激光技术研发:隐形赛道上的破局之路
上周跑了趟武汉的光电实验室。进门的时候鞋套套错了脚,被学生笑了半天。
低头换鞋的间隙,我瞥到墙角堆着半人高的废镜片,边角还留着激光打过的焦痕。
那是无数次试错留下的印子。
高功率激光实验室研发操作台
这几年不一样了。去年上海光机所出了个成果,10kW级全光纤结构皮秒激光器,各项参数直接追平德国IPG的顶尖产品,价格还降了近三成。别小看这参数追平,背后是多少材料、光学、电路领域的研究者熬了无数个通宵。
这个激光器出来,受益最大的是新能源行业。现在动力电池极片切割,就得用这种皮秒激光,切出来没有毛刺,不损伤基材,良率直接提三个点。三个点是什么概念?一条年产能10GWh的生产线,就是三五个亿的纯利润啊。
之前有做动力电池的老板跟我说,以前买进口激光器,人家连维修都要提前三个月预约,工程师上门差旅费都得我们出,现在用国产的,上午出问题下午工程师就到了,香不香?
飞秒激光医疗设备核心激光模块
不过话说回来,短板还是明摆着。高端大尺寸非线性激光晶体,纯度五个九以上的,咱们现在还做不到批量量产,大部分得靠进口。我上个月跟一个做激光雷达的朋友吃饭,他吐槽说订一块符合要求的晶体,等了十八个月,人家供应商还说,你爱要不要,别家也没货。你说气人不气人?
太气人了。
但也没办法,核心材料的研发,砸钱还要砸时间,急不来。
激光研发破局,最缺的从来不是钱,是蹲实验室的耐心
我认识一个做激光芯片的老教授,今年六十七了,每天还八点到实验室,晚上十点才走,镜片擦了一遍又一遍,手上常年有被激光灼伤的浅疤。
十年前他立项做高功率泵浦源芯片的时候,整个团队只有三个人,申请经费被评审问,国外都做成熟了,买来用不行吗?非要自己搞?
他那时候跟人拍桌子,说现在买得到产品,买得到核心技术吗?真哪天人家断供,整个下游上万亿的产业都得停摆,这个责任谁担?
现在呢?他的团队做的泵浦源芯片,已经批量给国内三家头部激光厂商供货,替代了近一半的进口份额,价格比进口便宜三分之一还多。上次去他办公室,他把第一块量产芯片拿给我看,就指甲盖那么大,包在一块洗得发白的绒布里,跟传家宝似的。
说实话,现在整个科研圈都有点浮躁,大家都想着快点出成果,快点发论文,快点拉投资上市,能沉下心磨十年核心技术的人,太少了。
激光技术这东西,就是差一点点,性能天差地别。增益介质的纯度差0.1个ppm,输出功率就能差好几个kW;谐振腔的位置偏差一微米,光束质量就不合格。没有耐心蹲在实验室一次次试错,根本出不来东西。
今年上半年,国家大基金投了三家上游激光核心器件企业,总金额超过二十亿,这个信号很清楚了,就是要补上游的短板。
你想想,现在新能源、半导体、医疗航空,哪个高端产业离得开激光?半导体晶圆切割要激光,下一代极紫外光刻的核心就是更高功率更稳定的激光源,就连航空发动机叶片的打孔,都得靠高精度激光。现在这块的高端研发,全世界都在抢跑,咱们只要沉得住气,就能把卡脖子的地方,变成咱们的话语权。
上次离开实验室的时候,我回头看了一眼,那堆废镜片在窗边阳光下,泛着淡淡的蓝光,像铺了一地星星。
那不是废玻璃。那是激光研发人,一步步踩出来的路啊。
激光技术研发根本不是造个激光笔那么简单
很多人对激光的印象,还停留在文具店的激光演示笔、美容院的脱毛仪、工厂里打logo的打标机。 说白了,都是下游应用。 核心的技术门槛,全卡在上游。 说实话,十年前我跑行业展会,国外巨头把核心泵浦源捂得严严实实,连靠近拍张照都要被工作人员拦。那时候国内九成以上的高功率激光核心器件,全靠进口。人家说涨就涨,说断供就断供,你一点辙都没有。
高功率激光实验室研发操作台
这几年不一样了。去年上海光机所出了个成果,10kW级全光纤结构皮秒激光器,各项参数直接追平德国IPG的顶尖产品,价格还降了近三成。别小看这参数追平,背后是多少材料、光学、电路领域的研究者熬了无数个通宵。
这个激光器出来,受益最大的是新能源行业。现在动力电池极片切割,就得用这种皮秒激光,切出来没有毛刺,不损伤基材,良率直接提三个点。三个点是什么概念?一条年产能10GWh的生产线,就是三五个亿的纯利润啊。
之前有做动力电池的老板跟我说,以前买进口激光器,人家连维修都要提前三个月预约,工程师上门差旅费都得我们出,现在用国产的,上午出问题下午工程师就到了,香不香?
当下激光技术研发的新风口,藏在你看不到的地方
现在资本都盯着下游的激光设备整机组装,觉得来钱快,其实真正的机会和卡脖子点,全在上游和细分场景里。 比如量子信息领域,单光子源激光精准调制技术,是量子密钥分发和量子计算的核心基础,差一纳秒的精度,整个系统就跑不起来。国内现在有团队已经做到了百赫兹频率下稳定输出单光子,这个进度,比国外顶尖团队只快不慢。 再说医疗领域,现在大家熟的全飞秒近视手术,核心就是飞秒激光的频率稳定性。频率波动差一赫兹,角膜切口的误差就会差零点几微米,直接影响术后的视觉质量。之前这块的核心激光器全是进口,现在国内已经有厂商能拿出同等性能的产品了,已经进了十几家三甲医院做临床,效果一点不差。
飞秒激光医疗设备核心激光模块
不过话说回来,短板还是明摆着。高端大尺寸非线性激光晶体,纯度五个九以上的,咱们现在还做不到批量量产,大部分得靠进口。我上个月跟一个做激光雷达的朋友吃饭,他吐槽说订一块符合要求的晶体,等了十八个月,人家供应商还说,你爱要不要,别家也没货。你说气人不气人?
太气人了。
但也没办法,核心材料的研发,砸钱还要砸时间,急不来。
激光研发破局,最缺的从来不是钱,是蹲实验室的耐心
激光研发破局,最缺的从来不是钱,是蹲实验室的耐心
我认识一个做激光芯片的老教授,今年六十七了,每天还八点到实验室,晚上十点才走,镜片擦了一遍又一遍,手上常年有被激光灼伤的浅疤。
十年前他立项做高功率泵浦源芯片的时候,整个团队只有三个人,申请经费被评审问,国外都做成熟了,买来用不行吗?非要自己搞?
他那时候跟人拍桌子,说现在买得到产品,买得到核心技术吗?真哪天人家断供,整个下游上万亿的产业都得停摆,这个责任谁担?
现在呢?他的团队做的泵浦源芯片,已经批量给国内三家头部激光厂商供货,替代了近一半的进口份额,价格比进口便宜三分之一还多。上次去他办公室,他把第一块量产芯片拿给我看,就指甲盖那么大,包在一块洗得发白的绒布里,跟传家宝似的。
说实话,现在整个科研圈都有点浮躁,大家都想着快点出成果,快点发论文,快点拉投资上市,能沉下心磨十年核心技术的人,太少了。
激光技术这东西,就是差一点点,性能天差地别。增益介质的纯度差0.1个ppm,输出功率就能差好几个kW;谐振腔的位置偏差一微米,光束质量就不合格。没有耐心蹲在实验室一次次试错,根本出不来东西。
今年上半年,国家大基金投了三家上游激光核心器件企业,总金额超过二十亿,这个信号很清楚了,就是要补上游的短板。
你想想,现在新能源、半导体、医疗航空,哪个高端产业离得开激光?半导体晶圆切割要激光,下一代极紫外光刻的核心就是更高功率更稳定的激光源,就连航空发动机叶片的打孔,都得靠高精度激光。现在这块的高端研发,全世界都在抢跑,咱们只要沉得住气,就能把卡脖子的地方,变成咱们的话语权。
上次离开实验室的时候,我回头看了一眼,那堆废镜片在窗边阳光下,泛着淡淡的蓝光,像铺了一地星星。
那不是废玻璃。那是激光研发人,一步步踩出来的路啊。