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习近平考察湖北武汉光电子信息产业 强调科技自立自强 创新中心硅光芯片成果接受检阅

中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平28日在湖北省武汉市考察时强调,科技自立自强是国家强盛之基、安全之要。我们必须完整、准确、全面贯彻新发展理念,深入实施创新驱动发展战略,把科技的命脉牢牢掌握在自己手中,在科技自立自强上取得更大进展,不断提升我国发展独立性、自主性、安全性,催生更多新技术新产业,开辟经济发展的新领域新赛道,形成国际竞争新优势。    


 28日下午,习近平在湖北省委书记王蒙徽、省长王忠林陪同下,深入武汉的企业、社区调研。    


习近平听取湖北省光电子信息产业发展及核心技术攻关情况介绍,仔细察看芯片产业创新成果展示。其中,国家信息光电子创新中心、中国信科集团和鹏城实验室联合研制的1.6Tb/s硅光互连芯片,作为湖北省光电子芯片的两个代表成果之一,向领导人进行了汇报和介绍。  


  习近平指出,光电子信息产业是应用广泛的战略高技术产业,也是我国有条件率先实现突破的高技术产业。湖北武汉东湖新技术开发区在光电子信息产业领域独树一帜。要加强技术研发攻关,掌握更多具有自主知识产权的核心技术,不断延伸创新链、完善产业链,为推动我国光电子信息产业加快发展作出更大贡献。


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(习近平察看芯片产业创新成果展示,来源:新闻截屏)

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(国家信息光电子创新中心展出的1.6T硅光互连芯片,来源:新闻截屏)


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(1.6T硅光互连芯片,来源:央视新闻公众号,总台央视记者黄京辉拍摄)


以上内容来源自:央视新闻客户端



关于我们


    国家信息光电子创新中心依托武汉光谷信息光电子创新中心有限公司,由光迅科技、烽火通信、亨通光电、武汉高芯科技、苏州天孚通信、武汉光电工研院等11家国内行业龙头企业发起成立,于2017年10月31日获得工信部正式批复,成为全国唯一一家面向光电子信息产业的国家制造业创新中心。


     国家信息光电子创新中心牢记“四个面向”,努力打造贯通创新链和产业链的光电子芯片研发平台,攻克关键共性技术难题,形成先进中试熟化能力。近年来,在技术壁垒加深和疫情危机持续等不利因素影响下,仍完成了多款核心光电子芯片及高端器件国内首产,撬动了关键共性技术突破“关键变量”向支撑行业高质量发展“最大增量”转化,带动中国光通信行业核心高端光芯片国产化率大幅度提升,现已成为国际上唯一全面掌握III-V、硅光和混合集成光子芯片系列产品研发能力的创新载体。


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来源 : 国家信息光电子创新中心 发布时间 : 2022-07-01

总书记为何十年三赴“光谷”考察?

“中国光谷”因为“光”得名。

这里是中国第一根石英光纤诞生地,

这里是全球最大的光纤光缆研制基地,

这里是全国第二个国家自主创新示范区。

6月28日,习近平总书记来到湖北武汉考察,第一站就来到了光谷。这是继2013年、2018年后,总书记第三次到访光谷。

总书记为何十年三赴光谷,他都看了些什么?强调了什么?

总书记为何十年三赴“光谷”考察?


“科技兴则民族兴,科技强则国家强。”习近平总书记一直高度重视科技创新,始终将创新摆在国家发展全局的核心位置,三次来到光谷,是总书记的三次实地“督战”。

2013年

我们不能做其他国家的技术附庸

总书记眼中的光谷是怎样的?

2013年7月,总书记考察光谷,充分肯定了光谷发展的5个特点:发展很快;科技成果转化效果明显,围绕科技体制改革做了不少文章;研究机构与科技人才比较多,有自主创新成果;科技成果转化比较好,大学产业化做得不错;产业特色明显,尤其是光电子产业特色鲜明。

总书记为何十年三赴“光谷”考察?


那次考察中,他走进长飞光纤光缆有限公司的生产车间,饶有兴趣地登上企业自主设计的光纤拉丝塔,不顾拉丝炉刺眼的光芒,观看了光纤预制棒被熔化拉丝的过程。随后指出:我们这么大的国家,不能做其他国家的技术附庸。

他说:“一个国家只是经济体量大,还不能代表强。我们是一个大国,在科技创新上要有自己的东西。一定要坚定不移走中国特色自主创新道路,培养和吸引人才,推动科技和经济紧密结合,真正把创新驱动发展战略落到实处。”

这些话深深触动了长飞光纤光缆股份有限公司执行董事兼总裁庄丹。“总书记当时问我,你们的长飞梦是什么?我说,用6到8年时间做到这个领域的全球第一。总书记又问,为什么有这个长飞梦?我说,如果中国每一个行业,都有企业做到全球数一数二,那么我们的国家,也必定会成为世界级的创新大国和经济强国。”这一席对话,庄丹一直牢记。

曾经,长飞的整套设备都是从合资方飞利浦学来的,连插排都是欧标。与总书记对话后,庄丹在心里立下目标,要加大研发力度,实现科技自主,而且要拿下预制棒、光纤、光缆市场份额的全球第一。

2014年在香港上市时,长飞募集资金11.03亿元港币,其中4成都用在了核心技术研究和产业化;2018年,长飞公司在上海交易所上市,募集资金20亿元,又将其中14亿元投向自主预制棒及光纤产业化项目扩产项目。在核心技术上的大手笔投资,让长飞入选了全国首批智能制造试点,湖北唯一。

更令人骄傲的是,2016年底,长飞就实现了光纤预制棒、光纤、光缆销量全球第一。兑现对总书记的那一声承诺,仅用了不到4年。

总书记为何十年三赴“光谷”考察?


如今,长飞的光棒直径已达到22厘米,单棒拉纤可长达8500公里,为全球最高技术水平,长飞海外业务占比也已突破30%,实现了国际企业的“关键一跃”。

庄丹介绍:“目前,我们不仅掌握了光纤预制棒、光纤、光缆全部生产关键技术,还自主设计并生产制造装备,甚至连源代码也是自主编写。我们不仅做到了自己的碗装自己的粮食,我们连碗都是自己做的!”


2018年

必须在核心技术上不断实现突破

2018年,东湖高新区成立30周年之际,总书记再次来到光谷。

这一次,他来到烽火科技集团考察,一边查看企业研制的芯片、光纤等高科技产品,一边了解产品用途、性能、国产化率、在国际同行业中的地位等情况。

总书记为何十年三赴“光谷”考察?


随后,他对企业负责人说,新发展理念,创新是第一位的。具有自主知识产权的核心技术,是企业的“命门”所在。企业必须在核心技术上不断实现突破,掌握更多具有自主知识产权的关键技术,掌控产业发展主导权。国家需要你们在这方面加快步伐。

烽火通信科技股份有限公司党委书记曾军回忆当时的情形,“总书记语重心长的话语,坚定了大家打造‘中国芯’的信心。尽管技术壁垒很多,但我们坚持自主研发、不断突破。”

在研发出100G硅光芯片后,烽火通信研发团队一度面临抉择:是沿用旧有的产业链和技术路线,还是继续开发更小体积与成本的下一代产品?当时,国际同行已采用全新的技术路径开发下一代产品。“技术掌握在别人手里”,必须依靠自己拼。烽火通信为研发团队增加人手与经费投入,大家夜以继日讨论技术方案、测试、修改。

经过3年的艰苦研发,2021年底,烽火通信推出了中国首款、拥有自主知识产权的400G相干商用硅光收发芯片。这是目前国际上已报道的、集成度最高的商用硅光集成芯片之一。

总书记为何十年三赴“光谷”考察?


今年,中国信科集团国家重点实验室还发布了国内首款1.6T硅光互联芯片。这意味着,我国硅光芯片技术实现向Tb/s级的首次跨越,这也将为超级计算、人工智能等新技术、新产业发展提供有力支撑。

针对汽车行业近年出现的“芯片荒”,2021年9月,烽火通信与东风汽车集团联合成立“车规级芯片联合实验室”,2022年成立武汉二进制半导体有限公司,共同打造高可靠性的汽车芯片产品,努力实现关键核心技术的自主可控。


2022年

东湖新技术开发区要作出更大贡献

2022年,再来光谷。总书记指出,湖北武汉东湖新技术开发区在光电子信息产业领域独树一帜。要加强技术研发攻关,掌握更多具有自主知识产权的核心技术,不断延伸创新链、完善产业链,为推动我国光电子信息产业加快发展作出更大贡献。

在华工科技激光科技馆,习近平总书记三次停下脚步细细观看。

在听到一部手机的制作过程中,70%的环节都用到了激光工艺,华工科技已为全球一线品牌手机提供近20000套设备时,总书记特意走向前,弓下腰,仔细查看。

在看到仅两指宽的金属片上,也能用激光切割出一座黄鹤楼时,总书记再次驻足,特意将切割件拿起来端详。

总书记为何十年三赴“光谷”考察?


在进入汽车激光车身焊接展区后,习近平总书记第三次驻足。这项技术打破了近40年的国外垄断,在2015年获得国家科技进步一等奖。当时,为他们颁奖的正是习近平总书记。

在车间大楼前,习近平总书记同企业职工亲切交流。

他指出,我国是世界第二大经济体,但还有不少短板,一些产业的基础还不是很牢固,进一步发展必须靠创新。全面建设社会主义现代化国家,实现第二个百年奋斗目标,创新是一个决定性因素。

他说,如果我们每一座城市、每一个高新技术开发区、每一家科技企业、每一位科研工作者都能围绕国家确定的发展方向扎扎实实推进科技创新,那么我们就一定能够实现既定目标。我们这一代人必须承担起这一光荣使命。党中央十分关心科技人才成长,各级党委和政府要尽可能创造有利于科技创新的体制机制和工作生活环境,让科技工作者为祖国和人民作贡献。

总书记为何十年三赴“光谷”考察?


牢记嘱托,再续荆彩。

如今,连接武汉、鄂州、黄石、黄冈、咸宁五个城市的光谷科创大走廊,正瞄准“光芯屏端网”和生命健康两大万亿产业集群。

在光谷,5座大科学装置加速鼎立,5大湖北实验室挂牌运营,5大国家级创新中心落地建设。

在光谷,一代又一代有学识、有梦想的追光者涌现,已汇聚4名诺贝尔奖得主、58名中外院士,每年超20万科技人员在光谷创新创业。

作为创建湖北东湖综合性国家科学中心的主体区和武汉国家科技创新中心的核心承载区,光谷正面向全球原始创新策源,加速形成国家战略科技力量。

正如总书记所期望的,如果我们每一座城市、每一个高新技术开发区、每一家科技企业、每一位科研工作者都能围绕国家确定的发展方向扎扎实实推进科技创新,那么我们就一定能够实现既定目标。

为中华之独立、自主、安全而创新!这是我们这一代人必须承担起的光荣使命!


来源 : 湖北广电融媒体新闻中心 发布时间 : 2022-06-30

海克斯康发布Leica绝对激光跟踪仪AT500

Leica绝对激光跟踪仪AT500及B-Probeplus测头,是海克斯康全新推出的一体化激光跟踪仪测量解决方案,它采用内置控制器设计,可由电池供电,轻巧便携且易于安装,能轻松满足用户的各种现场测量需求。凭借出色的产品性能,全新的AT500将以更为灵活的便携设计与更为高效的测量能力赋能市场。


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 海克斯康绝对跟踪仪产品经理Rodrigo Alfaia表示:“AT500的推出是为了让测量变得更加轻松,这是我们一直以来所不断追求的目标,我们相信AT500可以改变客户在各种复杂环境下的测量方式,从而带来生产力的巨大提高。” 

 

全合一设计:接通电源,即可测量 


 AT500采用全合一包装设计,仅用一个便携式包装箱,即可放置所有的传感器、探测系统以及遥控器。AT500的使用极为简单,打开运输箱,接通电源,用户就可以开始测量。AT500无需电缆,无需找正,无需反射球初始化,操作更为方便。该系统提供两块符合IATA标准的电池,并支持热插拔,运行时间长达6小时。


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 IP54等级要求:随时随地,高效测量 


 AT500满足IP54防护等级要求,工作温度范围可达-15至+50°C,从户外到车间现场,随时都可进行测量。借助全合一的集成设计,作为第一套采用内置控制器的绝对激光跟踪仪,AT500实现了前所未有的便携性。同时,AT500采用了新一代获得专利的PowerLock自动锁定技术,能迅速重建被中断的光路且无需用户干预,有效避免了时间的浪费。此外,该系统还提供了全新的AT500连接应用程序,用户在智能手机或平板电脑上可直接进行网络设置和升级。


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 新一代触测探头:即时反馈,触探信息 


 全新的B-Probeplus为用户提供了更好的使用体验。它具备完整的无线测量功能,支持实时反馈,且具有更广的接收角度——在距离跟踪仪12米的范围内,其接收角度可达16°。B-Probeplus测头采用全新设计,按钮更为耐用,电池运行时间长达6小时,精度符合ISO 10360-10标准。


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 Leica绝对激光跟踪仪AT500适用于不同行业的多种应用场合,从质量检测到逆向测量,从机加部件到基础设施,无论工件大小,无论何时何地,AT500已经准备好以专业服务于现代制造!

来源 : 海克斯康制造智能 发布时间 : 2022-06-29

国内超快激光龙头企业奥创光子西南总部落户重庆

6月27日,重庆日报记者获悉,国内超快激光行业龙头企业——杭州奥创光子技术有限公司(下称“奥创光子”)西南总部落户重庆,并将在渝建立超快激光协同创新中心。


▲超快激光应用于微小精密部件的制造。(图片来源于奥创光子)


据介绍,超快激光是脉冲宽度在皮秒甚至飞秒量级的激光,其中1飞秒等于1秒的一千万亿分之一,具有峰值功率高、热效应小、加工精度高、无材料选择性、无光毒性等特点,具有广泛的应用前景。比如在电子信息领域,手机所用的蓝宝石硬度高、脆性大,使用传统的机械加工方式效率和良品率很低,飞秒激光成为切割蓝宝石的主要技术手段之一。再比如新能源汽车所用的锂电池,可以避免机械切割方式加工电极时出现的毛刺、卷边等质量缺陷,从而大大提高电池的安全性能。


▲超快激光应用于规模化大尺寸材料加工制造。(图片来源于奥创光子)


超快激光技术最早来自于欧美国家,在国内,中科院西安光机所团队从1985年率先开始了超快激光的研究。成立于2018年的奥创光子,在中科院国家重点激光实验室骨干团队成员的基础上,引入了数位具有工程化经验的海归专家,组成核心团队,展开飞秒激光光源技术、飞秒激光功能模块的研发、生产和应用。


目前,奥创光子作为国内国产飞秒激光市占率领先的龙头企业,在飞秒激光器全系列全流程制作组装中采用量身定制的自产模块,成本比国内市场上的进口组装品减少三分之一,用更低的成品价格实现了进口替代,让更多过去更下沉的行业也能享受到飞秒激光器带来的性能提升。


6月27日,奥创光子正式宣布完成数千万元A+轮融资,这也是其在一年内完成的第二次融资,将为奥创光子进入新能源行业进一步夯实基础。与此同时,奥创光子西南总部也落户重庆两江新区。

记者了解到,奥创光子西南总部将发挥企业多年的技术积累和工程化优势,针对西南地区制造领域、前瞻科研领域等对工业化超快激光器的迫切需求,通过创新研发、条件建设等方式,实现工业化超快激光器的产业化及产业支撑,力争在西南地区形成由激光晶体、关键元器件、配套件、激光器、激光系统、应用开发、公共服务平台等环节构成的全套、完整产业链。


其中,超快激光协同创新中心将主要围绕飞秒激光器关键核心技术开展研发及产业化工作,同时搭建高端人才团队,与当地高校、科研院所形成产学研合作,促进创新链、产业链深度融合。此外,与高端制造、生物医疗等产业进行对接,探索飞秒激光器在其他行业的创新应用,共同推进产业发展及转型升级。



来源 : 重庆日报 发布时间 : 2022-06-28

我国35项被卡脖子的关健技术现正在突破

目前我国高铁、扫码支付、共亭单车,网购新四大发明己誉享全球。但2020年1月,在中国科技会堂的科学传播沙龙上,科技工作者做了一个题为“除了那些核心技术,我们还缺什么“的即席演讲,指出我国科技界还存在35项被卡脖子的关健技术。两年多过去了,现状如何呢?让我们对比一下,到底取得了那些突破?


01

制造芯片的光刻机


中国2020年生产的最好的光刻机,加工精度是90纳米,而国外已经做到了十几纳米。

现状:而我们现在做到了28纳米。

02

芯片


国外最先进芯片量产精度为10纳米,我国只有28纳米,差距两代。在计算机系统、通用电子系统、通信设备、内存设备和显示及视频系统中的多个领域中,我国国产芯片占有率为0。

现状:2022年华为海思的芯片技术有了重大突破,国产14nm芯片将会在明年年底量产。

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新四大发明之一: 高铁

03

自研操作系统


数据显示,2017年安卓系统市场占有率达85.9%,苹果IOS为14%。其他系统仅有0.1%。这0.1%,基本也是美国的微软的Windows和黑莓。而中国手机厂商免费利用安卓的代价,就是随时可能被“断粮”

现状:目前我国麒麟软件、统信软件是国产系统的代表,华为除了用于自家手机的鸿蒙系统,还联合创建了“开源鸿蒙”OpenHarmony系统,以及面向服务器的欧拉系统,其开源版本为openEuler。主渠道仍依赖微软。

04

国产航空发动机的短舱


2020年我国在这一重要领域尚属空白。查阅所有公开资料,我国尚无自主研制短舱的专门机构,相关院校似乎也没有设置相关的学科。

现状:2022年赛峰短舱与中航飞机的合资公司西安赛威短舱有限公司应该有参与C919短舱组件的生产。商发利用大飞机这个平台,正在通过CJ1000A把短舱能力培养起来。

05

触觉传感器


触觉传感器是工业机器人核心部件。精确、稳定的严苛要求,拦住了我国大部分企业向触觉传感器迈进的步伐,目前国内传感器企业大多从事气体、温度等类型传感器的生产。

现状:2022年我国刚起步。

06

真空蒸镀机


OLED面板制程的“心脏”。日本Canon Tokki独占高端市场,掌握着该产业的咽喉。Canon Tokki能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内(1微米相当于头发直径的1%),没有其他公司的蒸镀机能达到这个精准度。2020年我国还没有生产蒸镀机的企业,更沒有发言权。

现状:目前,合肥莱德设备技术有限公司成功研发出OLED生产所需的核心设备真空蒸镀机,填补了国内在该领域的空白。

07

手机射频器件


从滤波器的全球竞争格局上看,美国和日本基本垄断了整个行业。日本企业Murata、TDK和TaiyoYuden合计占据大部分市场;Broadcom(博通)/Avago和Qorvo两家厂商占据部分市场。

现状:2022年中科芯电产品包括射频用化合物半导体 PHEMT、HEMT 以及光电子用VCSEL 等产品。PHEMT、VCSEL 等产品的主要指标达到国际先进水平。

08

iCLIP技术


iCLIP是一种新兴的实验技术,是研发创新药的最关键的技术之一。国外研究团队已在此领域已展开“技术竞赛”,研究论文以几个月为周期轮番上演。

现状:2022年,国内实验室未发现有成熟技术。

09

重型燃气轮机


国际上大的重燃厂家,主要是美国GE、日本三菱、德国西门子、意大利安萨尔多4家。意味着我国能源安全的重要一环,仍然受制于人。我国具备轻型燃机自主化能力;但重燃仍基本依赖引进。

现状:2021年底,中国已自主掌握了重型燃气轮机技术,据媒体报道,中国最新的R0110重型燃气轮机于2021年问世,这款燃气轮机的动力十分强劲,如果铺开列装到各种大型舰船上,海上飙航母也不在话下,同时,R0110型燃气轮机,也宣告中国打破了欧美近70年的封锁,并正式解决了困扰国产舰船已久的“心脏病”。

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新四大发明之二: 扫码支付

10

激光雷达


激光雷达是个传感器,它是自动驾驶汽车的必备组件,决定着自动驾驶行业的进化水平。在该领域,凡涉及激光雷达者,使用的几乎都是美国Velodyne的产品,其激光雷达产品是行业标配,占八成以上市场份额

现状:目前,炬光科技、永新光学、水晶光电、光库科技、庆长光华芯、天孚通信、北醒激光雷达、镭神智能等都在攻破此项技术。镭神智能以自主创新的核心技术树立了多个业界里程碑:是全球唯一一家同时掌握了TOF时间飞行法、相位法、三角法和调频连续波等四种测量原理的激光雷达公司,打造了市面最齐全的激光雷达产品矩阵。

11

适航标准


一架飞机要是想进行正常飞行,就必须要先拥有适航证才行。目前而言,世界上的绝大多数国家适航证的相关制度都是参照美国空管局的适航证(FFA)和欧洲航安局的适航证(EASA)制定的。

虽然中国空管局也拥有自己的适航证(CCAR),但是CCAR在全球范围内的采信度远不如FFA和EASA,目前只在国内适用。成为被卡的理由和利益博弈的界线。

现状:目前,我国还沒有取得EASA 、FAA适航证,只能使用自已(CCAR)适航标准。

12

高端电容电阻


电容和电阻是电子工业的黄金配角。但最好的消费级电容和电阻来自日本。

国内企业的产品多属于中低端,在工艺、材料、质量管控上,相对薄弱。

现状:目前,风华高科、京东方科技集团正努力从国外竞争对手中获得份额。

13

核心工业软件


中国的核心工业软件领域,基本还是“无人区”。工业软件缺位,为智能制造带来了麻烦。工业系统复杂到一定程度,就需要以计算机辅助的工业软件来替代人脑计算。国产EDA与美国主流EDA工具相较,设计原理上并无差异,但软件性能却存在不小差距,主要表现在对先进技术和工艺支持不足,和国外先进EDA工具之间存在“代差”。国外EDA三大巨头公司Cadence、Synopsys及Mentor,占据了全球该行业每年总收入的70%,我国只占6%。

现状:目前与发达国家相比,中国工业软件产业整体呈“小、散、差”的发展局面,国内企业市场份额小,产业链不完整,技术水平相对落后,离自主可控距离还比较远。发展自主工业操作系统+自主工业软件体系,刻不容缓。

14

ITO靶材


ITO靶材,全称为氧化铟锡靶材,是电子信息工业领域的关键材料之一。目前,全球的ITO靶材的生产和消费市场主要集中在日本、韩国与中国。不过由于生产制造ITO靶材的技术难度极高,长期以来只有日本和韩国的企业垄断了ITO靶材市场的生产和销售份额。

现状:2022年4月,这种局面终于迎来了突破。郑州大学的何季麟院士带领着科研团队,在日以继日的艰辛钻研下,成功取得了“平板显示用高性能ITO靶材的关键技术及工程化”项目的成果,荣获国家技术发明奖二等奖,实现了中国在高端ITO靶材的制造生产领域从零到有的突破,打破了日韩企业在ITO靶材市场上的长期垄断。

15

核心算法


中国机器人全球市场份额第一,但日本要获取35%的利润。关键在于高端机器人仍然依赖进口。由于没有掌握核心算法,国产工业机器人稳定性、故障率、易用性等关键指标远不如工业机器人“四大家族”发那科(日本)、ABB(瑞士)、安川(日本)、库卡(德国)的产品。核心算法差距过大,导致国产机器人稳定性不佳,故障率居高不下。

现状:近年,在国内工程师的不懈努力下,国产RV减速器已经成功研发,让中国避免了被国外卡脖子的局面,去年发射的天宫空间站上,也出现了太空机械臂的身影,而它所使用的,正是国产减速器,日本工厂想要从中国轻松赚钱的时代,已经彻底成为过去了。

16

航空钢材


无论起飞还是降落,起落架都是支撑飞机的唯一部件,尤其是在飞机降落阶段,其承载的载荷不仅仅来自机身重量,还有飞机垂直方向的巨大冲力。因此,起落架的材料强度必须十分优异,只能依靠特种钢材才行。我国目前使用的美国300M钢材。中国钢材还存在较大差距

现状:据专家介绍,中国钢研科技集团自投经费开展了预研工作,并借助先进的计算机模拟技术实现了300M钢直径1080毫米超大锭型冶炼、超大规格锻坯锻造工艺的精确量化和过程的可视化,缩短了我国关键航空主干材料研制应用周期,突破了超大规格300M钢锻坯的关键生产技术,初步建立了我国民机起落架用高品质超高强度钢超大锭型、超大规格锻坯研发制造平台,也为未来我国大型宽体客机起落架用300M钢超级锻坯的研制工作提供了坚实的技术积累。

17

铣刀


随着我国近年来高铁的迅猛建设,钢轨养护问题也愈加让业内专家忧心。若养护不到位,不仅折损生命周期,还存在高风险隐患。我国自主创新研发的双动力电驱铣磨维护机器人装备——被称为钢轨‘急救车’的铣磨车可为钢轨“保驾护航”。但铣磨车最核心部件铣刀仍需从国外进口。铣刀的材料是一种超硬合金材料。对其中金属成分我们已然了解,但就是不知人家是怎么配比、合成的,如同琢磨某种中药的祖传秘方、各种药材比例是多少,都不甚明了。

现状:2021年,中国五矿所下属中钨高新金州公司成功突破0.01mm直径铣刀,并且破解了易折、难监控等难题,为我国的工业制造提供国产铣刀支持。

18

高端轴承钢


作为机械设备中不可或缺的核心零部件,轴承支撑机械旋转体,降低其摩擦系数,并保证其回转精度。无论飞机、汽车、高铁,还是高精密机床、仪器仪表,都需要轴承。这就对其精度、性能、寿命和可靠性提出了高要求。而我国的制轴工艺已经接近世界顶尖水平,但材质——也就是高端轴承用钢几乎全部依赖进口。

现状:目前,兴澄特钢轴承钢产量占国内轴承钢总产量的30%以上,很大一部分产品用于出口,是瑞典SKF、德国舍弗勒、日本NSK、NTN、KOYO等世界知名轴承制造企业的优秀战略供货商。

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新四大发明之三: 共享单车

19

高压柱塞泵


液压系统是装备制造业的关键部件之一,一切工程领域,凡是有机械设备的场合,都离不开液压系统。高压柱塞泵是高端液压装备的核心元件,被称作液压系统的“心脏”。中国液压工业的规模在2017年已经成为世界第二,但产业大而不强,尤其是额定压力35MPa以上高压柱塞泵,90%以上依赖进口。国产技木只达到国外90年代水平。

现状:目前,虽然我国可生产压力达到100MPa以上的高压柱塞泵的企业数量已有300多家,其中还不乏有江苏恒立液压等知名大企业,但在技术方面,中国明显还落后于美国、日本等国家。造是造得出的,但是在产品使用寿命、工作稳定性等方面,却无法达到国际上的标准水平。

20

航空设计软件


自上世纪80年代后,世界航空业就迈入数字化设计的新阶段,现在已经达到离开软件就无法设计的高度依赖程度。设计一架飞机至少需要十几种专业软件,全是欧美国家产品。国内设计单位不仅要投入巨资购买软件,而且头戴钢圈,一旦被念“紧箍咒”,整个航空产业将陷入瘫痪。

现状:目前,中国的航空软件发展进入到了一个新阶段,南航教授姚卫星根据自己的研究理论开发出了结构疲劳分析软件,成为业内公认的“独门秘籍”。但要与欧美国家媲美,还要经过市场化检验。

21

光刻胶


我国虽然已成为世界半导体生产大国,但面板产业整体产业链仍较为落后。目前,LCD用光刻胶几乎全部依赖进口,核心技术至今被TOK、JSR、住友化学、信越化学等日本企业所垄断。

现状:目前,中国光刻胶技术已有突破性进展。在国家出台相关利好政策的背景下,中国光刻胶制造商在光刻胶研发技术上积极性革新,光刻胶的研发技术水平逐渐提高,在制造工艺技术和配方工艺领域积累了丰富经验,光刻胶行业正加速发展。未来,随着中国光刻胶企业对光刻胶的研发投入持续上升,光刻胶企业的技术水平将不断提高,中国有望打破国外企业在光刻胶市场的垄断格局,国产光刻胶有望迎来新突破。

22

高压共轨


高压共轨系统是柴油发动机的“心脏”和“大脑”,是最关键的核心部件之一,我国90%以上市场份额被德国博世、日本电装等外资企业占据,是我国柴油发动机领域“卡脖子”的环节。

现状:目前,“钧风电控科技公司是国内少数同时具备高压共轨四大关键部件自主研发制造能力,且能够提供系统级整体研发制造和配套能力的企业。2021年9月,国家制造业转型升级基金实施战略投资,希望该企业加快产品研发、产能建设、提高市场占有率,加速实现国产化替代。”

23

透射式电镜


冷冻电镜可以拍摄微观结构高清3d“彩照”,是生命科学研究的利器,透射式电镜的生产能力是冷冻电镜制造能力的基础之一。目前世界上生产透射电镜的厂商只有3家,分别是日本电子、日立、FEI,国内没有一家企业生产透射式电镜。匹配冷冻电镜使用的工具都需要原装,零件坏了找不到人修理,只能等待零件邮寄到货后进行更换。

现状:目前,国内还沒有企业研究出例似原装旳透射式电镜

24

掘进机主轴承


主轴承,有全断面隧道掘进机的“心脏”之称,承担着掘进机运转过程的主要载荷,是刀盘驱动系统的关键部件,工作所处状况十分恶劣。与直径仅有几百毫米的传统滚动轴承相比,掘进机主轴承直径一般为几米,是结构最复杂的一种轴承,制造需要上百道工序。就掘进机整机制造能力而言,国产掘进机已接近世界最先进水平,但最关键的主轴承全部依赖进口。德国的罗特艾德、IMO、FAG和瑞典的SKF占据市场

现状:目前,我国最关键的主轴承还是依赖进口的。

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微球


微球,直径是头发粗细的三十分之一。手机屏幕里,每平方毫米要用一百个微球,撑起了两块玻璃面板,相当于骨架,在两块玻璃面板的缝隙里,再灌进液晶。少了它,你正盯着的液晶屏幕将无法生产。没有微球,芯片生产、食品安全检测、疾病诊断、生物制药、环境监测……,许多行业都会陷入窘境。全球只有日本一、两家企业供货。

现状:结束长期垄断,目前,深圳纳微科技经过十多年的自主研发,成功掌握并突破微球精准制备的底层技术,并且,已经全面建成研发、应用和产业化的体系,能够根据客户不同的需求提供粒径范围从几纳米到上千微米等均匀性微球。

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水下连接器


除了船舶、遥感卫星,海底观测网已成为第三种海洋观测平台——通过它,人类可以深入到水下观测和认识海洋。如果将各类缆系观测平台比作胳膊、腿,水下连接器就好比关节,对海底观测网系统的建设、运行和维护有着不可替代的作用。目前我国水下连接器市场基本被外国垄断。

现状:哈工大与中海油海洋石油工程股份有限公司科研团队,合作研制国内首台深海水平式卡箍连接器,通过了挪威船级社(DNV)认证,并交付中海油南方某油气田工程项目,实现国内首台套国产化工程应用,该连接器可用于1500米的深海之下,实现海底油气田装备的快速连接,将我国海洋工程装备的国产化向前迈进一大步。

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燃料电池关键材料


国外的燃料电池车已实现量产,但我国车用燃料电池还处在技术验证阶段。我国车用燃料电池的现状是——几乎无部件生产商,无车用电堆生产公司,只有极少量商业运行燃料电池车。多项关键材料,决定着燃料电池的寿命和性能。这些材料我国并非完全没有,有些实验室成果甚至已达到国际水平。但是,没有批量生产线,燃料电池产业链依然梗阻,关键材料长期依赖国外。

现状:目前燃料电池三大关键材料,国产化替代加速,最难啃的骨头只剩下碳纸。

三大关键材料中,国产催化剂、质子交换膜已经上车, 2021年已进行批量化上车应用,而气体扩散层2022实现上车。

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高端焊接电源


深海焊接的实现靠水下机器人。虽然我国是全球最大焊接电源制造基地,年产能已超1000万台套,但高端焊接电源基本上仍被国外垄断。我国水下机器人焊接技术一直难以提升,原因是高端焊接电源技术受制于人。国外焊接电源全数字化控制技术已相对成熟, 国内的仍以模拟控制技术为庄。

现状:目前国内高端焊接电源发展现在还在不断的研究和升级的过程中,相信在不久之后会有更加先进的技术和改善。

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锂电池隔膜


作为新能源车的“心脏”,国产锂离子电池(以下简称锂电池)目前“跳”得还不够稳。电池四大核心材料中,正负极材料、电解液都已实现了国产化,唯独隔膜仍是短板。高端隔膜技术具有相当高的门槛,不仅要投入巨额的资金,还需要有强大的研发和生产团队、纯熟的工艺技术和高水平的生产线。高端隔膜目前依然大量依赖进口。

现状:目前,我国的锂离子电池隔膜市场严重供不应求,大部分市场被美国和日本产品占据,导致价格居高不下。经过十多年的研发,河南新乡市格林新能源材料有限公司的隔膜生产已经实现产业化,打破了国外隔膜主导我国市场。

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新四大发明之四: 网购

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医学影像设备元器件


我国产医学影像设备的大部分元器件依赖进口,至少要花10年、20年才能达到别人的现有水平。在传统医学成像(CT、磁共振等)上,中国最早的专利比美国平均晚20年。在专利数量上,美国是我国的10倍。这意味着整个产业已经完全掌握在国外企业的手里了,所有的知识产权,所有的原创成果,所有的科研积累都在国外,中国只占很少的一部分。

现状:目前,国内医学影像设备企业正在加大核心元器件研发投入,同时借力人工智能等前沿技术推动行业创新发展,并逐步向产业链下游延伸,提供整体解决方案,持续增强产业链供应链自主可控能力,医学影像设备国产替代进程正在加速推进。

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超精密抛光工艺


超精密抛光工艺在现代制造业中有多重要,其应用的领域能够直接说明问题:集成电路制造、医疗器械、汽车配件、数码配件、精密模具、航空航天。“它是技术灵魂”。美日牢牢把握了全球市场的主动权,其材料构成和制作工艺一直是个谜。即使是购买和使用他们的产品,并不代表可以仿制甚至复制他们的产品。

现状:目前,金信天钛同西安理工大学产学研结合,将围绕精整加工和流体结构设计为主,精整系统化装备及自主研制高精尖产品为辅,以航空发动机、航空电传飞控及核动力为突破口,扩充航天、船舶、通信及医疗、新能源、汽车等民品领域。突破“超精密抛光工艺”的卡脖子问题。

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环氧树脂


碳纤维质量能比金属铝轻,但强度却高于钢铁,还具有耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变等特性,其中一个关键的复合辅材就是环氧树脂。但目前国内生产的高端碳纤维,所使用的环氧树脂全部都是进口的。我国已能生产T800等较高端的碳纤维,但这是日本90年代的技术。相比于碳纤维,我国高端环氧树脂产业落后于国际。

现状:2021年山东东营的特种环氧树脂项目投产运营,由山东泰特尔新材料科技有限公司投资建设,总投资额约10亿元,建成后年产量将达9500吨。率先打破先进电子化学品类高端材料大量依赖进口的局面,彻底结束了这个领域的国外垄断局面。

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高强度不锈钢


用于火箭发动机的钢材需具备多种特性,其中高强度是必须满足的重要指标。火箭发动机材料如果如果严重生锈,将带来很大影响。完全依靠材料自身实现高强度和防锈性能兼备,这是世界性难题。现在,我国航天材料大多用的是国外上世纪六七十年代用的材料,发达国家在生产过程中会严格控制杂质含量,如果纯度不达标,便重新回炉,但国内厂家往往缺乏这种严谨的态度。

现状:“不锈钢能不能不生锈?”这个有点黑色幽默的问题,几乎让中国航天科技集团六院发动机专家、长征五号运载火箭副总设计师陈建华落下心病。目前国内技术还未突破。

34

数据库管理系统


目前全世界最流行的两种数据库管理系统是Oracle和MySQL,都是甲骨文公司旗下的产品。竞争者还有IBM公司以及微软公司的产品等。甲骨文、IBM、微软和Teradata几家美国公司,占了大部分市场份额。数据库管理系统国货也有市场份额,但只是个零头,其重要行业还不胜任。

现状:目前,我国数据库领域,阿里OceanBase已爬上历史舞台,或许35项“卡脖子”技术可以减少一项。

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扫描电镜


扫描电子显微镜,一种高端的电子光学仪器,它被广泛地应用于材料、生物、医学、冶金、化学和半导体等各个研究领域和工业部门,被称为“微观相机”。目前我国科研与工业部门所用的扫描电镜严重依赖进口,每年我国花费超过1亿美元采购的几百台扫描电镜中,主要产自美、日、德和捷克等国。国产扫描电镜只占约5%—10%。

现状:因为较高的技术壁垒,我国目前扫描电子显微镜的生产企业不多,其主要有中科科仪、聚束科技、国仪量子、泽攸科技和善时仪器等。其中中科占世界市场的7%,其它占3%。我国仍需努力。

随着我国科技事业的不断发展,只要国家和科研人员共同发力,“卡脖子”关键技术将会被我们逐一破解,“洋油”、“洋咸”时代一去不复返了,迎接我们的是一个万紫千红的科技強国新时代。


来源 : 激光制造网 作者: 老牛 发布时间 : 2022-06-27

疫情难挡外资涌入,这家激光龙头有何不同?

在同花顺iFinD,以2021年数据为准,4800多家A股公司(含北交所)中销售净利率超过60%的公司仅有49家。再加上资产负债率低于5%、研发费用/营业总收入大于15%两个条件,呈现出的只有一家公司——柏楚电子(688188.SH)。


这家过去4年营业总收入和归母净利润复合增速均超过40%的上海企业,受疫情影响,2022Q1营业总收入仅同比增长1.4%,归母净利润更是同比下滑13.2%。

即便如此,柏楚电子还是在4月份完成了规模近10亿元的定向增发,距离证监会批复仅一个多月。这与今年A股萎靡状态下,多家公司定增了无音讯形成鲜明对比,而且参与该定增的11家机构中,出现了高盛、JP摩根和UBS AG三家QFII。

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来源:柏楚电子公告

很明显,在这些机构眼中,疫情的影响是暂时的,今年股价的下跌反而提供了更好的买入价位。


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国产激光切割设备头号“大脑”


激光切割是一种可用于各种厚度的金属与非金属材料的切割工艺,以经光学系统引导激光束对材料完全穿透,达到切割效果。相比传统的刀具切割方法,激光切割不接触材料本身、无切头磨损、切割速度快、具有适应性和灵活性,可提升加工效率,降低加工成本,提高工件质量。

柏楚电子的主营业务是光纤激光切割控制系统的研发、生产和销售,主导产品包括随动控制系统、板卡控制系统、总线控制系统和其他相关产品。顾名思义,激光切割控制系统就是激光切割设备的“大脑”。

在同等条件下,激光器功率越高加工速度越快,生产效率提升也越显著。在我国激光切割市场向高功率演进的过程中,对控制系统的要求也随之提高。

当前,在中低功率激光切割控制系统领域,国产系统凭借良好的使用性能和综合性价比,已基本实现进口替代。柏楚电子、维宏股份、奥森迪科3家公司市场份额已达到90%左右,其中柏楚电子份额约为60%。高功率市场则仍然为德国倍福、德国PA、西门子等外资所占据,本土厂商份额仅约17%。值得一提的是,这17%的份额基本全部为柏楚电子所占有。

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尽管激光切割属于高端制造,但柏楚电子却是实打实的软件公司,因此具有轻资产、高毛利率等特点。

数据显示,2019年登陆科创板之前,柏楚电子资产负债率仅有20.74%,已经很低了。但是上市后,2019年柏楚电子资产负债率又马上降至3.17%,近两年有所增加但也保持在5%以下。

在如此低的杠杆下,柏楚电子的净资产收益率(加权)仍保持在较高水准,2021年达到20.34%。同年销售净利率和销售毛利率也分别有60.09%和80.29%,高于可比公司维宏股份,更是远超锐科激光、联赢激光等硬件企业。

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如前所述,轻资产以及毛利率和净利率“吊打”同行,很大程度得益于柏楚电子提供的是软件而非硬件。不过,这种情况正在逐步改变。


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横向拓展业务,进一步打开天花板


在增发公告中,柏楚电子强调,在国内激光行业高速增长的同时,本土企业在激光设备、激光器及激光控制系统等领域也在加速国产替代。中长期看,随着激光加工(激光切割、焊接)渗透率不断提升、应用场景不断拓展(3C、动力电池、光伏等),我国激光加工市场仍将保持较快的增长态势。

既然行业向好,自身实力占优,为何还要横向拓展业务?

柏楚电子所募集的9.78亿元中,3.78亿元将投向智能切割头扩产项目,3亿元投向智能焊接机器人及控制系统产业化项目,另外3亿元投向超高精密驱控一体研发项目。

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来源:柏楚电子公告

柏楚电子在公告中称,目前下游的激光切割设备整机厂商使用的高功率智能切割头大部分为国外进口,很难与其控制系统达到高精度适配,从而可能导致切割效率降低乃至机器损毁。而国际一流厂家都选择自研激光切割头,并将激光切割控制系统和切割头组合成整体解决方案,从而提高整机的效率和稳定性,形成高技术壁垒。

布局智能焊接机器人主要是看到了行业机会。柏楚电子认为,当前我国焊接行业自动化水平较低,且进口产品成本过高。国内钢结构产业的快速发展,以及焊工工种的持续短缺,使得钢构企业对于焊接自动化解决方案的需求与日俱增。

在可行性上,切割与焊接在钢结构产品生产制造中为上下游工序,柏楚电子已结合自身五大核心技术方向(CAD,CAM,NC,传感器控制,硬件设计)研制出焊缝跟踪传感器软硬件原型、机器人离线编程软件 demo并模拟焊接加工;以及基础的机器人控制系统,可控制 6 轴焊接机器人进行空间轨迹运动。

相比以上两个项目,超高精密驱控一体研发项目的意图更长远。

该项目包含小型高功率密度驱动器、高精度伺服驱动器、多轴运动控制系统以及精密制造工艺研发四个部分。柏楚电子直言,该项目有助于补足公司在驱动器研制方面的技术空缺,并与公司原有控制技术融合,全面提升其产品的控制精度,满足未来产业布局的技术需求。

简而言之,待定增项目完成,柏楚电子除了将加强现有产品的竞争力,还将主动打破成长天花板,实现从提供具体产品到提供整体解决方案的升级。而且应用领域也将进一步延伸,包括半导体、新能源材料、面板、生物试剂、精密薄脆性材料加工等产业都有望出现柏楚电子的产品。


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不能忽视的挑战


理想很丰满,理想的实现却并不简单。

首先,疫情并没有因为上海逐步恢复而消失,建设15分钟核酸检测圈正是为了应对新冠疫情更严峻的挑战。在完全恢复正常之前,疫情总归是一个不确定性。而新项目的建设、投产、客户拓展和产品验证等都需要时间,也需要稳定的环境。

其次,当下全球经济面临的挑战也不容忽视。前几年全球放水所带来的通胀风险居高不下,包括农产品、能源、有色等在内的多种商品价格不是处于高位就是在创新高的路上,全球供应链也因为价格、供给以及地缘政治等受阻,对制造业的发展形成打击。

柏楚电子在2021年年报中坦言,其采购的主要原材料为基础电子元器件,未来如受疫情或其他因素影响供应暂时受阻,价格上涨,短期内会对公司生产经营产生一定不利影响。而随着在硬件领域布局愈多,原材料供应的影响也会愈多。

考虑到当前柏楚电子笑傲行业的毛利率和净利率,未来随着新项目的投产,其业绩增长逻辑也将发生改变。不过对于柏楚电子来说,这或许正是新的开始。


来源 : 英才杂志 发布时间 : 2022-06-16

中辉激光获数千万 A 轮融资,自研皮秒碟片激光器有望实现增量扩产

6月14日消息,苏州中辉激光科技有限公司(以下简称“中辉激光”)宣布完成数千万A轮融资,本轮融资由苏州国资委旗下国发创投领投,老股东北极光持续加注。据悉,本轮融资资金主要用于研发团队与市场团队的建设。

  
成立于 2021 年的中辉激光是一家以碟片激光技术为核心的激光器研发和制造商,公司的主要业务是为下游集成商提供包括核心光源、高功率碟片激光器等一系列标准化、平台化产品。公司联合创始人、CEO兼CTO颜永振曾在通快(中国)有限公司等头部激光器公司从业多年,积累了深厚的行业经验。

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中辉激光推出的皮秒碟片激光器,最高功率可达200W,最单脉冲能量500 J,可调重复频率100-1000kHz,光束质量 M < 1.2,红外、紫外、绿光等三种不同的加工波长均可实现,接下来公司还将逐步推出 500W、1000W 等更高功率等级的产品平台。
  
碟片激光器是一种新的激光器技术路线,目前激光器有光纤激光器、半导体激光器、气体激光器、固体激光器等多种类型,其中光纤激光器占据了市场的半壁江山,原因在于其结构相对简单、易于生产组装维护、适应性强。美国IPG、英国SPI、美国恩耐(nlight)等都是光纤激光器路线的老牌玩家。
  
碟片激光器无论在功率、脉冲能量还是频率上都是有优势的,而且因为采用模块化设计,各模块更为紧凑集成,产品的可靠性、稳定性、环境适应性都相对较好,在汽车制造、消费电子、泛半导体、新能源、高端金属加工等领域都有优势。
  
对于产品的规划,中辉激光联合创始人、CEO 颜永振表示,今年公司将侧重于皮秒激光器的功率升级和量产销售,并计划从2023年开始,将根据市场和客户需求推出不同功率的纳秒激光器,为如新能源电池等行业带来加工效率的倍数提升。
  
就碟片技术真正的难点,颜永振提到,碟片激光器技术是德国斯图加特大学的公开发明,其真正门槛其实来自于工程化细节中的无数个 Know-How,诸多工程化难题,是阻碍碟片放大技术路线从实验室产品变成连续稳定、高度一致性的批量工业品。这也是全世界范围内仅有少数公司可以实现碟片激光器产业化的最根本原因。

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据公司透露,去年的12月份,公司首批5台的高功率皮秒碟片激光器在苏州工厂下线。公司也与数家主流下游集成厂商完成跑机计划。今年,公司获得某央企两千万设备合同且完成签署并到账。目前公司已具备每年100台的产能,年内预计可出货40台激光器,这也意味着公司今年会初步完成从实验研发到增量扩产的商业转型。
  
从市场需求来看,切割、焊接、打标等多种激光技术应用在通讯、汽车制造、 航空航天、医疗美容、军事武器等领域,适用范围广泛。据智研咨询数据,2021年中国激光器市场规模为 129 亿美元,同比增涨 18.24%,预计 2022 年市场规模将达到 147.4 亿美元。特别是下游锂电行业的产能扩张带动了上游激光器及激光焊接设备需求量的加速增长,这对于碟片激光器企业来说是一个非常好的增量市场,切入该领域有利于公司实现快速发展。


来源 : 投资界 发布时间 : 2022-06-15

激光通信行业高速发展, 即将进入黄金发展期

激光通信是一种利用激光传输信息的通信方式。激光是一种新型光源,具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特征。按传输媒质的不同,可分为大气激光通信和光纤通信。大气激光通信是利用大气作为传输媒质的激光通信。光纤通信是利用光纤传输光信号的通信方式。


激光通信系统组成设备包括发送和接收两个部分。发送部分主要有激光器、光调制器和光学发射天线。接收部分主要包括光学接收天线、光学滤波器、光探测器。要传送的信息送到与激光器相连的光调制器中,光调制器将信息调制在激光上,通过光学发射天线发送出去。在接收端,光学接收天线将激光信号接收下来,送至光探测器,光探测器将激光信号变为电信号,经放大、解调后变为原来的信息。

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北京时间6月3日早间消息,据报道,索尼宣布,已成立一家“太空设备”新公司,致力于制造和供应一些设备,使轨道上的小型卫星能够通过激光束相互通信。这家公司名为“索尼空间通信公司”(Sony Space Communications Corp),于周三注册,旨在利用激光技术来避免无线电技术的瓶颈。索尼称,这些设备将在太空卫星和“与地面站通信的卫星”之间工作。

索尼并未说明其太空设备何时商用、是否已有客户排队,或者到目前为止已经在这项技术上投入了多少资金。当前,大约有12000颗卫星在轨。随着发射成本的降低,预计这一数字在未来几年将迅速增加。如今,SpaceX和亚马逊等公司正在建立庞大的近地卫星网络,以便将互联网通信传输到全球各地。

索尼空间通信公司社长Kyohei Iwamoto在一份声明中称:“轨道上使用的数据量也在逐年增加,但可用的无线电波数量却有限。”据悉,SpaceX公司已经自己制造了激光通信设备,并于去年年底首次在其“星链”(Starlink)卫星上使用。索尼还表示,其激光通信技术的测试于2020年取得成功。当时,索尼通过激光将高清图像数据从国际空间站(ISS)传输到日本的一个地面站。

五角大楼计划中的网状通信卫星网络中的每一颗卫星都可以有多达四条激光链路,这样它们就可以与其他卫星、飞机、船只和地面站进行通信。卫星间的光学链路对于美国军方的近地轨道星座的成功至关重要,该星座将用于多星球间的数据通信。激光可以提供比传统射频通信更高的传输数据速率,但也要昂贵得多。

美国军方最近为126颗星座计划授予了近18亿美元的合同,美国的公司将分别制造这些卫星,这些公司开发了一种用于点对多点传输的一对多光通信技术,这项技术可以大幅度减少终端的需求,从而有助于降低建造星座的成本。

美国军方前几天还授予美国两家公司一份价值170万美元的小型企业创新研究合同,这两家公司需要在未来两年内展示该技术。美国的一家公司在1月份赢得了美国空军SBIR的另一份合同,该合同旨在开发一种光学终端,将卫星与军用战斗机连接起来。其实在2019年与波音公司合作的一个项目中就首次展示了点对多点光通信,此后该技术不断成熟。

一对多连接由一种称为托管光通信阵列(简称MOCA)的设备实现,它的独特之处在于它非常模块化,MOCA托管光通信阵列可以使光学卫星间链路与多个其他卫星通信。在传统的激光通信中,一切都是点对点的,是一对一的关系。有了MOCA,一条卫星间光链路可以与40颗不同的卫星通话。这个技术不只是建造卫星星座成本降低这一个好处,如果节点的成本降低,就有机会实现不同的网络体系结构,从而实现不同的服务级别。

前段时间,我国的北斗卫星进行了激光通信实验,成功将信号以激光的形式传输到地面接收站,这对于未来卫星网络之间的高速通信具有非凡意义,使用激光通信可以让卫星每秒传输几千兆的数据,我们日常生活中下载速度每秒也就几兆到十几兆,而激光通信一旦实现,下载速度可以达到一秒几个GB,未来甚至能向TB级发展。

目前,我国的北斗导航系统已经与全球137个国家签署了合作协议,在世界范围内具有一定的影响力,并且未来还将不断进行拓展,我国的北斗导航系统虽然是第三套成熟的卫星导航系统,但拥有数量最多的卫星,甚至超过了GPS系统的卫星数量,目前北斗导航系统无论是在军用领域还是民用领域都发挥着重要作用,若能实现激光通信将为世界带来福音。

在激光技术的应用方面,虽然我国处于领先地位,但激光通信的实现并不容易,因为激光通信本质是光学结构,所以容易受到复杂地形以及天气的干扰,但此次实验的科研人员表示,目前北斗卫星上测试的激光通信已经可以在大型城市以及具有挑战性的环境中实现稳定传输,可见这个问题已经被我国克服。

激光通信技术其实早在上世纪60年代就有国家开始研究了,但一直无法克服受大气影响这个问题,当激光穿过大气层时,气流波动造成地面接收站收到的光信号减弱,甚至无法读取,但这一问题被我国解决了,我国科研人员研发出一种可以通过电荷改变形状的望远镜镜面,减少大气流动带来的影响,使得光信号可以正常接收。

值得一提的是,在激光通信领域我国比西方起步晚了几十年,但如今却被我国反超,其实我国早就使用了激光通信技术,比如量子卫星“墨子号”以及 “实践号”卫星都使用了激光通信,传输速度更是创下了纪录,而且我国科研人员表示未来还要将地面接收站小型化,装在车里实现移动部署,一旦成功将彻底改变卫星通信,造福全世界。

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激光通信是一种利用激光传输信息的通信方式。激光频率范围宽广、可调谐性强、单色性好、强度高、方向性好、相干性好、发散角度小、能量集中等众多优点,因此激光通信具有通信容量大、保密性强、结构轻便等优点。

欧美日等发达国家和地区激光通信行业研究起步较早,产品研发及生产技术水平处于全球领先地位,对激光通信的应用开发也较为深入,是全球激光通信主要的生产及需求区域,我国激光通信行业起步较晚,时间发展较短,但近几年国内激光通信行业发展较快,已有少量企业实现商业化生产。

《2022年全球及中国激光通信产业深度研究报告》显示,随着全球激光通信技术水平的不断提升,其应用领域得到不断拓展,全球市场应用规模不断增加,2021年,全球激光通信市场规模增速超过30%,而中国激光通信市场规模增速更是超过50%。

从下游应用领域来看,由于激光通信技术还不够成熟或应用成本还非常高,目前激光通信在民事领域的应用较少,主要应用在军事方面,许多国家均在发展军事方面的激光光纤通信系统,比如由美国军领域研制应用于海军的“小石城”和ALFOT以及陆军的MXC3计划等。

从市场供需情况来看,北美、欧洲及日本地区是全球主要的激光通信供应市场,同时也是全球主要的激光通信需求市场,占据全球大部分的市场份额。中国激光通信行业虽然起步晚,但发展迅速,近几年国内激光通信供应能力及需求市场均保持持续快速增长,为全球激光通信市场进一步发展持续注入新的动力。

从政策方面来看,美国、欧洲、日本等均在激光通信技术领域投入巨资进行相关技术研究和在轨试验,对激光通信所涉及的各项关键技术展开了全面深入地研究,不断推动激光通信相关技术迈向工程实用化。中国近几年也逐步加大对激光通信行业的政策倾斜,不断推进激光通信技术产业化等政策措施,促使我国激光通信行业不断创新发展。

从市场竞争来看,全球激光通信市场集中度较高,生产企业主要集中于欧美日等发达国家及地区,这些地区激光通信行业起步较早,技术研发实力强,产品性能优异,并已形成较强的品牌化效应。全球领先的代表性企业有Tesat-Spacecom、HENSOLDT、AIRBUS、Astrobotic Technology、Optical Physics Company、Laser Light Communications等。

从发展前景来看,全球激光通信行业生产技术水平将不断提升,应用领域将更加广泛,尤其是中国激光通信行业在国家政策的支持下将迎来黄金发展期,中国激光通信行业无论是从技术层面、产品层面还是从应用层面都将实现质的飞跃,中国将成为全球主要的激光通信需求市场之一,行业发展前景极好。


来源 : 21ic 电子网 发布时间 : 2022-06-13

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