Laser: Definisjon, industrikjede, applikasjoner og globalt landskap

Laserindustrikjede

Oppstrøms i den industrielle kjeden

Midtstrøms i den industrielle kjeden

Nedstrøms i industrikjeden

Fordeler og viktigste bruksområder for laserteknologi

• Innen ny generasjons informasjonsteknologi støtter det utviklingen av nye skjerm- og kommunikasjonssektorer, og driver frem innovasjoner innen informasjonsteknologi.
• Innen produksjon av avansert utstyr forbedrer det nivået av grønn produksjon og intelligent produksjon, noe som styrker utviklingen av høyhastighetsjernbaner og instrumentering.
• I den nye energisektoren fremmer det utviklingen av høyeffektiv solenergi og smarte nett, og akselererer bruken av ny energi.
• Innen feltet nye materialer muliggjør det presis materialbehandling, noe som gir sterk støtte til forskning og utvikling av nye materialer.
• I den nye energibilindustrien optimaliserer den prosessering og sveising av bildeler, og fremmer oppgraderingen av den nye energibilindustrien.
• Innen energisparing og miljøvern brukes det i halvlederbelysning, noe som bidrar til fremgangen i energisparings- og miljøvernindustrien.
• I den biologiske industrien forbedrer det ytelsen til avansert medisinsk utstyr, noe som driver innovasjon i den biologiske industrien.

Globalt laserindustrimønster

• Europeiske land: De tok tidlig ledelsen innen laserteknologi og har opparbeidet seg dyp teknisk ekspertise, med fordeler innen høy presisjon, høy pålitelighet og avanserte markedsapplikasjoner (f.eks. halvleder- og litografiteknologi). Ifølge markedsundersøkelsesdata står Europas laserindustri for over 30 % av den globale markedsandelen.
• USA: Landet har en viktig posisjon i det globale markedet innen felt som avansert optisk brikkedesign og silisiumfotonikkintegrasjonsteknologi. IPG Photonics leder spesielt an i den globalefiberlasermarkedetTotalt sett har den amerikanske laserindustrien nesten 20 % av den globale markedsandelen.
• Japan og Sør-Korea: De har unike styrker innen presisjonsproduksjon, optisk teknologi og anvendelser i noen nisjesegmenter. For eksempel er Japan verdensledende innen optiske fiberpreformer og spesielle optiske fibre, med en global markedsandel på over 50 %; Sør-Koreas Meere Company har 70 % av den globale markedsandelen innen displaykantslipere. Det er imidlertid vanskelig å få tak i nøyaktige data om den samlede globale markedsandelen til Japans og Sør-Koreas laserindustri.
• Kina: Landet har klare fordeler innen produksjon av laserutstyr og dominerer det globale markedet på dette feltet. I 2024 var den globale omsetningen for laserutstyr omtrent 21,8 milliarder amerikanske dollar, hvorav Kinas omsetning for laserutstyr nådde 89,7 milliarder yuan (som utgjør 56,6 % av det globale markedet). Når man imidlertid vurderer hele industrikjeden (inkludert kjernematerialer og komponenter, produksjon av avansert laserutstyr og avanserte applikasjoner), synker Kinas markedsandel til omtrent 21 % av den globale totalen.
• 

Utviklingen av Kinas laserindustri

Politisk støtte

Regionale industrielle klynger

• Wuhan Optics Valley: Ved å integrere teknologisk innovasjon og industriell innovasjon i dybden har det bygget et høyland for utviklingen av Kinas laserindustri. Det samler over 200 laserbedrifter, som dekker ulike gass-, faststoff- og fiberlaserbedrifter med høy, middels og lav effekt. En komplett industrikjede er dannet, som omfatter oppstrøms lasermaterialer og støttekomponenter, mellomstrømslasere og støtteutstyr, og nedstrøms laserapplikasjoner.
• Pearl River Delta: Drevet av markedsetterspørsel stimulerer det den industrielle etterspørselen etter laserproduksjon og fremmer forbedringen av alle ledd i industrikjeden. Som det største applikasjonsmarkedet for Kinas laserindustri utgjør eksportvolumet over 30 % av den nasjonale totalen. Den industrielle skalaen i denne regionen er omtrent 13 milliarder yuan, noe som gjør den til den nest største laserindustriklyngen i Kina etter Wuhan.
• Bohai Rim: Det kan skryte av sterk teknologisk FoU-kapasitet og robust markedsetterspørsel. Dette markedet, representert av Beijing, samler et stort antall bedrifter innen IT- og kommunikasjonsbransjen, noe som genererer sterk etterspørsel etter laserprodukter.
• Yangtze-elvedeltaet: Den har en relativt komplett industrikjede, med industrier hovedsakelig distribuert i Shanghai, Nanjing, Wenzhou, Suzhou, Ningbo og andre byer. Laserindustrien i denne regionen er preget av tverrregional samarbeidsinnovasjon, som driver kvalitets- og effektivitetsforbedring oppstrøms og nedstrøms i industrikjeden gjennom ledende bedrifter. Antall patentsøknader innen kjerneteknologifelt som ultrahurtige lasere oghøypresisjons galvanometersystemeri Yangtze-elvedeltaet øker med gjennomsnittlig 34 % årlig, og teknologikonverteringsraten er betydelig høyere enn landsgjennomsnittet.

1. Talentfordeler: Rundt 18 høyere utdanningsinstitusjoner og 56 vitenskapelige forskningsinstitutter på provinsielt og ministernivå er konsentrert rundt basen, og kultiverer over 50 000 studenter årlig, noe som gir rikelig med talentressurser til laserindustrien.
2. Teknologisk fordel: Institusjoner som Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications og Huazhong University of Science and Technology er på det ledende innenlandske nivået innen optisk kommunikasjonsteknologi og laserprosessering, og tilbyr sterk teknisk støtte for industriell utvikling.
3. Fordeler med industrielt grunnlag: Wuhan Optics Valley har utviklet seg til Kinas største produksjonsbase for optiske fibre og kabler og laserutstyr, med et solid industrielt grunnlag.
4. Markedsfordel: Basen har en stor andel i det innenlandske markedet for optiske fiber- og kabelprodukter og markedet for optoelektroniske enheter, og inntar også en viss posisjon i den globale optoelektroniske industrien, med brede markedsutsikter.

Markedsdynamikk og kjernekomponenter i laserutstyr

Markedsdynamikk for laserutstyr

• Litiumbatteriproduksjon: Lasere er mye brukt i litiumbatteriproduksjon. Litiumionbatterier har høye krav til sikkerhet, konsistens og tetthet, og laserprosessering har åpenbare fordeler når det gjelder prosesseringseffekt og effektivitet. Med den raske utviklingen av nye energikjøretøy er etterspørselen etter litiumbatteriutstyr sterk, og litiumbatteribedrifter utvider produksjonskapasiteten sin. Gitt den utbredte bruken av laserskjæring, rengjøring og merking i litiumbatteriproduksjon, forventes andelen laserprosesseringsutstyr i produksjon av kraftlitiumbatterier å nå 15–20 % i fremtiden.
• Laserrengjøring og laserkledningDisse nye bruksmarkedene har brede muligheter. Sammenlignet med kjemisk rengjøring og mekanisk sliping er laserrengjøring miljøvennlig, skadelig, fri for sekundær forurensning og effektiv. Det kan erstatte eksisterende markeder som industriell rengjøring og manuell polering, med et stort markedspotensial. Nyutviklede bruksområder inkluderer rengjøring av kulturminner, rengjøring av bygninger og rengjøring av gater.
• Fotovoltaisk industri: Laserprosesseringsteknologi kan forbedre effektiviteten til fotovoltaiske celler betydelig. Drevet av gunstige faktorer som den kontinuerlige nedgangen i kostnader for fotovoltaisk kraftproduksjon og etterspørselen fra fremvoksende markeder, vil det globale fotovoltaiske markedet fortsette å vokse. Laserprosessering brukes i prosesser som ablasjon, skjæring, kanttrimming og doping i solcelleproduksjon.

Kjernekomponenter i lasere

• Kostnadsstruktur: Fra kostnadsstrukturen til lasere er spesielle optiske fibre, pumpekilder og optiske enheter de viktigste kostnadskomponentene, og står for over 80 %. Blant disse er pumpekilder og spesielle optiske fibre kjernekildene til råmaterialkostnader for fiberlasere – generelt står spesielle optiske fibre for omtrent 20 %, og pumpekilder for omtrent 30 %.
• Nøkkelindikator for sporing: Når man analyserer kjernekomponentene i lasere, er den viktigste indikatoren graden av egenproduksjon (eller lokalisering) av disse kjernekomponentene. En høyere andel egenproduksjon (eller lokalisering) fører til en raskere nedgang i anskaffelseskostnader.
• Pumpekilder: Som lyskilde for fiberlasere brukes pumpekilder til å eksitere laserens arbeidsmedium og pumpe de aktive partiklene fra grunntilstanden til et høyere energinivå for å oppnå populasjonsinversjon. I henhold til forskjellene i arbeidsmediet og laserens driftsforhold er de delt inn i fire typer: optisk eksitasjon (optisk pumping), gassutladningseksitasjon, kjemisk eksitasjon og kjernekrafteksitasjon. De tilsvarende typene lasere er fiberlasere, karbondioksidlasere, faststofflasere, etc.
• Spesielle optiske fibre: Kjernefunksjonen som skiller spesielle optiske fibre fra vanlige optiske fibre er bruken av dem ved spesifikke bølgelengder. Ytterbiumdopede fibre brukes som forsterkningsmedier for fiberlasere og fiberforsterkere, mens passive fibre brukes til koblere, pigtails og andre optiske enheter.

Fremtidige utviklingstrender i laserindustrien