

解析 | 关税贸易战下，我国激光材料与器件的痛点与破局

光电汇OESHOW

2025-09-10

文 | 吴季，合肥脉博光电科技有限公司总经理

在全球产业链深度重构的背景下，欧、美、日等发达国家持续推进关键领域本地化采购政策，这对我国激光产业核心材料与器件的供应链安全构成严峻挑战。作为支撑高端制造的核心技术，激光产业涉及超精密加工、光通信、量子信息等战略领域，其产业链自主可控能力已成为国家产业安全的重要命题。

作者聚焦激光产业上游核心材料与器件领域，根据市场了解和经验，分析了我国在基础材料、光芯片、光器件等关键环节的突破路径与发展瓶颈，旨在为构建安全可靠的激光产业生态提供决策参考。

一、原材料供应链

基础材料：熔融石英（UVFS）替代突围战

痛点分析

（1）高端石英依赖美国进口：万瓦级激光窗口片长期依赖美国康宁7979石英，其单价远高于2万元/Kg，贸易战加剧后供应风险陡增。

（2）日欧替代材料机会增加：由于康宁7979石英价格昂贵，国内较多厂家布局采用日本小原及德国贺利氏的相应替代UVFS，日欧材料性能接近7979，价格也有一定优势，但是基础材料掌握在国外厂商手中，始终制约国内激光产业的发展。

（3）国产替代进度滞后：国内UVFS常见牌号有JGS1、JGS2，虽然价格便宜，但是国产UVFS内部质量差（条纹多）及材料内含羟基（OH-）多，导致其弱吸收高，相比康宁7979石英（≤1ppm/cm@1064nm）高出几十倍（20-100ppm/cm@1064nm），限制了其在高功率激光领域的应用。

破局

据悉长飞光纤、南通中天等相关国内企业在布局UVFS的进口替代，部分厂家如长飞光纤的部分样品（图1弱吸收测量数据）显示出其弱吸收性能接近康宁7979。但在产品批量量产和大规模使用上仍有待突破。

图1 国内某厂家UVFS样品吸收值（北京昊然伟业PTI-1064-3D50M弱吸收测试）

激光基础材料短期内仍存在供应链短缺风险，但国内企业正迎头赶上，有望较快实现部分替代。同样国内其它基础光学材料（如MgF_2、CaF₂）还有一段较长的路要走，需要系统解决材料的应力、紫外吸收、抗辐照性能、损伤阈值等问题，尤其在193 nm波段，国内科研单位和相关企业需奋力追赶国外技术。

激光及磁光晶体：稀有金属管控下的“内循环重构”

核心矛盾——出口管制反噬

1）激光晶体供应链的影响

2025年4月4日，我国商务部会同海关总署发布关于对钐(Sm）、钆（Ga）、铽（Tb）、镝（Dy）、镥（Lu）、钪（Sc）、钇(Y)等7类中重稀土相关物项实施出口管制措施的公告（公告即日起生效）。其中，Y、Dy、Lu（尤其是Y）是很多激光晶体重要的材料，Tb元素是磁光晶体的重要元素。

常用激光晶体（如Nd:YVO_4、Nd:YAG、Yb:YAG、Er:YAG、Nd:YLF、Nd:KGW、Nd:KYW、Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:CALGO、翠绿宝石等）制造将受此限制。

以广泛应用于中低功率固体激光器及多数皮秒激光器的Nd:YVO₄晶体为例，出口限制意味着国外激光公司（更多是美国公司，但美国Coherent除外，其在美国本土有自己的晶体供应链）短期内难以获取此类激光晶体，或倒逼其改用其他方案（如美国可自产性能优越的Nd:YAG晶体）作为激光增益介质，如Lumentum公司的纳秒紫外激光器，大多采用Nd:YAG晶体作为激光增益介质。国内Nd:YAG晶体生产商（如北京雷生强势、成都东骏、成都晶九等）的订单可能受稀土管控及贸易战双重压力影响。

据了解，针对激光晶体受稀土出口管控的影响，国内相关企业正在向商务部申请，争取恢复出口，否则受影响的不仅是激光晶体业务，激光器配套的其它晶体及光学元件同样会受影响。

总体来说，激光晶体对国内激光公司来说没有太多影响，但会影响国外激光公司。

2）磁光晶体供应链的影响

用于高功率激光的磁光晶体

TGG晶体是脉冲光纤及超快激光器隔离器的必备元件，国内外主要供应商包括福州致卓、安徽科瑞思创、福晶科技、OXIDE和FEE（已被Coherent收购）。

然而，由于价格或Coherent内部供应消化，高份额的TGG晶体供应链来自中国。Tb元素出口受限，将限制国外光纤激光器及大功率激光器的发展。但是，性能优越、用于大功率激光的KTF晶体，全球仅美国Northrop Grumman可以提供。主要由Coherent等公司生产的KTF隔离器将难以进口到国内，从而限制国内高功率激光技术的发展。虽然IPO在新加坡成立公司，但KTF晶体源于美国，仍存在断供风险且产能有限，这对于国内高功率激光的发展也构成威胁。

但庆幸的是，国内新生力量——福州晶至光电近期已成功生长出内部质量优良的CeF₃晶体及KTF晶体，对我国高功率激光技术的发展具有积极意义。

图2 晶至光电CeF₃晶体照片

图3.晶至光电CeF₃透过曲线（左）；晶至光电CeF₃吸收曲线（右）

用于小功率隔离器的磁光晶体

MOPA及超快激光器常用的基于YIG晶体的单、双级隔离器，其成熟的供应商目前仅有美国Coherent和日本GRANOPT公司。随着Coherent宣布不对外直接销售YIG晶体，加上数据中心需求激增，导致YIG晶体“一片难求”，严重限制国内激光产业的发展。

国内虽有福州至期、厦门森一、成都飞锐特等企业宣称可以提供YIG晶体，以及科技部重点研发项目支持，但据了解目前也仅有厦门森一能够相对稳定供应YIG晶体（目前也仅能以1310 nm），但在产品性能及产能上仍存局限，需国内加强投入。当然，国内还有更多科研院所及企业正持续投入研发，或有望解决YIG供应难题。

总体来说，国内外激光公司，均会不同程度的受到磁光晶体供应问题的影响。

非线性晶体：出口受阻倒逼的“技术升级战”

出口受阻

在LBO、BBO、KTP、RTP等核心非线性晶体方面，中国是出口大国，中国晶体厂家合计市场份额占比超过80%。虽然不像激光晶体受稀有金属管控限制出口，但仍面临挑战：

1）国外存在替代供应商，如RAICOL、OXIDE（RAICOL、OXIDE已合并）、Cristal Laser等厂商，虽然生产量不多，但可作为美国激光客户备选供应商；

2）在激光晶体出口受限情况下，国内晶体公司（尤其是出口量占比高的企业）配套非线性晶体的出口量可能下降。

高端晶体待突破

我国虽为非线性晶体出口大国，但在用于深紫外（如266 nm）波段的BBO及CLBO晶体质量和镀膜技术上，与国外（如日本、法国）还存在较大差距，目前国内激光公司依赖日本和法国进口。为应对产业链重构，国内非线性晶体产业亟需提升晶体质量及镀膜质量，避免陷入低端价格战、而国内激光公司又无合适国产晶体可用的困境。

近期，福州晶至光电在BBO及CLBO晶体生长方面也取得了突破。尤其在BBO晶体上，突破国内传统熔盐法局限，成功采用提拉法（Czochralski,CZ）法生长出BBO晶体，改善了BBO晶体双光子吸收问题（CZ法吸收系数比传统法低约20倍），非常适合深紫外波段应用。这一创新方法不仅提升266 nm应用潜力，更能提供大尺寸BBO晶体（如20×20×20 mm），从而推动国内碟片激光器发展。图4为CZ生长BBO与传统BBO晶体吸收测试对比数据。

图4 BBO晶体266 nm吸收曲线（采用北京昊然伟业 PTI-266-3D50M吸收仪测试）。（左）晶至光电CZ法BBO晶体266 nm吸收；（右）传统熔盐法BBO晶体266 nm吸收

二、器件供应链

上面简要分析了关税战对于激光核心原材料的影响，接下来聚集其对激光器件的影响。

激光芯片

光芯片在激光器、光通讯、激光传感、激光美容、数据存储等领域有着广泛的应用。国外主要厂商包括Coherent、Lumentum等厂商，国内长光华芯、苏州度亘、源杰科技、瑞波、中科光芯等企业，近年来通过不断创新在激光、光通讯等领域持续发展，相关技术及产品基本接近国外水平。长光华芯董事长闵大勇认为中国光芯片“硬卡脖子”已成历史，在高功率激光领域，国产基本能够满足国内中低功率激光的发展。

用于超快激光的SESAM及VBG光栅

SESAM（半导体可饱和吸收镜）及VBG（啁啾体布拉格光栅）产品是飞秒及皮秒激光器的常用器件。商用SESAM目前主要由德国BATOP供应，VBG目前主要由IPG旗下OptiGrate公司提供。

据公开消息，国内的济南晶众光电目前也可以提供SESAM产品；杭州拓致光电科技有限公司和福州腾景科技正在布局VBG产品。在核心器件供应商商及激光器厂商的协同努力、和迭代下，这些关键器件的国产化有望在不久后获得突破。

电光器件

高速电光开关

高速电光开关通常可用于高功率、高重频激光的Q开关/再生放大器，超快激光的脉冲选择/编辑，以及量子计算、数据存储、弱磁场测量、LID直写等领域的高速偏振控制。

国内电光开关主要集中在低频器件上，主要供应厂商包括济南智和弘盛、青岛海泰光电等厂家。100 kHz~1 MHz电光开关，福建福晶科技等国内部分厂商可提供，但受限于驱动等问题，市场主流供应商目前仍是IPO、G&H。1 MHz以上（尤其是20~30 MHz）的高速电光开关主要依赖美国Conoptics和英国Leysop等。这严重制约了我国量子、新型存储、精密激光加工等产业的发展。

近年来，合肥脉博光电在国内相关科研及半导体客户支持下，成功开发了4~30 MHz的高速电光开关，并能配套提供10 MHz以下驱动，对于国内相关产业发展具有重要意义。

相位调制器

相位调制器在激光稳频、干涉测量、中性原子和离子的激光冷却、量子计算以及激光材料加工等领域具有重要的应用。

目前，国际供应商主要有德国QUBIG、美国Conoptics、美国Thorlabs及英国Leysop等。国内主要有合肥脉博光电和福晶科技等单位提供，其中合肥脉博在GHz频率范围内产品已经部分取代国外产品。高频相位调制器的研发仍需国内科研单位和企业持续推进。

用于CO₂激光器的特殊波长电光开关

高功率脉冲CO₂激光器是驱动锡等离子体产生13.5 nm极紫外光源，支撑EUV光刻机实现纳米级芯片制程，提升半导体制造精度与效率的重要部件；并在军事对抗、显示面板、聚合物加工等领域均有广泛应用。虽然，采用声光调制器也可以产生脉冲激光，但脉宽通常高于电光开关方式，因此电光开关是研制高功率CO₂激光器的关键元器件之一。目前，G&H是公开报道的唯一能提供10.6 μm电光开关的公司。

国内虽有较多单位研制CdTe晶体，但是受限于电阻率不能改善问题，导致其无法应用于电光开关。该器件的研发亟需联合国内科研单位及企业集中攻关，从材料端着手，不断优化提高性能。

声光调制器

声光调制器是基于声光效应的一类器件，基于功能可以分为声光Q开关、声光移频器、声光滤波器、声光偏转器等类型，主要应用包括激光调Q、脉冲压缩、脉冲选择、激光加工高速开关、光谱滤波、激光直写、量子计算等领域有着广泛的应用。

目前，中低端声光器件国内有福晶科技、脉博光电、武汉光奥、26所等企业和研究所提供，但在高端声光器件上与国外仍有一定差距：

声光偏转器：在双光子成像、量子计算、精密激光加工等领域的应用越来越广泛。声光偏转器要求大带宽实现大偏转角、高均匀性保证带宽范围内功率一致性、高指向稳定性保证激光方向控制精准。目前，国际主要供应商有英国G&H、法国AA和美国Briomrose；国内产品在指标上（尤其是带宽）还存在一定差距，已被科技部列为重点研发项目。

CO₂激光用声光调制器：尽管性能不及电光开关，但在CO₂激光腔外调制、脉宽压缩方面有重要应用。国内该器件在衍射效率及稳定性方面与国外差距甚大，主要依靠进口。但此类器件核心材料锗（Ge）晶体被列为两用物资管控出口，长期来看国外器件厂商将会受限于材料供应，存在无法稳定供货的风险。

高精度声光移频器：633 nm声光移频器是光刻机位移台定位核心工具——双频激光干涉仪的关键器件。国内产品性能与国际水平差距较大，这制约了我国半导体产业的发展。

近些年，国内光调制器发展较快，如合肥脉博光电已成功构建起覆盖声光、电光、磁光三大核心技术领域的全链条国产化解决方案，特别在声光偏转器、CO_{2声光调制器及高精度声光移频器方面持续攻关并取得突破，性能指标基本达到国际同类产品水平。这些产品成功开发为集成电路、激光加工、量子通信等国家战略性产业提供了坚实的供应链保障，为我国突破技术封锁、实现核心器件自主可控奠定了基础。}

三、挑战与机遇并存：全球博弈下的中国激光供应链破局战

在中美关税战持续深化与全球产业链重构的背景下，我国激光产业上游核心环节正面临严峻挤压：

材料性能差距成硬伤：高端熔融石英（如康宁7979）的弱吸收（≤1 ppm/cm）与国产产品形成量级差距，深紫外BBO/CLBO晶体等基础材料肉吸收、应力问题突出。关税战加剧了进口高端材料的成本与风险，而国产替代产品因性能瓶颈难以满足高功率激光加工、光刻等尖端领域需求。

供应链断链风险陡增：稀土管制政策在反制西方技术封锁的同时，也导致激光晶体（如Nd:YVO₄）出口受阻、磁光晶体（KTF）进口渠道断裂。美国对含锗（Ge）声光器件的出口限制，更使CO₂激光等战略装备的器件供应雪上加霜，产业链“双向卡死”风险陡增。

高端器件依赖难以绕行：30 MHz高速电光开关、GHz相位调制器、高性能声光偏转器等关键器件仍被美企（Conoptics、Northrop Grumman）和欧洲巨头（G&H、Leysop）垄断。关税壁垒下进口成本激增，而国内在驱动电路、封装工艺上的自主替代进度缓慢，制约量子计算、EUV光刻等“国之重器”研发。

外部压力正在倒逼产业生态加速重构，中国激光供应链迎来破局契机：

1）国产替代窗口显现：

国产高功率熔融石英、晶至光电CeF₃/KTF晶体等突破材料瓶颈；

脉博光电声光偏转器、相位调制器等产品成功开发实现声光/电光/磁光技术全链条覆盖。

2）技术升级路径清晰：产学研协同攻克“卡脖子”器件（如CO₂电光开关）。

3）产业生态重构加速：区域产业集群需着力完善“材料-器件-设备”的全链条布局。

全球激光产业的竞争本质已从单纯技术博弈，升级为“供应链体系对抗”。中国需把握两大关键窗口期：短期内，利用关税战引发的供需重组机遇，推动核心光学材料、深紫外非线性晶体及高功率磁光晶体技术发展；长期来看，则需构建“关键材料性能提升-器件封装方法改善-整机协同创新”三位一体保障机制，将性能代差从“追赶”扭转为“并跑”，推动激光产业从“替代进口”迈向“全球引领”。

以上为笔者对于激光产业链上游核心材料及器件的拙见，受限于篇幅与研究深度，本文未能涵盖所有相关产品。文中技术参数均基于公开报道、行业访谈及可查文献。若发现数据偏差或补充信息，恳请联系笔者（info@moduoptik.com)，以便更新完善技术图谱。笔者呼吁产业界以开放包容的姿态直面技术短板，共同建立“产业链共性问题清单”共享机制,唯有以科技创新为引擎，凝聚行业合力，方能共同筑牢中国智造的供应链安全防线！