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“超级细菌”或将迎来最强克星,超短脉冲激光可杀死 99.9% 以上病菌

似乎很难想象,一直被视为“万能药”的抗生素有朝一日会失去效用。

随着耐多药“超级细菌”的流行程度加剧,抗生素的功效性正在遭受冲击,可替代治疗手段的研究已成为燃眉之急。

近日,来自圣路易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)的研究团队发现,超短脉冲激光可在不伤害人体的情况下有效清理耐药性病菌,从而为解决“超级细菌”泛滥难题提供全新途径。

“超短脉冲激光技术可独特地灭活病原体,同时保留人类蛋白质和细胞,”圣路易斯华盛顿大学马林克罗特放射学研究所医学博士曾绍伟(Shaw-Wei Tsen)表示,“想象一下,如果在闭合手术伤口之前,我们就可以扫描整个部位的激光束,这将进一步降低感染的机会。

图 | 相关论文(来源:Journal of Biophotonics)

11 月 21 日,相关研究结果以论文形式在 Journal of Biophotonics 上在线发表,该论文以《使用超短脉冲激光灭活多重耐药菌和细菌孢子并产生高效细菌疫苗》(Inactivation of multidrug‐resistant bacteria and bacterial spores and generation of high‐potency bacterial vaccines using ultrashort pulsed lasers)为题,曾绍伟为第一作者。

抗生素耐药性下的持续医疗危机

抗生药的诞生使人类的生命健康得到极大保障,然而好景不长,随着抗生素药物在临床治疗上被广泛使用,超级细菌开始呈现泛滥趋势。

超级细菌又叫作“多重耐药性细菌”,以能够逃避多种抗生素捕杀著称,对人类健康造成极大的威胁,而这也是其英文名字被称为“Superbug”的原因。目前比较活跃的超级细菌包括金黄色葡萄球菌(MRSA)、肠球菌、结核杆菌、鲍曼不动杆菌、大肠杆菌、克雷伯菌等。

有专家预测,如果不进行干预,到 2050 年,多重耐药菌感染问题可能是灾难性的,每年将导致大概 1000 万人死亡。

以鲍曼不动杆菌为例,鲍曼不动杆菌可引起血液、泌尿道和肺部感染,当身体某一部位出现创口时,这种表现尤为明显。但我们平时使用的抗生素,在面对该病菌时,却又显得越来越无力。

德克萨斯大学阿灵顿分校生物学助理教授约瑟夫·波尔(Joseph Boll)表示,“在之前的研究中,我们发现当鲍曼不动杆菌经历压力时,例如抗生素治疗,它会改变其细胞包膜以长时间耐受抗生素,这可能导致抗生素治疗失败。”

这已经成为一种游戏。研究人员发现了一种新的抗菌剂,然后细菌就会对它产生抗药性。

来源:Pixabay

这种情况下,医疗保健从业者们被迫使用组合疗法,通过将多种药物混合起来,一起治疗细菌感染,但即使是这些方法也变得越来越无效。

“细菌耐药性正在迅速超过新抗生素的开发,我们的选择不多了。”波尔表示。

超级细菌或将迎来最强劲克星

超级细菌肆虐下,持续的医疗保健危机正引发全人类恐慌,但遗憾的是,迄今为止还没有一个明确的解决方案。

于是,一种使用生物相容性物理方法开发新疗法和新疫苗的解决方案被提出,它将在抗生素对患者彻底失去效用时予以替代。其中,超短脉冲激光正发挥着越来越重要的作用。

此前,超短脉冲激光已被证明可以灭活病原体,同时最大限度地减少对人体细胞、血液蛋白和疫苗抗原的附带损害。此次,该研究团队将实验范围扩大到了超级细菌。

实验结果证实,超短脉冲激光在临床上具有显著的灭杀超级病菌作用,比如常见的金黄色葡萄球菌,在经过激光技术处理后将不再存活。

此外,对常规化学和物理处理具有高度抗性的内生孢子,也被证明可以通过激光处理,从而达到灭杀孢子活性的目的。

“在所有情况下,激光杀死了 99.9% 以上的目标生物,将它们的数量减少了 1000 多倍。”研究团队成员表示。

据了解,几十年来,马林克罗特放射学研究所一直致力于利用光的力量开发理解、诊断和治疗疾病的新方法。从正电子发射断层扫描技术的诞生地到发明癌症护目镜,该研究所在放射学研究中不断取得历史性突破。

其独特优势在于能够开发从概念、实施和验证到人类临床护理的完整解决方案,从而改变医学实践的方式。此次研究结果亦不例外,为将超短脉冲激光应用于医院环境消毒、通过单采术治疗皮肤或血液中的耐药细菌感染以及生产有效细菌疫苗提供了可能性。

“我可以看到这项技术将很快用于体外生物制品的消毒,甚至治疗血液感染。未来,这项任务将通过让患者接受透析,并借助激光治疗设备来实现。”曾绍伟表示。

来源:DeepTech深科技


发布时间 : 2021-12-09

迈为股份首获半导体晶圆激光开槽设备订单

2021年12月2日迈为股份微信公众号发布消息称,该司半导体晶圆激光开槽设备获长电科技、三安光电订单,为国内第一家为长电科技等企业供应半导体晶圆激光开槽设备的制造商,并与其他五家企业签订试用订单。目前设备已交付长电科技,在客户端实现稳定可靠量产。此外公司半导体晶圆激光改质切割设备也已研发完成,将在近期进行产品验证。

据了解,迈为股份在2021年3月的SEMICON半导体展会上推出了公司首代半导体晶圆级改质切割设备与半导体晶圆激光开槽设备,激光开槽设备主要用于low-k晶圆开槽,激光改质切割适用于MEMS等对particle敏感性高的产品。

由于半导体制造对晶圆激光开槽设备的精度、稳定性要求极高,此款设备的研制难度较大,长期以来被具有技术先发优势的国外设备商垄断,即使研制成功,也难以通过客户端的严苛验证要求。而凭借自身在光伏行业与显示行业积累的激光技术与精密装备技术优势,依托先进的科研平台,迈为以极高的研发效率取得了样品研制、顺利验证、客户认可、正式订单的依次突破,以领先的产品优势,成为了国内第一家为长电科技等企业供应半导体晶圆激光开槽设备的制造商,实现了该设备的国产化。

MX-SLG 半导体晶圆激光开槽设备

对于交付的晶圆激光开槽设备,迈为团队重点攻坚了激光能量控制技术与槽型及切割深度控制技术,为其配备了高精密直线电机、高速度 X-Y 运动平台、高精度的晶圆表面高度追踪及补偿系统,来保证晶圆加工的稳定性。同时通过光斑整型及补偿功能,提高激光使用效率和产品切割质量。

与此同时,迈为股份的半导体晶圆激光改质切割设备也已研发完成,将在近期进行产品验证。

迈为股份推出半导体晶圆激光改质切割设备与半导体晶圆激光开槽设备

迈为股份总经理王正根表示,目前公司正在改造、扩张激光实验室,将在实验室内布局半导体封装的整体工艺设备与仪器,更好地为客户提供产品开发与打样服务。他说:“迈为很高兴与长电科技达成合作,公司从2019年开始进军半导体封装设备领域,能在短短两年内取得两大关键设备的突破,赢得客户的认可,我们非常自豪,这是迈为创新研发基因的有力体现。在半导体行业,我们的目标是聚焦封装领域全流程工艺,为客户提供完整的封装技术解决方案。虽然任重道远,但我们充满信心。”

根据2021年SEMICON调研,国内半导体封装中的激光开槽、切割、减薄、刀轮四类设备细分市场均有10亿元或以上市场空间,叠加引线键合、固晶装片、切筋成型、塑封等设备,预计国内封装设备有百亿元量级的国产替代空间。目前切割、减薄等设备主要被日本DISCO垄断,公司从2019年进军半导体封装领域,凭借高效研发和强大的执行力,实现国产突破。受缺芯及国产化影响,国内封测厂扩产力度较大,利于设备商国产替代。未来公司有望凭借开槽、激光切割等设备继续向减薄、刀轮等产品领域拓展,通过优势产品互补形成切割、减薄解决方案的提供,开启HJT整线设备之外的成长新曲线。

综合:迈为股份,东吴证券研究所


发布时间 : 2021-12-06

“激光雷达光源新秀”亮点光电详解激光雷达的诞生和发展

1917年,爱因斯坦提出了受激辐射理论,为激光的诞生提供了理论依据;10年后被英国著名物理学家,剑桥大学教授保罗·狄拉克首次实验证明;1953年美国物理学家查尔斯·哈德·汤斯和他的学生阿瑟·肖洛制成了第一台微波量子放大器,并逐步把激光波长从微波领域逐步推向光频领域;1960年梅曼在实验室制造出了世界上第一台红宝石激光器,为激光从理论向实际应用迈出坚实一步。此后气体激光器,燃料激光器、半导体激光器、光纤激光器的出现极大的丰富了激光的波长以及功率范围。经过100多年的发展,现在激光已经被广泛应用在工业、医疗、科研、通信、探测、军事等领域。

图一:受激辐射过程

激光雷达是激光在探测领域的一个重要分支,它同时集合了激光技术与雷达技术,将光、机、电融合一体,形成了一种崭新的雷达体制。尤其在最近比较火的汽车自动驾驶领域,激光雷达的应用是对汽车环境感知能力(物体探测、物体识别、多物体追踪、动态预测)的一个强有力的补充。

激光雷达的组成及两个技术方向

激光雷达系统可以简单分为四个部分:激光光源、光探测器、发射接收透镜组、信息运算处理电路模块,我们可以人体眼睛工作原理为参照进行简单理解:

1、激光光源:它是激光的发生装置,可以近似理解成太阳或者手电筒的“灯泡”,区别就是这种光源的光谱成分更为纯净而且通常以脉冲形式或者是调频连续波形式发射。

2、光探测器:用于将被照亮物体反射的光转化为电信号的探测器,主要有Pin光敏二极管、雪崩光电二极管(APD)、单光子雪崩二极管(SPAD)、硅基光电倍增管(SIPM)等,类似与人眼的视网膜。

3、发射接收透镜组:发射镜头类似于手电筒的弧形反射镜的作用,目的是让光束以比较集中的方式照向被探测物体;接收透镜类似与眼球的作用,将接收到的反射光聚焦到光电探测器上,使得探测结果更为灵敏,通常结合扫描系统获得一个较大的视场角(FOV)。

4、信息处理电路:类似于大脑的功能,对接收到的信号比如距离、速度等进行综合分析,并根据分析结果给出下一步动作的指令或者预警。

激光雷达技术方向主要分为两个大类:一类是直接探测,它是利用脉冲激光的飞行时间(ToF)来实现距离的探测;另一类通常被叫做相干探测,他是利用调制连续波(FMCW)的多普勒效应来间接探测。相干探测相比于直接探测的优势体现在于能够同时解调出物体的距离和速度,而且探测过程抗干扰能力比较强,不太容易受到阳光以及其他车辆激光光源的干扰,但是技术门槛相对较高;而直接探测的优势主要在结构以及处理过程较为简单方面,更为有利于实际工程实践。所以目前的汽车自动驾驶激光雷达厂家大多数采用的是直接探测方式的雷达系统,只有少数厂家采用的是相干探测方式的雷达系统。

图二,直接探测与相干探测单次测距示意图。Tx:发射端;Rx:接收端

直接探测激光雷达系统中光源

直接探测激光雷达探测系统需要一个脉冲(调幅)激光信号,通常是脉冲激光二极管或者是光纤激光器。激光二极管又分为边射型(EEL)和垂直腔面型(VCSEL);边射型二极管已经在在光通讯领域应用很长一段时间了,而常用的905nm边射型激光二极管发射的光功率大小由注入其PN结的电流大小决定,电流大小与频率可以通过MOSFET晶体管以及电容的相互配合进行灵活调制。

目前,905nm二极管以其紧凑的体积以及低廉的价格深受市场欢迎,但是由于人眼安全波段功率等级的限制以及其本身材料的限制无法以高频率窄脉冲方式运行,在一定程度上可能会成为其进一步发展的瓶颈。垂直腔面型以其独特的圆形光束发射能力在提高雷达分辨率方面具有一定的优势,而且会极大的简化其光束整形的成本,但是其发展历史相对较短而且发射功率也比较小,所以极大限制了其在激光雷达方向的应用。激光雷达厂商们逐渐把目光移向了虽然体积稍大,成本稍高但是光束质量极佳,脉宽较窄,频率较高的1550nm波长光纤激光器,其较长的波长决定了此波长的激光人眼安全功率等级更高,探测距离更远,探测分辨率更精确。

随着1550nm光纤激光器光源的不断发展,相信有一天1550nm光纤激光器会成为激光雷达系统最合适的“阳光”。

1550nm激光雷达光源实现小批量供货

被业界誉为“激光雷达光源新秀”的江苏亮点光电集团(Lumispot)成立于苏州工业园区,总投资过亿,拥有1.4万平方米的办公和生产面积,设有北京亮度、无锡亮源、泰州亮点三个子公司。公司专注于激光信息应用领域,研发、生产及销售半导体激光器、光纤激光器、固体激光器及相关激光应用系统。公司获得高功率激光器工程中心、省部级创新人才称号、多项国家级创新基金和军工科研计划支持等。

目前亮点光电正进行B轮融资,准备扩大公司的激光雷达光源产业线。亮点光电研制的1550nm红外激光人眼安全的上限远大于905nm(约2个数量级),背景光干扰问题相对较小,可以实现远距离探测;同时采用相干技术,探测器只对自身发射的激光回波响应,信噪比远高于905nm-ToF激光雷达,最大探测距离可以达到1000米以上,特殊场景下可以达到数公里。目前该司研制的1550nm激光雷达光源已给国内众多知名激光雷达厂商供货。

江苏亮点除了常规圆盘式模块化光源,还推出了比业界常见的更小体积的模块化小型光纤激光器,该产品结构紧凑、体积小巧、重量轻、工作温度范围宽,通过外接TTL触发信号实现脉冲输出,非常适合系统集成。目前,该款产品做到体积70mm×50mm×19mm,且更小体积、更轻重量的产品目前仍在不断开发中,将体积、性能不断做到极致,成为激光雷达、遥感勘测、激光测距的理想光源。

亮点光电研制的1550nm小型化激光雷达光源指标

江苏亮点还立足于军工领域,推出的产品具有军工品质。同时,具备领先国内的全国产化技术,可以实现所有器件国产化,不受国际经济环境影响,保证产品性能的同时,可以保证产品交付时间,并控制产品成本。

据介绍,该司优势还在于其子公司——无锡亮源,具有完整的半导体封装技术和生产基地,光纤激光器的核心半导体激光器可以自主独立封装,根据客户要求定制,将最低的成本、最优的品质提供给客户。

来源:江苏亮点光电集团


发布时间 : 2021-12-03

量子级联激光器及其应用的研究进展

量子级联激光器(QCL)是一种基于量子阱中子带间电子跃迁的半导体激光器,光子能量取决于量子阱的厚度而非材料基本带隙的宽度,因此对材料层厚度进行量子裁剪即可调节激光输出波长。QCL结构包含多层量子阱,每层量子阱都包括注入区和有源区,由于量子隧穿效应,电子跃迁过程中会从一个周期的注入区隧穿到下一个周期的有源区,然后高能级的电子到达低能级,同时释放出光子。在整个过程中只有电子参与,所以QCL具有单极性,输出激光是单向偏振的。

QCL的发展除了体现在工作温度适应性上,还包括波长/波段的细分和扩展。材料技术和工艺的进步推动了QCL的发展,随着器件在室温下运行的输出功率越来越高、单频特性越来越好、输出波长不断拓展,QCL在很多领域中的应用也越来越广泛,其面临的不断提高的技术指标要求也牵引着QCL技术的进步。

据麦姆斯咨询报道,近期,空军装备部驻北京地区军事代表局驻天津地区第三军事代表室邓凯等人在《光电技术应用》期刊上发表了以“量子级联激光器及其应用的研究进展”为主题的综述论文。文章回顾了QCL的发展历史,以中红外、长波红外和太赫兹等典型波段的QCL为例描述了材料和器件技术的研究进展,介绍了QCL在物质成分探测、自由空间光通信、定向红外对抗等领域的应用研究情况,归纳了QCL技术的发展趋势。

目前国内外的很多研究机构在QCL的研究上投入了大量的资源,推动了QCL技术的长足发展。从激光发射谱的角度,QCL可分为中红外波段、长波红外波段和太赫兹波段。

世界上第一只QCL即工作在中红外波段,近年来MIR-QCL的发展最为迅速,有力地推动了QCL的商业化。在MIR-QCL的研究方面,国内外研究机构近年来取得了丰硕的研究成果,其中国外机构中以美国西北大学为领头羊,,俄罗斯的约飞研究所等机构的研究进展也较快;国内机构中,中科院半导体研究所在MIR-QCL的研究上成果丰硕。

LWIR-QCL的输出波长在7μm以上、太赫兹波段以下,与MIR-QCL相比,LWIR-QCL的插头效率和输出功率更低,导致其实用化程度更低一些。在LWIR-QCL的研究上,国外和国内处于领先地位的是美国西北大学和中国科学院半导体研究所,俄罗斯约飞研究所等机构处于第二梯队。

太赫兹波段一般指频率为100GHz到10THz、波长在3mm到30μm的电磁波,目前已在THz-QCL器件上实现的频率范围大致为0.8~5.6THz。相对于其他的太赫兹源产生方式,QCL的优势在于体积更小、能耗更低、可调谐等。与中、长波红外QCL一样,工作温度和输出功率是评估QCL光电性能的主要标准。在THz-QCL的研究上,美国西北大学和日本滨松公司的技术水平相对较高,此外意大利等国家的科研机构也取得了很多研究成果。

日本滨松公司非线性太赫兹QCL的分布式

随着QCL材料和器件技术的发展,国内外研究机构针对QCL在物质成分探测、环境科学、医学领域、自由空间光通信、定向红外对抗等领域的应用上进行了大量的研究,在部分细分领域已经实现了QCL的实用化。

西北大学中红外自由空间光通信系统示意图

QCL技术应用方向与发展趋势表

QCL是红外激光领域中的一个重要的研究方向,因其可在中红外波段、长波红外波段和太赫兹波段工作的特性,在物质探测、自由空间光通信和定向红外对抗等军、民领域具有广阔的应用前景,但QCL还需要继续在单管输出功率等方向继续提升。通过对该技术和应用的梳理,归纳其技术发展趋势,为相关领域的研究人员提供参考。

来源:MEMS、红外芯闻


发布时间 : 2021-12-03

17国代表在线共议光辐射安全与激光设备国际标准化

2021年11月3日至12日,国际电工委员会光辐射安全和激光设备技术委员会(IEC/TC76)2021年度系列会议以Zoom视频会议形式召开,来自澳大利亚、奥地利、比利时、加拿大、中国、芬兰、法国、德国、伊朗、意大利、日本、韩国、荷兰、瑞典、瑞士、英国、美国17个国家100余位代表参加了会议。

中国电子科技集团公司第十一研究所作为IEC/TC76国内技术对口单位和全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会(SAC/TC284)秘书处承担单位,组织国内16个企业单位的24名行业专家组成中国代表团,由SAC/TC284秘书长戚燕任团长,中国代表团全程参加了8个工作组WG1、WG3、WG4、WG7、WG8、WG9、JWG12、JWG10召开的9场会议和IEC/TC76全体会议。

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11月3日至11月11日工作组的9场会议上,各国代表对正在开展的11项标准项目的过程性文件进行了审议,围绕自动排放控制、调整在高光环境照射水平下运行的激光产品的测量条件、更新紫外线光化学限值、眼睛贴紧设备(AR/VR)观看虚拟图像的测量等热点议题开展了新工作项目的讨论。

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在11月9日WG9非相干光源工作组第二次会议上,中国代表SAC/TC284副主任委员牟同升教授发表了“虚拟图像设备(AR/VR)的测量”报告,建议制定一个“眼睛紧贴显示屏观看虚拟图像的光辐射安全”的新标准项目,与会各国专家均表示关注和赞成,并建议联合IEC/TC110电子显示屏技术委员会共同参与,并责成牟同升教授继续推进该议题的后续工作。

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在11月10日JWG10 IEC/ISO工业材料加工环境中激光器和激光设备的安全联合工作组会议上,中国代表SAC/TC284冯建国副主任委员发表了我国按照欧盟指令C类标准起草的《ISO/IEC 11553-2机械安全-激光加工机-第2部分:手持激光加工设备的安全要求》标准修订草案内容的报告。与会各国代表审议通过了草案内容并同意提交全体会议审议投票。

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在11月12日IEC/TC76全体会议上,9个工作组组长总结了自2020年全会以来的工作进展情况,17个国家代表审议通过了8项投票决议,其中第8项投票,17个国家代表一致通过了2021年正式启动《ISO/IEC 11553-2机械安全-激光加工机-第2部分:手持激光加工设备的安全要求》标准修订工作,冯建国任该标准项目组长,项目完成时间36个月。ISO/IEC 11553-2是SAC/TC284承担的第二项国际标准的制定工作。

这是我国第16次组团参加IEC/TC76国际会议,在过去的16年里,中国积极参与国际标准的各项活动,增强了我国在光辐射安全与激光设备国际标准化领域的话语权与影响力,向世界展示了我国在此标准化领域的实力与水平。SAC/TC284作为IEC/TC76国内技术对口标准化技术委员会,将继续带领我国激光行业在标准化领域同各国专家进行深入讨论、交流与合作,积极参与标准化的各项活动,争取新的标准项目,为我国标准化领域做出更多贡献。

来源:全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会


发布时间 : 2021-12-02

我国有望成为全球领先的激光智造强国,实现万亿产值不是梦!

1960年,美国科学家西奥多·梅曼成功制造的世界上第一台激光器——红宝石激光器。1961年,中国科学院长春光学精密机械研究所诞生了我国第一台红宝石激光器。自此,“激光”就一路茁壮成长,在应用领域不断扩张自已的领地,成为高科技领域的一支重要力量。我国激光市场整体起步较晚,经历了从跟跑到并跑再到部分领域实现领跑的蜕变。但随着国内企业突破激光器核心技术,实现激光器和核心光学器件的规模化生产,推动光学原材料成本下降,国内激光设备的容量呈现爆发式增长。


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过去的黄金十年,中国激光产业规模增加了10倍多,工业激光应用市场也增长了10倍多,无论产能或是行业规模都处于高速增长阶段。2020年,我国激光产业力排国际贸易战及新冠疫情的影响,实现了逆境增收,成为全球经济发展最具实力和活力且最安全的国家。2020年我国激光产品市场规模为1065亿元,首次突破了千亿元大关,同比增长约15.4%,增速比前一年加快。

2020年中国激光产业成为标志性的转折之年,我国激光顺利进入第二个黄金期。未来20年,随着国际环境的优化改善、国内扶持政策的及时着陆、激光企业的高速增长、激光技术应用的全面覆盖、共性关键技术的不断突破,以及完善的产业链和完整的产业集群的建立,我国有望成为全球领先的激光智造强国,激光与光电产业实现万亿产值不是梦。


国际环境有利于我们发展

在过去的两年中,由于新冠疫情以及以美国为代表的西方国家对外经济政策调整等原因,暴露了国内某些产业链依赖进口成品的结构性缺陷,遇到不少“卡脖子”的困境,给国内众多厂商带来了危机感,宏观经济环境受到较大影响。但国外供应链萎缩,不少企业停工停产,医药物资、生活必需品的及时供应在这些国家受到结构性制约。而国内供应链在一定程度上起到了替代的作用,这就为激光行业,尤其是激光加工领域带来额外的增量。

疫情并沒有改变中国激光产业的发展格局。中国作为全球制造中心,拥有较为完备的产业链基础和广阔的市场空间,而“集中力量办大事”正是国家制度和国家治理体系优势的重要体现。我国在及时、积极有效地控制疫情的同时,积极调整布局,拉动内需,稳步发展经济,出现了一大批新的激光技术应用场景。另一方面,由于贸易磨察,进口税点提高,使得中国不得不将更多存在政策风险的关键部件、关键产品加速转为国内制造,这也给作为先进制造手段的激光行业带来了更多机会。国内各大企业纷纷将目光转向国内市场,刺激了内需,推动了国内各领域的产业发展,国产化替代进程加快,替代质量显著提升。


国家和省市政策扶持发展

自2006年我国发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》并首次将激光技术列为我国重点发展的前沿技术开始,我国对于激光产业发展的支持政策逐步出台,例如2012年《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》、2017年《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》、2021年《基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023年)》等重点政策文件均对激光行业技术进步、产业发展等作出重要扶助。近年来,各省市对推进激光发展作出了精密部署,如:

上海:《上海市推进新型基础设施建设行动方案(2020-2022)》;《长江三角洲区域一体化发展规划方案》;

天津:《天津高新技术领域“十四五”科技规划和2020年度科技计划问计求策》;《天律市关于加快推进5G发展的行动方案》;

重庆:《重庆市建设国家新一代人工智能创新发展试念区方案》;

广东:《广东省培育激光与增材制造战略性新兴产业集群行动计划2021-2025年》;《经济和社会发展第十四个五年现划和2035年远景目标纲要》;

河北:《河北省制造业技术改造投资导向目录(2021-2022年)》;

辽宁:《鞍山国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》;

吉林:《加快构建吉林产业发展新格局实施方案》;

黑龙江:《黑龙江省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》;

江苏:《苏南国家自主创新示范区一体化发展实施方案(2020-2022)》;

安徽:《安徽省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》;

山东:《高端装备制造业发展规划(2018-2025)》;

河南:《河南省2021国民经济和社会发展规划》;

湖北:《光谷科技创新大走廊发展战略规划(2021-2035)》;

四川:《成都市促进激光产业加快发展实施方案》;

陜西:《关于征集陜西工业领域重点产业创新链技术需求的通知》;

宁夏:《关于征集2021年自治区级服务型制造示范和工业设计中心项目旳通知》等,都强调推进、发展激光产业和智能装备,为实现万亿产值提供了政策保障。


产业链分工促进激光发展

激光产业链包括上游元器件和材料、中游激光设备,下游激光加工服务。目前中国激光加工设备市场占据激光市场最大市场份额,占激光产业链市场的42%。2018年以来,浙江、湖南、江西、广西、辽宁等地先后推出省级领导兼任产业链链长的“链长制”。

目前,链长制已在全国各地铺开。所谓“链长制”,就是由各省、市主要领导挂帅,每人负责一条产业链,担任“链长”,利用地方最高负责人的综合协调优势,在更高层面上保障各个产业链的完整、稳定和发展。通过链长制,主要领导亲自挂帅,可实现统筹内外部资源,集中力量在产业链薄弱环节进行重点突破,加速构建完整产业链条,统筹考虑项目建设、人才引进、招商引资、技术创新、政策扶持等工作,加大工作力度,尽快推动“建链、补链、强链、延链”取得实质性进展。

而社团组织充当桥梁和纽带作用,一方面引领会员向前发展,规范行业行为,另一方面要做好政府的传声筒,善于发现问题,反映问题,解决问题。及时向链长反映诉求。在行业发展上,产业链集群配套上,共性发展上出题目,链长再协同相关部门开会研究,作为政策依据,统筹解决问题。加强了对产业发展的责任感和紧迫感,形成上下一致,共同推进的良性发展局面。


市场需求引领激光产业发展

在当前国家一系列产业结构调整及工业结构改造过程当中,激光产业拥有广阔的市场前景。我国是全世界唯一拥有全部41个工业大类、191个中类、525个小类工业门类的国家,能生产从服装鞋袜到航空航天,从原料矿产到工业母机的一切工业产品。我国制造业基础雄厚、产业链完整。2019年我国制造业占GDP比重超过三分之一。该“结构差”为我国激光产业发展提供了市场机会。同时,我国拥有強大的制造业产业链,也有以深圳为代表的互联网新经济。巨大的OEM产业空间以及对激光加工的需求,使我国成为全球最大的激光应用市场。目前,我国激光在对制造业尤其是装备制造业中的应用比例偏低,仅为30%。而美、日、德激光在装备制造业中的应用比重均超过了40%,其中德国高达46%,高出我国16个百分点。所以应用空间较大,必将促进激光快速发展。

目前,激光加工设备在促进传统产业升级改造中发挥了关键作用。一群激光加工设备企业依靠创新的加工技术和卓越的设备质量在新旧动能转换市场中找到足够的订单来快速增长。此外,一些制造公司已经尝到了升级和发展的甜头,已不满足于国内垂直整合,而在积极探索跨国并购国外优质激光企业资源,并计划进入精密加工领域。在过去的10年中,激光加工站一直是设备企业提供外延服务的重要触角,通过开展阵地服务,及时满足各类加工需求,增强客户黏度。如今,越来越多集多功能于一体的大型设备已被开发并应用于轨道交通、航空航天、船舶制造等行业。预计从2020年起,基于工业互联网的各类云制造平台将逐渐释放价值,激光加工站将在云制造平台的支持下发挥出更大的功用,并沿着“一带一路”走进东南亚、中东、南美等多个地区。目前,全球逐步迈入5G时代,随着5G手机及新款智能穿戴产品的陆续推出,消费电子行业客户资本开支明显增加,行业发展加快明显。激光加工及其自动化在消费电子行业应用程度不断深入,激光行业在脆性材料加工、特殊材料焊接、PCB行业加工等专用领域业务实现了快速增长,5G科技带来的新应用场景及加工设备需求为激光设备提供商带来了巨大商机。下一个黄金20年,激光产业将得到高速发展,直奔万亿产值。


华中、华南将领跑激光发展

近年来,中国的激光加工产业发展迅速,国际竞争力迅速提高。众多激光企业已遍布华东、华南、华北、东北、华中及其它地区。据了解,目前我国已在28个城市中建立激光产业基地(园区)40个,2011—2019年,激光设备的销售收入提高了6倍多,涌现了一批有世界竞争力的激光企业。在过去的10年中,我国的激光制造已成为先进制造业中增长最快的领域之一,形成了一定特色,某些技术已达到国际领先水平。

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2020中国各地区激光产业规模


目前,我国激光产业主要分为五个产业区: 华南、华东、华中、华北和其它地区。这五个产业区各具特色,都有自已的研发基地和产业集群园区,地域不同,但目标相同,就是围绕推进激光发展,实现万亿产值贡献力量。


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万亿产值分布图


华南地区:广东连续多年成为我国激光市场规模最大的区域,2010年广东激光产值仅50亿元,到2020年广东激光产值约为400亿元。产值占全国37%,实现了不错的增长。2020年广东省正式把“激光与增材制造”列入十大战略性新兴产业,并为该产业出台了“五年行动计划”,为激光与增材制造产业在广东各个地市布局与发展目标指明了方向。预计在未来10年内,华南地区的激光应用市场会进一步加大,成为实现万亿产值的领跑者。

华中地区:武汉地区有超过200多家激光企业,5万多人从事激光技术及产业化、激光加工应用、激光相关配套等产业,激光企业的“高浓度”受到关注。武汉“中国光谷”在激光加工技术和产业化领域具有完备的产学研国家级基地。包括产业化基地,技术源头创新基地武汉光电国家实验室以及工程化创新基地激光加工国家工程研究中心是引领激光产业创新发展的重要基地。2020年激光产值达300亿元,产值占全国30%。

据湖北省政协委员、湖北省总商会副会长、湖北激光行业协会名誉会长、楚天激光集团董事长孙文表示:2020年前后,湖北的激光上市企业将达到20多家,整个产业规模达千亿人民币规模。湖北将是实现万亿产值的有力助手。

华东、华北和其它地区都是实现万亿产值的兄弟。2021年11月8日,浙江省政府印发《浙江省光电产业发展行动计划(2021-2025 年)》,该计划明确指出,到 2025 年目标是全省规上光电产业营业收入突破 5000 亿元。


展望未来

激光产业发展机遇主要为政策推动和市场需求扩大等因素驱动。未来的出路在于结合互联网、数控以及加工工艺开发,进一步研发掌握更多核心技术,如有条件应该与自动化企业、终端应用企业合作,联合开发工艺,并根据需求去定制设备、产线。只有进一步去拓展更高端的定制应用,并逐渐批量生产,才能为激光制造市场带来新的增长动力。不能再把激光单纯当做一种激光加工设备,而是要把激光作为一种工具融入到智能制造产线上。同时低消耗、高效率、高精度的激光设备受到市场青睐,超快激光、激光焊接、激光清洗、激光加配套自动化设备或将成为我国激光产业下一个增长点。

今后20年,将是中国激光加工产业发展的鼎盛时期,实现万亿产值不是梦,我们拭目以待。

来源:激光制造网 编辑:老牛


发布时间 : 2021-12-01

行业唯一!邦德深度参与“数控冲压激光切割复合机”国标制定

近日,国家标准《数控冲压激光切割复合机》面向行业正式发布,并在全国实施。邦德作为唯一一家专业激光生产企业深度参与了此次国家标准的制定。

众所周知,国家标准是由国家标准化主管机构发布,对全国经济、技术发展有重大意义,且在全国范围内统一的标准。本项国家标准的发布,规定了数控冲压激光切割复合机的参数、要求、实验方法、检验规则、标志、包装、运输和储藏,奠定了激光产业有序发展的基石,从更高战略层面构建了产业标准体系,对行业发展进步具有里程碑式的意义。

“唯一一家”足见邦德规范行业发展的影响力,说明邦德在技术、制造、工艺、流程、产品应用端都走在了行业前列,并得到市场的认可,也使得邦德作为标杆企业在激光智能装备标准化生产领域有了更多的话语权。

另外,邦德研发中心总经理杨绪广作为主要起草人参与了本次编制工作。杨绪广先生是国家级科研院所激光产业带头人,不仅参与了此次国家标准的编制工作,还作为核心成员参与制订了数控激光切割机国家标准。在其带领下的邦德研发团队从技术、研发、产品迭代更新等方面取得跨越性、突破性进展填补国内激光切割技术空白,并相继获得国内、国际诸多行业奖项与认证。

一直以来,邦德凭借全球顶尖技术标准,走在了激光行业发展最前列,产品研发技术也始终与国际水平接轨,在发展中爆发出强大的品牌势能。接下来,邦德将继续发挥其在激光切割领域的技术优势,驱动品牌和服务进阶,与行业伙伴一道,为业界标准制定贡献力量,持续推动激光市场向更有序化、标准化的方向发展。

来源:邦德激光


发布时间 : 2021-11-30

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