光纤激光器和半导体激光器有什么缺点?应用前景怎么样?

光纤激光器的主要优点是:

(1)转换效率高，激光阈值低。光纤的几何形状具有很低的体积和表面积，再加上在单模状态下激光与泵浦可充分耦合。

(2)器件体积小，灵活。

(3)激光输出谱线多，单色性好，调谐范围宽。并且其性能与光偏振方向无关，器件与光纤的耦合损耗小。

未来光纤激光器的发展趋势主要体现在以下三个方面:

(1)光纤激光器本身性能的提高如何提高转换效率和输出功率，优化光束质量，缩短增益光纤长度。

(2)扩展新的激光波段,

拓宽激光器的可调谐范围压窄激光谱宽开发极高峰值的超短脉冲(ps和fs量级)高亮度激光器。

(3)进行整机小型化、实用化、智能化的研究。

半导体激光器易与其他半导体器件集成，但性能与光偏振方向有关，器件与光纤的耦合损耗大。

其波长范围宽，制作简单，成本低，易于大量生产。目前其主要应用领域是Gb局域网。在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导和跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面也有广泛应用。

超快激光器作为超短脉冲激光器，凭借精加工、超短脉冲、超强特性以及能够聚焦到超细微空间区域，加工过程中不会对所涉及的空间范围的周围材料造成影响等优势，在工业微加工、科研应用、精准医疗、航空航天、增材制造等应用广泛。

当前超快激光器在整个激光器市场中的占比还很低，不到20%，还有较大的增长空间。随着超快激光器技术的不断发展成熟，下游应用的持续放量，全球超快激光器有望快速发展，发展前景广阔。

激光是二十世纪继核能、半导体、计算机后又一重大发明，凭借其良好的单色性、方向性、亮度等特质被广泛应用于工业制造、生物医疗、军事等领域。激光器是激光的发生装置，主要由泵浦源、增益介质、谐振腔等组成。激光运转方式是激光器的技术核心，按运转方式分，主要可以分为连续激光器和脉冲激光器，超快激光器是超短脉冲激光器。

超快激光器增长空间还很大

激光具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等特点，欧美等发达国家最先开始将激光器用于加工制造等各行业，随后激光技术向发展中国家如中国等制造业大国转移。

根据Laser Focus World数据显示，2013-2019年全球激光器市场规模持续增长，2019全球激光器市场规模为147亿美元。2020年虽然受到新冠疫情、一些地区经济衰退以及社会和政治动荡影响，全球激光器市场仍然保持了较为稳定的增长，Laser Focus World初步估计2020年全球激光器市场总收入增长为160亿美元，预计2021年市场表现更加强劲，收入增长率有望达到15.5%，全球激光器行业市场规模达185亿美元。

超快激光器主要是超短脉冲激光器，脉冲持续时间极短，瞬时功率极高，能量聚焦到极小的空间区域且不受脉冲重复频率和平均功率影响，光束质量持续稳定，主要包括皮秒(10-12s)激光器和飞秒(10-15s)激光器和阿秒激光。

全球超快激光器市场规模持续增长，2019年全球超快激光器市场总额约为16亿美元，2020年全球超快激光器市场规模为18亿美元。

超快激光技术逐渐得到突破

从超快激光器技术发展来看，为提高脉冲激光器的输出功率，增加能量密度，控制热效应，行业研发了多种调制技术，主要包括调Q技术、锁模技术、可调谐技术、啁啾脉冲放大技术(又称CPA技术)及主振荡功率放大技术(又称MOPA技术)等。1985年，超短脉冲CPA技术就已经出现，超快激光的研发和应用进入了一个新的阶段。

与传统长脉冲激光及连续激光不同，超快激光凭借先进的技术及优秀的特性能解决许多常规方法难以达到的高、精、尖、硬、难等加工问题，实现超强的加工能力、加工质量和加工效率。

超快激光应用需求不断扩大

从超快激光器应用来看，超快激光器凭借精加工、超短脉冲、超强特性以及能够聚焦到超细微空间区域，以较低的脉冲能量获得极高的峰值光强，加工过程中不会对所涉及的空间范围的周围材料造成影响等优势，在工业微加工、科研应用、精准医疗、航空航天、增材制造等应用领域表现出色。

在工业微加工领域，超快激光器(皮秒、飞秒激光器)已经开始大批量应用，应用方向更加明确，产品规格要求趋于明朗目前超快激光主要应用领域集中在脆性材料加工，诸如手机LCD屏异形切割、手机摄像头蓝宝石盖板切割、手机摄像头玻璃盖板切割，特殊材料标记、防伪炫彩打标可追溯玻璃隐形二维码打标，热敏感薄膜材料加工、高性能FPC切割、OLED材料切割打孔，太阳能PERC电池加工等应用。

在精准医疗领域，由于激光可以非常准确地聚焦在微小的区域，因此可以代替手术刀用于非常精确的外科手术进行组织的精细切割或破坏，医疗美容等。

在航空航天领域，超快激光具备效率高、能耗低、流程短、性能好、数字化、智能化等特点，在航空制造业中，激光技术扮演着越来越重要的角色。基于超快激光加工技术原理和优势，其在航空制造中，目前应用领域主要集中难加工材料类的高性能零部件、超高精度类的高性能零部件以及跨尺度效应实现高性能的零部件等。

全球超快激光器有望快速发展

随着超快激光器技术的不断发展成熟，下游应用的持续放量，超快激光市场还有较大的增长空间，根据Laser Focus World统计与预测，2021年全球激光器市场规模增速为15.5%，全球超快激光器市场总额增速快于整个激光器市场增长速度，预计2026年全球超快激光器行业市场规模约为54亿美元。

超快激光应用需求大，当前在激光器市场中的占比还很低，不到20%，还有较大的增长空间，发展前景广阔。

—— 更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国超快激光行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

半导体分立器件制造行业主要上市公司：目前国内半导体分立器件制造行业的上市公司主要有华润微(688396)、士兰微(600460)、扬杰科技(300373)、华微电子(600360)、新洁能(605111)、苏州固锝(002079)、银河微电(688689)、立昂微(605358)、捷捷微电(300623)、台基股份(300046)等。

本文核心数据：功率半导体分立器件产量、产值、市场结构

1、功率分立器件产量和产值持续上涨

功率半导体分立器件指额定电流不低于1A，或额定功率不低于1W的半导体分立器件。2015-2020年，中国功率半导体分立器件产量和产值均呈现持续上涨的趋势。2020年，中国功率半导体分立器件产量为4885亿只，较2019年同比增长8%。2020年，中国功率半导体分立器件产值达到165.6亿元，较2019年同比增长3%。

2、MOSFET产品优势凸显、需求量大

功率半导体分立器件可以进一步划分为功率二极管、功率晶体管和功率晶闸管三大类，其中BIT、GTR、MOSFET和IGBT均属于功率晶体管的范畴，SCR、GTO和IGCT则属于功率晶闸管的范围内。功率晶体管中，MOSFET和IGBT属于全控型分立器件，MOSFET根据应用特性的不同，还包括平面型功率MOSFET、沟槽型功率MOSFET、超结功率MOSFET和屏蔽栅功率MOSFET等多种类型。

MOSFET在分立功率半导体器件当中排名首位，2019年占市场规模的36.3%，其次为二极管、其他三极管(包括IGBT)及晶闸管，市场份额分别为32.2%、26.0%及5.5%。

MOSFET的优势在于开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好、所需驱动功率小且驱动电路简单、工作频率高以及不存在二次击穿问题等方面而功率二极管具有结构和原理简单、工作可靠的优势。基于产品自身的特点和优势，MOSFET和二极管在功率分立器件市场中占据近70%的市场规模。在MOSFET下游应用的快速发展基础下，按MOSFET销售额划分的市场规模已由2015年的37亿美元增至2019年的53亿美元，复合年增长率约9.2%。

注：市场结构数据根据2019年市场规模数据计算所得。

3、功率分立器件市场规模将继续增长

展望未来，依据全球需求的普遍上升，加上中国制造分立器件如MOSFET、二极管及三极管的庞大产能，中国功率半导体分立器件市场规模预期将会持续增长。预计到2026年，中国功率半导体分立器件产量将超过16000亿只，产值将超过500亿元。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国半导体分立器件制造行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

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