揭秘光纤激光器版的CTC芯片一体化技术

9月15日，凯普林光电重磅发布了雷霆系列光纤激光器产品，其中最值得关注的就是CTC（Chip to Chassis）即芯片一体化技术，在光纤激光器小型化技术方向上再一次颠覆创新。以雷霆系列12kW光纤激光器为例，整机尺寸更是缩小了70%，可以说是相同功率体积最小。接下来我们就来深度探讨下什么是CTC芯片一体化技术？

其实CTC技术概念最早出现在机翼轻量化设计之后，核心技术思路是将燃料箱融于机翼一体而不是另做燃料箱这一设计相类似，其目的是高度集成化，减少零部件的数量与总装工艺，起到降低重量、提高效率作用。

作为全球新能源汽车先驱及引领者，特斯拉率先将CTC技术引入汽车制造领域，提出了CTC (Cell to Chassis) 电池技术即电芯直接集成于车辆底盘的工艺，进一步加深了电池系统与电动车动力系统、底盘的集成，减少零部件数量，节省空间，提高结构效率，大幅度降低车重，增加电池续航里程，被认为是下一个阶段决定新能源汽车竞争胜负的关键核心技术。

而在激光器领域，作为小型化、轻量化的引领者，凯普林光电首次将CTC技术概念引入激光器领域，提出了CTC（Chip to Chassis）芯片一体化技术，通过把芯片、热沉结构、泵浦模块与激光器进行一体化设计，省去从芯片到泵浦模块以及后续装配环节，有效减轻泵浦源的体积和重量，实现高度的集成化。

从机翼设计到动力电池再到光纤激光器领域，CTC技术概念在各领域的引入，其本质上是提升集成度、减小体积及提升效率，这也非常契合当下全球科技领域智能化、高效化的趋势。具体到光纤激光器领域而言，在竞争愈发激烈的市场环境下，小型化已经成为高功率之后又一大热门方向，各大厂商也在争相布局。

从2011年开始，凯普林光电针对用户痛点，开始对锁波长等先进泵浦源进行研发，并推动国内轻质化、高性能半导体激光器泵浦源研究，形成一系列覆盖全功率段的产品，以满足一体化、高功率、轻量化等核心指标需求。基于对市场需求的把握，2022年在激光行业都在拼功率的情况下，推出了体积更小的光纤激光器——闪电系列，正式开启了小型化的潮流。

此次雷霆系列产品的发布，是在光纤激光器小型化方向上的又一次跨越式升级，通过CTC芯片一体化技术，使得光纤激光器热传导效率、光纤容纳能力和泵浦源功率都得到大幅度提升，搭配功率合束及高功率输出技术，使得雷霆系列光纤激光器在亮度大幅提升的同时，成功突破功率上限，实现了高光束质量输出，最终实现了高达100kW超高功率稳定输出，能够完整覆盖用户各种加工场景。

从测试数据来看，采用CTC一体化技术的雷霆系列12kW光纤激光器，整机尺寸缩小了70%，但是在碳钢切割效率方面反而最高提升了40%，既能保证薄板切割速度也能兼顾中厚板切割效果。雷霆高亮度20kW光纤激光器采用75μm芯径，平均能量密度更高，空气碳钢切割效率最高提升76%，进一步节省用户运营成本。在厚板切割应用领域，雷霆60kW光纤激光器相对传统等离子加工工艺，效率翻了3倍，将进一步加速光纤激光器的应用替代，在船舶制造、建筑钢材、机械加工、能源电力等高端制造领域具有非常大的应用潜力，助力制造业转型升级。

根据《2023中国激光产业发展报告》数据显示，2021年中国光纤激光器市场终于破百亿，达到124.8亿元，较上年增长32.48%。2022年中国光纤激光器市场有所回落，为122.6亿元，预计2023年将增长至135.5亿元规模，总体上继续保持向上增长的态势，并加速实现对国外产品国产替代。

然而，回顾激光产业过去几年发展，同质化竞争、疯狂内卷等无疑是大家谈论最多的话题，这也间接反映出整个行业创新开始放缓，缺乏更多新的方向和赛道。加之疫情及经济放缓等因素影响，导致激光产业竞争愈发严峻。

从今年各大展会来看，激光行业正在加速迈入“小”时代，凯普林光电继闪电系列之后，再一次革新，搭载CTC一体化技术的雷霆系列光纤激光器产品从底层设计上入手，为行业带来了高集成度、高效率的全新路线。

激光器亮度和功率的提升，能够不断提升用户加工效益。而激光器体积的不断减少，将为用户带来更高集成度、更加稳定的解决方案，进一步降低经济和空间成本。除此之外，激光器的小型化也将加速手持焊接等新兴应用的普及，大幅度提升激光设备灵活性及自动化水平，推进产业向着智能化、精细化转型升级。

毫无疑问，小型化已经成为高亮度、高功率之后，光纤激光器领域又一重要发展方向，也为当下竞争激烈的市场提供了新选择。从产业规模来看，国内光纤激光器厂商已经实现反超，国产替代正在加速进行。目前，国内激光产业正处于转型升级的关键时期，除了在规模上不断增长之外，国内激光产业还需要更多技术创新，进而推动国内激光产业迈入新的阶段。