激光加工，是指將高強度的激光束，經光學系統整形后，照射到物體表面，或切除或熔化或改變物體表面性能的一種方式。因激光加工有能量集中、精度高、綠色無污染等特性，被譽為是“萬能的加工工具”。發展至今，激光加工已廣泛應用于科研、通信、工業、醫療等領域，成為不可或缺的先進工具之一。
近日，在上海召開的2024國際激光創新應用研討會暨第十屆中國激光市場高峰論壇上，上海交通大學材料學院副院長李鑄國表示，激光產業是科技含量高、市場潛力大、帶動能力強、綜合效益好的戰略性新興產業和新質生產力，已經成為我國培育經濟增長新動能、構建國際競爭新優勢、掌握發展主動權、實現從工業大國向工業強國邁進、打造中國制造“升級版”的重要抓手。
產業向新！不拼成本，拼技術
長三角地區在激光領域具有較強的研發能力，但在產業化上的優勢不突出。
在已從事激光科研十余年的上海市激光技術研究所有限公司創新研發中心主任王麗看來，一方面，作為產業上游，激光的應用方向及應用空間與下游的產業集群密切相關，而在過去，上海的產業集群對于國產激光的需求并不大；另一方面，國內激光產業體系龐大、競爭激烈，最后往往容易造成“價格戰”，在成本控制方面，上海企業仍需繼續努力。
在“零號灣”創新創業集聚區內的一家小廠房里，上海岳乾激光科技有限公司（以下簡稱“岳乾激光”）總經理王曉翔回憶，初創業時，岳乾激光憑借激光熔覆，一種利用激光加工實現高精度成形與低損傷控性、可以賦予零部件更高性能的表面強化技術，快速在煤炭、冶金等傳統工業企業中打開了市場。但沒想到的是，很快，這個市場也被其他同行“盯”上了，最終導致價格戰。
“根據我們的市場調研，整個中國激光加工的市場非常龐大，我們認為，只要卡好了位置，岳乾激光就能憑借自身的項目開發優勢搶到市場份額。”王曉翔告訴記者，在創業之前，核電工程師出身的他做了詳盡的市場調研，并寫下了經充分論證的創業規劃，可最終，價格戰的“激烈”程度已超出了岳乾激光可承受的范圍，只好放棄這一市場。“岳乾激光是一家上海企業，如果去拼成本，我們沒有任何優勢?！蓖鯐韵枵f。
不過，隨著技術及產業的演進，限制激光在上海發展的這兩處“硬傷”已在悄然變化。去年6月中旬，《上海市推動制造業高質量發展三年行動計劃（2023-2025年）》出臺，提出集成電路、生物醫藥、人工智能三大先導產業到2025年的總規模要達到1.8萬億元。王曉翔和王麗這兩位“激光人”敏銳地感覺到，機會來了。
機會已來，抓住這束光
在新興產業領域，因技術、產品壁壘極高，單純依靠激光設備已經無法滿足其加工需求，企業進而對新的加工工藝產生了需求，而激光加工工藝的創新與開發本身具有高附加值屬性，也更適合寸土寸金的上海。
王曉翔以一個簡單的關系圖譜向我們介紹了激光加工與上下游產業之間的關系：硬件設備-工藝開發-產品應用。也就是說，工藝開發是銜接起上游激光設備與下游產品應用市場之間的關鍵一環，而且就眼下的情況來說，市場上并不缺少激光設備，也不缺少產品應用需求，但相應的工藝開發卻有著一定的“稀缺性”。
“激光設備并不等同于激光加工?！蓖觖愓f。在上海市激光技術研究所有限公司，王麗帶著我們參觀了該所的激光加工生產線：只見一個幾百平方米的生產場地中擺放了幾臺大型激光設備，每一臺都有不同的性能，可實現不同的加工要求，其中大多數設備的主要構件都是由上海市激光技術研究所有限公司根據下游客戶的需求或采購或自研，進而再根據特定的加工要求、加工工藝、系統軟件自主集成的，都是“機密”。
“一套激光加工系統主要由激光光源、光學系統、運動系統、控制系統、軟件等部分構成。對于各種應用場景，如何將這些部件和加工要求組合起來，形成完整的加工工藝，這一點非常重要?！蓖觖惙Q，如果單純引進激光設備，無法實現優化、提升生產率，“激光并非萬能，重點在于運用激光工程師的智慧，而工程師對工藝的理解是‘買也買不到’的。”
事實上，上海在關鍵器件研發、高端設備集成、加工工藝開發上，具有明顯優勢。這里既有中國科學院上海光機所等基礎科研機構，也有復旦大學、上海交通大學等高等院校，而今，在上海大力發展新興產業的背景下，大量的產業應用機會也正在興起。
對此，王曉翔深有體會。就在他為如何拓展業務發愁時，一個個“求助者”主動找上門來。
2019年，某飛機制造商拿著一枚進口的“油篩”找到了王曉翔?！澳銈兡軒臀以煲粋€一模一樣的零件嗎？”王曉翔端詳著這枚“油篩”，只見它形似“漏斗”，看上去并沒有什么不同，但在燈光下，它就顯出了獨特性：“漏斗”的身上被打滿了肉眼不可見的“針眼”，燈光透著這些“針眼”穿透了過去，這枚“油篩”在燈光下“閃閃發亮”——原來，這是應用于飛機油路過濾系統中的“濾油器”，它身上的“洞眼”能起到過濾燃油中極小顆粒雜質的作用。就是這么一個極小的部件，卻怎么也找不到國內的供應商，只能依靠進口，但進口又存在著成本高、供貨周期不確定等痛點。
又有一家從事生物醫藥的科研機構找到王曉翔，想開發出一種“培養箱”極小且極密的細胞培養板，用來一次性大批量培養某種極微小的細胞；某集成電路設備廠商需要一種特殊的可“透光”金屬片；某高校的一位老師正就某介入式醫療器械進行醫工結合研發，在該器械的某些位置，需有極其微小的“通道”供人體血液通過……
王曉翔發現，來自集成電路、創新型醫療器械/生物醫藥、航空航天等下游應用的需求越來越多，而且它們普遍具有一個特點：企業產品的創新性極高，原有的傳統加工，甚至市場上現有的激光加工解決方案已不能解決它們的訴求，有些訴求甚至在全球范圍內都沒有可參考的解決方案。因此，必須進行大量的工藝創新與開發?！叭绻麤]有加工工藝上的創新支持，這些企業或者只能依賴進口，或者就沒有辦法做出新的創新產品。”王曉翔稱，一方面，他發現這樣的業務需求越來越多，存在商業轉化的機會；另一方面，他個人對于新興的應用研發非常感興趣，因此岳乾激光已全力投入其中，“這是對產業發展、對社會有貢獻、有價值的事?！?/p>
走通商業化仍有諸多挑戰
市場上的潛在機會卻并不一定等同于企業能獲得的實實在在的訂單。
在岳乾激光的會議室中，王曉翔舉著一片30毫米*30毫米大小的金屬薄片告訴記者，薄片上面有30萬個小孔。這些小孔只有頭發絲粗細，以至于打在金屬薄片上后，肉眼根本就看不出。王曉翔一邊說著，一邊打開手機閃光燈，將之對準金屬薄片，透過那些肉眼不可見的小孔，光“穿透”了金屬薄片，在另一側透出絲絲微亮。
“當我們把客戶的需求從工程上來解構后，它的要求無非是使用一種特殊的激光打孔工藝，打出和頭發絲一樣粗細的小孔?！蓖鯐韵璞硎?。2019年，接到某飛機制造商的訴求后，王曉翔第一時間明確了工程要求，并聯合上海交通大學的科研團隊做了大量的激光打孔工藝研究以及試驗驗證工作。
不過，等到王曉翔確定好技術路線、完成驗證，并說服客戶、拿到訂單時，已是三年后。王曉翔稱，工藝開發的難度在于，其“開發難、驗證時間長、收益慢”；而服務于新興技術企業，岳乾激光面臨的困難還在于，雖然客戶多、需求多、開發量大，但是這些客戶普遍仍處于發展的早期階段，具有體量小、業務弱等特點，且對于激光加工的需求具有不確定性。
“許多找到我們的客戶其實是帶有一定的工程咨詢特點的，而國內還沒有養成對咨詢服務付費的意識。如果不能將我們開發的加工工藝轉化為最后的產品訂單，企業的營業收入就不能得到保障。”王曉翔稱，現階段，由于前來咨詢的客戶自身體量小、業務處于初期階段，要轉化為量產訂單仍然需要一定的時間。好在，對于岳乾激光來說，由于企業自身規模小、人員少，且靠近上海交通大學，有學校的科研資源賦能，因此總體開發成本較小，業務經營上也就可以更靈活一些。“我們不著急，隨著新興產業發展，我們現在服務的創新企業中，一定會有‘跑’出來的企業，進而誕生諸如智能手機、智能汽車這樣高確定性的產業機會?！蓖鯐韵韬V定地說。
王麗也曾遇到過王曉翔遇到的“轉化”難題。比王曉翔稍顯幸運的是，在上海市科學技術委員會和上海市科學院的大力支持下，背靠上海市激光技術研究所有限公司的王麗，在產業化上走得更早一些、經驗也更多一些。
公開資料顯示，上海市激光技術研究所有限公司成立于1970年，建有上海市激光束精細加工重點實驗室、上海激光醫學設備工程技術研究中心、上海激光直接物標溯源工程技術研究中心、中國（上海測試中心）激光行業測試點、上海激光產業技術轉移中心等市級公共研發服務機構，是一家集研究、開發、銷售、標準制定、測試檢驗、科技服務于一體的功能型轉制院所。“對于激光的工藝開發，我們已經有30多年的經驗，形成了自己完整的開發體系?！蓖觖惙Q，這讓他們得以快速響應市場需求。
2018年，王麗帶領團隊開始研發激光雷達。到了2020年，王麗意外發現，來自激光雷達的項目開發需求猛增。為了抓住這一產業機會，2021年，上海市激光技術研究所有限公司當機立斷，將相關的技術及產品獨立出來，通過成立上?？茖W院激光探測技術研究中心的方式，進行“體外”孵化及產業化。值得一提的是，上?？茖W院激光探測技術研究中心的全體成員都來自上海市激光技術研究所有限公司，而帶隊的就是王麗。幸運的是，不到半年，王麗就與民營資本達成產業化合作協議，成功實現了成果轉化。
據悉，該項目已經實現了產業化落地。“我們已經建設了面積達5000平方米的生產基地，用于量產?！蓖觖惙Q。而且，得益于該所數十年的項目開發經驗，其團隊在整個項目開發的初始階段就將技術方案、成本控制等因素考慮在內，最終在市場競爭中把握了優勢?！斑@一項激光雷達產品，目前的主要需求方來自自動導引小車（AGV）和服務機器人，它們需要激光雷達實現定位、自由移動及自主避障。近年來，國產AGV和服務機器人對激光雷達的需求量為每年數萬臺，隨著人工智能的發展，需求量逐年攀升。”王麗表示，此外，智能物流、智能港口、智能安防、自動駕駛等領域也存在應用可能性，實現量產后，激光雷達的銷售數據將逐年攀升。
王麗充滿信心地說道：“在集成電路、創新醫療器械、智能駕駛、國產大飛機等制造領域，將對激光加工產生極大的需求，這將是一片新興的藍海市場。”王麗再次強調稱，他們將深挖行業需求，加快技術攻關，打通技術鏈、資金鏈、人才鏈、產業鏈，為上海新興產業快速發展注入激光力量。
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