中国激光技术产业化情况分析 激光显示以技术成本双重优势享广阔应用空间

激光技术产业化情况分析

一、激光技术产业化概况

国家科技部利用产业结构调整和科研体制改革带来的有利条件，以激光加工技术为重点，在“攻关键技术、抓示范应用、建推广体系”这三个有机结合的层次上，重点解决激光长夜花的关键技术、制造业中急需的激光加工集成装备以及几个技术推广应用的服务体系等，使我国激光加工朝高稳定、整体化、智能化、柔性化方向发展，进而促进传统产业技术升级和激光产业的发展。

新一代显示技术，激光显示以技术成本双重优势享广阔应用空间。激光显示技术具有色域范围广、寿命长、环保、节能环保等优点，其重要性在显示行业内逐步提升。且在成本上，激光显示生产装备投资规模小，投资可以从几千万美元到几十亿美元分期投入。另外，激光显示产品成本下降潜力大，随着产业规模的扩大和新技术的采用，可实现显示器件品质提升与成本降低双重功效。

技术发展成熟，国际厂商纷纷厉兵秣马，占领下一代显示高地。预计到2026年，激光显示产品年销售额将达5,000亿美元。国际显示和光电产业巨头都将激光显示产业化为作为目标竞相开展研发。激光显示的各个产品化方向，不论是大屏幕还是手机式投影仪都得到了全面发展。

我国技术发展全球同步，政策助力，产业化加速推进。我国的激光显示技术基础坚实，已经建立了从核心光学材料与器件、半导体与全固态至整机的技术链。目前产业链已经基本建成，激光显示产业正逐步向成长阶段过渡。国家对于显示产业一直大力扶持，并且不遗余力的推进激光显示的产业化进程，民营资本与科研产出有机结合。

近年激光显示在大屏显示领域的布局逐渐完整，中国迪威视讯、比利时巴可(Barco)、日本电气柱式社(NEC)、美国科视的影院投影机、工程投影机相继面市;专注微型激光投影的Microvision(MVIS)早已推出体积微小的元部件，并与全球顶尖的电子消费品制造商、汽车零部件制造商签订了供货合同。2017年，各领域激光显示产品百花齐放，各大厂商相继放出签订供货合同公告。激光显示各领域产品成熟、渠道布局完善，助力激光显示在各领域放量增长。

二、激光技术产业化案例

1、在制造领域的产业化

光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及作为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：加工系统包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

加工工艺包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。

激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。

目前使用的激光器多以YAG激光器、金运CO2激光器为主，也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主。激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主。

激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。目前使用的激光器多以大功率金运YAG激光器、金运CO2激光器为主。

目前激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等)、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等。

2、在医疗领域的产业化

医学是应用激光技术最早、最广泛和最活跃的一门边缘学科。1960年世界上第一台红宝石激光器研制成功，次年红宝石激光视网膜凝固机在眼科获得首次应用。到目前为止，临床上使用的激光医疗设备已有几十个品种，包含了自紫外至可见光和红外的各种波长，包含了连续、脉冲、巨脉冲、超脉冲等各种输出方式。

从目前激光治疗设备在临床应用的角度可将其分为如下几大类：眼科激光治疗设备、外科激光手术设备、用于美容目的的皮肤病激光治疗设备、光动力疗法激光治疗设备、口腔激光设备和激光理疗仪器等等。激光发明伊始就为眼科所采用，现已成为眼科诊断、治疗的重要手段之一，可以说激光在治疗眼科疾病方面的应用具有其他治疗仪器所无法替代的独特的优点。

激光手术就是以激光代并刀、剪、锯、凿等常规手术器械对组织采用分离、切剂、切除、凝固、焊接、打孔、截骨等手段去除病灶，吻合组织、血管、神经等各种手术的总称。激光手术可用于普外科、肝胆外科、泌尿外科、心胸外科、烧伤外科、骨外科、神经外科、妇科、皮肤科、五官科等各科手术。激光手术具有许多其它力一法不可比拟的优点，包括：

(1)对周围正常组织损伤小，比如伤口宽度可以是电刀的二分之一，因此术后反应轻，伤口愈合快，疤痕也小。

(2)止血效果好，止血时间是电刀的十四分之一，止血效果是电刀的2～4倍，因此，可望达到术中极少出血甚至无血手术。还可大大缩知手术时间。

(3)激光可用光纤传输，可与各种手术显微镜耦联，进行各种精细的显微手术;还可与各种内窥镜或穿刺针联合使用，进行各种介入手术。这也是电刀和机械刀所不能的。

(4)激光手术对术中的各种监护仪器无干扰，这在有些手术特别是神经外科手术中是非常重要的。而电刀则不能被用于脑外科等手术。

3、在军事领域的产业化

激光武器是一种定向能武器，利用强大的定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效。它是利用高亮度强激光束携带的巨大能量摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、卫星和人员等目标的高技术新概念武器。强激光武器有着其它武器无可比拟的优点，强激光武器具有速度快、精度高、拦截距离远、火力转移迅速、不受外界电磁波干扰、持续战斗力强等优点。正因为如此，美、俄、英、德、法、以色列等许多西方国家都在积极发展强激光武器。激光武器经过三十多年的研究，已经日趋成熟并将在今后战场上发挥越来越重要的作用。

中国激光武器的研制最早始于1964年3月，但取得较大的进展则是在改革开放以后。1986年3月，面对世界高技术蓬勃发展、国际竞争日趋激烈的严峻挑战，邓小平同志在王大珩、王淦昌、杨嘉墀和陈芳允四位科学家提出的“关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议”和朱光亚极力倡导下，做出“此事宜速作决断，不可拖延”的重要批示，在充分论证的基础上，党中央、国务院果断决策，于1986年3月启动实施了“高技术研究发展计划(863计划)”，旨在提高我国自主创新能力，坚持战略性、前沿性和前瞻性，以前沿技术研究发展为重点，统筹部署高技术的集成应用和产业化示范，充分发挥高技术引领未来发展的先导作用。而激光技术则是863计划中的科目之一。

4、在新能源领域的产业化

由内蒙古电力勘测设计院有限责任公司投资120万元引进的三维激光扫描技术，在乌兰察布市察右前旗风电场完成首次风机塔筒垂直度监测任务。这是国内首例将该技术应用于风电领域，是电力勘测设计院继成功地将GPS技术引入测绘领域后的又一次技术革新。

该技术每秒钟能记录100多万个点，可对风机塔筒建立高精度三维立体模型，将整个风电场所有风机塔位的垂直度偏移量进行汇总制图和制表，准确监测风机塔筒的倾斜程度，为风机的安全运行提供预警。

风机塔筒是高度为65米的圆柱形钢结构，运行过程中会发生由上至下“香蕉型”倾斜。近年来已有不少的塔筒断裂或倒塔事故发生，给电力工业生产带来了极大损失。该技术的应用，不仅可为电网的安全运行提供预警，避免风机塔筒变形引起生产事故及经济损失，还可对电力高耸构筑物的结构设计进行现场生产工况下的状态验证，进一步提高自治区电力勘测设计水平。

三、激光技术产业化趋势

激光这个令国人喜忧参半的高科技领域，研发水平几乎与世界同步，但产业化水平却相距甚远。众多专家学者疾呼：进入新世纪，中国激光产业正处于逆水行舟的关键时刻，只有积极推进产业化，参与国际竞争与合作才能快速发展，稍有迟缓即会重蹈电子产业受制于人的覆辙。

随着中国激光技术的不断进度以及不断的和其他行业的结合，激光技术产业化的速度将不断加快，未来激光技术处产业化将朝着高新产业发展。

《2023年版激光产业规划专项研究报告》由中研普华激光行业分析专家领衔撰写，主要分析了激光行业的市场规模、发展现状与投资前景，同时对激光行业的未来发展做出科学的趋势预测和专业的激光行业数据分析，帮助客户评估激光行业投资价值。