播客丨精準切入高端制造“新藍海”，破解“卡脖子”加工難題

近年來，激光工藝在制造業領域發揮越來越大的作用，但另一方面，激光行業競爭激烈也是不爭的事實。在大浪淘沙和行業洗牌的過程中，總有一些企業能精準找到市場切入點，推出適合行業趨勢發展和用戶需求的產品。

 

寧波飛納激光科技有限公司董事長程忠輝

 

本期，我們有幸邀請了寧波飛納激光科技有限公司（以下簡稱“飛納激光”）董事長程忠輝做客榮格播客節目，就創辦這家年輕企業的經歷，以及如何看待水導激光在中國本土的發展，進行了深入對話。

 

1.公司介紹和創業背景 1:38
2.水導激光與傳統激光的區別 5:48
3.下游應用端角度看水導激光 11:08
4.水導激光在中國市場的前景 13:43
5.行業內卷，如何破局 21:50
6.公司的中長期目標 25:40
7.海外布局和規劃 26:36

 

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依托大學科研背景，瞄準賽道大膽創業
畢業于浙江大學光電科學與工程學院的程忠輝，從學校做科研到后來走出校園創業，就始終專注超快激光器、光學光路設計的相關研發工作。成立于2020年12月的飛納激光，是寧波本土的一家年輕企業。公司自成立以來，一直致力于新產品、新技術、新工藝的開發和生產。公司專注于激光精密微加工領域，聚焦半導體及光學、顯示、消費電子及科研等應用領域。

 

憑借多年在高校做超快激光系統的科研背景，讓程總所在的公司創始團隊積累了豐富的研發經驗。2020年，據新聞媒體報道，我國人造金剛石產量突破200億克拉，占據全球市場90%以上。

 

當時，國內的資產市場都在涌入，行業火爆。但同年也暴發了疫情。那時，國內切割人造金剛石的激光設備都來源印度，疫情管控導致外國設備公司的人員無法到中國做設備維修和維護。這就給公司創業團隊進入市場的機會。

 

飛納激光水導激光設備

 

那時，創始團隊為人造金剛石行業開發了一臺專機。但公司研制的設備是“綠光超快激光”，并非真正意義上的水導激光。創業頭幾年，雖然公司每年的銷售業績都有百來臺，但大多是做光學設計、系統集成和組裝的工作，并沒有給行業帶來很大的價值提升。好景不長，2022年至2023年當行業出現拐點，市場需求量呈快速下降趨勢時，為公司敲響了警鐘。

 

程總認識到，軟硬件的協同匹配才是設備企業需要攻克的難關。2022年，瑞士西諾瓦公司正式進入中國市場，瞄準的就是金剛石和半導體行業。“雖然國外的水導激光單臺設備售價很高，但行業的幾個頭部企業還是埋單了，因為技術確實領先。”當他們第一次接觸水導激光時，眼前一亮，都認為這項工藝才是真正意義上的“冷加工”。對比之下，無論是飛秒、皮秒還是納秒激光，本質上還是激光加工。

 

水導激光讓創始團隊看到了新的藍海市場。公司瞅準時機，精準切入這個細分賽道，經過近3年時間的努力，終于取得了成果。現階段，公司完成并推出三軸、五軸等多個型號的水導激光切割設備，并配置多個可選模塊。公司還與國內多個行業的典型客戶完成工藝匹配，實現包括碳化硅、高溫合金、金剛石、碳纖維復合材料在內的新材料的量產切割。

 

 

從認識到認知，自主研發突破創新
當前，國內工業領域中應用最廣的當屬光纖激光器。而水導激光瞄準的卻是精密加工。程總認為，從嚴格意義上來說，水導激光并沒有脫離熱加工的范疇。水導激光加工的前提還是激光在起作用。

 

相比傳統激光工藝，水導激光的一大優勢在于熱被抑制得很好，材料加工中的熱損傷非常有限；第二大優勢在于，可以把水導激光中的水柱看成是一根柔性“水光纖”。這根水光纖足夠準直、足夠細，把傳統激光所謂的銳利和焦點拉長了，將原來幾百微米或是零點幾個毫米的焦深，拉長至100毫米或是100多毫米。

 

公司設備切割碳化硅材料的樣品展示

 

這兩大優勢帶來的好處是切割材料的錐度小，可以獲得極高的加工斷面質量。比如，當切割精度要求控制在一個絲以內（±0.01mm）時，傳統激光加工就比較吃力，但水導激光就能很好地實現。綜合來看，水導激光切割的產品不是毛坯件而是精加工件，可以減少傳統激光加工后的后道精加工工序，這是水導激光的一大特點。

 

程總表示，公司在研發水導激光設備時也是從“0到1”。雖然水導激光看上去只是水和光的耦合，但將激光光路、水路還有其他部件耦合在一起，形成完整系統才是最難的。

 

如何將其變為一臺穩定的工業化設備，這才是當下行業面臨的最大挑戰和難點。公司創業團隊在原有科研背景和創業頭幾年的市場經驗的基礎上，依托浙江本土高校進行開發，現擁有發明專利和實用新型專利多項。

 

 

再好的產品，都需要“落地”
一項新工藝的誕生，必須解決行業的痛點，只有這樣才能讓產品更好的落地，水導激光自然也不例外。這幾年，業界都在討論水導激光工藝和具體的應用場景。無論是半導體、軍工，還是醫療器械、航空航天等行業，其本質就是解決是材料加工問題。

 

目前來看，水導激光在加工金剛石、碳化硅、硅、陶瓷、硬質合金等材料時往往具有優勢。這些材料的共同點，是超硬、超脆、超貴。針對不同的行業應用，需要結合材料做工藝研發。飛納激光在做水導激光設備研發時，就始終堅持“兩個基本點”：一是看這項工藝是不是適合切割新材料，二是看這項技術是否契合所切材料在行業中的應用形態。

 

公司設備切割金剛石切片樣品展示

 

如果把這兩個要求都兼顧匹配了，公司就可以大膽干。以金剛石行業為例，目前行業用的最多的是化學氣相沉積（CVD）金剛石或者高溫高壓（HTHP）金剛石，這些材料都需要做切片處理和異形加工。從用戶端的角度看，這時候不僅要考慮能不能切的問題，還要考慮怎么切才劃算的問題，歸根結底是一本“經濟賬”。

 

當一項新技術進入市場時，總是伴有適應期和磨合期。程總對此表示，3D打印在中國市場剛起來的時候也很困難，那時候民用端根本沒有需求，但現在3D打印在中國市場已經成為了一個龐大的產業。水導激光從正式進入中國以來，工業化的進程剛剛起步。當下，業界對這種技術路線有一定的認可度，但困惑于設備價格和性價比。

 

對于飛納激光，從起初的設備研發到現在的規模擴張，如何把工藝和設備性能做到和行業頂尖公司一樣，是團隊接下來的目標和努力的方向。當行業在切換材料時，往往需要新工藝的匹配，而這時恰恰就是設備企業的機會。當有越來越多的用戶使用水導激光時，才會更好地認識新技術的優勢和不足，才能更好地促進新技術的迭代升級和產業化落地。

 

水導激光優化切割表面粗糙度至800nm

 

抓住時代機遇，不再受制于人
近年來，隨著中美貿易戰的升級，以芯片制造為代表的半導體產業，成為行業關注的焦點。程總表示，無論是半導體行業還是中國其他制造業，最卡脖子的其實是設備端。一旦設備有了突破，其他問題也就迎刃而解。特別像水導激光這樣的技術路線，如果能和許多卡脖子行業做技術和工藝匹配，對于公司來說是市場機遇，對于國家而言，也不再受制于人。

 

當下，圍繞大功率和大算力的AI芯片，是各國在人工智能領域的“必爭之地”。從長遠來看，未來大算力AI芯片的需求量非常大，但需要解決芯片散熱這樣一個核心問題。當芯片功率提高后，散熱和導熱是一大挑戰。AI芯片的標準尺寸是32×26mm²，如何做好散熱才是未來芯片制造的關鍵。

 

水導激光制造通孔直徑1mm、深度3mm

 

目前，從銅基散熱或是銅基金剛石復合材料散熱，都不能解決本質問題。芯片散熱的最終目的是希望熱量能迅速導走，而不是在芯片上持續累積。因為芯片上的積熱一旦形成，將以幾何倍數的速度增長，直接導致芯片工作效率和穩定性的下降。

 

金剛石是未來做芯片散熱的終極材料。但就目前的國內技術和設備來看，金剛石生長不是問題，如何做好切割才是行業亟需解決的關鍵問題。比如，碳化硅和硅基材料的切割都用金剛線，而金剛石的切割，現在唯一的解決方案就是激光。這時，水導激光的優勢就體現了出來。切割后材料的切面和錐度，包括損耗率都是最低的。

 

從用戶的角度看，水導激光也逐漸符合客戶對于新技術的要求和預期。從原有的不能干，到現的可以干，再到客戶要求的穩定量產，而公司的目標也是幫助客戶解決量產問題。程總認為，未來還會有新工藝不斷突破原有的認知，公司將會緊跟市場趨勢發展，在合適的時機推出用戶真正需要的產品和服務。