레이저 펌프 소스 생산 기술의 발전 대한민국

펌프 소스의 핵심 부품으로는 레이저 칩 및 저속 콜리메이터(SAC), 고속 축 콜리메이터(FAC), 편광 빔 스플리터/빔 결합기(PBS/PBC), 미러(Mirror), 포커싱 렌즈(Focusing lens) 등이 있습니다. , 광섬유 헤드(FTA) 및 기타 레이저 광학 부품. 각 펌프 소스는 1개의 편광 빔 분할기/결합기, 1개의 초점 렌즈 및 1개의 파이버 헤드를 사용해야 합니다. 사용되는 레이저 칩의 수는 펌프 소스의 출력과 단일 칩의 출력에 따라 달라지며 각 레이저 칩은 느린 축 콜리메이터 1개, 빠른 축 콜리메이터 1개 및 반사경 1개와 결합되어야 합니다.

현재 Raycus와 MAX는 점차적으로 펌프 소스와 COS 칩의 포괄적인 독립 패키징을 실현했지만 고출력 레이저 칩과 수입 칩 사이에는 여전히 일정한 격차가 있습니다. 현재 시중에 판매되는 펌프 소스의 출력은 주로 100W~400W이며 점점 더 높은 발전 추세를 보이고 있습니다. Raycus의 350W, 370W, 500W 펌프는 양산을 달성했습니다. 현재 펌프 모듈은 700-1000W의 최대 출력을 달성할 수 있으며 에너지의 95% NA는 0.17 이내입니다. MAX는 이미 2017년에 자체 제작 COS 칩을 달성했습니다.

레이저 칩은 반도체 펌프 소스의 핵심 구성 요소이며 출력 수준과 성능 안정성은 출력 레이저 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 레이저 칩은 국내 레이저 산업 체인에서 매우 약한 고리입니다. 오랫동안 우리나라의 거의 모든 고출력 레이저 칩이 수입되었습니다. 수입 가격이 상대적으로 높고 기술적인 봉쇄도 있습니다. 루멘텀(Lumentum), II-VI 등 미국 기업은 고출력 레이저 칩 제조 능력을 갖추고 수출이 가능한 반면, 미국 IPG, 독일 트럼프, 엔라이트(Nlight) 등은 이러한 칩을 제조할 수 있지만 판매하지는 않는다. Everbright, BWT, Huaguang 및 기타 기업과 같은 국내 기업은 칩 패키징 기술에 대한 독립적인 설계 능력을 보유하고 있습니다. 현재 Raycus는 Everbright와 BDL로부터 칩과 펌프 소스를 주로 구매합니다. 2022년 일일 관련 거래 예상 계획에 따르면 2022년 구매 금액은 400억 위안에 달할 것으로 예상된다. MAX는 또한 2017년에 자체 단일 튜브 펌프 소스를 개발하기 시작했습니다.

Everbright 투자 설명서에 따르면 2020년 우리나라 국내 시장의 레이저 칩 시장 규모는 529억 2021만 위안에 달합니다. "1년 중국 레이저 산업 발전 보고서" 데이터[2020]에 따르면, 38,000년에 우리나라는 1~3kW의 파이버 레이저 약 14,000대, 3~6kW의 파이버 레이저 약 6대, 10~2,400kW의 파이버 레이저를 출하할 예정입니다. Table 1,600에서 보는 바와 같이 약 10개가 출하되었고, 약 1개가 2020kW 이상 출하되었다. Optoelectronics의 계산에 따르면 56,000년 우리나라의 광섬유 레이저 출하량은 대략 194,000개(약 100,000kW)가 될 것이며, 309,000년에는 전체 파이버 레이저 출하량이 2021만대(약 70kW)를 넘어설 것으로 예상된다. 시중에서 흔히 사용되는 펌프 소스의 광-광 전환율을 보면 산업용의 약 70%, 산업용의 약 20% 수준이다. 단일칩 전력은 30W, 산업용 단일칩 전력의 10%는 2020W로, 20년 산업용 레이저칩 소비량은 약 2021만개이며, 31.9년 예상 소비량은 XNUMX만개이다.

국내 레이저칩 연구개발팀 중 에버브라이트(Everbright)가 선두에 있다. 2021년 총수입은 429억115만 위안, 순이익은 30억808만 위안에 달했다. 고출력 반도체 칩은 국내 시장 점유율 1064위를 차지하고 있다. 현재 Everbright는 고출력, 고신뢰성, 고효율 및 넓은 파장 범위를 갖춘 단일 튜브 칩의 국산화를 점차적으로 실현해 왔습니다. 대량 생산 전력은 60W에 달할 수 있고, 파장 범위는 65~XNUMXnm이며, 전기광 변환 효율은 XNUMX%~XNUMX%에 이릅니다. %, 제품 기술 수준은 외국 선진 수준과 동기화되며 다운스트림 고객은 Raycus, MAX, HANS 및 FEIBO와 같은 국내 주류 레이저 제조업체를 포함합니다. 산업 체인 전반의 가격 하락과 국내외 제조업체의 경쟁 전략에 영향을 받아 칩 가격도 하락 추세를 보였습니다. Everbright는 과학기술혁신위원회에 성공적으로 상장되었으며, 레이저칩의 국산화가 대세입니다.

광학 부품도 펌프 소스의 중요한 부분으로, 손상 임계값, 동축 정확도 및 코팅 품질이 출력 레이저 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 그 중 고속축 콜리메이터는 비원통형 마이크로렌즈로 기술적으로 어렵다. 전 세계적으로 소수의 회사만이 가공 기술을 마스터했습니다. 시장의 주요 공급업체는 Limo, Fisba, Svetwheel 등입니다. 몇 년 전만 해도 국산 제품은 전량 수입에 의존했지만, Focuslight가 Limo를 인수하고 Haichuang이 독자적으로 개발한 FAC 제품을 인수한 이후 국산 FAC가 국산 제품으로 대체되었으며, 기술은 국제적인 선도 수준에 도달했습니다. 저속축 시준 렌즈, 거울, 편광 빔 분할기/빔 결합기, 포커싱 렌즈, 코팅 광섬유 및 기타 펌프 소스 광학 부품은 모두 국내에서 교체되었습니다. 현재 주요 공급업체는 Haichuang, Focuslight, Fisba, Ingeneric, II-VI 등입니다. IPG 파이버 레이저 펌프 소스의 광학 부품은 자체적으로 생산 및 사용되며 외부 세계에 판매되지 않습니다.