古河电工 × 日亚化学 蓝色激光模块共同开发对谈(前篇)以技术对话跨越边界。“全日本”携手迈向世界第一
随着电动汽车(以下称EV)转型的加速,蓝色激光作为铜加工突破口而备受关注。在这一领域,日本顶尖企业日亚化学与古河电工携手合作,共同开发了全新激光模块。两家公司在文化与擅长领域均有所不同,那么他们是如何将这一极具挑战性的项目推进至成功的呢?我们将邀请项目的核心成员,讲述如何通过创意与巧思克服技术难关,以及在这一过程中建立起不可动摇的信任关系的轨迹。
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- 筑地 直树
- 古河电气工业株式会社信息通信解决方案统括部门新一代光子学事业创造项目团队 主干研究员
1989年入职
2018年~2024年初参与项目,作为古河电工方面蓝色激光模块共同开发的责任人推进活动的开展。
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- 早水 尚樹
- 古河电气工业株式会社光纤产品事业部门工业激光制造部生产技术课 课长
2000年入职
以课长身份负责蓝色激光模块共同开发的实际工作。
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- 长滨 慎一
- 日亚化学工业株式会社第二部门LD事业本部 主席研究员
1991年入职
自2017年共同开发初期开始,作为日亚化学方面的技术开发责任人,推进蓝色激光开发。目前仍以同样身份全面掌管整体开发工作。
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- 大森 雅树
- 日亚化学工业株式会社第二部门LD事业本部LD先进应用开发部 部长 兼 第二部门LD事业本部KS项目 主干技师 2003年入职
自项目初期阶段开始推进激光加工技术开发。目前也参与促销工作。
对未知共同开发的顾虑
——请介绍一下双方的事业概要,以及走向共同开发的背景。
长滨(日亚化学):我们日亚化学工业主要制造激光二极管,也就是半导体激光器。我们首次开发成功是在1995年,当时我正负责该开发工作。我们的光半导体事业起初是从LED(发光二极管)开始的,但我们怀着“要做激光”的强烈执念,才成功完成了开发。最初,这些激光器被用于Blu-ray Disc等光盘的记录用激光,随后逐渐扩展到投影仪光源、汽车激光前照灯等各种用途。目前,我们在光盘、工业用途、投影仪以及车载等领域开展事业。

築地(古河电工):我们古河电工主要从事支持手机等通信的光纤及其通信系统所需的零部件和装置等。在2000年代初,出现了将光纤技术从通信领域拓展到其他领域的动向。其中之一就是加工用光纤激光。光纤激光的基本技术与光通信中使用的光放大器非常相似,对于我们来说,这是高度契合的领域。我们从2003年左右开始开发,并在切割或粘贴铁等金属加工领域开展事业。
到了2017年左右,向EV转型的大趋势开始加速。据说EV使用的铜量是传统汽车的约4倍。然而,我们原有的光纤激光波长在物理上难以加工铜。于是我们思考适合铜加工的激光是什么,最终得出了蓝色激光非常有效的结论。
不过,我们自身没有用于蓝色激光光源的半导体技术。而那一部分日亚化学拥有卓越的技术。另一方面,激光振荡装置,也就是振荡器,以及传输光的光纤等周边技术,则是我们多年来积累的优势。如果将双方优势结合起来,我认为可以打造出世界一流的激光。
此外,当时日本在工业用激光领域落后于海外。我们希望打破这种局面,打造一款“全日本”制造、世界第一的激光。在这样的考虑下,我们认为日亚化学是最合适的合作伙伴。

早水(古河电工):我们古河电工拥有激光模块技术。但那是红外波长,而非蓝色,主要用于光通信领域。我们希望将激光模块技术与日亚化学的蓝色激光芯片技术结合,从而开发出世界顶级的蓝色激光模块,并将其用于制造铜加工用激光产品。
于是,首先我们技术企划部门的负责人在展会上联系了日亚化学。该情况随后传达到日亚化学方面,并在企划部门之间开始了讨论。当讨论达到一定阶段后,我们的研究部门介入,面向共同开发的项目正式启动。
该项目对双方而言都是绝密级别,项目一开始,连双方正在共同开展某项工作的事实本身,都无法对外透露。而推进共同开发,也意味着双方需要相互披露各自长期积累的经验。因此,初期双方都处于试探阶段,需要摸索如何推进合作,以及合作的深度。

长滨(日亚化学):对我们来说,在半导体激光领域,古河电工是我们的前辈。尤其在通信用红外激光方面拥有极高的技术实力。因此,我们担心像我们这样可以说是新加入的一方参与其中,在技术层面上究竟能否真正实现契合。
日亚化学过去主要面向消费类产品,而此次共同开发的对象是高度专业化的工业产品。对我们而言,这是第一次在如此专业领域进行正式的共同开发。双方的企业文化不同,项目推进方式也未知。从这个意义上来说,存在诸多不可预见之处。
大森(日亚化学):虽然激光技术是共通的,但我们的主战场是民用品和车载零部件,而古河电工则主要集中在通信和工业领域。两个之前几乎没有密切联系的公司,要突然深度协作,自然会对彼此的文化和项目推进方式产生困惑。我们也担心如何介入完全不同的行业。

——尽管心中存在顾虑,但促使你们决定与古河电工一起推进的动力在哪里呢?
长滨(日亚化学):是啊。坦率地说,当时我们收到了来自多家公司的合作邀约。随着汽车电动化,对在铜加工方面行之有效的蓝色激光的关注度不断提升。虽然有来自国内外各类制造商的合作提议,但我们更希望以“全日本”的形式来推进这一项目。在此之中,当我们思考哪家企业拥有高超的技术实力、能够与我们携手挑战世界第一时,最终得出的结论是:古河电工最为合适。
古河电工技术企划部门联系了日亚化学的事业企划负责人,双方一拍即合,并将想法带回各自公司内部,这就是合作的起点。我听到这个提案时,觉得“很有意思,就参与吧”。我想在古河电工那边,大概也是以同样“很有意思”的想法,推动了相关讨论。
大森(日亚化学):我关注的重点是:首先项目是否能作为事业成立,其次是否能做出优秀的产品。为此,技术是最重要的前提。一直以来,在我们看来,古河电工是一家规模非常大的企业,同时也是一家高度重视技术,“以技术为导向”的公司。这一点,我认为是在与古河电工开展共同开发时的一个非常重要的考量因素。我们从“作为重视技术的公司,一起做出好产品”开始。当时,日本的产品制造在全球市场处境艰难,我们强烈希望开发出能够扭转局势的优秀产品。
早水(古河电工):起初,我被告知有一个“秘密项目”,结果发现是与日亚化学一起开发蓝色激光模块的宏大计划。这是一个非常有吸引力的项目,而我本身曾有开发用于光纤激光的半导体激光模块的经验,因此得以参与到这个项目中来。
所谓半导体激光模块,是一种内置结构的单元,将半导体激光芯片发出的光通过透镜等聚光,并耦合到光纤中。项目以日亚化学制造半导体激光芯片,我们利用该芯片开发模块的体制启动。日亚化学对激光模块的技术要求很高,达成这一要求也能提升古河电工自身的技术水平。

阻碍首个目标达成的“蓝色”特性
——在推进共同开发时,双方经历了怎样的流程?
大森(日亚化学):在签订合同阶段,双方明确了共同开发中的角色分工。这次的分工是:我们负责半导体激光及其封装部分,古河电工则在此基础上将其完成为激光二极管模块。
长滨(日亚化学):此外,我们还明确了作为成果物的具体目标和指标。推进方式上,我们特别强调循序渐进,而不是一步到位。最初设定了第一年的目标,完成后再进入下一步。
早水(古河电工):然而,第一步实际上并不顺利。最初的目标非常难以达成。现在回头看,当时设定的功率从现在水平来看并不高,但当时确实非常辛苦。因为要处理具有与传统红外激光不同特性的蓝色激光,所以需要重新审视光学设计、热设计等各个环节。这就是最初的重大障碍。然而,我们没有因此放弃,而是通过反复讨论,一步步克服了这些课题。
——当时的讨论具体内容是怎样的呢?
早水(古河电工):每月一次,举行定期会议。在修改光学设计和热设计的过程中,日亚化学方面会提出改善方案。反过来,我们也会提出要求,例如“在产品制造中,希望将封装内激光芯片的位置精度提升到这个水平”。双方深入对方的技术领域,每月反复进行深入讨论,逐步将方案逐渐成型。然而,我们也逐渐看到了在性能和成本方面的极限。
大森(日亚化学):当初的角色分工计划是,通过半导体激光及其封装组合,由日亚化学保证激光质量。日亚化学方面为了保证激光质量,有一个绝对要求,即“将透镜安装在封装外部”。但是,如果按照这种方式模块化,就无法满足古河电工要求的模块尺寸和精度等性能。因此,需要“在封装内部组合特殊透镜”。这是为了契合古河电工的设计理念所不可或缺的因素,是单纯分工无法突破的障碍。
具体来说,需要将细如铅笔芯的透镜以亚微米级的位置精度进行安装。
通过引入这一点,结果提升了产品价值。

早水(古河电工):如果制造产品时没有这类特殊透镜,性能和成本上都难以实现有价值的商品化。于是,我们请求日亚化学将透镜安装到封装内部。我们知道技术上而言非常困难,但日亚化学成功实现了。而且采用了与我们预想不同的方法,其技术实力令人惊讶。
——随着技术交流的深入,双方重新认识了对方的技术实力,信任感也加深了吧。
大森(日亚化学):透镜设计本来是古河电工的技术领域。然而,由于我们需要将其中的一部分纳入自家的封装之中,因此有必要弄清楚那究竟是什么。最初双方保持一定距离,但不得不深入彼此的领域。如果我们不了解细节,就无法进行组装,为了让古河电工满意产品,需要做到何种程度,我们还必须在公司内部进行模拟。就这样,双方的技术逐渐融合。
築地(古河电工):为了优化与透镜的结合,我们甚至冒昧提出过实际上可能需要对激光芯片的结构进行一些微调的建议。对这些建议,对方也都认真倾听,并通过反复的讨论,双方之间的界限逐渐消融。我认为,如果不如此深入,就不可能实现如此强大的功率。
大森(日亚化学):我记得在横滨古河电工研究所的场景。我们以少人数的形式聚在一起,并非相互公开各自的详细设计图,而是各自带来了对边界部分规格的设想。虽然没有直接给出明确答案,但双方对于“这一部分应当如此设计”的想法,却仿佛不约而同般地完全一致。那一刻,双方都“明白了”,认可彼此的设计理念。
起初并非完全一致,而是通过逐步妥协、从不同角度提出方案,最终达成一致,从而确信对方设计思路是正确的。公司不同,因此必须采取这种确认方式。

——这真是一幅技术人员们通过“技术实力”进行对话的场景啊。也正是在这样的过程中,双方才能逐渐融合为一个团队吧。
长滨(日亚化学):是的。在共同开发中,我们完全没有那种常见的“那是你们的工作”的推诿分割,而是为了做出更好的产品、提升性能、并实现产品化,彼此坦诚交换并碰撞意见。正是在这种过程中,真正的信任关系得以建立。
大森(日亚化学):最终,我们终于达成了首个目标100W。这也是项目真正的起点。最后,我们实现了150W的产品化。

築地(古河电工):此外,在将这些现场的交流向经营干部汇报的过程中,最终两家公司的社长也建立了非常亲密的关系。正是基于这样的经过,最终双方共同在德岛设立了工厂。
长滨(日亚化学):我感觉,从经营层到各个层级,大家在发展方向上都是一致的。特别是技术人员之间的关系非常良好,我们对古河电工的技术人员由衷地尊敬。他们的开发风格并非单纯停留在纸面理论,而是实际获取数据,并基于数据展开讨论。
以技术为首位的态度,以及对数据的认真对待,是我们双方共有的价值观。不是单方面坚持自己的想法,而是根据事实导出最优解,这种推进方式使双方的“波长”一致,也促成了强大的信任关系。
築地(古河电工):重视实验、重视数据的态度,是两家公司共有的特点。这一点非常相似。
长滨(日亚化学):我们过去参与过许多共同开发的项目,但像与古河电工的这个项目这样,彻底以数据为核心推进的经历还是第一次。通过实际制作和评估,才能发现许多问题。而对于这些问题,双方共同探讨解决方案。正是这一过程,加深了信任关系,也成为创造更好产品的原动力。
大森(日亚化学):我认为,这也得益于我们本身是各自拥有不同强项的公司。双方各自负责擅长的领域,并行推进开发。至于两者之间不太明晰的灰色地带,则通过密切讨论达成了共识。我认为正是因为有了这样的体制,才得以实现快速开发。
——请介绍一下向德岛的生产转移过程。
築地(古河电工):共同开发已经在一定程度上取得成功,产品也能够开始出货。起初,激光模块是在位于千叶的古河电工中试生产线上制造的,但考虑到正式量产和未来的产品拓展,这套设备显然不足以应对需求。
于是,开始讨论新工厂建设地点的问题。在对各种可能性进行评估的过程中,日亚化学提出了“要不要在德岛试试”的建议。这意味着需要做出一个大胆的决定:将古河电工的激光模块制造技术向日亚化学相关人员公开,并在德岛建立生产线。现场的员工也对自己长期积累的技术非常自豪,因此并非一开始就能轻易接受这个提议。但经过多次讨论,加上与日亚化学之间建立的信任关系,最后由公司高层做出了最终决定。

早水(古河电工):在向德岛进行生产转移时,古河电工的开发部门成员与日亚化学的制造部门成员也参与了该项目。双方在高层和负责人层面都进行了非常密切的沟通,在这个过程中,人际关系也自然得到了加深。
长滨(日亚化学):在生产线启动时,我们将古河电工使用的装置原封不动地引入德岛,并共同投入运行。在这个过程中,他们将各种技术授权给我们使用,这让我印象非常深刻。
此次的激光模块与日亚化学以往负责的产品完全不同。一切都是全新的,我们怀着非常新鲜的心情学习技术。特别让我印象深刻的是组装方式。日亚化学以相对偏向于在自动化前提下构建生产线的风格著称,因此,这种通过人工将产品精密打造到如此程度的方法,对我们来说是一次新的发现。
早水(古河电工):坦率地说,当时在制造层面尚未完全成熟定型。仍有许多需要摸索的地方。我们将这些技术带入日亚化学总公司工厂(德岛),与他们一起构建制造工序。
在制造过程中,需要逐项制定非常细致的规定,例如“必须以这种方式制作,才能满足这一标准”。我在日亚化学总公司工厂停留了2年,对当时尚未明确的细节问题,也与日亚化学的成员反复讨论,一起完善、完成。在这个过程中,我切实感受到了日亚化学对制造的认真态度,同时也觉得他们充分理解并接受了古河电工的技术与理念。
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