Laser: Definiție, Lanț Industrial, Aplicații și Peisaj Global

Lanțul industriei laserului

În amonte de lanțul industrial

La mijlocul lanțului industrial

În avalul lanțului industrial

Avantajele și principalele domenii de aplicare ale tehnologiei laser

• În domeniul tehnologiei informației de nouă generație, sprijină dezvoltarea de noi sectoare de afișare și comunicare, stimulând inovațiile în tehnologia informației.
• În domeniul producției de echipamente de înaltă performanță, aceasta îmbunătățește nivelul de producție ecologică și inteligentă, facilitând dezvoltarea căilor ferate de mare viteză și a instrumentației.
• În noul sector energetic, acesta promovează dezvoltarea energiei solare de înaltă eficiență și a rețelelor inteligente, accelerând aplicarea noilor energii.
• În domeniul materialelor noi, permite procesarea precisă a materialelor, oferind un sprijin puternic pentru cercetarea și dezvoltarea de noi materiale.
• În industria vehiculelor cu energie nouă, optimizează prelucrarea și sudarea pieselor auto, promovând modernizarea industriei vehiculelor cu energie nouă.
• În domeniul conservării energiei și protecției mediului, este aplicat în iluminatul semiconductor, contribuind la progresul industriei de conservare a energiei și protecției mediului.
• În industria biologică, îmbunătățește performanța echipamentelor medicale avansate, stimulând inovația în industria biologică.

Modelul industriei laser globale

• Țările europene: Au preluat conducerea timpurie în tehnologia laserelor și au acumulat o vastă expertiză tehnică, deținând avantaje în ceea ce privește precizia ridicată, fiabilitatea ridicată și aplicațiile de piață de ultimă generație (de exemplu, tehnologia semiconductorilor și a litografiei). Conform datelor studiilor de piață, industria laserelor din Europa reprezintă peste 30% din cota de piață globală.
• Statele Unite: Ocupă o poziție importantă pe piața globală în domenii precum proiectarea de cipuri optice de înaltă performanță și tehnologia de integrare a fotonicii pe siliciu. În special, IPG Photonics este lider la nivel mondial.piața laserelor cu fibrăPer total, industria laserelor din SUA deține aproape 20% din cota de piață globală.
• Japonia și Coreea de Sud: Au puncte forte unice în fabricația de precizie, tehnologia optică și aplicațiile în anumite segmente de nișă. De exemplu, Japonia este lider mondial în preformele de fibre optice și fibrele optice speciale, cu o cotă de piață globală de peste 50%; compania Meere din Coreea de Sud deține 70% din cota de piață globală în domeniul mașinilor de șlefuit muchii afișate. Cu toate acestea, este dificil de obținut date precise privind cota de piață globală a industriilor laser din Japonia și Coreea de Sud.
• China: Are avantaje distincte în fabricarea echipamentelor laser și domină piața globală în acest domeniu. În 2024, veniturile pieței globale de echipamente laser au fost de aproximativ 21,8 miliarde de dolari americani, dintre care veniturile pieței de echipamente laser din China au ajuns la 89,7 miliarde de yuani (reprezentând 56,6% din piața globală). Cu toate acestea, dacă luăm în considerare întregul lanț industrial (inclusiv materialele și componentele de bază, fabricarea echipamentelor laser de înaltă performanță și aplicațiile avansate), cota de piață a Chinei scade la aproximativ 21% din totalul global.
• 

Dezvoltarea industriei laser din China

Suport pentru politici

Clusterele industriale regionale

• Valea Opticii Wuhan: Prin integrarea profundă a inovației tehnologice și a inovației industriale, a construit o zonă montană pentru dezvoltarea industriei laser din China. Aceasta reunește peste 200 de întreprinderi de lasere, acoperind diverse întreprinderi de lasere cu gaz, în stare solidă și cu fibră, cu putere mare, medie și mică. S-a format un lanț industrial complet, care cuprinde materiale laser din amonte și componente de suport, lasere din aval și echipamente de suport, precum și aplicații laser din aval.
• Delta Râului Perlelor: Impulsionată de cererea pieței, aceasta stimulează cererea industrială pentru fabricarea laserelor și promovează îmbunătățirea tuturor verigilor din lanțul industrial. Fiind cea mai mare piață de aplicații pentru industria laserelor din China, volumul exporturilor sale reprezintă peste 30% din totalul național. Scara industrială a acestei regiuni este de aproximativ 13 miliarde de yuani, ceea ce o face al doilea cel mai mare cluster al industriei laserelor din China, după Wuhan.
• Bohai Rim: Se mândrește cu capacități tehnologice puternice de cercetare și dezvoltare și o cerere robustă pe piață. Reprezentată de Beijing, această piață reunește un număr mare de întreprinderi din industriile IT și comunicații, generând o cerere puternică pentru produse laser.
• Delta râului Yangtze: Are un lanț industrial relativ complet, cu industrii distribuite în principal în Shanghai, Nanjing, Wenzhou, Suzhou, Ningbo și alte orașe. Industria laserelor din această regiune este caracterizată de inovație colaborativă interregională, care determină îmbunătățirea calității și a eficienței în amonte și în aval ale lanțului industrial prin intermediul întreprinderilor de top. Numărul de cereri de brevete în domenii tehnologice de bază, cum ar fi laserele ultrarapide și...sisteme galvanometrice de înaltă precizieîn Delta fluviului Yangtze crește cu o medie de 34% anual, iar rata de conversie tehnologică este semnificativ mai mare decât media națională.

1. Avantajul talentelor: Aproximativ 18 instituții de învățământ superior și 56 de institute de cercetare științifică la nivel provincial și ministerial sunt concentrate în jurul bazei, formând anual peste 50.000 de studenți, oferind resurse abundente de talente pentru industria laserelor.
2. Avantaj tehnologic: Instituții precum Institutul de Cercetare pentru Poștă și Telecomunicații din Wuhan și Universitatea de Știință și Tehnologie Huazhong se află la nivel național de vârf în tehnologia comunicațiilor optice și a procesării cu laser, oferind un sprijin tehnic solid pentru dezvoltarea industrială.
3. Avantajul fundației industriale: Wuhan Optics Valley s-a dezvoltat în cea mai mare bază de producție de fibră optică și cabluri și de echipamente laser din China, cu o bază industrială solidă.
4. Avantaj pe piață: Baza deține o cotă mare pe piața internă de produse din fibră optică și cabluri și pe piața dispozitivelor optoelectronice și ocupă, de asemenea, o anumită poziție în industria optoelectronică globală, având perspective largi de piață.

Dinamica pieței și componentele principale ale echipamentelor laser

Dinamica pieței echipamentelor laser

• Producția de baterii litiu: Laserele sunt utilizate pe scară largă în producția de baterii litiu. Bateriile litiu-ion au cerințe ridicate de siguranță, consistență și densitate, iar procesarea cu laser are avantaje evidente în ceea ce privește efectul și eficiența procesării. În prezent, odată cu dezvoltarea rapidă a vehiculelor cu energie nouă, cererea de echipamente pentru baterii litiu este puternică, iar întreprinderile producătoare de baterii litiu își extind capacitatea de producție. Având în vedere aplicarea pe scară largă a tăierii, curățării și marcării cu laser în fabricarea bateriilor litiu, se așteaptă ca proporția echipamentelor de procesare cu laser în fabricarea bateriilor litiu de putere să ajungă la 15-20% în viitor.
• Curățare cu laser și placare cu laserAceste piețe emergente de aplicații au perspective largi. Comparativ cu curățarea chimică și șlefuirea mecanică, curățarea cu laser este ecologică, nu produce daune, nu conține poluare secundară și este eficientă. Poate înlocui piețe existente, cum ar fi curățarea industrială și lustruirea manuală, având un potențial imens de piață. Domeniile de aplicare nou dezvoltate includ curățarea vestigiilor culturale, curățarea clădirilor și curățarea străzilor.
• Industria fotovoltaică: Tehnologia de procesare cu laser poate îmbunătăți semnificativ eficiența celulelor fotovoltaice. Impulsionată de factori favorabili, cum ar fi scăderea continuă a costurilor de generare a energiei fotovoltaice și cererea din piețele emergente, piața fotovoltaică globală va continua să crească. Prelucrarea cu laser este aplicată în procese precum ablația, tăierea, finisarea marginilor și doparea în producția de celule solare.

Componentele principale ale laserelor

• Structura costurilor: Din structura costurilor laserelor, fibrele optice speciale, sursele de pompare și dispozitivele optice sunt principalele componente de cost, reprezentând peste 80%. Printre acestea, sursele de pompare și fibrele optice speciale sunt sursele principale ale costurilor materiilor prime pentru laserele cu fibră - în general, fibrele optice speciale reprezintă aproximativ 20%, iar sursele de pompare aproximativ 30%.
• Indicator cheie de urmărire: Atunci când se analizează componentele de bază ale laserelor, cel mai important indicator este gradul de autoproducție (sau localizare) a acestor componente de bază. O proporție mai mare de autoproducție (sau localizare) duce la o scădere mai rapidă a costurilor de achiziție.
• Surse de pompare: Ca sursă de lumină a laserelor cu fibră, sursele de pompare sunt utilizate pentru a excita mediul de lucru al laserului și a pompa particulele active de la starea fundamentală la un nivel de energie mai ridicat pentru a realiza inversiunea populației. În funcție de diferențele dintre mediile de lucru și condițiile de funcționare ale laserului, acestea sunt împărțite în patru tipuri: excitație optică (pompare optică), excitație prin descărcare în gaz, excitație chimică și excitație cu energie nucleară. Tipurile corespunzătoare de lasere sunt laserele cu fibră, laserele cu dioxid de carbon, laserele în stare solidă etc.
• Fibre optice speciale: Caracteristica principală care distinge fibrele optice speciale de fibrele optice obișnuite este utilizarea lor la lungimi de undă specifice. Fibrele dopate cu yterbiu sunt utilizate ca medii de amplificare pentru laserele cu fibră și amplificatoarele cu fibră, în timp ce fibrele pasive sunt utilizate pentru cuploare, pigtail-uri și alte dispozitive optice.

Tendințe viitoare de dezvoltare ale industriei laserelor