“我愿学习工科或理科，并绝对服从祖国的需要。”1956年，18岁的杜祥琬被选为留学苏联的预备生。填写选拔留苏生登记表时，他在“对留学的认识与志愿”一栏中这样写道。

彼时，他刚成为一名中国共产党预备党员才几个月。登记表里满载着这名新党员的赤诚：“为了加速祖国的社会主义建设，使社会主义、共产主义早日到来，我愿意留学。学习外国的先进科学技术，成为一个称职的建设者，在建设社会主义的伟大劳动中，贡献自己的全部力量。”

2001年4月13日，摄于绵阳中国工程物理研究院应用电子学研究所自由电子激光实验室

由于当时中苏关系紧张，这次留苏之旅并未成行。1959年，国家选派大学生到苏联莫斯科工程物理学院 攻读原子能专业，杜祥琬再次被选中。那份学习先进技术、建设社会主义的热情，在那三年里酝酿得更为浓烈。

1964年，以优异成绩毕业的杜祥琬迫不及待地回到祖国。这一刻似乎等了很久，“绝对服从祖国的需要”的誓言不止一次在耳畔响起。

多年后，杜祥琬在接受媒体采访时谈到：“很多院士都在国外进修学习过。美国人曾开玩笑说我们都有一个‘M’，他们爱的是MONEY（钱），但我们爱的是MOTHER（母亲）和MOTHERLAND（祖国）。其实我们也不是不懂得钱的重要，我们的国家也要富裕起来，这正需要我们去为祖国而努力。”

带着这份朴素的情感，杜祥琬进入中国工程物理研究院（时称“二机部第九研究设计院”），从事氢弹原理研制工作。

“这广袤无垠的戈壁荒漠，为一批批为国奋斗的人们提供了广阔的用武之地，穿军装和不穿军装的几代人，隐姓埋名，历尽艰辛，在曲折磨砺中成熟，却也享受着一次次成功给予的无可比拟的激动和兴奋。为民族的兴盛和老百姓扬眉吐气，做成一点有用的事。这种精神享受是无可替代的。”多年后，杜祥琬撰文深情回顾那段激情燃烧的岁月，“核武器让中国人不仅站起来，而且腰杆硬起来！”

杜详琬和陈能宽在高能所实验室(1993)

1986年，我国启动国家高技术研究发展计划（即“863计划”）。在核物理领域已深耕大半辈子的杜祥琬，转到强激光技术研究领域，开始了他“最难、最焦虑”的一段研究历程。“国家当时又有了新课题、新任务给我们。”对此，杜祥琬如此轻描淡写地描述这个转变。

作为“863计划”激光专家组的主要负责人，杜祥琬感受到前所未有的压力和责任：“这条路之前国内国际都尝试过，但都没有做成功，我们要一步一步摸着路走……目标、技术路线以及途径，都需要我带领专家组来做，必须要考虑顶层和全局。”

杜祥琬一干又是20多年，带领团队使我国高能激光系统的科学技术达到世界先进水平，并推进到装备实用阶段。他把这段“最难、最焦虑”的时光，变成了自己“成就感最强”的科研经历。

不过，杜祥琬并没有在这条“成就感最强”的道路上继续走下去。此后，他投身能源环保、应对气候变化等领域，做了大量创新性研究和开创性工作。

对一名科学家而言，多次转变研究领域似乎并不“划算”。杜祥琬自然也明白：“如果一个人的一生就做一件事，他就会像挖井一样，可以做得更深一点儿。我并不想转领域。”

但是，他每次都转了。为何？

“国家需要的事，我觉得有意义，就去做了。”这就是他的回答，他18岁时就已给出了承诺。

院士小传：

杜祥琬（1938— ），应用核物理、强激光技术和能源战略专家，1997年当选为中国工程院院士。现为中国工程物理研究院高级科学顾问，曾任中国工程院副院长。主持我国核试验诊断理论和核武器中子学的精确化研究，为我国核试验成功和核武器发展做出重要贡献；曾任国家“863计划”激光专家组首席科学家，是我国新型强激光研究的开创者之一。获国家科学技术进步奖特等奖1次、一等奖1次、二等奖2次。2000年获何梁何利基金科学与技术进步奖。1956年加入中国共产党。

摘 要：目的 研究相同激光功率、扫描速度及粉层厚度条件下，激光粉床熔融GH4169合金微观组织、硬度及密度在不同扫描间隙条件下的演变规律。方法 采用激光粉床熔融设备制备了GH4169合金试样，通过扫描电子显微镜对微观组织进行了观察，采用

硬度仪测量了试样硬度，基于阿基米德原理测量了试样密度。结果 随着扫描间隙的增加，激光粉床熔融GH4169合金的熔合不良缺陷增多，密度逐渐降低。结论 扫描间隙对激光粉床熔融GH4169合金的微观组织、硬度及密度具有显著影响，合理选取扫描间隙参数，可有效减少熔合不良缺陷，提高致密度和硬度。

关键词：激光粉床；GH4169；扫描间隙；微观组织

金属材料增材制造工艺（Additive manufacturing of metallic materials,AMMM）可以直接将三维数字模型加工为实际产品，与减材制造工艺相比，AMMM工艺在近净成形方面具有天然的优势，例如可以减少产品设计和加工时间、节省原材料以及降低能耗等[1—2]。激光粉床熔融工艺（Laser powder bed fusion,L-PBF）利用激光束斑有区域选择性地逐层熔化粉床上的粉层，成形精度较高，加工后构件相对密度可接近100%，是AMMM技术中最有应用前景的技术之一[3—5]。

GH4169合金具有优异的综合性能，如耐高温、抗腐蚀、抗氧化等，在航空航天、核工业以及海洋工业等中的应用越来越广泛[6—8]。GH4169合金的高硬度和低导热性导致其减材制造工艺中存在加工困难及成本高昂等问题[9]。L-PBF技术可以制造出接近最终形状的零件，国内外众多学者针对GH4169合金的L-PBF工艺，开展了大量研究。Scime和Beuth[10]研究了GH4169合金在激光粉床熔融过程中熔池尺寸及形貌的变化。Gallmeyer等[11]基于不同热处理工艺下激光粉床熔融GH4169合金微观组织与力学性能之间的关系，提出了一种新的热处理工艺。Rezaei等[12]研究了激光粉床熔融GH4169合金微观组织及力学性能的各向异性。Chen等[13]采用L-PBF工艺，研究了GH4169合金与316不锈钢之间的焊接过程。

L-PBF工艺参数包括激光功率、扫描速度、扫描间隙及粉层厚度等，其中，扫描间隙为相邻激光扫描路径之间的间隙，是L-PBF中重要的工艺参数，因此，文中将重点研究不同扫描间隙条件下，激光粉床熔融GH4169合金微观组织及硬度的演变规律。

1 实验

材料为美国Carpenter公司生产的GH4169粉末，化学成分如下（质量分数）：Ni为53.06%，Cr为19.65%，Nb为5.02%，Mo为3.07%，Ti为1.00%，Al为0.46%，C为0.04%，余量为Fe。所用粉末的形貌如图1所示，筛分分析显示粉末粒径大部分分布在15～45 μm。

图1 GH4169粉末的形貌

Fig.1 Morphology of GH4169 powder

采用广东汉邦激光科技有限公司的HB 280型激光粉床熔融设备，制备了尺寸为 10 mm×10 mm×10 mm的立方块试样，制备过程中所采用的扫描路径如图2所示，x 和y 方向为扫描方向，z 方向为沉积方向，扫描间隙为60，80，100 μm，粉层厚度为40 μm，扫描速度为2000 mm/s，激光功率为350 W。

图2 扫描路径示意图

Fig.2 Schematic representation of scan strategy

采用80#～2000#砂纸，对试样的xy 面和xz 面分别进行机械研磨，随后采用3 μm的金刚石悬浮液进行抛光，接着采用美国VibroMet 2振动抛光机进行振动抛光，最后采用光学显微镜（Optical microscopy，OM）和电子背散射衍射（Electron backscatter diffraction，EBSD）进行观察。对于 OM试样，采用 100 mL HCL+100 mL CH3CH2OH+5 g CuCl2 溶液进行化学腐蚀。采用OLYMPUS-GX71型光学显微镜和Philips XL30FEG型扫描电子显微镜进行微观组织观察，采用Mitutoyo HM-102型硬度仪进行了硬度测量，最后根据阿基米德原理，测量了试样的密度。

2 结果与分析

2.1 激光粉床熔融GH4169合金微观组织特征

图3所示为试样xz 面的微观组织形貌，其中图3a为熔池形貌，图3b为晶粒形貌及取向。由图3a—b可知，xz 面晶粒形貌为沿沉积方向延伸的柱状晶，柱状晶晶内取向差异不大，并且柱状晶的生长穿过了熔池边界，跨越了多个沉积层。这是因为在粉层熔融凝固过程中，熔池的温度梯度可以高达105 K/m，处于柱状晶生长的凝固条件内。同时，激光穿透了前一粉层熔融时所形成的熔池，前一粉层熔池和沉积层界面上未熔化的晶粒为新柱状晶的外延性生长提供了形核点[14]，因此，激光粉床熔融GH4169合金的晶粒组织以沿着沉积方向延伸的柱状晶为主，并且晶内的取向差异较小。此外，由图3b可知，晶粒形貌虽然不规则，但大部分沿着＜001＞方向生长，这是因为GH4169合金的基体为面心立方结构，＜001＞方向为其晶粒长大的择优取向[15]。

图4所示为试样xy 面的微观组织形貌，其中图4a所示为背散射电子图，图4b所示为放大后的背散射电子图。由图4a可知，xy 面上的晶粒形貌非常不规则。图4b显示，放大后晶粒内部具有尺寸小于1 μm的柱状胞晶组织，激光粉床熔融GH4169合金晶粒组织内部的这种柱状胞晶组织来自于凝固形态、溶质原子排斥以及热应力等因素的共同作用[11]。凝固时溶质原子被排斥至枝晶尖端，因此胞晶组织的尺寸取决于熔池凝固时的枝晶形状。同时，由于相邻沉积层反复熔融凝固时所产生的热应力的影响，胞晶组织的胞晶界上有位错缠结形成。

图3 扫描间隙为60 μm下的xz 面微观组织形貌

Fig.3 Microstructure of xz plane under hatch distance of 60 μm

图4 扫描间隙为60 μm下的xy 面微观组织形貌

Fig.4 Microstructureof xy plane under hatch distance of 60 μm

2.2 扫描间隙的影响

图3a及图5为不同扫描间隙下的微观组织形貌，可知，随着扫描间隙的增加，熔合不良缺陷显著增多。这是因为激光能量密度与扫描间隙呈负相关，随着扫描间隙的增加，激光能量密度逐渐不能充分地熔化沉积层之间的粉末，导致出现搭接不良的问题。

图6为不同扫描间隙下试样的相对密度及硬度。由图6a可知，试样相对密度随着扫描间隙的减小而逐渐升高。试样相对密度随扫描间隙的演变规律与图3a及图5的微观组织观察相吻合。随着扫描间隙的减小，激光能量密度升高，试样微观缺陷减少，相对密度随之升高。

图5 不同扫描间隙下的xz 面微观组织形貌

Fig.5 Microstructure of xz plane under different hatch distances

图6 扫描间隙对相对密度及硬度的影响

Fig.6 Effects of hatch distance on relative density and hardness.

图6b为试样xy 面及xz 面硬度随扫描间隙的演变规律，可知，不同扫描间隙下的试样硬度相差不大，而试样xz 面硬度普遍高于xy 面硬度，这是因为激光熔融GH4169合金的微观组织具有显著的各向异性。

3 结语

1）激光熔融GH4169合金的微观组织形貌具有显著的各向异性。在平行于沉积方向上，晶粒形貌为沿沉积方向延伸的柱状晶，柱状晶晶内取向差异不大，并且柱状晶的生长穿过了熔池边界，跨越了多个沉积层；在垂直于沉积方向上，晶粒内部具有尺寸小于1 μm的柱状胞晶组织。

2）扫描间隙对激光熔融GH4169的微观组织及相对密度具有显著影响。随着扫描间隙的增加，GH4169合金的微观缺陷增多，相对密度降低。

沈阳自动化所飞秒激光微纳加工及生物学应用研究获进展

据麦姆斯咨询报道，近日，中国科学院沈阳自动化研究所在飞秒激光微纳加工及生物学应用取得新进展。飞秒激光微纳加工与双光子4D打印是微纳米机器人课题组新开辟的研究方向，旨在利用飞秒激光超快加工开展生物界面调控与柔性脑机接口研究，为生命科学和脑科学研究提供新的使能技术。

飞秒激光加工是利用其多光子非线性吸收特性，具有分辨率高、材料适用性广以及热损伤小等优势。科研团队构建了双波长飞秒激光加工系统，可实现大范围、三维高精度微纳加工。针对细胞行为学和细胞团簇捕获的研究需求，研究创新性的提出了单脉冲飞秒激光双光子聚合方法，结合毛细力自组装原理，制备了三维微图案化微结构阵列，实现了MCF-7细胞的选择性生长调控。相关研究成果发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。

飞秒激光微纳加工机理及细胞选择性生长调控

近年来，该课题组在微纳光学与生物传感领域开展了系列研究，相关成果发表在Advance Sciences（2022）、Biofabrication（2022）、Lab on Chip（2021/2022）、Optical Express（2021）等上，受到广泛关注。

研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究计划、中科院青年创新促进会和辽宁省自然科学基金的支持。

今年3月11日，中国汽车动力电池产业创新联盟发布了2022年2月动力电池月度数据。数据中动力电池的产量增幅同比增长236.2%，比新能源汽车销量增幅更加明显。

今年前两个月的动力电池产量与2020年、2021年相比翻了十倍。且不仅是产量，电池装车量也同比上升145.1%，呈快速增长势头。

电池联盟二月数据

我国是目前新能源汽车电池需求量最大的国家。在未来，根据工信部发布的《新能源汽车产业发展规划2021-2035》，我国将继续减少汽油柴油车的生产量，提升动力电池等产业基础能力，进一步加大及优化新能源汽车产业的建设。

动力电池作为新能源汽车的核心零部件之一，是新能源汽车成本构成的主要来源，其连接质量和使用寿命直接影响电动汽车的性能指标，对电动汽车的发展至关重要。

激光清洗在动力电池应用市场现状

锂电池的生产是“roll-to-roll”过程，无论是磷酸铁锂电池、钠离子电池还是三元电池都需经历从薄膜到单个电池，再到装成电池系统的加工过程。锂电池的制备工艺大致可分为电极片制作，电芯合成，化成封装三段。

锂电池工艺流程

在这三个大的工序中又有数道关键工艺，会直接影响电池的蓄电能力，产品安全和使用寿命。因此不同生产工艺产出的电池性能差异很大。在这些环节里，激光清洗目前可参与十几项项制备工艺，可大幅提升锂电池的优品率。

激光清洗在动力电池中应用领域

随着动力电池需求的持续加大，激光清洗设备的需求也必将随之上涨。接下来我们就重点看看其中的几项应用工艺及比较优势。

01极片涂覆前 铜铝箔片激光清洗

锂电池的正负极片是在铝箔铜箔上涂覆锂电池正负极材料而成，极片涂布对电池的安全性有重要意义。涂布过程如果混入颗粒、杂物、粉尘等其他介质会引起电池内部微短路，严重时导致电池起火爆炸。

因此箔片在涂覆前需要进行清洗处理，来得到完全洁净、和无氧化层的表面。

现有的电池极片一般采用超声波清洗，配合乙醇溶液做清洗剂作为涂布前清洗工艺。这种方式存在以下缺陷：

1.超声波清洗金属箔件特别是铝合金材质的工件时，受频率、清洗时长和功率的影响，超声波的空化效应容易腐蚀铝箔，产生细密小孔，作用时间越长，小孔越大。

而锂电池极片所用箔片一般为单零箔，厚度为10 μm，更容易受因清洗工艺问题而撕裂成孔。

2.用乙醇溶液作为清洗剂不仅容易对锂电池其他部位造成损伤，而且还容易出现“氢脆”现象，影响铝箔的力学性能指标。

3.清洗效果虽然比传统湿法化学清洗好，但清洁度仍然不如激光清洗，表面偶尔仍会存在污染物，导致涂层与箔材脱离或产生缩孔。

极片分切时，涂层与箔材脱离

箔材表面存在污染物颗粒，低表面张力使液膜向颗粒周围发射状迁移形成缩孔点状缺陷

激光清洗作为干式无耗材清洗，在对铝箔表面处理的清洁度和亲疏水性等指标上都接近零瑕疵，最大程度保证极片上浆涂布的效果。

采用激光清洗金属箔不仅能提高清洗过程的效率、节约清洗资源，并且能建立清洗过程数据实时监控和清洗结果量化判定，能有效提高极片批产生产的一致性。

以下是水滴激光的测试数据：

02电芯极耳 焊前激光清洗

极耳是从电芯中将正负极引出来的金属带，是电池进行充放电时的接触点。表面的污染物如油脂，腐蚀抑制剂和加工中的其它化合物，会导致焊缝处熔接不良、裂纹和孔隙等问题。

在出厂过程中极耳经常会出现不平整，折弯甚至扭曲，极耳与电芯焊接强度较弱，使焊接时出现虚焊、假焊、短接等现象，导致焊接接头的电导率降低，最终限制了电池组的整体性能。

这个接触点表面是否干净，会极大影响电气连接的可靠性和耐久性。

现有的极耳清洗多采用人工清洗，湿法化学剂清洗或等离子清洗：

人工清洗效率低下，成本高；

湿法流水清洗线虽然提高了效率，但流水线长度较长，占用工厂面积大，且化学剂也容易损伤其他锂电部位；

等离子清洗虽不需要液体介质，但也需要工艺气体作为耗材，且气体电离会导致电池的正负极易导通，应用时往往要多次翻转电芯将正负极极耳分开清洗，实际效率并不高。

一条人工极耳生产线

激光清洗可以有效地去除电芯极柱端面的污物、粉尘等，为电池焊接提前做准备。

因为激光清洗无需固液气等任何耗材、结构紧凑，占用空间小、清洗效果显著，可大幅提高生产节拍，降低制造成本；

可在彻底清除有机物和微小颗粒的基础上粗化焊接表面，提高后续激光焊接的可靠性。是极耳清洗的最佳选择之一。

一种电芯极耳激光清洗装置

水滴激光关于清洗前后粗糙度的测试数据

03组装过程中 外贴胶清洗

为了防止锂电池发生安全事故，一般需要对锂电池电芯进行外贴胶处理，以起到绝缘的作用，防止短路发生以及保护线路、防止刮伤。

当前国内不少电池企业在这一环节仍然是靠人工或自动化程度较低的工艺来完成，大多只是进行简单的包裹操作，效率不高、成本昂贵。并没有在包膜前对电池壳进行有效全面的清洁，更没有对包膜后的效果进行精确的检测。

未清洁彻底的电芯外包膜进行CCD检测时，外观会有褶皱、气泡、划伤等不良情况，常可检出直径≥0.3mm的气泡。存在漏电和水锈腐蚀的概率，减少电池寿命的同时也存在安全隐患。

电芯外包蓝膜

激光清洗在电芯表面洁净能力上可达到Sa3级，除净率99.9％以上；并且对电芯表面无应力作用。

与其他清洁方式如超声波清洗或机械打磨相比，可最大程度的保证电芯表面硬度等物理化学指标不发生变化，延长电池的使用寿命。

外贴胶前对电芯进行激光清洗，清洁电芯表面脏污，粗化电芯表面，提高贴胶或涂胶的附着力，且清洗后不会产生有害污染物，是优品的保证。

激光清洗在动力电池的解决方案

除了上述的几个例子之外，激光清洗在电池盖电泳漆去除、箔片标签清洗等其他十几项工艺流程中也具备较大的替代优势。

但与此同时国内的激光清洗机也面临着激光器功率太小，现有清洗效率跟不上厂家生产节拍的窘境。

国内市面上应用于清洗的脉冲激光器最高功率依然未达到2000W，这就造成了在实际生产过程中激光清洗应用困难的现状。

@水滴激光复合清洗方案

水滴科技早在2018年就高度关注激光清洗在锂电行业的应用，针对现有市面上激光清洗机效率不高的窘境也持续不断地做着技术研发的投入。

成功在近两年推出6000W连续+1000W脉冲的复合激光清洗工艺，通过工艺的优化弥补了功率的不足。

该款产品的清洗效率为1000W单脉冲激光清洗机的500%，是目前市场上激光清洗效率最高的产品之一,在清除厚漆层、厚锈、油污等方面有较大优势，广泛应用在高铁轮对轴、飞机蒙皮等项目中。在动力电池领域的托盘CMT、防护底板等工序的清洗应用上有比较良好的表现。但相对的也存在产生热量、基材微熔等不适用超薄精密清洗材料的缺点。

如何在铝箔这类精工件上拓展复合清洗的应用是我们接下来会重点攻克的技术难题。

水滴激光复合清洗机

动力汽车的材料成本中最昂贵的就是电池部分，其次才是车身底座和驱动系统等部分。动力电池主要分为液态锂离子电池LIB和聚合物锂离子电池LIP，其中电池成本大部分来自正极材料，所需的镍、钴、锂等优质矿产资源主要分布在南美及澳洲等国家。

我国部分企业主要通过战投和并购的方式加入SQM来获得优质锂矿资源。受正极材料盐湖和锂矿产区在全球分布的影响，我国未来的主要发展趋势可能会偏向磷酸铁锂电池、钠离子电池和氢燃料电池。

动力汽车成本结构

而无论是现有的动力电池还是未来可能发展的新型电池，对工业清洗的需求是不会变的。甚至要对国外领先技术做追赶的话，对工业清洗的需求只会更大：往更高精度，更高优品标准上发展，实现集成自动化。

在这个趋势上，无论是传统人工作业的方式还是化学酸碱剂都无法满足全流程实时调控的需求，而这恰恰是激光清洗的看家本领：全自动化集成系统、微米级可控的精准度、绿色无污染的清洗方式还有最高等级的材料表面清洁度，都彰显着激光清洗与动力电池行业之间的契合度。

随着俄乌战争的影响扩大，动力汽车迎来了新的高速发展的市场机会。动力电池的产量也随之翻倍增长。

这是中国动力电池行业的发展机遇，也将会是激光清洗行业的蓝海。

来源：水滴激光

2022年4月1日，苏州长光华芯光电技术股份有限公司（以下简称“长光华芯”）在上海证券交易所科创板上市。至此，长光华芯亮相A股，成为科创板激光芯片第一股。

长光华芯上市后，将借助资本市场的力量，继续在多产线、多维度发展中创造更大的应用价值；在高功率激光芯片、器件、模块方面扩充产能；在垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）及光通讯激光芯片方面实现产业化，加大投资建设研发中心。

长光华芯主要致力于高功率半导体激光器芯片、高效率半导体激光雷达3D传感芯片、高速光通信半导体激光芯片及相关光电器件和应用系统的研发生产和销售。产品广泛应用于:工业激光器泵浦、激光先进制造装备、生物医学及美容、高速光通信、机器视觉与传感等。

长光华芯目前已建成从芯片设计、MOCVD(外延)、光刻、解理/镀膜、封装测试、光纤耦合等完整的工艺平台和量产线，是全球少数几家研发和量产高功率半导体激光器芯片的公司。公司高亮度单管芯片和光纤耦合输出模块、高功率巴条和叠阵等产品，在功率、亮度、光电转换效率、寿命等方面屡次突破，获多项专利，与全球先进水平同步。公司建立了完整的研发、生产及质量管理体系，通过了ISO9001质量体系，以高性能和高可靠性产品服务客户。

长光华芯聚焦半导体激光行业，经多年发展，目前已形成由半导体激光芯片、器件、模块及直接半导体激光器构成的四大类、多系列产品矩阵，为半导体激光行业的垂直产业链公司。

长光华芯表示，经过多年的研发和产业化积累，针对半导体激光行业核心的芯片环节，公司已建成覆盖芯片设计、外延、光刻、解理/镀膜、封装测试、光纤耦合等IDM全流程工艺平台和3吋、6吋量产线。

据介绍，目前3吋量产线为半导体激光行业内的主流产线规格，而6吋量产线为该行业内最大尺寸的产线，相当于硅基半导体的12吋量产线，应用于多款半导体激光芯片开发，突破一系列关键技术。同时，依托公司半导体激光芯片的技术优势，公司业务向下游延伸，开发器件、模块及终端直接半导体激光器，上下游协同发展，在半导体激光行业的综合实力逐步提升。

公司拥有多项关键核心技术，包括器件设计及外延生长技术、FAB晶圆工艺技术、腔面钝化处理技术、高亮度合束及光纤耦合技术等。公司产品在功率、电光转换效率、寿命等方面屡次实现技术突破。随着生产技术不断提高及生产工艺不断改进，2018年至2020年，公司激光芯片生产的良率不断提高，复合增长率达到33.40%。良率是提高芯片产量、降低生产成本的重要因素。

未来,长光华芯将牢记“中国激光芯，光耀美好生活”的企业使命，以“POSS”(“专业”—Professional，“用心”—Observant，“服务”—Serving，“奋斗”—Striving)企业精神和价值观，服务客户和社会，实现“在激光芯片领域综合实力和创新能力具有全球竞争力”的目标。

长光华芯董事长闵大勇表示公司将积极融入长三角一体化和国家发展大潮中，以“中国激光芯，光耀美好生活”为使命，共同打造具有国际影响力的激光产业集群，带领团队在激光芯片领域，进入全球第一阵营。

来源：激光制造网 编辑：Cici

2022年3月29日晚间，锐科激光发布2021年年度报告全文。报告显示，2021年，锐科激光实现营收 34.10亿元，同比增长47.17%；净利润5.02亿元，同比增长60.59%；实现归属于上市公司股东的净利润4.74亿元，同比增长60.16%。

报告显示，2021年锐科激光在激光焊接、激光熔覆、新能源、3D 打印、船舶制造、航空航天等高端应用领域持续发力，成功向市场推出包含环形光斑焊接激光器、复合清洗激光器等面向高端应用领域的23款新产品，销量和营业收入提升并保持利润增长。截至2021年12月31日，公司国内市场占有率基本与IPG公司在国内市场份额持平。

一.五大举措确保核心竞争力

1、持续加大研发投入，产品研发成果显著

锐科激光产品研发工作围绕产业需求、市场需求、客户需求，带动产品与解决方案的升级迭代，保持大力度的研发投入，构筑公司深厚的技术能力。

公司在光纤激光器、半导体激光器、超快激光器、关键元器件等领域加大各项新技术、新材料、新产品、新应用的研发投入，锐科激光2021年研发投入28,755.77万元，同比增长64.86%，截止报告期末，公司及下属子公司拥有专利共计509项，其中，境外发明专利2项，境内专利中发明专利71项，实用新型专利336项，外观设计专利100项，同时公司及下属子公司拥有软件著作权88项，公司及下属子公司共拥有45项注册商标权。

公司2021年累计发布了23款新产品，应用覆盖焊接、切割、熔覆、3D打印等多领域，钣金加工、汽车制造、轨道交通、动力电池等行业，环形光斑焊接激光器、复合清洗激光器等多款新产品成功推向市场。多项技术难题的突破，逐步完善了公司在光纤激光器行业的产业链，进一步扩大公司在激光行业的产品线，巩固行业龙头地位。

2、优化产业空间布局，推动产业协同发展

为更好服务公司“十四五”发展战略，综合提升市场竞争能力和综合市场站位，公司构建以武汉为中心，辐射武汉周边，向华东、华南、华北地区覆盖的“1+4”国内产业格局。公司武汉园区总部建设工作正在高效施工，预计在2022年内可投入使用；无锡子公司二期项目已在2021年内完成并投入使用，进一步提升公司产能；同时，公司分别在武汉、黄石两地拟投资30和50亿元在建设项目基地，为公司发展提供支持，随着多项能力建设项目的布局与落地，公司国内“1+4”战略版图再度升级。未来公司将依托产业布局优势，深化与高端制造企业及地方政府战略合作，联合激光产业链企业协同发展，开创激光产业集群化发展新局面。

3、优秀品质，打造品牌实力

锐科激光全面加大研发投入及品质把控，使公司激光器产品可靠性、稳定性、功能性进一步提升，锐科品牌得到市场的高度认可并不断提升市场占有率，公司2021年第三季度财报首次追平国外竞品激光器企业在中国市场的份额。同时，锐科激光在3C电子、新能源及汽车制造、船舶制造等领域逐渐打开局面，多家领域内龙头企业与锐科展开战略合作，在3D打印、光伏制造及超快激光器市场，锐科激光持续布局，品牌逐渐得到认可，尤其是超快激光器发展迅速，2021年，上海国神光电超快激光器营收突破亿元大关，跻身我国超快激光器头部制造企业。

“提升客户满意度”是锐科激光坚持不懈追求的目标，2021年，锐科激光组织了由售前工程师、工艺工程师、售后工程师等人员组成的一支专业服务队伍，策划了感恩回访、技术支持、技术培训等一系列活动，倾听客户需求、提供所需服务，足迹跨越全国20多个城市。在河南郑州暴雨灾害期间，锐科激光服务团队第一时间奔赴客户现场，了解客户情况，解决客户问题，得到了郑州、长葛、洛阳激光加工产业园区各个终端用户的高度评价。锐科激光以真诚、高效、专业的服务，不断提升公司在终端用户中的美誉度，提升了锐科在市场上的品牌影响力。

4、降本增效，强化成本控制能力

公司“十四五”发展战略提出要显著降低产品综合成本，贯彻降本增效理念，提高全员降本意识，做好成本规划及监控，加大降本举措及实施力度，提高投入产出效益。2021年，公司在面临基础原材料上涨、电子物料现货价格翻倍的影响下，通过梳理材料成本及核心供应商，重塑材料供应体系，有效控制采购成本；在研发方面，通过有效的研发设计，缩小产品提升，提升单模功率，提升核心元器件效率等，多措并举实现公司降本增效，进一步强化成本控制力。

5、完善人才队伍建设，提升公司人才优势

公司建立科学的人才引进、培养、选拔和激励机制，完善员工成长通道，集聚各类优秀人才，提升人才队伍的核心竞争能力，多方式、多渠道激发全员创新活力，提升公司技术凝聚力、协同向心力。公司注重高端人才引进，现有博士13人、硕士346人。公司完善人才成长通道，公司建立并完善三级培训体系，“线上+线下”培训形式相互补充，合理利用内、外部资源，实现公司人才培养工作体系化、制度化、常态化。建立健全公司长效激励约束机制，为吸引和留住公司核心管理、技术和业务人才，推行首期股权激励计划，成功实施中长期股权激励328名核心骨干人才持股。

二.业绩高增的四大主因

我国正在大力开展高新技术产业发展，激光行业作为重要的高端制造产业分支，涉及人工智能、新能源汽车，芯片制造等多个关键高科技领域，市场前景广阔，但新的全球变化对我国的高端制造业带来了前所未有的威胁和挑战，国内光纤激光器行业的竞争态势日趋严峻。公司通过不断增强研发实力，实现技术突破巩固行业龙头地位；通过高功率激光器产品在市场上的突出表现，进一步带动公司市场表现；通过发挥集团化管理优势，增强子公司盈利能力；通过探索优质解决方案，有效落实降本增效理念。年报显示，2021年公司业绩变化主要原因如下：

1、研发实力不断增强，关键技术实现突破

公司2021年累计发布了23款新产品，应用覆盖焊接、切割、熔覆、3D打印等多领域，钣金加工、汽车制造、轨道交通、动力电池等行业。报告期内公司在光纤激光器、半导体激光器、超快激光器、关键元器件等领域加大各项新技术、新材料、新产品、新应用的研发投入，研发投入28,755.77万元，占营业收入的8.43%，同比增长64.86%。

报告期内，公司围绕产业前沿领域和关键核心技术重大问题，坚持需求导向、客户导向和行业技术前瞻引领，强化重点技术领域部署，加大光纤激光器技术国家地方工程研究中心的投入，多项关键技术实现突破。

公司产品方面，100kW光纤激光器、4-8kW单模块、500-1000W脉冲激光器、70-300W绿光等多产品研制成功；调光斑激光器在新能源领域的焊接工艺技术研究得到充分验证并实现推广；超快激光器突破100W飞秒关键技术；1.5微米光纤放大器和第二代双包层大模场掺镱光纤产品，实现了更高功率的单腔单模激光输出，解决了终端市场的迫切需求；于此同时公司通过校企联合创新型研发机制，实现了强强联合、优势互补的合力，与南华大学联合研制的国内首台100kW超高功率工业光纤激光器及配套设备顺利完成启用，该事件被评为“2021年中国光学领域十大社会影响力事件”。

2、公司产品市场拓展显著，销售势头良好

2021年，公司30kW、40kW、100kW超高功率均已开始正式销售，全年万瓦以上激光器产品销售超过2,380台，较2020年增长达到243%，6000W及以上高功率激光器销量超5900台，同比增长175%。公司产品在新能源动力电池、轨道交通、汽车及零配件、船舶制造等行业均展开销售或项目合作，清洗产品与众多行业龙头客户形成批量合作；脉冲产品在极耳切割、晶硅棒刻槽、光伏应用等高端行业均开始验证和小批量试用，报告期内公司国内市场份额占有率提升明显，销售收入在三季度首次超过国际龙头企业IPG公司。

3、子公司增长加速，为公司提供利润支撑

2021年公司通过进一步优化子公司管理模式，准确解决各子公司发展中的难点，提升运行效率，同时各子公司借助公司平台优势，充分发挥资源整合能力，全面提升研发、生产、销售、管理水平，提高公司整体盈利能力。其中睿芯公司全年营业收入34,069.20万元，净利润为18,406.41万元，同比增长分别达到114.25%、158.15%。上海国神2021年度营业收入为1,200.68万元，较2020年增长76.67%，销售皮秒/飞秒激光器约600台，在国内公司中超快激光器出货量和市场占有率最高，客户群体拓展至100多家企业，行业拓展能力进一步增强，有效提升公司整体盈利水平。

4、探索优质解决方案，落实降本增效理念

随着公司企业规模逐步扩大，公司成本已成为影响公司盈利能力的重要因素，公司通过优化设计工艺、自动化建设、建立供应商生态圈等方式有效的成本控制，实现了业绩高效增长。

产品研制方面，公司通过实现产品的小型化、轻量化和提升核心元器件效率等方式，提高激光器的产品品质和可靠性，提升公司成本优势；

在规模化生产方面，公司持续提升自动化建设，提升核心元器件生产自动化率，实现脉冲智能监测系统、连续激光器自动化流水线、智能立体库等多个项目落地，极大增强了公司规模化生产能力，有效提高生产效率，为降低运行人工成本提供了强有力的支撑；

在物料采购方面，公司通过梳理关键原材料成本及核心供应商形成重点供应商的生态圈，确保供应商及采购原材价格稳定，达到控制成本的目的。

三.国内激光器龙头地位进一步巩固

锐科激光作为国内光纤激光器龙头企业，面对行业发展出现的机遇期，公司充分发挥自身的产业链垂直整合优势、技术优势和品牌优势等，积极开展质量提升专项工程、保障产品质量，加强成本管控、提升整体经营效率。并通过增加研发投入、加大智慧工厂的自动化建设、100%控股睿芯光纤、50亿投建激光器智能制造基地等一系列行动，进一步巩固了公司在国内激光器市场的龙头地位。

2021年锐科激光喜获多项成果及荣誉：获批“国家企业技术中心”、牵头的湖北省光纤激光器产业技术创新联合体入选备案名单、无锡锐科成功获评国家“高新技术企业”、无锡市专精特新“小巨人”企业、无锡市企业技术中心。睿芯公司成功认定为“湖北省企业技术中心”，并入选第二批国家级精专特新“小巨人”企业名单。同时，锐科激光还荣获第三届湖北改革奖（企业奖）”称号、“东湖高新区激光产业链链主企业”称号；入选“2021CCTV品牌强国工程”；红光奖2021年度激光行业影响力企业奖、金球奖“2021年度技术”、“2021年度国产新锐企业”、“维科杯”OFweek2021年度激光行业应用案例奖等多项荣誉。

公司与南华大学联合研制的国内首台100kW超高功率工业光纤激光器及配套设备顺利完成启用，该事件被评为“2021年中国光学领域十大社会影响力事件”，为公司探索自主创新模式，打造激光领域原创技术“策源地”奠定了良好开端。

以上内容根据锐科激光2021年年度报告整理

来源：激光制造网