火爆新能源行业的CTC技术 或将颠覆光纤激光器行业？

近段时间，CTC技术一词成为新能源汽车行业的顶流热词。在电化学创新相对缓慢的时期，这一结构创新有效帮助新能源行业降本增效，同时也一定程度上提升了新能源车的续航里程。然而在近期笔者获悉，CTC技术的理念已经被引入激光行业，采用这种新理念设计及制造的激光器同样引领了光纤激光器的变革。

什么是CTC技术？

CTC技术的灵感来源于飞机设计领域，将机翼内原本独立的燃料箱结构，改进为燃料箱与机翼融于一体，减少了零部件的数量与总装工艺。这种改进一方面起到提高生产效率、降低生产成本的作用，另一方面也增加了油量装载，提升了飞机航程。

这一理念被特斯拉率先引入新能源汽车行业，并率先运用在Model Y车型上。数据显示，在特斯拉车身一体压铸技术以及CTC技术的使用下，Model Y新车减重10％，车身部件减少370个，续航增加14％。

在此之前，动力电池结构非常繁琐，从内到外分别为电芯、模组和电池包，由许多个电芯打包成一个模组，许多个模组再打包成电池包，最后安装在车上，这一时期被称为标准化模块时代。但这种电池包结构只有电芯提供电能，“过度打包”的结构不仅需要设计、生产额外的零部件，也要占用额外的空间，导致“更少的电源驱动更多的负载”。

国内的电池厂商也意识到这个问题并做出相关改进，主要思路是设计更大的模组、减少模组数量甚至是无模组设计，以此来尽可能减少模组层面的零件数量和空间占用，其中又以宁德时代的CTP技术和比亚迪的刀片电池为代表。

而当下大家热议的CTC技术，则是以特斯拉、比亚迪、零跑等为代表的电池底盘一体化设计。这种技术的优势非常明显，既能推动车企降本，还能有利于增加续航里程，此外还增加车内空间提升驾乘舒适性。

CTC技术对激光行业产生哪些影响？

本月15日，凯普林召开了一场线上发布会，正式披露了闪电系列激光器取得成功的技术内核——光纤激光器版的CTC技术（Chip to Chassis，芯片一体化技术）。这一技术理念与机翼油箱一体化集成、电池底盘一体化集成一脉相承，是通过把芯片、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，有效减轻泵源的体积和重量，实现高度的集成化。

正是由于对CTC技术的前瞻性布局研究，凯普林得以率先提出适用于光纤激光器领域的CTC技术方案，并在2022年正式推出基于CTC技术内核的闪电系列光纤激光器。闪电激光器不仅自身在市场上取得成功，大受用户欢迎，还直接引领了光纤激光器的小型化、轻量化发展趋势，走出了光纤激光在比拼功率、亮度之外的第三条路。

CTC技术推动激光器实现小型化、轻量化，并由此显著提升了下游设备的便携度和高集成度，直接引发了下游设备和应用场景的革新。其中最为明显的当属激光手持焊市场。早期的手持激光焊接机，配备冷水机、老式的1000W单模块激光器，柜箱体积达到1．05m3（相当于一个老式洗衣机的体积）。随着闪电系列激光器的普及，市场上开始出现体积超小（接近风冷手持焊体积）的水冷激光手持焊机，让水冷激光手持焊也进入了后备箱时代。便携性提升大大拓宽了水冷手持激光焊的使用场景，还补上了风冷手持焊机虽便携但高温环境难以长期稳定的短板。

此外，小型化激光器在应用更普及的激光切割领域也触发了结构升级。过去的光纤激光切割机必须单独给激光器配空调房，既要额外占地，也会增加安装、维护的难度。目前已有一些设备厂把CTC的理念延伸到设备制造领域，取消了独立的空调房，直接将光纤激光器集成进机床的控制柜里，让激光器能够随成套设备一体发货，真正做到了拆机即用，还能节省30％以上设备安装时间、降低运输成本。

为什么凯普林能率先掌握激光器的CTC技术？

当然，尽管CTC技术优势明显，但并不容易被复制，即便是已经酝酿多年的新能源汽车领域，也只有寥寥数家企业真正掌握了CTC技术。这是因为主机厂虽然熟悉造车流程，但通常不具备电芯设计的能力，而电池厂往往又不熟悉汽车底盘的设计和制造要领，双方均有欠缺。只有既懂电芯也懂造车，还具备三电系统高度集成能力的企业，才能真正将CTC技术的优势发挥出来。

而激光领域存在同样的问题。纯粹的泵浦源制造厂家和激光器制造厂家，尽管在各自的领域都有丰富的技术积累，但缺乏整体性、串联解决问题的经验，还不能充分解决芯片一体化后的集成性与散热性的问题。

而凯普林是泵浦源国产化的先驱企业，有着十余年的泵源制造经验，同时还有着名列前茅的光纤激光器整机销量，属于既懂泵源，也懂激光器整机的厂商，因此能够率先破解激光器CTC技术密码，并成功实现量产，最终引领光纤激光器的小型化时代。

小结

如今，小型化已成为继高功率、高亮度之后，业内共识的第三大激光器发展方向，而CTC技术则是实现激光器小型化且长期稳定运行的关键。同时，CTC技术也为更高功率激光器的“缩骨”奠定了基础——凭借CTC技术的成熟运用和闪电系列激光器的成功，凯普林开发并研制了高亮度、准单模新一代雷霆光学平台，雷霆12kW光纤激光器整机尺寸比闪电系列缩小70％，成为目前市面上体积最小的12kW光纤激光器。

除此之外，CTC技术的落地也确保更高功率激光器能够温度运行。据了解，凯普林通过功率合束技术及超高功率输出技术，突破功率上限，实现高光束质量输出，最终实现100kW超高功率稳定输出。

从新能源汽车行业的发展来看，CTC理念从出现到升级，已经逐步引发新能源汽车行业的技术变革。而光纤激光器领域的CTC技术，虽然还没达到颠覆行业认知的程度，但也显著提升了激光器的性能和稳定性，有效拓宽了激光的应用场景。我们有理由相信，未来CTC技术的进一步发展和应用，将会为更多潜在的应用领域带来更为广阔的发展前景。

审核编辑 黄宇