Laser: Määritelmä, teollisuusketju, sovellukset ja globaali maisema

Laserteollisuuden ketju

Teollisuusketjun ylävirtaan

Teollisuusketjun keskivaiheilla

Teollisuusketjun alavirtaan

Lasertekniikan edut ja tärkeimmät sovellusalueet

• Uuden sukupolven tietotekniikan alalla se tukee uusien näyttö- ja viestintäalojen kehitystä ja edistää tietotekniikan innovaatioita.
• Huippuluokan laitteiden valmistuksen alalla se parantaa vihreän ja älykkään valmistuksen tasoa, mikä mahdollistaa suurnopeusjunien ja instrumentoinnin kehittämisen.
• Uudessa energiasektorissa se edistää tehokkaan aurinkoenergian ja älykkäiden verkkojen kehittämistä, mikä nopeuttaa uusien energiamuotojen käyttöönottoa.
• Uusien materiaalien alalla se mahdollistaa tarkan materiaalien käsittelyn, mikä tarjoaa vahvan tuen uusien materiaalien tutkimukselle ja kehitykselle.
• Uuden energian ajoneuvoteollisuudessa se optimoi auton osien käsittelyn ja hitsauksen edistäen uuden energian ajoneuvoteollisuuden päivitystä.
• Energiansäästön ja ympäristönsuojelun alalla sitä käytetään puolijohdevalaistuksessa, mikä edistää energiansäästö- ja ympäristönsuojelualan kehitystä.
• Biologisessa teollisuudessa se parantaa edistyneiden lääketieteellisten laitteiden suorituskykyä ja edistää innovaatioita alalla.

Globaali laserteollisuuden malli

• Euroopan maat: Ne ottivat varhaisessa vaiheessa johtoaseman laserteknologiassa ja ovat keränneet syvällistä teknistä asiantuntemusta, jolla on etulyöntiasema korkean tarkkuuden, korkean luotettavuuden ja huippuluokan markkinasovelluksissa (esim. puolijohde- ja litografiatekniikka). Markkinatutkimustietojen mukaan Euroopan laserteollisuuden osuus maailmanmarkkinoista on yli 30 %.
• Yhdysvallat: Sillä on tärkeä asema globaaleilla markkinoilla esimerkiksi huippuluokan optisten sirujen suunnittelussa ja piifotoniikan integrointiteknologiassa. Erityisesti IPG Photonics on maailmanlaajuinen johtaja.kuitulasermarkkinatKaiken kaikkiaan Yhdysvaltain laserteollisuuden osuus maailmanmarkkinoista on lähes 20 %.
• Japani ja Etelä-Korea: Niillä on ainutlaatuisia vahvuuksia tarkkuusvalmistuksessa, optisessa teknologiassa ja sovelluksissa joillakin niche-segmenteillä. Esimerkiksi Japani on maailman johtava optisten kuituaihioiden ja erikoisoptisten kuitujen toimittaja, ja sen maailmanlaajuinen markkinaosuus on yli 50 %; eteläkorealainen Meere Company omistaa 70 %:n maailmanmarkkinaosuuden näyttöjen reunojen hiomakoneista. Tarkkoja tietoja Japanin ja Etelä-Korean laserteollisuuden maailmanlaajuisesta markkinaosuudesta on kuitenkin vaikea saada.
• Kiina: Sillä on selkeitä etuja laserlaitteiden valmistuksessa ja se hallitsee alan globaaleja markkinoita. Vuonna 2024 maailmanlaajuinen laserlaitemarkkinoiden liikevaihto oli noin 21,8 miljardia Yhdysvaltain dollaria, josta Kiinan laserlaitemarkkinoiden liikevaihto oli 89,7 miljardia yuania (56,6 % maailmanmarkkinoista). Kuitenkin, kun otetaan huomioon koko teollisuusketju (mukaan lukien ydinmateriaalit ja komponentit, huippuluokan laserlaitteiden valmistus ja edistyneet sovellukset), Kiinan markkinaosuus laskee noin 21 prosenttiin maailmanlaajuisesta kokonaismäärästä.
• 

Kiinan laserteollisuuden kehitys

Politiikan tuki

Alueelliset teollisuusklusterit

• Wuhan Optics Valley: Teknologisen ja teollisen innovaation syvällinen integrointi on luonut ylängön Kiinan laserteollisuuden kehitykselle. Se kokoaa yhteen yli 200 laseryritystä, jotka kattavat erilaisia ​​kaasu-, kiinteän olomuodon ja kuitulasereita valmistavia yrityksiä, joilla on korkea, keskiteho ja matala teho. On muodostettu täydellinen teollisuusketju, joka kattaa ylävirran lasermateriaalit ja niitä tukevat komponentit, keskivirran laserit ja niitä tukevat laitteet sekä alavirran lasersovellukset.
• Helmijoen suistoalue: Markkinoiden kysynnän ohjaama alue stimuloi laservalmistuksen teollista kysyntää ja edistää kaikkien teollisuusketjun lenkkien parantamista. Kiinan laserteollisuuden suurimpana sovellusmarkkinana sen vientimäärä on yli 30 % maan kokonaisviennistä. Alueen teollinen mittakaava on noin 13 miljardia yuania, mikä tekee siitä Kiinan toiseksi suurimman laserteollisuuden klusterin Wuhanin jälkeen.
• Bohai Rim: Alueella on vahvat teknologiset tutkimus- ja kehitysvalmiudet sekä vankka markkinakysyntä. Pekingin edustama markkina-alue kokoaa yhteen suuren määrän IT- ja viestintäalan yrityksiä, mikä luo vahvaa kysyntää lasertuotteille.
• Jangtse-joen suistoalue: Alueella on suhteellisen kattava teollisuusketju, jonka teollisuus sijaitsee pääasiassa Shanghaissa, Nanjingissa, Wenzhoussa, Suzhoussa, Ningbossa ja muissa kaupungeissa. Alueen laserteollisuudelle on ominaista alueiden välinen yhteistyöhön perustuva innovaatio, joka edistää teollisuusketjun ylä- ja alavirran laadun ja tehokkuuden parantamista johtavien yritysten avulla. Patenttihakemusten määrä ydinosaamisalueilla, kuten ultranopeilla lasereilla jakorkean tarkkuuden galvanometrijärjestelmätJangtse-joen suistossa kulutus kasvaa keskimäärin 34 % vuodessa, ja teknologian konversioaste on huomattavasti korkeampi kuin maan keskiarvo.

1. Lahjakkuusetu: Tukikohdan ympärille on keskittynyt noin 18 korkeakoulua ja 56 maakunta- ja ministeriötason tieteellistä tutkimuslaitosta, jotka kouluttavat vuosittain yli 50 000 korkeakouluopiskelijaa ja tarjoavat runsaasti lahjakkuusresursseja laserteollisuudelle.
2. Teknologinen etulyöntiasema: Wuhanin posti- ja televiestintäalan tutkimuslaitos ja Huazhongin tiede- ja teknologiayliopisto ovat kotimaassa johtavassa asemassa optisen tietoliikenneteknologian ja laserkäsittelyn alalla ja tarjoavat vahvaa teknistä tukea teolliselle kehitykselle.
3. Teollisen perustan edut: Wuhan Optics Valley on kehittynyt Kiinan suurimmaksi optisten kuitujen ja kaapeleiden valmistuskeskukseksi sekä laserlaitteiden tuotantokeskukseksi, jolla on vankka teollinen perusta.
4. Markkinaedut: Tukikohdalla on suuri osuus kotimaisista optisten kuitujen ja kaapelien tuotemarkkinoista ja optoelektronisten laitteiden markkinoista, ja sillä on myös tietty asema maailmanlaajuisessa optoelektroniikkateollisuudessa, jolla on laajat markkinanäkymät.

Laserlaitteiden markkinadynamiikka ja ydinkomponentit

Laserlaitteiden markkinadynamiikka

• Litium-ioniakkujen tuotanto: Lasereita käytetään laajalti litium-ioniakkujen tuotannossa. Litiumioniakuilla on korkeat turvallisuus-, tasalaatuisuus- ja tiheysvaatimukset, ja laserkäsittelyllä on ilmeisiä etuja käsittelytehokkuuden ja -vaikutuksen suhteen. Tällä hetkellä uusien energiaajoneuvojen nopean kehityksen myötä litium-akkulaitteiden kysyntä on vahvaa, ja litium-akkuyritykset laajentavat tuotantokapasiteettiaan. Laserleikkauksen, -puhdistuksen ja -merkinnän laajan käytön vuoksi litium-akkujen valmistuksessa laserkäsittelylaitteiden osuuden odotetaan nousevan 15–20 prosenttiin teholitium-akkujen valmistuksessa tulevaisuudessa.
• Laserpuhdistus ja laserpinnoittaminenNäillä kehittyvillä sovellusmarkkinoilla on laajat näkymät. Verrattuna kemialliseen puhdistukseen ja mekaaniseen hiontaan, laserpuhdistus on ympäristöystävällistä, vahingoittamatonta, vapaata toissijaisesta saastumisesta ja tehokasta. Se voi korvata olemassa olevat markkinat, kuten teollisen puhdistuksen ja manuaalisen kiillotuksen, ja sillä on valtava markkinapotentiaali. Uusia sovellusalueita ovat kulttuurijäännösten puhdistus, rakennusten puhdistus ja katujen puhdistus.
• Aurinkosähköteollisuus: Laserkäsittelytekniikka voi parantaa merkittävästi aurinkokennojen hyötysuhdetta. Suotuisten tekijöiden, kuten aurinkosähkön tuotantokustannusten jatkuvan laskun ja kehittyvien markkinoiden kysynnän, vauhdittamana maailmanlaajuiset aurinkosähkömarkkinat jatkavat kasvuaan. Laserkäsittelyä käytetään aurinkokennojen tuotannossa esimerkiksi ablaatiossa, leikkauksessa, reunojen leikkaustyössä ja dopingissa.

Lasereiden ydinkomponentit

• Kustannusrakenne: Lasereiden kustannusrakenteesta erityiset optiset kuidut, pumppulähteet ja optiset laitteet ovat tärkeimmät kustannuskomponentit, joiden osuus on yli 80 %. Näistä pumppulähteet ja erityiset optiset kuidut ovat kuitulasereiden raaka-ainekustannusten keskeisiä lähteitä – yleensä erityiset optiset kuidut muodostavat noin 20 % ja pumppulähteet noin 30 %.
• Keskeinen seurantaindikaattori: Lasereiden ydinosia analysoitaessa tärkein indikaattori on näiden ydinosien itse valmistetun tuotannon (tai lokalisoinnin) aste. Suurempi itse valmistetun tuotannon (tai lokalisoinnin) osuus johtaa hankintakustannusten nopeampaan laskuun.
• Pumppulähteet: Kuitulasereiden valonlähteinä pumppulähteitä käytetään laserin työväliaineen virittämiseen ja aktiivisten hiukkasten pumppaamiseen perustilasta korkeampaan energiatasoon populaatioinversion aikaansaamiseksi. Työväliaineiden ja laserin käyttöolosuhteiden erojen mukaan ne jaetaan neljään tyyppiin: optinen viritys (optinen pumppaus), kaasupurkausviritys, kemiallinen viritys ja ydinenergiaviritys. Vastaavat lasertyypit ovat kuitulaserit, hiilidioksidilaserit, kiinteän olomuodon laserit jne.
• Erikoisoptiset kuidut: Ydinominaisuus, joka erottaa erikoisoptiset kuidut tavallisista optisista kuiduista, on niiden käyttö tietyillä aallonpituuksilla. Ytterbiumilla seostettuja kuituja käytetään vahvistusmateriaalina kuitulasereissa ja kuituvahvistimissa, kun taas passiivikuituja käytetään kytkimissä, pigtaileissa ja muissa optisissa laitteissa.

Laserteollisuuden tulevaisuuden kehitystrendit