阅兵上的激光武器,背后藏着中国制造业崛起的关键
【来源:虎嗅网】
本文来自微信公众号:星海情报局 (ID:junwu2333),作者:星海老局,题图来自:视觉中国
前段时间,9·3阅兵上出现的一件“特殊武器”,让不少人眼前一亮。很多人第一次看到时,还以为是台滚筒式洗衣机被装上了战车。
其实,它是中国展示的一种高能激光定向能武器系统LY-1,主要用于舰载近程防空,同时具有潜在的陆基部署能力。
别看它外表低调,在现代战争中,这东西的价值比想象中大得多。
在俄乌战场上,无人机几乎成了“平民核弹”。几百美元的商用无人机,被绑上几枚炸弹,就能炸掉上千万美元的装甲车、坦克。对付这样的低空小目标,传统防空导弹显得又贵又笨,打下一架无人机的成本甚至比无人机本身高几十倍。
而激光武器不一样,它的能量通过光束传输,除了耗电,几乎没有弹药成本,命中精度极高,对无人机的威胁几乎是“秒杀”级的。可以说,谁率先把激光武器用到实战中,谁在未来的低空防御上就能占据先手。
不过,真正值得我们关注的,不仅仅是战场上的这束“光”。
如果把激光技术的意义仅仅理解为“打无人机”,那就低估它了。激光对现代工业的意义,远比一件先进武器要深刻得多。它几乎是高端制造业的“底层操作系统”,是很多科技产业得以存在的基石。
新能源车的电池激光焊接、5G通信基站的高精度切割、大容量电池的高密度封装,这些看似炫目的高科技产品,背后都离不开激光工艺。如果没有激光,这些产品要么做不出来,要么贵到离谱,根本不可能走向普及。
高端制造业的生死线
现在提到激光,很多人想到的日常应用,大多是扫码枪、飞秒治近视、激光电视这些技术。
然而,普通人生活里激光是“加分项”,在高端制造业里却是“及格线”,甚至“生死线”。
如果换个直观的比喻,激光就像现代工业的“手术刀”,它能做到传统机械刀具根本做不到的精度、速度和稳定性。
这里举个最简单的例子:金属切割。
虽然在没有激光的年代,金属当然照切不误,可那场面就像“木匠锯硬木”——锯片嗡嗡冒火星,刀口宽、毛刺厚,还得留足“余量”回头再锉再磨;遇上高强度钢板、复合材料、陶瓷这类新材料,干脆根本切不动。
激光一来,相当于把“锯片”换成“能量”,不碰硬、不吃刀、不换刃,高温一闪,钢板像蛋糕一样被“汽化”开缝,缝窄得跟铅笔线差不多,省下的材料就是净利润。
说白了,时代变了,整个工业的生产逻辑也会变化。有些工序传统工艺能做,但速度太慢、良品率太低、成本太高,根本跟不上。
拿新能源车来说,一辆车的动力电池里有上千个小电芯,它们之间需要高精度的焊接。如果用传统焊接,温度高、受热范围大,很容易把电芯烧坏,良品率低得吓人。
但激光焊接不一样,它像针灸一样“点到即止”,热影响区小到微米级,既不伤电芯,又能一次性把焊缝做到极致精密。
没有激光焊接,新能源车想大规模量产,几乎不可能。
再说5G通信。大家看到的5G基站体积不大,但里面的天线、滤波器、功放芯片,对微米级的加工精度要求极高。很多5G核心部件需要在几百微米甚至更小的尺度上切割和打孔,手工和传统机械完全不可能完成。
而激光加工能稳定做到“肉眼看不见的精度”,而且效率还极高。这就是为什么激光被称为“5G的幕后推手”。
除了工业上“精准”的优势外,其实,咱们每天上网刷视频、云端存照片、AI算力大模型训练,这背后全靠激光在默默支撑。
现代通信的“高速公路”是光纤,而光纤本质上就是一条用光来传输数据的“透明管道”。可问题是,光不是自己会跑进去的,得有人“把光打进去”,这个“打光”的角色,就是激光器。
今天训练一个AI大模型,单次数据交换可能是TB级的;大型数据中心每秒要处理的流量,比全世界的电话网高峰期加起来还多。靠电信号传输?电缆会被烧坏,速度也跟不上。
激光解决了这个极限问题。它能把海量的数据编码到一束光里,通过光纤高速传输,一秒钟就能传几百G甚至上T的内容,几乎没有衰减。
综上所述,激光这个东西,并不仅仅是打无人机的黑科技,而是现代制造业、高端科技的底层技术。
关键的门槛
现在全球超过70%的激光设备都产自中国,尤其是在工业激光器领域,中国企业几乎占据了全球市场的半壁江山。似乎已经成了全球激光产业的“王者”。
但其实,十年前的情况完全不是这样。那时候,中国在激光产业链上更多还是“跟跑者”,特别是核心器件和高功率光纤激光器,几乎完全依赖进口。
比如在2010年前后,全球高功率光纤激光器的市场几乎被一家美国公司IPG牢牢垄断,国产设备厂商即便买到了整机,也要花高价买他们的核心模块,而且被严格“限量供货”。
转折出现在大概2015年前后。当时,一方面是国内需求井喷——新能源车、3C制造、5G通信的爆发,让高性能激光器的市场急剧扩大;另一方面,核心器件被“卡脖子”的压力也逼着中国企业不得不硬着头皮自研。
当时,一台万瓦激光器,成了各国产厂商都想摘下的“王冠”。
而摘下这个王冠的过程,也很“中国”。
说白了,当时万瓦激光器的核心部件主要有二:一是“心脏”泵浦源,这是个将电能转成光能的关键部件;二是“血管”——高功率合束要自己绕;
在泵浦源方面,有的企业从外延片到封装一步步摸索,调一个芯片的波长可能要一两百次反复实验。最夸张的时候,一个功率不到1W的泵浦源模块,光是烧坏的样品就能堆满几大箱。
而在光纤方面,锐科这类企业的办法是“反复拉丝+切片检测”。他们当时没钱买昂贵的检测设备,就自己做了套简易的化学分析方法,把拉出来的光纤一截截切开,泡在不同的试剂里观察颜色分布。
最后,就这么硬生生靠“人肉检测”把掺杂浓度调到稳定可控。后来有了设备,才终于把这个工艺固化下来。
核心就是“拆开来照做”+“一遍遍试到不炸”——先把尺寸、材料、工序都量个遍,再用土办法替换洋设备,最后批量测试、坏一台改一点,直到又稳又便宜。
2014年锐科激光率先推出国产1万瓦样机,2015年大族-创鑫把价格打到180万元,2016年再次腰斩至80万元,且现货交付。IPG被迫一年内三度降价,仍比国产贵50%以上,市场份额从70%骤跌至30%以下。
从那以后,中国第一次在全球激光产业里拿到定价权,万瓦以上功率段自此进入“中国节奏”。这场“骨折式”降价被视为国产激光由“边缘”变“主角”的标志性转折点。
下个时代的“产业底座”
在万瓦激光器被中国拿下后,产业界和普通人最直观的感受,就是很多与激光相关的东西,都变便宜了。
例如自动驾驶用的激光雷达,就是这么个例子。
现在,中国车载激光雷达的“底价”已被刷新到1499元人民币(约200美元)量级,同一性能档,欧美供应商仍普遍在450–800美元区间。
激光雷达能一路从“奢侈品”跌到“白菜价”,根子上是中国整条“激光+光电”产业链在给它撑腰。
光纤激光器在中国年出货几十万台,用在切割、焊接、清洗,已经把泵浦源、特种光纤、光栅价格打到谷底;雷达厂顺手拿这些“现成便宜货”当发射模块,根本不用自己重新开发。相当于激光产业先帮雷达公司把固定成本摊完,雷达厂只做“二次集成”,自然敢报低价。
但是,可能有人会说,现在的很多车企,包括国内的小鹏、蔚来等,在智驾系统上都开始转向纯视觉路线了,似乎在智驾方面,纯视觉路线大有“一统天下”的可能。
要是这样的话,未来激光雷达还会有用武之地吗?
其实,就算有一天以特斯拉为代表的车企,真的把纯视觉做到“封神”,激光雷达在自动驾驶这条船上暂时“下船”,中国已经攒下的激光雷达+激光产业家底也绝不会打水漂,反而会在更大的“智能化时代”里继续放大优势。
自动驾驶只是激光雷达的“头一个秀场”。城市里垂直爆发的机器人、AGV、无人配送、智慧仓储,甚至部分人形服务机器人,都要用激光雷达当“眼睛”。2023年全球机器人激光雷达销售额1.9亿美元,2030年预计冲到12亿美元,年复合增速30%。
中国2024年服务和工业机器人产量加起来超过1100万台,这批“移动智能体”对低成本雷达的胃口远大于汽车。只要产业链还在,就能把车载里练出的规模、良率、价格直接平移过去。
在自动驾驶场景下,纯视觉因为要覆盖长尾案例,需要天量数据回流,这意味着人工标注→模型重训→OTA的长链条,迭代周期按月算。
而机器人/低速物流这些场景,天然对“硬件”的总成本更敏感,在这些场景用纯视觉方案,无异于杀鸡用牛刀。
同时,激光雷达把激光器、探测器、光学镀膜、精密装调全逼到量产级,顺带让国产工业激光设备、自动化产线、检验仪器一起升级。这套“底层工具链”一旦成熟,可不仅服务雷达——还能去做光通信、激光微加工、医疗成像、甚至芯片级光互连。
光子时代任何新应用(硅光、FMCW、激光无线充、激光雷达手机)都能在中国找到现成产线、现成工程师、现成供应链,这就是“滚雪球”效应。
所以,哪怕有一天全球乘用车真的全体“纯视觉”,中国手里这张“激光+光子”产业牌不仅不会废,反而会成为机器人、智能制造、智慧城市、甚至下一代光计算的共同底座。
它点燃的整条产业链,将在智能化时代继续放大优势。
尖端科技的钥匙
如果说工业上用的激光是“螺丝刀”,那顶尖科研里用的激光,就更像是一把“万能钥匙”。
比如说,大家可能听过“超快激光”——它能把一束光压缩到只有飞秒(千万亿分之一秒)的脉冲,这么短的时间里,物质几乎来不及反应,就被瞬间激发出最原始的结构信息。
因此,它被用来窥探材料、分子的“内部秘密”,是现代物理和化学很多前沿突破的根基。
再比如,大科学装置里的“高功率激光”,它能把能量集中到一个头发丝那么细的点上,瞬间释放出来,制造出极端条件——模拟恒星内部的高温高压,研究核聚变,这就是“点火”的关键工具。还有光刻机里的“深紫外激光”,没有它,就没办法在硅片上刻出纳米级的电路线条。
现在,如果除去美国,中国在激光技术的综合实力上,已经是世界第一梯队的领跑者,但是,在几个极高端的科研方向上,欧洲(尤其是德国、法国)、日本等,仍然占据着部分优势。
例如德国的TRUMPF、法国Thales、在飞秒和阿秒脉冲控制上仍处于国际第一梯队。
同样地,美国能源部、国防部、DARPA也在常年砸钱,为的就是把量子光源、单光子探测器、硅光芯片的底层技术先啃下来。
不过,近两年中国在“激光+光子”顶尖科学装置和核心器件方面,也出现了一批“硬突破”,它们不是实验室里“论文级”成果,而是直接上马的真实项目。
例如,2023年,中国自主研发的“神光三号”激光装置,凭借其高达60万亿瓦的峰值功率,成功登顶全球最强激光器的宝座。
这标志着中国成为了继美国之后,世界上第二个掌握多束组激光惯性约束聚变技术的国家。
同样地,2023年,上海光机所研发的900 nm百瓦级全光纤激光器,让中国在国际上首次获得了百瓦量级这类激光,而这也是活体脑成像、眼科手术、晶圆缺陷检测技术的关键光源。
目前,中国在阿秒设施、神光-III、SEL等全部自带“对外开放”属性,全球科学家排队来做实验;数据、算法、样品处理在国内沉淀,容易形成“装置→材料→器件→产业”的闭环。
只要中国持续投入基础研究,并守住“开放用户装置+国产工艺线”两大抓手,未来完全有机会在光子计算、聚变能源、量子材料等下一代技术里实现弯道超车。
而这种开放与自信的背后,就是中国制造业强大的底气。
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