展望全球激光产业趋势

为响应国际产业需求发展，激光产业和技术开始向5G半导体和智能汽车工艺要求发展。台湾激光产业发展多年，基础深厚，但要继续跟上国际步伐，需要自主激光技术加紧提升。

近年来，激光行业的收入增速越来越高。随着制造业越来越智能化、系统化，激光加工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，不仅占成本的三分之一左右，而且是加工成败的重要因素。世界激光源的发展日新月异，行业需求也存在着各种各样的问题。

随着激光光源的出现，台湾激光光谷项目的推动，带动了激光光源初创企业的出现，激光产业生态链的上游端也初具规模。

激光应用创造一代光制造
激光器的产生是通过外部能量激发谐振腔内的介质产生光子，然后通过谐振腔的结构将光子数量放大输出。可以控制输出激光束以产生具有不同作用持续时间的激光。光束用于加工、检查、检测、图像处理等。在过去的几十年中，激光器最重要的应用是光通信和光存储，例如CD/DVD驱动器读头。近年来，由于激光源技术的飞速进步，激光加工应用已经超越了光通信和光存储。光存储已成为全球最大的激光应用领域。再加上激光源的可控性，

据工研院统计，2019年全球机床市场规模为831亿美元。同期，全球激光加工系统收入约为179亿美元，约占机床市场的21.5%。然而，激光加工系统属于材料加工领域。起着重要的作用。欧光科技咨询数据显示，机床工具行业近20年（1998~2018）年复合增长率为4.4%，其中激光加工系统年复合增长率为9.4%，为2倍稳定成长。

据全球激光行业指标杂志Laser Focus World和Industrial Laser Solution统计，2019年全球激光源收入为151.3亿美元，较上年（2018年）微增约1.7%。与2017~2018年全球制造业景气度增长相比，2019年加工应用略有下降。Laser Focus World和Industrial Laser Solution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，但对于主要的激光源和设备制造商来说，已经发展成为制造地分散的跨国公司公司，分散生产成为各大公司的相应战略，但在2019年面临贸易战和关税的影响时，部分激光应用处于明显下滑状态，导致激光加工应用领域整体表现下滑。尤其是大功率激光源，随着2019年市场趋紧，中国市场趋于饱和，大功率激光源单价呈下降趋势，加之机床市场疲软，接近高- 6kW以上功率激光源支撑市场。2020年全球疫情袭来，长期使用中国低单价相关零组件模组（如激光源、50W以下光组件）的激光设备供应将受到影响，台湾主要国内多数激光设备是精密激光加工设备，且大多采用欧美日精密模组件。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太大影响。

全球最大的激光源“材料加工”应用市场
从激光源应用市场数据来看，材料加工（占比33%）已经是全球最大的激光源应用市场。未来，随着制造业需求的不断增加，材料加工用激光源市场将有不断增长的空间。

据报道，目前用于材料加工的激光源主要是光纤激光源，其次是直接二极管激光器（Direct Diode Laser），以应对高功率（>1kW）加工市场份额。它逐年增长。高功率加工市场方面，2019年市场规模约为29.7亿美元，成为全球最大的激光源应用市场。国际市场预测，未来仍将引领增长。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，较2018年增长1%，主要原因是目前大功率激光源因竞争不断提升。常见的1-2kW功率已被3~4kW激光源取代，而更多配备4~6kW及以上的激光切割机不断出现在市场上。这样的成长和进步将带动金属加工业工艺的变革，好处是在应用端，即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，会造成议价竞争和设备竞争成本增加成本。因此，未来几年激光功率将会增加。

它将成为金属切削应用发展的重点。大功率加工领域的下一个应用是金属焊接。因为2019年全球金属焊接市场需求大幅增长，从2018年的13%增长到18%，原因是未来新能源汽车将采用大功率金属焊接。该行业将有大量应用机会，尤其是电池组件和系统的加工以及高刚性车身的焊接等加工应用。估计会有很多成长机会。

从2019年慕尼黑激光展就可以看出这一现象。许多制造商展出了用于激光焊接的蓝色激光源。Nunuru和Laser line也展出了千瓦级蓝色激光源，以观察激光焊接应用的增长。估计会有很多成长机会。

微加工市场方面，2019年全球激光微加工市场规模约为13.4亿美元，微降8.8%。目前，激光微加工最大的应用市场仍然是光电半导体/PCB/显示行业，尤其​​是新兴的5G通讯和自动驾驶汽车行业需求。市场对5G高速通信的期待，在于工业4.0智能制造行业对高频、紧凑电子元器件所要求的高速、实时数据交换。新兴技术要求高频基板、复合基板等功率半导体的高效率、高良率加工，此外，高速精密金属加工的需求也随着上述应用工艺的需要而增加，特别是金属模具的高速精密切割和焊接。

激光微加工应用领域的另一款抢眼产品是显示行业的抢眼产品Mini-LED/Micro-LED，加上OLED显示器的需求，应用于相关制程技术的激光源也在快速发展。正因为如此，皮秒和飞秒脉冲超快激光源已成为该工业应用的主要激光源。加上传感器和超快激光源的精确光束控制模块，现在正在为光电显示行业提供服务。高速开发解决方案。

激光向高价值集成化、智能化发展
从激光产业和激光展趋势来看，未来几年主要激光技术将随着5G通信、高亮度固态显示、自动驾驶汽车、新能源汽车、和其他行业。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技术不可或缺的一部分，也将助力这些产业的发展。例如，用于5G/6G、汽车电子等领域的SiC或GaN高硬度基板的激光超精密微加工；新型电池电极或新能源汽车薄壳激光精细焊接；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，而且还在快速发展，逐渐取代部分传统加工技术，成为制造的对象。为响应当今主要工业国家积极推进智能制造产业政策，激光源具有高度可控性。无论是连续输出的CW激光器还是脉冲输出的Pulse激光器，都可以通过控制方式准确输出激光。由于这一特性，激光束可以很容易地与设备系统的控制模块集成。除了激光加工精度高的特点外，激光加工还有着广泛的应用。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提升和升级。在人员成本、产量、产值等方面明显的加工优势，也使得相关行业对激光设备的需求更加精细化和多样化。激光应用的另一个方向是智能制造。结合传感与模拟预测，可与其他传统加工设备或模块串联组合。通过高速物联网连接，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。激光源虽然本身市场规模不大，但却是推动下一代制造业发展的核心力量，

在工艺应用方面，激光不仅仅是激光加工工艺，而是顺应技术发展和产业需求，一直在向一体化发展。随着工业4.0和智能制造，全球涌现出激光加工智能示范工厂。目前，国际主要厂商纷纷投资研发智能激光设备。如日本MAZAK设备具有智能化准备功能、监控功能、切割功能。通过智能化过程，提供从准备到加工到实时监控的全智能化，提高加工质量。此外，DMG MORI 还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，导入AI辅助功能，优化加工参数，提升产品品质。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，引入监控和传感模块，优化工艺参数，缩短工艺流程客户对产品的规格 生产的时间证明了人、机器、自动化设备和软件的智能协作。

光学制造是精细微加工的重要工具
未来，激光加工技术将在制造业中发挥重要作用，激光可通过高度集成传播到半导体、汽车电子、汽车电池、航空航天、医疗材料等创新和有竞争力的生产过程中。市场迫切需要高端的新产品制造工艺和相应的设备。

尽管激光行业也受到疫情的影响，但国际主要激光厂商也在研发新的工艺技术，以满足全球制造业未来的需求。待疫情过后行业复苏，将带动全球激光行业稳步复苏。因此，多数专家还是看好激光产业未来的发展，也认为激光产业将朝着高度集成化、智能化的方向发展。

面对国际产业发展，未来台湾设备制造商可利用激光高价值应用整合技术，提升加工业的加工速度与品质，以满足国内产业需求。相应的推广方式包括：

构建我国光学制造技术自主能力：深耕创新型激光源及关键部件技术，协助国内有潜力的制造商开发高端激光源及激光关键部件。
带动机床装备行业投资和应用端产业布局引进激光技术：智能集成激光源和激光加工系统，替代国外高单价高能激光器，带动现有激光器上中游, 以及下游倍数的增长。

构建光学制造产业生态链：借助智能专家系统，增强激光智能集成能力，产学研合作联动，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。