Laser: Definícia, priemyselný reťazec, aplikácie a globálna krajina

Reťazec laserového priemyslu

Pred priemyselným reťazcom

Stredný prúd priemyselného reťazca

Následne po priemyselnom reťazci

Výhody a hlavné oblasti použitia laserovej technológie

• V oblasti informačných technológií novej generácie podporuje rozvoj nových sektorov zobrazovania a komunikácie, čím poháňa inovácie v informačných technológiách.
• V oblasti výroby špičkových zariadení zvyšuje úroveň zelenej a inteligentnej výroby, čím podporuje rozvoj vysokorýchlostných železníc a prístrojového vybavenia.
• V sektore novej energetiky podporuje rozvoj vysokoúčinnej solárnej energie a inteligentných sietí, čím urýchľuje využitie novej energie.
• V oblasti nových materiálov umožňuje presné spracovanie materiálov a poskytuje silnú podporu pre výskum a vývoj nových materiálov.
• V odvetví nových energetických vozidiel optimalizuje spracovanie a zváranie automobilových dielov, čím podporuje modernizáciu odvetvia nových energetických vozidiel.
• V oblasti úspory energie a ochrany životného prostredia sa používa v polovodičovom osvetlení, čím prispieva k pokroku v odvetví úspory energie a ochrany životného prostredia.
• V biologickom priemysle zlepšuje výkon pokročilých zdravotníckych zariadení, čím podporuje inovácie v biologickom priemysle.

Globálny vzorec laserového priemyslu

• Európske krajiny: V oblasti laserových technológií sa ujali vedúcej pozície a nahromadili rozsiahle technické znalosti, pričom majú výhody vo vysokej presnosti, vysokej spoľahlivosti a špičkových trhových aplikáciách (napr. polovodičová a litografická technológia). Podľa údajov z prieskumu trhu predstavuje európsky laserový priemysel viac ako 30 % svetového trhu.
• Spojené štáty: Zaujímajú dôležité postavenie na svetovom trhu v oblastiach, ako je návrh špičkových optických čipov a technológia integrácie kremíkovej fotoniky. Najmä IPG Photonics je lídrom na globálnom trhu.trh s vláknovými lasermiCelkovo má americký laserový priemysel takmer 20 % podiel na svetovom trhu.
• Japonsko a Južná Kórea: Majú jedinečné silné stránky v presnej výrobe, optickej technológii a aplikáciách v niektorých špecializovaných segmentoch. Napríklad Japonsko je svetovým lídrom v oblasti predliskov optických vlákien a špeciálnych optických vlákien s globálnym podielom na trhu presahujúcim 50 %; juhokórejská spoločnosť Meere drží 70 % globálneho podielu na trhu s brúskami hrán displejov. Získanie presných údajov o celkovom globálnom podiele na trhu japonského a juhokórejského laserového priemyslu je však ťažké.
• Čína: Má výrazné výhody vo výrobe laserových zariadení a dominuje na svetovom trhu v tejto oblasti. V roku 2024 dosiahli globálne tržby z laserových zariadení približne 21,8 miliardy amerických dolárov, z čoho tržby z čínskeho trhu s laserovými zariadeniami dosiahli 89,7 miliardy juanov (čo predstavuje 56,6 % svetového trhu). Napriek tomu, ak vezmeme do úvahy celý priemyselný reťazec (vrátane základných materiálov a komponentov, výroby špičkových laserových zariadení a pokročilých aplikácií), podiel Číny na trhu klesá na približne 21 % z celosvetového súčtu.
• 

Rozvoj čínskeho laserového priemyslu

Podpora politiky

Regionálne priemyselné zoskupenia

• Wuhan Optics Valley: Vďaka hlbokej integrácii technologických inovácií a priemyselných inovácií vybudovalo územie pre rozvoj čínskeho laserového priemyslu. Združuje viac ako 200 laserových podnikov, ktoré pokrývajú rôzne podniky zaoberajúce sa plynovými, pevnolátkovými a vláknovými lasermi s vysokým, stredným a nízkym výkonom. Vytvoril sa kompletný priemyselný reťazec, ktorý zahŕňa laserové materiály a podporné komponenty pre vstupné lasery, stredné lasery a podporné zariadenia a následné laserové aplikácie.
• Delta Perlovej rieky: Vďaka dopytu na trhu stimuluje priemyselný dopyt po laserovej výrobe a podporuje zlepšovanie všetkých článkov priemyselného reťazca. Ako najväčší trh s aplikáciami pre čínsky laserový priemysel predstavuje jeho objem exportu viac ako 30 % z celkového objemu v krajine. Priemyselný rozsah tohto regiónu je približne 13 miliárd juanov, čo z neho robí druhý najväčší klaster laserového priemyslu v Číne po Wu-chane.
• Bohajský okraj: Pýši sa silnými technologickými výskumnými a vývojovými kapacitami a robustným dopytom na trhu. Tento trh, zastúpený Pekingom, združuje veľké množstvo podnikov v odvetví IT a komunikácie, čo generuje silný dopyt po laserových produktoch.
• Delta rieky Jang-c'-ťiang: Má relatívne kompletný priemyselný reťazec, pričom priemyselné odvetvia sú rozmiestnené najmä v Šanghaji, Nankingu, Wen-čou, Su-čou, Ningbo a ďalších mestách. Laserový priemysel v tomto regióne sa vyznačuje medziregionálnou spoluprácou v inováciách, ktorá prostredníctvom popredných podnikov podporuje zlepšovanie kvality a efektívnosti v predchádzajúcich aj následných fázach priemyselného reťazca. Počet patentových prihlášok v kľúčových technologických oblastiach, ako sú ultrarýchle lasery a...vysoko presné galvanometrické systémyv delte rieky Jang-c'-ťiang sa ročne zvyšuje v priemere o 34 % a miera konverzie technológií je výrazne vyššia ako celoštátny priemer.

1. Výhoda talentov: V okolí základne je sústredených približne 18 inštitúcií vyššieho vzdelávania a 56 vedeckých výskumných ústavov na provinčnej a ministerskej úrovni, ktoré ročne vychovávajú viac ako 50 000 vysokoškolských študentov a poskytujú tak bohaté zdroje talentov pre laserový priemysel.
2. Technologická výhoda: Inštitúcie ako Výskumný ústav pôšt a telekomunikácií vo Wu-chane a Univerzita vedy a techniky Huazhong sú na domácej poprednej úrovni v oblasti optických komunikačných technológií a laserového spracovania a ponúkajú silnú technickú podporu pre priemyselný rozvoj.
3. Výhoda priemyselného základu: Wuhan Optics Valley sa vyvinula na najväčšiu čínsku výrobnú základňu optických vlákien a káblov a výrobnú základňu laserových zariadení s pevným priemyselným základom.
4. Trhová výhoda: Základňa má veľký podiel na domácom trhu s optickými vláknami a káblovými produktmi a na trhu s optoelektronickými zariadeniami a tiež zaujíma určité miesto v globálnom optoelektronickom priemysle so širokými trhovými vyhliadkami.

Dynamika trhu a základné komponenty laserových zariadení

Dynamika trhu s laserovými zariadeniami

• Výroba lítiových batérií: Lasery sa široko používajú pri výrobe lítiových batérií. Lítium-iónové batérie majú vysoké požiadavky na bezpečnosť, konzistenciu a hustotu a laserové spracovanie má zjavné výhody v oblasti spracovateľského účinku a efektívnosti. V súčasnosti, s rýchlym rozvojom nových energetických vozidiel, je dopyt po zariadeniach na výrobu lítiových batérií silný a podniky zaoberajúce sa lítiovými batériami rozširujú svoju výrobnú kapacitu. Vzhľadom na široké využitie laserového rezania, čistenia a značenia pri výrobe lítiových batérií sa očakáva, že podiel laserových zariadení na výrobu výkonových lítiových batérií v budúcnosti dosiahne 15 – 20 %.
• Laserové čistenie a laserové oplášťovanieTieto vznikajúce trhy s aplikáciami majú široké perspektívy. V porovnaní s chemickým čistením a mechanickým brúsením je laserové čistenie šetrné k životnému prostrediu, nepoškodzuje zdravie, nedochádza k sekundárnemu znečisteniu a je efektívne. Môže nahradiť existujúce trhy, ako je priemyselné čistenie a ručné leštenie, s obrovským trhovým potenciálom. Medzi novo vyvinuté oblasti použitia patrí čistenie kultúrnych pamiatok, čistenie budov a čistenie ulíc.
• Fotovoltaický priemysel: Technológia laserového spracovania môže výrazne zlepšiť účinnosť fotovoltaických článkov. Globálny trh s fotovoltaikou bude naďalej rásť vďaka priaznivým faktorom, ako je neustály pokles nákladov na výrobu fotovoltaickej energie a dopyt z rozvíjajúcich sa trhov. Laserové spracovanie sa pri výrobe solárnych článkov používa v procesoch, ako je ablácia, rezanie, orezávanie hrán a dopovanie.

Základné komponenty laserov

• Štruktúra nákladov: Z hľadiska štruktúry nákladov na lasery sú hlavnými nákladovými zložkami špeciálne optické vlákna, čerpacie zdroje a optické zariadenia, ktoré tvoria viac ako 80 %. Spomedzi nich sú čerpacie zdroje a špeciálne optické vlákna hlavnými zdrojmi nákladov na suroviny pre vláknové lasery – špeciálne optické vlákna vo všeobecnosti tvoria približne 20 % a čerpacie zdroje približne 30 %.
• Kľúčový sledovací ukazovateľ: Pri analýze základných komponentov laserov je najdôležitejším ukazovateľom stupeň vlastnej výroby (alebo lokalizácie) týchto základných komponentov. Vyšší podiel vlastnej výroby (alebo lokalizácie) vedie k rýchlejšiemu poklesu obstarávacích nákladov.
• Čerpacie zdroje: Ako svetelný zdroj vláknových laserov sa čerpacie zdroje používajú na excitáciu pracovného média lasera a pumpovanie aktívnych častíc zo základného stavu na vyššiu energetickú hladinu, aby sa dosiahla inverzia populácie. Podľa rozdielov v pracovnom médiu a prevádzkových podmienkach lasera sa delia na štyri typy: optická excitácia (optické čerpanie), excitácia plynovým výbojom, chemická excitácia a excitácia jadrovou energiou. Zodpovedajúce typy laserov sú vláknové lasery, lasery na báze oxidu uhličitého, lasery v pevnej fáze atď.
• Špeciálne optické vlákna: Hlavnou vlastnosťou, ktorá odlišuje špeciálne optické vlákna od bežných optických vlákien, je ich použitie pri špecifických vlnových dĺžkach. Vlákna dopované yterbiom sa používajú ako zosilňovacie médiá pre vláknové lasery a vláknové zosilňovače, zatiaľ čo pasívne vlákna sa používajú pre spojky, pigtaily a iné optické zariadenia.

Trendy budúceho vývoja laserového priemyslu