展望全球激光产业发展趋势

近年来，激光行业的收入增长越来越高。由于制造业变得更聪明，更系统，激光过程逐渐成为制造业不可或缺的一部分。激光源是激光加工设备中最重要的关键模块，不仅占成本的约三分之一，而且还有加工成功或失败的重要因素。世界上的激光来源的发展正在随着每个通过的日期而变化，并且存在各种各样的问题。

随着激光光源的出现，台湾激光光谷项目的推进带动了激光光源初创企业的出现，激光产业生态链上游也初具规模。

激光应用创造了一代轻制造

激光的产生是激发谐振腔中的介质以通过外部能量产生光子，然后通过谐振腔的结构放大并输出光子的数量。可以控制输出激光束以产生具有不同动作持续时间的激光器。该光束用于处理，检查，检测，图像处理等。在过去的几十年中，激光器的最重要应用是光通信和光学存储，例如CD / DVD驱动器读头。近年来，由于激光源技术的快速进步，激光加工应用已经超越了光通信和光学存储。光学存储已成为世界上最大的激光应用领域。再加上激光源的可控性，激光器​​可以很容易地连接到自动化模块或设备，并成为通过系统集成的材料处理的锋利工具之一。

根据工业技术研究所的统计，2019年全球机床市场为831亿美元。在同一时期，全球激光加工系统收入约为179亿美元，占机床市场的约21.5％。然而，激光加工系统处于材料处理领域。发挥重要作用。根据欧洲Optech咨询的数据，过去20年（1998〜2018）的机床行业复合年增长率为4.4％，激光加工系统的复合年增长率为9.4％，是2次稳定成长。

据全球激光行业指标杂志《激光聚焦世界》和《工业激光解决方案》统计，2019年全球激光光源收入为151.3亿美元，较上年（2018年）小幅增长约1.7%。与2017~2018年全球制造业景气增长相比，2019年加工申请量将略有下降。《激光聚焦世界》和《工业激光解决方案》前一年的行业预测和观察认为，贸易战对全球制造业产生了重大影响，但对于主要的激光光源和设备制造商来说，已经发展成为一个制造基地分散的跨国公司，分散生产已成为各大公司的相应策略，但当2019年面临贸易战和关税的冲击时，部分激光应用出现大幅下滑，导致激光加工应用领域整体业绩下滑。尤其是大功率激光源方面，随着2019年市场趋紧，中国市场趋于饱和，大功率激光源单价不断下降，加上机床市场走弱，接近6kW以上的大功率激光源支撑市场。2020年全球疫情来袭时，长期使用中国低单价相关零部件和模组（如50W以下的激光光源和光学元件）的激光设备供应将受到影响，台湾主要的国产激光设备大部分是精密激光加工设备，在欧洲、美国和日本，大多数采用精密模块零件。因此，估计光电半导体应用的激光精密和微加工市场不会受到很大影响。

全球最大的激光光源“材料加工”应用市场

从激光光源应用市场的数据来看，材料加工（占33%）已经是全球最大的激光光源应用市场。未来，随着制造业需求的不断增加，激光光源材料加工市场将继续有增长空间。

据Laser Focus World介绍，目前材料加工中使用的激光源主要是光纤激光源，其次是直接二极管激光(Direct Diode Laser)，以响应高功率(>1kW)加工市场份额。它逐年增长。在大功率加工市场方面，2019年市场规模约为29.7亿美元，成为全球最大的激光光源应用市场。国际市场预测，它将继续引领未来的增长。其中，金属切削是大功率加工最重要的应用领域。全年约20.9亿美元，比2018年增长1%。主要原因是目前的高功率激光光源在竞争中不断改进。普通的1-2kW电源已被3 ~4kW激光光源取代，更多的4~6kW及以上的激光切割机不断出现在市场上。这样的增长和进步会带动金属加工业的过程发生变化，好处是应用方的，换句话说，产品的生产速度更快，质量更好，成本可能会降低。缺点是对于加工厂来说，会造成议价竞争成本和设备竞争成本的增加。 Therefore, the laser power will increase in the next few years. It will be the focus of the development of metal cutting applications. The next application in the field of high-power processing is metal welding. Because the global metal welding market demand has increased sharply in 2019, from 13% in 2018 to 18%, the reason is that high-power metal welding will be used in future new energy vehicles. The industry will have a lot of application opportunities, especially for processing applications such as the processing of battery components and systems and the welding of high-rigidity car bodies. It is estimated that there will be a lot of growth opportunities. This phenomenon can be seen from the 2019 Munich Laser Show. Many manufacturers exhibited blue laser sources for laser welding. Nunuru and Laser line also exhibited kilowatt-level blue laser sources to observe the growth of laser welding applications.

就微加工市场而言，2019年全球激光微处理市场约为13.4亿美元，略有下降8.8％。目前，激光微加工最大的应用市场仍处于光电半导体/ PCB /展出行业，尤其​​是新兴的5G通信和自动驾驶汽车行业需求。该市场对5G高速通信的期望在于工业4.0智能制造业所需的高速，实时数据交换，具有高频和紧凑的电子元件。新兴技术需要高效率和高屈服的功率半导体处理，如高频基板和复合基板，对高速精密金属处理的需求也随着上述应用过程的需求而增加，尤其是金属模具的高速精密切割和焊接。另一个引人注目的产品在激光微加工应用领域是显示行业的引人注目的产品迷你LED / Micro-LED，与OLED显示器的需求相结合，相关过程技术中使用的激光源也迅速发展。因此，PICOSecond和Femtosecond脉冲超速度激光源已成为该工业应用的主要激光源。具有超快激光源的传感器和精确光束控制模块现在正在提供光电显示工业。高速发展解决方案。

激光向着高价值集成、智能化发展

从激光行业和激光会展趋势来看，未来几年的主要激光技术将随着5G通信、高亮度固态显示器、自动驾驶汽车、新能源汽车等行业的发展发挥重要作用。因此，无论是高功率激光器还是超快激光器，其切割和焊接技术都将成为该技术不可或缺的一部分，也将有助于这些行业的发展。如用于5G/6G、汽车电子等领域的SiC或GaN高硬度基材的激光超精密微加工;新能源汽车新型电池电极或薄壳的精密激光焊接;即使是大功率激光切割/焊接也能缩短钣金件的加工时间。

从目前国际上主要的加工应用来看，激光技术不仅是工业制造领域的核心技术之一，而且正在快速发展，逐渐取代一些传统的加工技术，成为制造的对象。为应对当今主要工业国家积极推动智能制造产业政策，激光光源具有高度可控性。无论是连续输出连续波激光还是脉冲输出脉冲激光，都可以通过一种控制方法精确输出激光。由于这一特点，激光束可以很容易地与设备系统的控制模块集成。激光除具有高精度加工的特点外，激光加工具有广泛的应用领域。例如，工业制造中的雕刻、切割、焊接、表面处理等，都因激光工艺的引入而得到推广和升级。在人员成本、产量、产值等方面有着明显的加工优势，也使得相关行业对激光设备的需求更加精密和多样化。激光应用的另一个方向是智能制造。将传感与仿真预测相结合，可与其他传统加工设备或模块串联使用。通过高速的物联网连接，可以采集和传输数据和图像数据，形成大规模的智能制造生产线网络。 Although the laser source itself has a small market size, it is the core force driving the development of the next generation of manufacturing, which can change the manufacturing pattern of the overall manufacturing industry and drive the industry into a new generation of high-tech.

在工艺应用方面，激光不仅是激光加工工艺，而且顺应技术发展和产业需求，向一体化方向发展。伴随着工业4.0和智能制造，激光加工的智能示范工厂在世界范围内兴起。目前，国际上各大厂商纷纷投资开发智能激光设备。例如，日本MAZAK设备具有智能准备功能、监控功能、切割功能。通过智能化流程，实现从准备到加工再到实时监控的全智能化，提高加工质量。此外，DMG MORI提供从规划到生产和维护的全功能解决方案。其他，如三菱电机的激光设备，进口AI辅助功能，优化加工参数，提高产品质量。德国通快在美国芝加哥打造智能示范工厂，利用物联网将传统机床、激光多层制造设备、激光加工设备串联起来，生产时间展示了人、机器、自动化设备和软件的智能协作。

光学制造是细微微机械的重要工具

在未来，激光加工技术将在制造业中发挥重要作用，激光可以通过高集成度传播到创新和有竞争力的生产工艺，如半导体、汽车电子、汽车电池、航空航天和医疗材料等。市场迫切需要高端的新产品制造工艺及相应的设备。

虽然激光行业也受到疫情的影响，但国际上主要的激光制造商也在开发新的工艺技术，以满足全球制造业未来的需求。当行业在疫情后复苏时，将推动全球激光行业稳步复苏。因此，大多数专家仍然对激光行业的未来发展持乐观态度，他们也相信激光行业将朝着高度集成化、智能化的方向发展。

面对国际产业的发展，未来台湾的设备厂商可以利用激光高值应用整合技术，提升加工产业的加工速度与品质，以满足国内产业的需求。相应的推广方式包括：

1. 建立我国光学制造技术的自主能力:深深培养创新的激光源和关键部件技术，并协助国内潜在制造商开发高端激光源和激光钥匙组件。
2. 带动机床设备产业投资和应用端产业布局引进激光技术:智能集成激光光源和激光加工系统，取代国外高单价高能激光器，推动现有激光器上、中、下游成倍增长。
3. 构建光学制造产业生态链:在智能专家系统的帮助下，增强了激光智能的集成能力，将产学研合作联系起来，提供行业技术开发，协助制造商利用激光技术开发创新产品。