作者：《激光制造商情》cici
《激光制造商情》：姚教授，您好，很高興您能接受我們《激光制造商情》的采訪。近年來，廣東、江蘇、湖北、山東的激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，浙江作為我國民營經(jīng)濟大省，激光加工應用空間很大，然而目前浙江的激光產(chǎn)業(yè)凝聚力不強，大型頭部激光企業(yè)不足，浙江省該如何定位激光產(chǎn)業(yè)方向與發(fā)展，您有什么建議？
姚教授：浙江省的經(jīng)濟發(fā)展以民營企業(yè)為特色，在激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中也存在這一特點，因此在一定程度上表現(xiàn)出“凝聚力不強”，“大型頭部激光企業(yè)不足”的問題。針對這一問題，建議將政府支持與各種行業(yè)資源相結(jié)合，加強我省激光制造產(chǎn)業(yè)各分領域的聯(lián)系，采用行業(yè)協(xié)會等方式拓寬產(chǎn)業(yè)與政府、產(chǎn)業(yè)鏈上下游、產(chǎn)業(yè)之間以及生產(chǎn)企業(yè)和用戶之間的對接通道。
浙江省為促進激光產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，由浙江工業(yè)大學牽頭組建了浙江省高端激光制造裝備協(xié)同創(chuàng)新中心，整合了國內(nèi)外高校、科研院所和地方政府力量，以協(xié)同中心為紐帶打通高校、科研院所與企業(yè)創(chuàng)新鏈。
激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也已受到浙江省地方政府的關注和推動，溫州市組建了“中國激光與光電產(chǎn)業(yè)集群”，是由科技部批復的首批41個國家創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)集群試點。產(chǎn)業(yè)集群初步形成了以激光應用、光伏發(fā)電、LED照明、光通信為特色的產(chǎn)業(yè)鏈，涌現(xiàn)出以奔騰激光為代表的一批激光裝備與應用骨干企業(yè)。
在行業(yè)協(xié)會方面，2020年，由奔騰激光(溫州)有限公司、浙江工業(yè)大學、中科院寧波材料與工程研究所、溫州大學、浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院等10家單位聯(lián)合發(fā)起，由浙江省機械工業(yè)聯(lián)合會支持并引導組建成立了浙江省機械工業(yè)聯(lián)合會激光加工專業(yè)委員會，首批委員單位24家。
協(xié)同創(chuàng)新中心、產(chǎn)業(yè)集群以及行業(yè)協(xié)會的成立將對于激光制造行業(yè)的引導和整合發(fā)揮重要作用。浙江省激光產(chǎn)業(yè)未來應緊緊圍繞互聯(lián)網(wǎng)+、生命健康和新材料三大科創(chuàng)高地以及“碳達峰、碳中和”目標，重點發(fā)展增材制造與激光制造先進技術(shù)，對接國家重點研發(fā)計劃“增材制造與激光制造”重點專項任務，面向具體細分產(chǎn)業(yè)需求發(fā)展激光制造裝備與服務產(chǎn)業(yè)，以新技術(shù)的突破帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)鏈升級，為浙江省裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級貢獻力量。
《激光制造商情》：多年來您在激光加工領域取得了很多研究成果，依靠浙工大牽頭創(chuàng)立激光研究院、協(xié)同創(chuàng)新中心，您主持過多項國家級、省級科研項目，浙江在激光應用的科研實力良好，如何結(jié)合本土產(chǎn)業(yè)拓寬應用場景？可結(jié)合您的產(chǎn)學研結(jié)合工作舉例說明。
姚教授：浙江工業(yè)大學自2000年成立激光加工技術(shù)工程研究中心以來，長期與國內(nèi)外單位密切合作，致力于激光制造技術(shù)的研發(fā)與推廣應用。牽頭組建的高端激光制造裝備協(xié)同創(chuàng)新中心于2013年獲批省級協(xié)同創(chuàng)新中心，2019年教育部發(fā)文認定為省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，形成了一個全國范圍內(nèi)的創(chuàng)新載體。高端激光制造裝備省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心聯(lián)合華中科技大學、上海交通大學、北京工業(yè)大學、江蘇大學、浙江機電職業(yè)技術(shù)學院、烏克蘭國立科技大學、加拿大卡爾頓大學、中國科學院上海光學精密機械研究所、吉林省半導體激光技術(shù)工程研究中心、浙江省燃氣渦輪機械制造業(yè)創(chuàng)新中心、上海電氣電站設備有限公司、杭州汽輪機股份有限公司、江蘇亞威機床有限公司、巨化集團有限公司、洛陽軸承研究所有限公司、奔騰激光(溫州)有限公司、南京中科煜宸激光有限公司、蘇州長光華芯光電技術(shù)有限公司、北京熱刺激光技術(shù)有限責任公司、杭州銀湖激光科技有限公司等單位共建。
以2020年為例，依托協(xié)同中心的共建單位，聯(lián)合承擔了一批國家重點研發(fā)計劃、國家基金重點項目、國家基金兩化融合聯(lián)合基金、“一帶一路”科技創(chuàng)新合作項目等項目，全年累計發(fā)表SCI論文100余篇，出版專著2部，授權(quán)美國發(fā)明專利1項、中國發(fā)明專利72項。依托長期技術(shù)積累與項目研發(fā)成果，與杭汽輪、上海汽輪機、國網(wǎng)寧夏電力、亞威機床等行業(yè)骨干企業(yè)繼續(xù)深入推進激光制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程。
在激光增材修復與再制造領域，協(xié)同中心將激光能場與外部電磁場、動能場及感應熱場進行同步復合，利用能量場之間的耦合與放大效應，實現(xiàn)了高效控性及精密控形改性，突破了單一激光修復的共性難題，該技術(shù)已在能源裝備、礦山機械、石油化工、模具、軸承及醫(yī)療器械等多個領域獲得推廣應用，形成一批示范性應用工程，同時實現(xiàn)了高端零部件的新品強化和報廢零部件的高性能修復，有效提升了產(chǎn)品質(zhì)量，變廢為寶，為“碳達峰、碳中和”目標提供了技術(shù)支持。
《激光制造商情》：近年來，我國激光加工技術(shù)發(fā)展快速，某些領域已經(jīng)趕超了歐美日的激光水平，憑借成本與價格優(yōu)勢，在一些細分市場已經(jīng)把外國品牌份額搶占回來，如何看待這種現(xiàn)象？
姚教授：在我國激光加工技術(shù)快速發(fā)展的進程中，社會主義市場經(jīng)濟條件下新型舉國體制發(fā)揮了重要作用。在國家的統(tǒng)一部署下，組建了武漢光電國家研究中心、國家產(chǎn)學研激光技術(shù)中心、高端激光制造裝備省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心、中國(溫州)激光與光電產(chǎn)業(yè)集群等一批國家級創(chuàng)新載體。在“十三五”期間，國家重點研發(fā)計劃“增材制造與激光制造”重點專項順得實施，支持和發(fā)展了一批增材制造與激光制造前沿與應用技術(shù)。在國家和省級財政經(jīng)費、企業(yè)自主研發(fā)經(jīng)費的支持下，我國在激光制造裝備、專用材料、工藝技術(shù)等方面已取得了長足進步，中低端激光制造裝備已基本實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，光纖激光器的大規(guī)模國產(chǎn)化極大降低了激光制造裝備的門檻，產(chǎn)品質(zhì)量的提高和價格優(yōu)勢使得在一些細分市場國產(chǎn)裝備已占據(jù)主要份額，并催生了大族激光、銳科激光、西安鉑力特等一批具備國際競爭力的上市高新技術(shù)企業(yè)。在激光微納加工機理與主動調(diào)控、大尺寸激光增材制造裝備等領域與國外發(fā)達國家基本實現(xiàn)并跑。
但我們必須清醒地認識到我國在高端激光制造裝備領域仍然與發(fā)達國家存在較大差距，國際頭部激光裝備公司有著雄厚的技術(shù)積累和儲備。持續(xù)推進激光制造裝備與工藝技術(shù)向高質(zhì)高效、復合化、智能化方向發(fā)展，努力實現(xiàn)激光制造技術(shù)自立自強是我們激光制造領域科技工作者的使命擔當。在“十四五”期間，預計國家重點研發(fā)計劃和浙江省重點研發(fā)計劃仍然有專項經(jīng)費資助激光制造技術(shù)的發(fā)展，我國激光制造技術(shù)在部分領域與發(fā)達國家的差距將進一步縮小，努力實現(xiàn)增材制造與激光制造技術(shù)的長板優(yōu)勢。
《激光制造商情》：近些年激光技術(shù)不斷在功率層面創(chuàng)新高，工業(yè)激光逐漸轉(zhuǎn)向以應用創(chuàng)新為重心，在激光器、激光裝備成熟后，產(chǎn)業(yè)鏈基本形成，批量出貨應用成為市場焦點，競爭隨之加劇，如何看待這個發(fā)展趨勢，未來產(chǎn)業(yè)可能是何種走向？
姚教授：作為全球工業(yè)激光器最大的需求市場，中國市場的占比不斷增加，全球約有一半的工業(yè)激光器（主要是光纖激光器）的應用市場在中國。國內(nèi)光纖激光器企業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，在與國外企業(yè)的角逐中，通過降成本、調(diào)整價格、推出新品新技術(shù)的方式，逐步贏得國內(nèi)客戶的認可。低功率光纖激光器國產(chǎn)化后，使得我國激光裝備產(chǎn)業(yè)鏈基本形成，但未來仍然具有廣闊的發(fā)展空間。
（1）我國在激光裝備核心器件，如高光束質(zhì)量激光器及光束整形系統(tǒng)、大功率激光掃描振鏡、動態(tài)聚焦鏡、陣列式高精度噴嘴/噴頭等精密元器件仍然嚴重依賴進口，國產(chǎn)激光制造裝備在工藝穩(wěn)定性、環(huán)境溫度控制等方面與進口品牌仍有較大差距。推動高端激光裝備及核心部件的國產(chǎn)化，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，是我國激光裝備業(yè)的努力方向。
（2）由于激光裝備在各個行業(yè)領域的大批量推廣應用，在通用裝備以外，面向具體領域的應用需求，從光源、加工頭、控制系統(tǒng)等方面針對專用領域設計激光加工設備，是激光裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的走向之一。
（3）我國在激光裝備、激光制造領域已出臺部分國家標準以及機械行業(yè)標準，但尚未建立完整的激光制造技術(shù)標準體系，這制約了相關技術(shù)成果的累積、固化、推廣和應用。隨著新型激光裝備的不斷涌現(xiàn)，激光制造應用的不斷拓展，激光制造新技術(shù)的標準化是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
《激光制造商情》：激光助力提升我國一般制造業(yè)的技術(shù)水平，也是我國整體工業(yè)能力追趕發(fā)達國家高端制造水平的重要驅(qū)動器。去年疫情影響下，我國激光設備需求仍然取得不錯增長，今年更是迎來階段性爆發(fā)。當前工業(yè)激光需求的良好局面，有哪些原因？
姚教授：我國是制造業(yè)大國，制造業(yè)在國民經(jīng)濟中占據(jù)舉足輕重的作用。傳統(tǒng)制造業(yè)在工業(yè)領域數(shù)字化、智能化、綠色化的背景下，有著強烈的轉(zhuǎn)型升級需求。激光以其具備高能量密度聚焦、易操作、高柔性、高效率、高質(zhì)量和廣泛適用性等突出特點，被稱為萬能的加工工具。激光切割、激光焊接等技術(shù)已在以汽車工業(yè)為代表的領域中實現(xiàn)大面積替代，對于傳統(tǒng)制造業(yè)有著顯著的示范作用。激光制造技術(shù)天然地具備數(shù)字化的基因，具備智能化的基礎，具備低污染的特征，契合我省“數(shù)字經(jīng)濟”的發(fā)展戰(zhàn)略。因此，激光制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)階段性爆發(fā)，這一爆發(fā)受到疫情的短暫中止，但并未對趨勢發(fā)生影響。受疫情的影響，現(xiàn)階段很多國外產(chǎn)品不能進入國內(nèi)，這必然會加快國產(chǎn)替代化的進程，也給國產(chǎn)激光設備帶來機遇。2021年將是中國經(jīng)濟全面反彈的一年，經(jīng)濟上行必將是技術(shù)先行，激光裝備行業(yè)將會迎來一個高速發(fā)展年。
目前，激光設備向“平民化”和“高端化”兩個方向發(fā)展，激光應用向工業(yè)、社會生活的各個方面滲透，激光技術(shù)已不僅僅是實驗室的“高、大、上”，它已經(jīng)進入民生領域。其中，光纖激光器為激光加工設備的核心部件。近年來，我國光纖激光器行業(yè)處于快速成長階段，國產(chǎn)化程度逐年上升。從市場占有率來看，低功率光纖激光器市場中，國產(chǎn)激光器市場份額高達80%以上；高功率光纖激光器的國產(chǎn)化進程也在逐步推進。光纖激光器國產(chǎn)化對降低激光加工設備的成本起到了至關重要的作用。價格的降低推動高功率激光加工設備應用的“平民化”，進一步加速了激光切割機朝著高功率、高精度、大幅面的方向挺進，同時智能制造背景下的制造業(yè)呈現(xiàn)出從傳統(tǒng)加工向高端制造轉(zhuǎn)型的趨勢，加大了激光切割需求，從而激發(fā)了中國激光切割機保持著高速發(fā)展的態(tài)勢。
另一方面，激光能夠匹配高端制造對工藝革新的要求，推動激光加工設備進入精密制造、增材制造、高端部件再制造等領域。以5G技術(shù)為例，目前手機漸漸朝著更輕薄的方向去發(fā)展，其內(nèi)部構(gòu)件也越來越小巧，精密度、電子集成度越來越高，因此對內(nèi)部構(gòu)件的焊接技術(shù)的要求越來越高，給予激光焊接設備新的機遇。而激光切割是5G基站建設、5G設備制造不可或缺的技術(shù)手段。以5G手機為例，手機為適應新技術(shù)變革，從材質(zhì)到制造工藝都將發(fā)生巨大改變，芯片、終端天線、電路板等核心部件將進一步精密化。而在精密加工領域，激光加工有著得天獨厚的優(yōu)勢。手機上常見的激光切割工藝有：藍寶石玻璃手機屏幕切割、攝像頭保護鏡片切割、手機Home鍵切割、FPC柔性電路板切割等。
隨著激光清洗、激光增材制造技術(shù)、激光組織調(diào)控技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，將進一步挖掘不同工業(yè)領域的市場應用潛力，為激光制造裝備帶來新的需求。
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