模来看,其2018年的营收约占全球激光器销售收入(138亿欧元)的1%,据立陶宛政府估计,到2025年,立陶宛激光技术相关产值将达到GDP(2020年立陶宛GDP为487亿欧元)的1%。值得一提的是,由于立陶宛的国内市场狭小,市场空间有限,因此,立陶宛激光设备出售主要依赖国际市场,英国剑桥大学、Rutherford Appleton实验室激光研究中心、美国加州伯克立、康奈尔和北卡罗来那大学、日本和以色列核子研究中心等都是立陶宛激光设备出口对象。中国也是立陶宛激光设备的出口对象,根据中国海关数据,2017年,中国从立陶宛进口激光设备和光学仪器约1,500万欧元,是中国从立进口的第四大重要商品,占中国从立进口总额的10%。

2. 立陶宛激光领域“三剑客”

(1)EKSPLA

Ekspla公司成立于1992年,是立陶宛规模最大的激光公司,在全球皮秒、飞秒激光器领域占主导地位。公司科研实力雄厚,研发部门由80多名富有经验的工程师和激光学家组成,其中45人是物理学家,15人拥有博士学位。

公司主营产品有飞秒、皮秒和纳秒激光器、高功率工业皮秒激光器、超快光纤激光器、可调谐波长系统、高能激光系统、光谱系统,产品种类近300多种。

(2)LIGHT CONVERSION

LIGHT CONVERSION是一家专注于超快激光技术的公司,公司设研发、设计的超快激光器、光学参数放大光参量放大器(OPA)和振荡器(OPO)、光学光参数啁啾脉冲放大器(OPPAOPCPAs)等产品广泛应用于工业、科学、医疗等领域。

根据公司资料介绍,目前LIGHT CONVERSION公司在全球范围内拥有300多名员工,公司产品累计出货量超过4,500台,公司研发的TOPAS和ORPHEUS系列的OPA占全球连续可调波长超快光源市场的市场份额高达80%。

(3)ALTECHNA

Altechna公司成立于1996年,是一家精密激光器组件和配件的制造商,产品包括各种激光镜片、偏振镜片、激光晶体、非线性晶体、激光附件、光机产品及连续激光器等。公司人员规模在110人左右。

3. 用激光技术“扼制”中国崛起,无异于天访谈

立陶宛激光产业相对国内激光产业领先的主要集中在超快激光器这一领域,根据立陶宛激光协会的资料显示,出口皮秒激光器的Ekspla公司和生产超高速参数发生器的Light Conversion公司分别占有全球市场份额的50%和60%。

虽然立陶宛在超快激光器领域处于全球领先位置,但近几年国内超快激光器产业已经取得了长足的进步,根据《中国激光产业发展报告》的数据显示,2020年国产皮秒、飞秒的超快激光器出货量已经达到2,100台,同比增长52.2%,预计2021年皮秒、飞秒激光器出货量达3,300台。

图表 1:2016-2020年国产皮秒、飞秒激光器出货量情况

在此发展过程中,国内也涌现了大族、国科、华日、奥创、国神、卓镭等一大批皮秒、飞秒激光器生产企业,其产品性能及稳定性方面丝毫不逊色于立陶宛EKSPLA、LIGHT CONVERSION等企业。

图表 2:国内超快激光器领域主要企业

成立时间

公司

总部

1996年

大族激光

深圳

2002年

国科光电

北京

2003年

罗根激光

武汉

2007年

贝林激光

苏州

2008年

虹拓新技术

武汉

2009年

朗研光电

上海

2010年

安扬激光

武汉

2011年

国神光电

上海

2011年

英诺激光

深圳

2012年

华快光子

广州

2012年

诺派激光

南京

2013年

华日激光

武汉

2014年

卓镭激光

北京

2016年

瀚盈激光

江门

2017年

凯普林

天津

2018年

奥创光子

杭州

2018年

盛镭科技

北京

图表 3:飞秒激光器性能对比情况

华日激光   FS-100-IR

奥创光子HR-Fomto-IR-50-40)

立陶宛EKSPLA

FemtoLux 30

中心波长:nm

1030

1035

1030

最大脉冲能量

200uJ

≥1mJ

>250uJ

重复频率

单次发射800KHz

1Hz-10MHz

200KHz-4MHz

脉冲宽度

<300fs to 10 ps

400fs-10ps连续可调

<350 fs to 1 ps

光束质量

M²≤1.3

M²≤1.3

M²≤1.2

光斑圆度

≥0.9

>0.85

功率稳定性

<2%

0.5%,超过72h

<0.5超过100小时

(1)华日激光

华日激光成立于2003年,是我国皮秒、飞秒激光器领域的领先企业,在国家重点研发项目《工业级皮秒/飞秒激光器关键技术研究及产业化》的引领下,华日激光完成了120W皮秒激光器样机以及40W飞秒激光器样机的研制,相关性能指标已达到同类顶级产品水平。此外,通过国家基金支持,华日激光已建成年产3,000台超快激光器产线,公司产品已成功出口到世界各地,并通过国际顶级客户的批量验证,直接参与到全球高端产业链中,并获得中科院、北京大学、清华大学等高端科研市场客户的认可。

(2)奥创光子

奥创光子是一家由中科院国家重点激光实验室骨干团队和工程化经验丰富的海归专家组成的高新技术公司。公司自成立以来,一直坚持创新驱动,增强发展内生动力,通过技术研发促进产品升级更新。目前公司结合自主设计制造的超快种子源、可编程高速脉冲选单/降频器、温度调谐式啁啾光纤光栅等核心器件,已成功推出系列化多个功率级别飞秒脉冲激光器,实现了飞秒激光器的自主研发、国产化制造、工业级批量生产供应。

综合来看,目前立陶宛在特定激光领域确实存在领先优势,其对我国激光技术的垄断也将一定程度的影响国内激光产业的发展,但与此同时,我们更应该看到,目前中国已经成为全球最大的激光应用市场,激光企业数量及行业产值远超立陶宛。行业产值方面,国内激光产业产值达680亿元,而立陶宛激光产业产值只有12亿元左右;企业数量方面,中国激光企业数量已经高达上千家,而立陶宛激光企业数量只有30余家。

图表 4:立陶宛与中国激光产业产值、企业数量对比

另一方面,随着大族、奥创、华日等国内企业在飞秒激光器领域陆续取得突破,立陶宛激光产业相对于国内激光产业的优势也将逐渐缩小。华日激光研制的飞秒激光器,其种子源、保偏光纤、特种光纤、啁啾光栅、泵浦模块等超快激光器核心器件均实现了高品质进口替代,国产化率由30%提升至95%以上。

立陶宛政府妄想利用激光领域的“微弱”领先优势“扼制”全球最大规模激光应用市场的发展的“咽喉”,无异于天方夜谭。

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