一、超快激光器概述

超快激光是精密加工领域新一代主流技术：超快激光器是输出激光的脉冲宽度在皮秒（10-12秒）级别、或小于皮秒级别的脉冲激光器，根据输出激光的脉宽不同，超快激光器又可分为皮秒激光器、飞秒激光器、阿秒激光器等。超快激光是能量激光领域最重要的技术方向之一，作为一种新兴的材料加工技术手段，在加工精度方面有着显著优势。

随着技术的逐渐成熟和成本不断下降，超快激光市场有望在未来几年迎来爆发。应用场景不断落地，市场快速增长：超快激光是激光行业增长最快的细分领域之一，未来有望广泛的应用于医疗生物、航空航天、消费电子、照明显示、能源环境、精密机械等行业。

由于特性的不同，高功率连续激光器、非超快的脉冲激光器和超快激光器在下游应用领域上有较大差别。

高功率连续激光器（以及准连续激光器）：主要应用于金属材料的切割、烧结、焊接、表面熔敷、打孔、金属 3D 打印等。

非超快脉冲激光器：非金属材料的打标、硅材料的加工、金属的表面雕刻、金属表面清洗、金属的精密焊接、金属的微加工等。

超快激光器：玻璃、PET 及蓝宝石等透明材料和硬脆材料的切割和焊接、精密打标、眼科手术、材料的微观钝化及刻蚀等。

从用途来看，高功率连续激光器和超快激光器几乎不存在相互替代的关系，然而非超快脉冲激光器的下游应用与连续激光器和超快激光器都分别有一些重合，这意味着超快激光器拥有一条不同的跑道。

二、竞争格局初步明朗，客观环境给力国产研发

从国内用户的视角来看，超快激光器的供应商可分为两类：一类是以通快、相干、NKT、光谱物理等为代表的海外激光器厂商，另一类是近几年快速追赶的国内厂商，如华日、英诺、安阳、贝林等。目前基本的竞争态势是，国外激光器厂商在市场和技术上占有先发优势，占据了国内80%以上的市场份额，但国内供应商进步迅速，进口替代初露苗头，这与高功率光纤激光器的国产替代前期特征十分相似。

尤其在中美贸易开战之后，人民日报发表评论称：“美国严格限制向我国出口技术，虽然会给我们带来困难，但我国已具备进一步提升创新能力的基础和条件，可以发挥制度优势和市场优势，在关键核心技术创新上取得突破。”

结合客观背景，由已知的条件中，我们可以得出，相比海外的超快激光器制造商，国内厂商至少有以下4方面优势：

（1）中国全球最大的3C产品的生产基地，超快激光高精度的特点，尤其适用于3C产品的制造，不消多时，中国将是超快激光器最大的应用市场；

（2）中国拥有全球最完整的工业体系：经过几十年的发展，我国形成了从上游材料到下游应用的完整工业体系，为超快激光器的产业化提供了良好的土壤；

（3）高端人才的回流：在激光行业，高端人才的回流在加速，这为超快激光的技术突破打下了人才基础。

（4）政策支持，激光技术一直位列国家号召扶持的高新技术名单之中。

超快激光器的国产化过程与高功率激光器有着很大的相似性，随着超快激光应用场景不断成熟落地，有望复制高功率光纤激光器进口替代的道路。

三、消费需求多样化，市场前景可期

超快激光精密加工有两大特点。一是“冷加工”。传统的激光加工术（包括纳米激光）往往会使金属、玻璃等加工原材料受热熔化。皮秒（一皮秒等于1000飞秒）和飞秒激光产生的局部高温可达6000摄氏度，比太阳表面温度还高，受作用材料表面来不及产生热扩散就被直接汽化。二是“超精细”。超快激光能够聚焦到超细微空间区域，同时具有极高峰值功率和极短的激光脉冲，加工时切面整齐、无微裂纹、无材料损伤、无熔融区域。

超快激光器，凭借自身特殊的优势，越来越多地应用于以下行业之中：

1. 医疗美容：超快激光一般用于眼科医疗手术设备和美容仪器。飞秒激光被用于近视手术，近视患者的眼轴大于正常眼轴，使得在眼球调节松弛状态下，光线进入眼球后屈光系统折射的焦点落在视网膜之前。飞秒激光手术除去眼轴维度上多余的肌肉，使光线落点的距离恢复正常。飞秒激光手术准确、安全、稳定、手术时间短、舒适性高等优点，已经成为当前最主流的近视手术治疗手段之一。在美容方面，超快激光可用于去除色素和原生痣、去除纹身等，也可以用来改善肌肤的衰老情况，其应用“光子嫩肤”在市场上极受女性青睐。
   

1. 消费电子： 超快激光适用于消费电子制造过程中的硬脆透明材料加工、薄膜加工、精密打标等。纳秒紫外激光和超快激光是目前切割蓝宝石的主要技术手段，超快激光的加工效果比紫外纳秒激光更好。蓝宝石的硬度高，脆性大，使用传统的机械加工方式效率和良品率很低，蓝宝石现在已经广泛的应用于智能手表、手机摄像头盖板、指纹模组盖板等，带给超快激光极大的市场机遇。此外，摄像头模组、指纹模组使用的加工方式，也以纳秒和皮秒激光为主。未来柔性手机屏（可折叠屏）的切割、及对应的3D玻璃钻孔，超快激光也极大可能地会成为主流解决方案。

1. 显示照明：超快激光在显示照明领域的应用主要是指LED晶片的划线和切割，这也是超快激光适合硬脆材料加工的又一例证，超快激光加工的截面平整度高，崩边显著减少，效率和精度都大大提升。

1. 航空航天：为提高涡轮叶片的性能和使用寿命，进而提高发动机的性能，需要采用气膜冷却技术，这对气膜孔加工技术提出了极高的要求，2018 年西安光机所开发出国内最高单脉冲能量的26瓦工业级飞秒光纤激光器，并研制出系列化超快激光极端制造装备，实现了航空发动机涡轮叶片气膜孔的“冷加工” 突破，填补了国内空白，这种加工方法较电火花加工等方法精度更高，成品率大大提升。

四、国产超快激光不完全盘点

华日激光

华日激光是一家国内领先的激光器专业制造商，作为一个厚积薄发的品牌，在成立之初，华日激光一直专注于纳秒级紫外与绿光固体激光器的研发与生产，对高端品质的坚持与匠心为品牌发展打下了坚实基础。2015年，华日激光实现扩产，并成功收购了加拿大Attodyne公司，将目光瞄准了未来的皮秒与飞秒级超快激光领域。目前华日激光已拥有三大研发中心——北美（多伦多）超快激光器研发中心、武汉紫外与深紫外激光器研发中心、武汉飞秒激光器研发中心。由三位国家千人计划专家领衔产品研发工作，研发出纳秒级-皮秒级-飞秒级等多种脉宽，红外-绿光-紫外等多波段的激光器产品。

在纳秒级紫外激光器方面，华日激光早已经实现成熟地批量制造，产能已位居全球前列，并保持销量持续领先。在皮秒激光器产品线方面，目前市场订单不断，华日也正在积极地推进量产，整个过程目前进展顺利。而对于最受瞩目的飞秒激光，华日还处于紧张的研发与测试阶段，预计今年年内将实现飞秒激光器量产，种子源等核心部件实现自主研发制造。

2018年5月华日激光在国内率先实现皮秒紫外激光器量产，预计年内将实现飞秒激光器量产，打破飞秒激光器市场被国外垄断的局面。皮秒、飞秒超快激光器国产化将推动国内应用商的使用成本降低至少30％－40％，未来市场可期。

广东华快光子科技有限公司

“我们最近在火炬区租了一万平方米的厂房，新厂房年底投入使用后一年可量产3000至5000台超短脉冲光纤（皮秒、飞秒）激光器，成为国内领先的激光器生产线之一。”华快董事长梁崇智说，这也意味着在华快在几年的孵化后正式出孵了。

这家位于中山工业技术研究院的公司前身是广东汉唐量子光电科技有限公司，是国内少数掌握皮秒、飞秒激光光源技术的企业之一，主要业务为超快激光器、激光加工设备、3D打印装备、3D打印粉末材料的研发与生产，在激光器量产后公司有望实现爆发式增长。

“目前国内皮秒、飞秒的激光技术光源设备约90%都依赖进口，进口产品价格昂贵。我们要打破国外的垄断，做国产的超快光纤激光器。经过5年研发投入近亿元，现在已掌握了核心技术，到了量产阶段。”梁崇智说，这个技术华快从零开始研发，具有完全的知识产权。

2013年，梁崇智决定转行做激光器后，便四处寻找国内相关人才，并最终引入了研究该领域20多年的北京大学信息学院教授、“长江学者”张志刚及其团队。

安扬激光

2010年，28岁的陈抗抗从英国知名学府南安普顿大学回到了他的家乡武汉，和几个朋友一起创立了武汉安扬激光技术有限责任公司，从事皮秒光纤激光超快光源产品研发与生产。我们的劣势，就在于市场，当然这需要一个过程。”功夫不负有心人，经过几年的努力，安扬激光已经做到这一领域世界第二。

安扬激光已推出成熟可用的皮秒、飞秒脉冲光纤激光器和超连续谱激光器等系列工业超快激光器产品。安扬激光掌握了超快光纤激光器的核心技术，自行研发了90％ 以上的核心器件或者模块，拥有核心的专利，核心器件和技术不依赖于进口。安扬激光有特种光纤设计生产团队，具备自行设计和生产特种光纤的能力。同时，安扬激光有自建光纤拉丝塔，目前设计生产了40余种各种用途的特殊光纤，控制了光纤激光器产业链的上游，彻底摆脱西方公司对光纤激光器产业链的控制，保证了供应链的自主与安全。目前公司已拥有皮秒激光器20W、50W、70W等产品，飞秒激光器25W、50W和100W等产品，位居国际领先水平。

目前安扬公司超快激光设备已成熟应用于手机全面屏切割、玻璃切割、OLED PET膜切割、金刚石切割、玻璃焊接、玻璃振镜消融、FPC PI覆盖膜、PERC太阳能电池、不锈钢打孔、线路板打盲孔等领域。

贝林激光

贝林激光是国内最早从事激光器研发的公司之一，通过多年研究于2012年成功研制第一台皮秒激光器，后续推出多款皮秒激光器、紫外固体激光器、纳秒绿光激光器。皮秒激光器产品广泛应用于LED晶圆切割、玻璃切割、指纹膜组切割等精细加工领域。超快激光产品定位于精细加工领域：纳秒激光器较多用于精细打标，主要是在3C产品的外壳和内部元器件上；皮秒激光器较多是应用于一些高精度要求的特殊材料精细加工，像LED晶圆、玻璃、陶瓷等材料的精细加工。到2016年底，贝林激光累计出货皮秒激光器600台。

在技术方面，贝林激光已经取得一系列独特的自有技术及专利技术：纳秒激光器方面，有先进的谐振腔设计和激光控制技术，确保激光器能在高功率运转下获得优秀的光束质量和较窄的激光脉宽，特殊的腔内热补偿技术及谐波转换技术实现高效稳定的倍频转换。皮秒激光器方面，有自主开发的光纤种子源技术和独特的放大器技术。

2017年德龙激光将激光器业务并入全资子公司苏州贝林激光有限公司。德龙激光是一个激光设备集成商，和激光器市场有很大的区别，将激光器业务并入贝林激光，实现业务整合重组，达到资源的优化配置。这一举措将丰富贝林激光产品线，延伸产业链，获得更强的竞争优势，加速推动贝林激光企业发展。

天津凯普林激光

天津凯普林激光科技有限公司自主研发工业级超快激光器。目前产品主要是飞秒，但是今后可能也会研发生产皮秒激光器。我们的超快激光器覆盖近红外到紫外共4个波段： 1.5微米、1微米、绿光、及紫外，以满足不同客户的需求。一方面充分利用凯普林的平台和渠道，另一方面以一个全新的团队来开拓这块业务。公司的目标是成为国内最好的超快激光器供应商，为我们的客户提供性价比最高、客户服务最好的产品。

朗研光电

上海朗研光电创立于2009年，作为一家创新型高新科技公司，朗研光电一直致力于超快光纤激光器、量子保密通信系统、单光子探测器和泵浦激光器等相关产品的自主研发和生产。目前该公司在超快激光器方面拥有从532-1064纳米多个波段的皮秒激光器，以及飞秒激光器，用于科研、光学计量、双光子成像、生物医学、精密加工、材料切割等。

虹拓新科技

武汉虹拓新技术在超快光纤激光器领域拥有不俗地位，提供环境可靠性极高的工业级高功率飞秒激光器。虹拓的产品有着广泛的应用领域，包括：精密微加工、再制造、医疗、科研、电子制造等。

虹拓的掺铒系列光纤飞秒激光器是在公司特有的超高精度色散补偿技术基础之上发展起来的，结合超低损耗光纤熔接技术，实现了高功率超短脉冲输出。该飞秒光纤激光器采用一种全新的锁模技术，摆脱了常规锁模所用的可饱和吸收材料，实现了锁模的全自动化，并且保证光源稳定、性能最佳，系统简单实用。虹拓掺铒系列飞秒光纤激光器是一款可靠的商业飞秒激光光源，可广泛应用于通信、医疗、科研等领域。

国神光电

2011年初，创业团队带领一群海外归国人才和国内技术精英在上海创立国神光电。公司拥有多项国际领先的专利技术，以及一个优秀的团队。公司在高功率超短脉冲光纤激光器，光纤声光调制器，高功率无源和有源光器件等方面具有不可替代的优势，可广泛应用于工业超精密加工，光谱分析，国防工业和精密医学仪器等方面。目前国神光电掌握了皮秒、飞秒种子源、光纤泵浦模块、准直输出隔离器等核心技术，拥有红外、绿光皮秒激光器和飞秒激光器多款产品。
 

卓镭激光

2015年，卓镭激光和中科院建立战略合作关系，中科院将为卓镭激光提供持续的技术支持与发展动力。公司成功研发高功率、低功率的皮秒激光器后，于2017年还开发出了GRAVER系列的30瓦的绿光纳秒激光器，这款全新激光器最主要的特点是脉宽比较窄，同时功率比较高。用于精密微加工的工业级高功率皮秒激光器和用于材料改性的大能量纳秒脉冲激光器均达到国内顶尖水准。医疗领域开发了医疗美容专用的皮秒激光器。并已广泛用于玻璃切割、金属微加工、激光冲击强化等领域。

英诺激光

英诺激光是一家集高端激光器生产、加工、销售、激光设备贸易代理以及激光技术高端应用为一体的高端激光微加工系统解决方案的中、美合资企业。在深圳设有激光应用实验室、精益激光研究院，在苏州、常州设有激光工艺实验室。

英诺激光的超快激光器的优势在于可实现冷加工，其热效应仅相当于普通纳秒激光器十分之一左右，因而能带来优异的加工品质。他认为英诺激光产品获得客户广泛认可的原因在于出色的长期产品稳定性、对行业的深刻理解。“从我们的展品可以体现出我们对包装、透明材料、消费电子、线路板、芯片、晶圆等应用的深刻认知和经验，我们具备满足客户各种需求的实力。

南京诺派激光

诺派激光根据自身的技术优势，针对我国激光精密加工产业升级中进口替代的市场机会，以及近年来消费电子产业链中材料精密加工应用需求的快速增长，积极布局研发工业级超短脉冲激光器，并已经在某些关键技术的预研中取得了令人兴奋的进展。目前该公司拥有2微米、1.5微米以及1微米波长的超快光纤激光器，以小功率为主。。脉冲宽度具有“长皮秒”和“短皮秒”两种系列供客户选择，可以满足各类微细加工的需要。

写在最后

截至目前，超快激光器市场仍以依赖国外进口为主，NKT、MKS、通快、相干等技术优势明显，但价格较贵。NKT是全球光纤超快激光器的领导者，历史悠久；MKS收购Femtolaser和HighQ后，超快激光器实力大增；通快则是通过收购大通激光、Amphos等超快激光器公司，成为全品类激光器齐全的供应商；相干则通过收购Lumera、Raydiance、Filaser成为全球超快激光器领导者。

6月5日晚，锐科激光官方微信发文称，完成对国神光电51%的股权收购，成为国神光电的控股股东，这意味着国产激光器龙头企业锐科激光正式涉足超快激光领域。

而早在三月光博会期间，锐科激光曾发布公告称，拟与国神光电科技（上海）有限公司就技术、产品等开展合作，双方正在对锐科激光拟通过自有或自筹资金收购周士安、胡雪原等9位股东部分股权事项进行洽谈。同期，锐科激光与国神光电联合设计推出的，主要应用于3C行业、5G、OLED及医疗、精密材料微加工领域的三款超快激光器：100 W红外皮秒激光器、20 W紫外皮秒激光器和20 W红外飞秒激光器，也是夺得了众多参展人员的眼球。随着锐科激光的加入布局，更是意味着超快激光的发展前景愈发明朗。

超快激光器的国产化过程与高功率激光器一定程度上具有极大的相似性，随着超快激光应用场景不断成熟落地，有望复制高功率光纤激光器进口替代的道路。凭借市场空间大、技术壁垒高的特质，超快激光器很有可能越来越成为工业的焦点。