中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)走出“紙上談兵”
研究領(lǐng)域的論文處于世界領(lǐng)先水平,而產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域卻要花錢(qián)進(jìn)口設(shè)備,這種尷尬的局面長(zhǎng)期困撓著中國(guó)激光業(yè)。近年來(lái),只要學(xué)術(shù)會(huì)議一碰到“激光”話題,都會(huì)聽(tīng)到專(zhuān)家學(xué)者異口同聲的疾呼:中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)正處于逆水行舟的關(guān)鍵時(shí)刻,只有積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化,參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與合作才能快速發(fā)展,稍有遲緩即會(huì)重蹈微電子產(chǎn)業(yè)受制于人的覆轍。而隨著近年來(lái)噴粉裝置技術(shù)、光學(xué)鏡片加工技術(shù)等一系列重大難題的突破,中國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)正開(kāi)始從眾多國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的沖擊中全面“突圍”,逐步走出“紙上談兵”的困局。
尷尬的歷史:論文多 產(chǎn)業(yè)小
1960年,世界上第一臺(tái)紅寶石激光器誕生于美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室。僅僅1年后,我國(guó)第一臺(tái)激光器在長(zhǎng)春?jiǎn)柺馈4撕螅矗岸嗄?,我?guó)激光技術(shù)的基礎(chǔ)研究始終緊跟國(guó)際頂尖水平,差距并不大。在美國(guó)出版的權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《國(guó)際光學(xué)工程學(xué)會(huì)會(huì)報(bào)》上,幾乎每期都有四分之一的論文作者是中國(guó)人。
然而提起中國(guó)激光的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,就沒(méi)有那么風(fēng)光了。到2003年底,我國(guó)激光加工總產(chǎn)值才12億余元,占全球銷(xiāo)售總額的不到5%;國(guó)內(nèi)高檔激光器、激光成套設(shè)備市場(chǎng)長(zhǎng)期被國(guó)外產(chǎn)品占領(lǐng)。我國(guó)現(xiàn)有的600余臺(tái)激光切割設(shè)備中,絕大部分是進(jìn)口貨。
那么,制約“瓶頸”在哪里呢?科技部一份調(diào)查報(bào)告一針見(jiàn)血地指出:我國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)與國(guó)外相比存在較大差距,關(guān)鍵在于科研與生產(chǎn)結(jié)合不緊密,許多具有市場(chǎng)前景的成果仍停留在樣機(jī)階段??蒲腥藛T發(fā)表兩篇論文、出一項(xiàng)成果就算完了,而激光器在工業(yè)上究竟怎么用,卻很少有人關(guān)心和鉆研。由此帶來(lái)的后果是:我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室還有點(diǎn)發(fā)言權(quán),但在實(shí)際應(yīng)用中,特別是尖端領(lǐng)域則被別人牽著鼻子走。也就是說(shuō),真正帶來(lái)效益的部分被我們不經(jīng)意地放棄了。久而久之,基礎(chǔ)研究陷于“紙上談兵”,底氣也不足了。最典型的案例就是我國(guó)研制的YAG激光治療機(jī),原來(lái)只是一根裸光纖,而國(guó)外研制出側(cè)向輸出的光纖與之相配后,就成為治療前列腺肥大的專(zhuān)用機(jī),再加上尿道鏡和電視顯示系統(tǒng),每臺(tái)賣(mài)到37萬(wàn)美元,賺取了大量利潤(rùn)。
師夷長(zhǎng)技:突圍產(chǎn)業(yè)應(yīng)用困局
在全球,激光已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事及文化教育等領(lǐng)域,并形成了激光音像、激光通訊、激光加工、激光醫(yī)療、激光檢測(cè)等新興產(chǎn)業(yè),近年來(lái)激光對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)尤其是裝備制造業(yè)的改造發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
但由于激光加工設(shè)備制造技術(shù)長(zhǎng)期滯后,目前國(guó)內(nèi)100%的光纖制造設(shè)備、80%的石油化工裝備都被進(jìn)口產(chǎn)品擠占,每年要花費(fèi)6000多億元從國(guó)外進(jìn)口設(shè)備。中國(guó)工程院院士孫家廣指出,裝備制造業(yè)是各個(gè)工業(yè)化或后工業(yè)化國(guó)家的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),但它在中國(guó)制造業(yè)中的比重還不到30%,遠(yuǎn)低于美國(guó)的41.9%、日本的43.6%、德國(guó)的46.4%,這導(dǎo)致了我國(guó)工業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)趨緩。因此,國(guó)家提出要振興老工業(yè)基地的戰(zhàn)略,關(guān)鍵就是看裝備制造業(yè)如何借助激光加工技術(shù)提升整體水平。
隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加快,特別是我國(guó)逐步成為全球的制造業(yè)大國(guó),提升我國(guó)制造業(yè)技術(shù)水平迫在眉睫。但是,我國(guó)制造業(yè)對(duì)尖端激光加工設(shè)備的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段。僅以激光切割機(jī)為例,美國(guó)投入使用的已有25000臺(tái),而我國(guó)不過(guò)600余臺(tái)。正是基于這一判斷,自2001年以來(lái),德國(guó)瓦德里西·基根、英國(guó)沙格拉德等國(guó)際知名的激光切割機(jī)制造廠商紛紛登陸中國(guó),設(shè)立組裝廠,把生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)貼近中國(guó)用戶(hù)。
對(duì)此,“中國(guó)光學(xué)之父”王大珩院士曾分析說(shuō),我國(guó)的技術(shù)發(fā)展往往采取跟蹤戰(zhàn)略,是一種“引進(jìn)、落后、再引進(jìn)、再落后”的不良循環(huán),以致于步步落后,而理想的引進(jìn)模式則應(yīng)是“引進(jìn)、消化、吸收”,努力使國(guó)外的技術(shù)為我所用,否則總是被動(dòng)挨打。
作為我國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)龍頭之一的華工激光公司正是選擇了后一條路。2000年,華工激光斥資500萬(wàn)美元,收購(gòu)了由于內(nèi)部管理原因被迫倒閉拍賣(mài)的國(guó)際著名激光切割機(jī)制造商——澳大利亞Farley公司。Farley是有20多年的高技術(shù)切割機(jī)設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)的知名企業(yè),用戶(hù)涉及22個(gè)國(guó)家900多家客戶(hù),中國(guó)上世紀(jì)80年代引進(jìn)的第一臺(tái)高性能激光切割機(jī)就出自這里。
后來(lái)的發(fā)展證明,收購(gòu)這家老牌公司是一項(xiàng)超值交易。4年來(lái),公司依托華中科技大學(xué)“國(guó)家激光加工工程研究中心”,不斷選送專(zhuān)家和技術(shù)人員,一步步摸清門(mén)道,通過(guò)對(duì)其特有的控制系統(tǒng)進(jìn)行消化和創(chuàng)新,為高性能激光切割機(jī)國(guó)產(chǎn)化打下了基礎(chǔ)。
不久前,第一批“中國(guó)造”的高性能激光切割機(jī)最近在武漢光谷成功推出,業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為,這是中國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)開(kāi)始從眾多國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的沖擊中全面“突圍”的重要標(biāo)志。
與此同時(shí),這一重大產(chǎn)業(yè)突破也為國(guó)內(nèi)制造業(yè)提升了核心競(jìng)爭(zhēng)力:買(mǎi)同等質(zhì)量水平的機(jī)器,以往進(jìn)口得花400多萬(wàn)元人民幣,而國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品如今只要260萬(wàn)元人民幣。有關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為,這實(shí)際上是對(duì)“師夷長(zhǎng)技以制夷”的最好闡釋?zhuān)帽劝堰\(yùn)動(dòng)員送到國(guó)外培養(yǎng),最終在世界級(jí)較量中為祖國(guó)拿了一塊份量極重的金牌。
激光應(yīng)用:將走入尋常百姓家
激光加工尖端設(shè)備實(shí)現(xiàn)“中國(guó)造”,不僅使中國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)擁有了與世界頂尖對(duì)手平等對(duì)話的信心,而且將使激光這個(gè)似乎遙不可及的高新技術(shù)提速走進(jìn)平常百姓家。
最直觀的便是激光醫(yī)療了,目前一個(gè)眼部手術(shù)就花費(fèi)5000多元的高價(jià)往往讓許多人望而卻步。中國(guó)工程院院士楊叔子認(rèn)為,這就是以往尖端設(shè)備完全依賴(lài)進(jìn)口引發(fā)的“連鎖反應(yīng)”,在別人劃的跑道上比賽,肯定是要付出昂貴代價(jià)的。
“再過(guò)幾年,激光設(shè)備的價(jià)格就會(huì)全面降下來(lái)?!币匀A工激光為核心子公司的華工科技總裁馬新強(qiáng)表示,在推出國(guó)產(chǎn)化高性能激光切割機(jī)后不久,湖北、江蘇、浙江、安徽等地訂單已接連不斷,而海外的新加坡、韓國(guó)、印度等地客戶(hù)也紛紛前來(lái)洽談,“這對(duì)消費(fèi)者絕對(duì)是一個(gè)福音!”
有了金剛鉆,就敢攬瓷器活,中國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)在沉默了數(shù)十年后終于厚積薄發(fā):利用激光對(duì)出土文物進(jìn)行清洗與保護(hù),利用水柱導(dǎo)光實(shí)現(xiàn)硅片的精密切割,利用激光檢測(cè)水果甜度和果肉軟硬程度,實(shí)現(xiàn)非金屬材料焊接,以及激光美容技術(shù)深受越來(lái)越多女性的青睞等,都反映出激光技術(shù)與其它學(xué)科的融合以及應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴(kuò)大。
激光正在若干領(lǐng)域內(nèi)急速改變著傳統(tǒng)工藝的面貌,同時(shí)使自身獲得了更廣闊的發(fā)展空間。此類(lèi)案例在我國(guó)制造業(yè)領(lǐng)域比比皆是,例如南昌齒輪廠采用激光焊接齒輪生產(chǎn)線,滿足依維柯中巴變速箱六檔齒輪需求;武漢鋼鐵公司采用激光焊接設(shè)備,攻克了自上世紀(jì)70年代以來(lái)該廠硅鋼薄板鋼卷“帶廢”出廠的產(chǎn)品質(zhì)量難關(guān)。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)分析,使用激光表面改性技術(shù),全國(guó)冶金行業(yè)每年就可降低成本20億元以上。
10多年前,全國(guó)激光市場(chǎng)銷(xiāo)售總額僅1億元,根本談不上什么產(chǎn)業(yè)。但如今,國(guó)內(nèi)激光加工產(chǎn)業(yè)正以15%左右的年平均發(fā)展速度增長(zhǎng),已形成了5個(gè)國(guó)家級(jí)的激光技術(shù)研究中心,10多個(gè)研究機(jī)構(gòu),有21個(gè)省市、地區(qū)生產(chǎn)和銷(xiāo)售激光產(chǎn)品從業(yè)人員萬(wàn)余人,成為國(guó)內(nèi)最為活躍的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域之一。一部分激光產(chǎn)業(yè)實(shí)體迅速崛起,并在全球范圍內(nèi)與國(guó)外激光公司進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),如楚天激光的激光醫(yī)療設(shè)備、大族激光在打標(biāo)機(jī)方面都有各自的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。
專(zhuān)家預(yù)測(cè),建立以光電子學(xué)為基礎(chǔ)的包括光通信、光醫(yī)療激光加工在內(nèi)的廣義激光加工產(chǎn)業(yè),將是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的產(chǎn)業(yè)之一。越來(lái)越多的激光加工產(chǎn)品將走入消費(fèi)者的日常生活。
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