文/王彬 林興浩 王龍

激光與原子能、計算機、半導(dǎo)體并稱20世紀的四大發(fā)明，被美國科學(xué)家總結(jié)為影響全球未來發(fā)展的18項重大關(guān)鍵技術(shù)之一；由于增材制造技術(shù)能快速制造出各種形態(tài)的結(jié)構(gòu)，增材制造（3D打印）對傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計、工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響，成為制造業(yè)最具代表性和最受關(guān)注的顛覆性技術(shù)之一。激光與增材制造技術(shù)正與航空航天、生物醫(yī)療、汽車、核電、船舶、電子等領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)加速融合，已深入到工業(yè)制造及社會生活的方方面面。世界主要先進制造大國紛紛加強戰(zhàn)略謀劃、強化政策支持，將激光與增材制造產(chǎn)業(yè)作為制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的突破口之一。我國高度重視激光與增材制造產(chǎn)業(yè)，廣東省將激光與增材制造產(chǎn)業(yè)列入重點培育的“雙十”產(chǎn)業(yè)集群之一予以重點支持和發(fā)展。本文梳理分析了國內(nèi)外及廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)及趨勢，并結(jié)合廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在問題，研究提出對策建議以供決策參考。

國內(nèi)外激光與增材制造發(fā)展情況

（一）全球激光與增材制造產(chǎn)業(yè)保持穩(wěn)步增長，龍頭企業(yè)保持良好增長態(tài)勢

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模方面，近5年全球激光產(chǎn)業(yè)保持穩(wěn)步增長，年均復(fù)合增長率超5%，其中2020年全球激光產(chǎn)業(yè)中上游已形成超過440億美元的行業(yè)產(chǎn)值，并驅(qū)動下游激光應(yīng)用產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)形成數(shù)萬億美元的行業(yè)產(chǎn)值。增材制造技術(shù)誕生30多年以來，產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，截至2019年年底全球平均年增長率達到26.1%，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?020年，雖受到新冠肺炎疫情影響，全球增材制造產(chǎn)業(yè)增速略有減緩，但仍呈現(xiàn)正向增長7.5%，達到127.58億美元。

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局方面，全球激光與增材制造產(chǎn)業(yè)基本形成以北美、歐洲發(fā)達國家和地區(qū)主導(dǎo)，亞太及其他地區(qū)后起追趕的發(fā)展態(tài)勢。歐美在激光與增材制造技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化方面的優(yōu)勢較為明顯，但隨著全球制造業(yè)的轉(zhuǎn)移以及亞太國家工業(yè)化水平的不斷提升，亞太已成為全球激光與增材制造市場發(fā)展最快速的地區(qū)。

在激光產(chǎn)業(yè)鏈布局方面，全球已形成上游專用材料和器件/軟件、中游激光器和裝備系統(tǒng)、下游激光應(yīng)用和技術(shù)服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈，涌現(xiàn)了德國通快（Trumpf）、美國Lumentum、美國IPG、美國貳陸（II-VI）、瑞士百超（Bystron ic），以及中國的大族激光、華工科技、納思達等全球龍頭骨干企業(yè)。在增材制造產(chǎn)業(yè)鏈布局方面，全球已形成上游專用材料、中游器件/軟件和裝備系統(tǒng)以及下游應(yīng)用產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈，涌現(xiàn)了德國EOS、SLM Solutions、Trumpf，加拿大AP&C，美國3D Systems，Stratasys、IPG，法國3D Cream、比利時Materialise，以及中國的大族激光、光華偉業(yè)、創(chuàng)想三維、縱維立方、鉑力特等全球龍頭骨干企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，2021年前三季度，Trumpf、IPG、II-VI、SLM Solutions、Stratasys、nLight 等全球激光與增材制造龍頭企業(yè)均實現(xiàn)了不同程度的業(yè)績增長。

（二）國內(nèi)激光與增材制造產(chǎn)業(yè)保持高速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷滲透拓展

近幾年，國內(nèi)激光與增材制造產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，市場不斷擴大，應(yīng)用領(lǐng)域已全面滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、信息、醫(yī)療衛(wèi)生、文娛、科學(xué)研究、教育、國防安全等國民經(jīng)濟發(fā)展的眾多領(lǐng)域，不僅包括汽車制造、航空航天、動力和能源等傳統(tǒng)重工業(yè)，同時也逐步向微電子制造、機械微加工、醫(yī)療、牙科等精細加工新興領(lǐng)域拓展。產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模方面，2020年全國激光產(chǎn)業(yè)中上游市場規(guī)模達1065億元（約占全球激光產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值36.8%），同比增長15.4%。增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模2016－2020年的年均增速達27.1%，2020年產(chǎn)值達210億元。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局方面，國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域呈現(xiàn)出很強的區(qū)域集聚效應(yīng)，已形成珠三角、長三角、華中地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)四大激光產(chǎn)業(yè)帶，同時陜西、四川、遼寧、福建等省份的激光產(chǎn)業(yè)也在蓬勃發(fā)展，且產(chǎn)業(yè)帶的邊界正逐漸融合。國內(nèi)增材制造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域已形成以長三角、珠三角、環(huán)渤海等為核心區(qū)域，以中西部地區(qū)為重要紐帶，西北、西南、東北等地區(qū)逐步發(fā)展為重要支點的產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展格局。

產(chǎn)業(yè)鏈布局方面，國內(nèi)激光與增材制造企業(yè)不斷發(fā)展壯大，涌現(xiàn)了包括大族激光、華工科技、銳科激光、納思達、聯(lián)贏激光、海目星、光庫科技、杰普特、創(chuàng)想三維、柏楚電子、炬光、先臨三維、中航邁特、鉑力特等知名企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，2021年前三季度，大部分激光與增材制造產(chǎn)業(yè)重點企業(yè)的營業(yè)收入保持了穩(wěn)定的增長態(tài)勢。

廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)相關(guān)發(fā)展基礎(chǔ)

（一）產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，下游應(yīng)用市場持續(xù)增長，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和發(fā)展優(yōu)勢領(lǐng)先于全國

產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模方面，廣東省激光與增材制造領(lǐng)域取得了長足進步，已成為國內(nèi)最大的激光與增材制造產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全國30%以上，位居全國第一，擁有大族激光、納思達、聯(lián)贏激光、杰普特、邁普醫(yī)學(xué)等27家上市企業(yè)，年營收超1億元的企業(yè)超90家、超1000萬元的企業(yè)1000余家。據(jù)統(tǒng)計，2020年全省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)相關(guān)的30家主要企業(yè)營收達1197.5億元，2021年達1457.7億元，同比增長21.7%。

產(chǎn)業(yè)區(qū)域布局方面，廣東省已形成以廣州、深圳為龍頭，珠海、東莞、佛山、中山等珠三角城市為重要節(jié)點的激光與增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，布局建設(shè)了廣州市3D 打印產(chǎn)業(yè)園、廣東省新興激光等離子體技術(shù)研究院產(chǎn)業(yè)園、深圳激光谷產(chǎn)業(yè)園、大族全球激光智能制造產(chǎn)業(yè)基地、江門華南激光谷產(chǎn)業(yè)園、珠海香洲區(qū)光電產(chǎn)業(yè)示范園等20余個重點激光與增材制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，推動產(chǎn)業(yè)加快集聚發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)鏈布局方面，廣東省激光與增材制造全產(chǎn)業(yè)鏈體系已基本建立，關(guān)鍵材料、核心器件、整機裝備、應(yīng)用開發(fā)、公共服務(wù)平臺等各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展，中上游相關(guān)企業(yè)注冊數(shù)量十年來呈現(xiàn)快速上升趨勢，涌現(xiàn)了大族激光、納思達、創(chuàng)鑫激光、杰普特、光韻達、英諾激光、聯(lián)贏激光、宏石激光、海目星、光庫科技、深圳特發(fā)、光華偉業(yè)、創(chuàng)想三維、縱維立方、雷佳、漢邦等產(chǎn)業(yè)鏈代表企業(yè)。在技術(shù)服務(wù)和應(yīng)用方面，得益于省內(nèi)制造業(yè)齊全門類和扎實基礎(chǔ)，激光與增材制造技術(shù)與產(chǎn)品在汽車、船舶、醫(yī)療、電子信息等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，形成了光峰科技、速騰聚創(chuàng)、匯川、邁普醫(yī)學(xué)、瑞通生物、家鴻口腔、珠海格力等等一大批骨干應(yīng)用企業(yè)，不斷為激光與增材制造應(yīng)用推廣深耕努力。

隨著2021年全球經(jīng)濟逐步復(fù)蘇，激光與增材制造相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品與5G 通信、新能源、生物醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)進一步深度融合，行業(yè)需求呈現(xiàn)快速回暖趨勢，為廣東省激光和增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新機遇。

（二）產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新水平持續(xù)提升，部分關(guān)鍵核心技術(shù)取得突破

廣東省重視激光與增材制造技術(shù)創(chuàng)新能力建設(shè)，積極培育建設(shè)了一批激光與增材制造相關(guān)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究平臺。高校院所方面，廣東省開展激光與增材制造相關(guān)研究的高校院所共30余家，基本上涵蓋了省內(nèi)大部分的理工類高校、研究院所，主要聚集于廣州、深圳、東莞、佛山等地，包括中山大學(xué)、華南理工大學(xué)、廣東省科學(xué)院、深圳大學(xué)、南方科技大學(xué)、中科院深圳先進院、東莞理工學(xué)院、松山湖材料實驗室、季華實驗室、陽江五金刀剪研究院等。創(chuàng)新平臺方面，廣東省從事激光與增材制造相關(guān)的國家級、省級研究平臺共有100余個，主要聚集在廣州、深圳等地市，依托于高校、科研院所、企業(yè)建成，包括華南理工大學(xué)國家金屬材料近凈成形工程技術(shù)研究中心等10余個國家級平臺（見表1），還有華南理工大學(xué)廣東省光纖激光材料與應(yīng)用技術(shù)重點實驗室、南方醫(yī)科大學(xué)廣東省醫(yī)學(xué)3D 打印應(yīng)用轉(zhuǎn)化工程技術(shù)研究中心等省級重點實驗室和省級工程技術(shù)研究中心等共計90余個。重大科技基礎(chǔ)設(shè)施方面，建設(shè)了超短超強激光裝置、南方先進光源、中山光子科學(xué)中心等，主要分布在東莞、中山等地市。

表1 廣東省部分代表性激光與增材制造領(lǐng)域相關(guān)國家級研發(fā)平臺

技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)成果是激光與增材制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新水平的直接體現(xiàn)。2021年來，南方科技大學(xué)、廣東省科學(xué)院、深圳大學(xué)、華南理工大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)、暨南大學(xué)、松山湖實驗室、清華-伯克利深圳學(xué)院等單位在激光與增材制造技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)了千瓦級工業(yè)用藍光半導(dǎo)體激光器、超高功率皮秒激光器、水凝膠-高分子復(fù)合結(jié)構(gòu)的多材料3D 打印技術(shù)、三光束脈沖激光共沉積鍍膜系統(tǒng)、3D 打印高強度高塑性鈦合金材料、低溫沉積3D 打印含鎂支架、光固化4D 打印的超高力學(xué)性能形狀記憶高分子材料，以及生物3D 打印組織和類器官等一系列高水平的技術(shù)成果，部分成果填補了國內(nèi)空白，達到國際一流水平。

（三）產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境趨于完善，省市協(xié)同推進培育產(chǎn)業(yè)集群

近幾年來，省市建立健全聯(lián)動協(xié)調(diào)機制，發(fā)布相關(guān)政策規(guī)劃，不斷完善產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境。省級政策布局方面，近兩年，省政府發(fā)布了《關(guān)于培育發(fā)展戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)集群和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群的意見》及《廣東省培育激光與增材制造戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群行動計劃（2021－2025）》，并制定發(fā)布了《廣東省戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)集群聯(lián)動協(xié)調(diào)推進機制》，建立了以省政協(xié)袁寶成副主席為定向聯(lián)系負責(zé)“鏈長”、省科技廳作為實施牽頭部門、省直各部門及各地市深入?yún)⑴c的集群聯(lián)動協(xié)調(diào)工作機制。同時，省直有關(guān)部門相繼出臺了《激光與增材制造企業(yè)研發(fā)費用加計扣除稅收優(yōu)惠政策指引（2021年版）》、《廣東省首臺（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄（2021年版）》及支持包括小巨人企業(yè)在內(nèi)的“專精特新”企業(yè)發(fā)展措施等一系列優(yōu)惠政策，支持培育包含激光與增材制造領(lǐng)域的重點產(chǎn)品裝備和企業(yè)。

地市政策布局方面，按照廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)集群統(tǒng)一部署，各地市結(jié)合各自實際相繼出臺了多項政策。廣州、深圳是省內(nèi)激光與增材制造核心城市，注重從產(chǎn)業(yè)整體實施相關(guān)舉措推進產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展，包括持續(xù)培育和壯大具備國際競爭力的大企業(yè)集團和隱形冠軍企業(yè)，開展激光與增材領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新平臺建設(shè)，實施市級科技計劃項目，強化人才引進和培養(yǎng)，開展產(chǎn)業(yè)鏈定向招商，推進集聚發(fā)展的產(chǎn)業(yè)園建設(shè)，資助標準研制，加快知識產(chǎn)權(quán)運營服務(wù)體系建設(shè)。東莞、佛山、江門、惠州、珠海、中山等地市結(jié)合各自產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，在激光與增材制造產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)環(huán)節(jié)及細分領(lǐng)域?qū)ふ野l(fā)展突破，通過打造特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)和孵化園、布局大科學(xué)裝置等舉措，吸引領(lǐng)域省內(nèi)外龍頭企業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈上中下游企業(yè)及配套服務(wù)企業(yè)落戶。

廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在問題

廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)雖然在全國占有優(yōu)勢，但對標國際先進水平，仍存在前沿原創(chuàng)性/領(lǐng)先性技術(shù)創(chuàng)新不足、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)材料及高端器件裝備等部分依賴進口、產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用深度和廣度不足等問題。一是產(chǎn)業(yè)鏈部分環(huán)節(jié)比較薄弱，特別是特種光纖、激光芯片、掃描振鏡、高端裝備等關(guān)鍵材料和核心零部件依賴進口，產(chǎn)業(yè)向高端發(fā)展存在較大壓力。二是技術(shù)應(yīng)用有待深化，超快激光加工、激光診療、激光顯示、增材制造等領(lǐng)域技術(shù)在相關(guān)產(chǎn)業(yè)中推廣應(yīng)用不夠。三是精密激光智能裝備、增材制造裝備等自主研發(fā)的產(chǎn)品與國外先進水平存在較大差距，總體上處于全球產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈的中低端，產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性有待提高。四是中小微企業(yè)面臨較大生存壓力，廣東省激光與增材制造領(lǐng)域的中小微企業(yè)占絕大多數(shù)，受新冠肺炎疫情等影響，企業(yè)生存壓力進一步凸顯，產(chǎn)業(yè)投資減緩趨勢明顯。

對策與建議

為推動廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模與創(chuàng)新能力邁上新臺階，打造創(chuàng)新引領(lǐng)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的生態(tài)體系，穩(wěn)步提升在全球產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈中的地位，逐步形成具有國際競爭力的激光與增材制造產(chǎn)業(yè)集群，提出以下幾點建議。

（一）瞄準產(chǎn)業(yè)鏈短板，大力進行強鏈補鏈

一是主抓“鏈主”企業(yè)，充分發(fā)揮其樞紐帶動作用。針對產(chǎn)業(yè)集群重點產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，分類開展“鏈主”企業(yè)專門遴選和專項培育工作，通過“鏈主”企業(yè)貫通產(chǎn)業(yè)紐帶，帶動上下游配套轉(zhuǎn)型升級，從而補齊產(chǎn)業(yè)短板，持續(xù)帶動產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的中小企業(yè)不斷創(chuàng)新發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級和價值鏈躍升。二是強化靶向招商等方式，大力推動建設(shè)一批有助于突破產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)瓶頸的重大項目和龍頭企業(yè)分支機構(gòu)，并定期梳理監(jiān)測項目、企業(yè)落地實施存在問題，省市共同研究制定有針對性舉措，落實各項優(yōu)惠政策，加快基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)。

（二）激發(fā)全鏈條創(chuàng)新活力，強化產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)

強化“以科學(xué)發(fā)現(xiàn)為引領(lǐng)，以技術(shù)發(fā)明為引擎，以產(chǎn)業(yè)發(fā)展為方向，以人才支撐為基礎(chǔ)，以生態(tài)優(yōu)化為抓手”的全鏈條創(chuàng)新發(fā)展路徑，著力賦能產(chǎn)業(yè)集群新活力。一是積極推進重點領(lǐng)域研發(fā)計劃“激光與增材制造”指南發(fā)布以及項目實施。二是在各類基礎(chǔ)研究、重點領(lǐng)域研發(fā)計劃中加大對激光與增材制造關(guān)鍵核心技術(shù)的項目布局，充分發(fā)揮專項集聚高端創(chuàng)新資源的作用，吸引一批省外優(yōu)勢機構(gòu)、高層次人才到粵開展技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)與落地轉(zhuǎn)化。三是聚焦激光與增材制造產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，推動建設(shè)一批高水平研究院、創(chuàng)新中心、新型研發(fā)機構(gòu)、重點實驗室等平臺，優(yōu)化公共服務(wù)平臺和檢驗檢測平臺布局，提升產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)水平。四是多渠道推動產(chǎn)學(xué)研金結(jié)合，以市場需求為導(dǎo)向，加速科技成果轉(zhuǎn)化。

（三）加強產(chǎn)業(yè)應(yīng)用示范作用，推進產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)深化發(fā)展

圍繞廣州、深圳、東莞、珠海、佛山、陽江、湛江等重點地區(qū)和特色發(fā)展地區(qū)，組織實施一批示范效應(yīng)好、帶動性高的行業(yè)應(yīng)用典型示范工程和一大批產(chǎn)業(yè)應(yīng)用示范場景，進一步推動產(chǎn)業(yè)深度應(yīng)用與普及推廣，從省聯(lián)動協(xié)調(diào)機制層面將任務(wù)落實到相關(guān)地市，并建立配套獎懲機制，支持龍頭企業(yè)、重點高校院所等在應(yīng)用端發(fā)力。應(yīng)用示范和場景可重點從汽車、生物醫(yī)療、船舶、電子信息、工業(yè)模具、核工業(yè)、文化創(chuàng)意等領(lǐng)域進行篩選培育，形成規(guī)模化應(yīng)用場景。同時，大力推進激光與增材制造與新能源、新一代信息技術(shù)、高端裝備制造、超高清視頻顯示、智能機器人等新興產(chǎn)業(yè)深度融合，助力廣東省“雙十”產(chǎn)業(yè)集群高質(zhì)量發(fā)展。

（四）提升產(chǎn)業(yè)生態(tài)品質(zhì)，提高產(chǎn)業(yè)的國際話語權(quán)和知名度

一是加強知識產(chǎn)權(quán)保護對產(chǎn)業(yè)集群構(gòu)建創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的積極作用，深化專利導(dǎo)航工作，支撐產(chǎn)業(yè)相關(guān)細分領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展；加大企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)布局，推動布局重點產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域知識產(chǎn)權(quán)的海外保護工作。二是鼓勵企業(yè)、科研院校從國家和行業(yè)層面開展標準和知識產(chǎn)權(quán)的頂層設(shè)計與規(guī)劃，開展激光與增材制造工藝/裝備/材料/軟件等各類標準的制訂，提升產(chǎn)業(yè)的國際話語權(quán)與影響力。三是積極舉辦或參加激光與智能裝備、光電技術(shù)博覽、增材制造技術(shù)論壇等各類國際交流活動，如深圳國際激光展等，通過打造知名論壇活動提升國際知名度和產(chǎn)業(yè)影響力。