Lāzers: definīcija, rūpnieciskā ķēde, pielietojumi un globālā ainava

Lāzera rūpniecības ķēde

Augšup no rūpniecības ķēdes

Rūpnieciskās ķēdes vidusposms

Rūpnieciskās ķēdes lejpus

Lāzertehnoloģijas priekšrocības un galvenās pielietojuma jomas

• Jaunās paaudzes informācijas tehnoloģiju jomā tā atbalsta jaunu displeja un komunikācijas nozaru attīstību, veicinot inovācijas informācijas tehnoloģijās.
• Augstas klases iekārtu ražošanas jomā tas uzlabo zaļās ražošanas un viedās ražošanas līmeni, dodot iespēju attīstīt ātrgaitas dzelzceļus un instrumentāciju.
• Jaunajā enerģijas nozarē tā veicina augstas efektivitātes saules enerģijas un viedtīklu attīstību, paātrinot jaunas enerģijas izmantošanu.
• Jauno materiālu jomā tas nodrošina precīzu materiālu apstrādi, sniedzot spēcīgu atbalstu jaunu materiālu pētniecībai un attīstībai.
• Jaunajā enerģijas transportlīdzekļu nozarē tas optimizē automobiļu detaļu apstrādi un metināšanu, veicinot jaunās enerģijas transportlīdzekļu nozares modernizāciju.
• Enerģijas taupīšanas un vides aizsardzības jomā to izmanto pusvadītāju apgaismojumā, veicinot enerģijas taupīšanas un vides aizsardzības nozares attīstību.
• Bioloģiskajā nozarē tas uzlabo modernu medicīnas iekārtu veiktspēju, veicinot inovācijas šajā nozarē.

Globālais lāzera nozares modelis

• Eiropas valstis: Tās jau agrīnā stadijā ieņēma vadošo lomu lāzertehnoloģiju jomā un ir uzkrājušas padziļinātas tehniskās zināšanas, iegūstot priekšrocības augstas precizitātes, augstas uzticamības un augstas klases tirgus lietojumprogrammās (piemēram, pusvadītāju un litogrāfijas tehnoloģijās). Saskaņā ar tirgus izpētes datiem Eiropas lāzerrūpniecība veido vairāk nekā 30% no pasaules tirgus daļas.
• Amerikas Savienotās Valstis: Tā ieņem nozīmīgu vietu pasaules tirgū tādās jomās kā augstas klases optisko mikroshēmu dizains un silīcija fotonikas integrācijas tehnoloģija. Jo īpaši IPG Photonics ir pasaules līderis.šķiedru lāzeru tirgusKopumā ASV lāzerrūpniecībai pieder gandrīz 20 % no pasaules tirgus daļas.
• Japāna un Dienvidkoreja: Tām ir unikālas stiprās puses precīzās ražošanas, optisko tehnoloģiju un pielietojumu jomā dažos nišas segmentos. Piemēram, Japāna ir pasaules līdere optisko šķiedru sagatavju un speciālo optisko šķiedru jomā, un tās globālā tirgus daļa pārsniedz 50%; Dienvidkorejas uzņēmumam Meere Company pieder 70% no pasaules tirgus daļas displeju malu slīpmašīnu jomā. Tomēr precīzus datus par Japānas un Dienvidkorejas lāzerrūpniecības kopējo globālo tirgus daļu ir grūti iegūt.
• Ķīna: Tai ir izteiktas priekšrocības lāzeriekārtu ražošanā, un tā dominē pasaules tirgū šajā jomā. 2024. gadā pasaules lāzeriekārtu tirgus ieņēmumi bija aptuveni 21,8 miljardi ASV dolāru, no kuriem Ķīnas lāzeriekārtu tirgus ieņēmumi sasniedza 89,7 miljardus juaņu (veidojot 56,6% no pasaules tirgus). Tomēr, ņemot vērā visu rūpniecības ķēdi (ieskaitot pamatmateriālus un komponentus, augstas klases lāzeriekārtu ražošanu un progresīvas lietojumprogrammas), Ķīnas tirgus daļa samazinās līdz aptuveni 21% no pasaules kopējā apjoma.
• 

Ķīnas lāzerrūpniecības attīstība

Politikas atbalsts

Reģionālie rūpniecības klasteri

• Uhaņas Optikas ieleja: Dziļi integrējot tehnoloģiskās inovācijas un rūpnieciskās inovācijas, tā ir izveidojusi augstieni Ķīnas lāzerrūpniecības attīstībai. Tā apvieno vairāk nekā 200 lāzeruzņēmumus, aptverot dažādus gāzes, cietvielu un šķiedru lāzeru uzņēmumus ar augstu, vidēju un zemu jaudu. Ir izveidota pilnīga rūpniecības ķēde, kas aptver augšupējos lāzermateriālus un atbalsta komponentus, vidējās plūsmas lāzerus un atbalsta aprīkojumu, kā arī lejupējos lāzeru pielietojumus.
• Pērļu upes delta: tirgus pieprasījuma vadīta, tā stimulē rūpniecisko pieprasījumu pēc lāzeru ražošanas un veicina visu rūpniecības ķēdes posmu uzlabošanu. Kā lielākais Ķīnas lāzeru nozares pielietojumu tirgus, tās eksporta apjoms veido vairāk nekā 30% no kopējā valsts apjoma. Šī reģiona rūpnieciskais mērogs ir aptuveni 13 miljardi juaņu, padarot to par otro lielāko lāzeru nozares klasteri Ķīnā pēc Uhaņas.
• Bohai Rim: Tas lepojas ar spēcīgām tehnoloģiskajām pētniecības un attīstības iespējām un stabilu tirgus pieprasījumu. Pekinas pārstāvētais tirgus pulcē lielu skaitu IT un komunikāciju nozaru uzņēmumu, radot lielu pieprasījumu pēc lāzeriekārtām.
• Jandzi upes delta: Tai ir relatīvi pilnīga rūpniecības ķēde, kuras rūpniecības nozares galvenokārt atrodas Šanhajā, Naņdzjinā, Veņdžou, Sudžou, Ningbo un citās pilsētās. Lāzeru rūpniecībai šajā reģionā raksturīga starpreģionāla sadarbības inovācija, kas veicina rūpniecības ķēdes augšupējās un lejupējās daļas kvalitātes un efektivitātes uzlabošanu, izmantojot vadošos uzņēmumus. Patentu pieteikumu skaits galvenajās tehnoloģiju jomās, piemēram, īpaši ātrie lāzeri unaugstas precizitātes galvanometru sistēmasJandzi upes deltā tas palielinās vidēji par 34 % gadā, un tehnoloģiju konversijas līmenis ir ievērojami augstāks nekā vidēji valstī.

1. Talantu priekšrocības: Ap bāzi ir koncentrētas aptuveni 18 augstākās mācību iestādes un 56 provinces un ministrijas līmeņa zinātniskās pētniecības institūti, kas katru gadu sagatavo vairāk nekā 50 000 koledžas studentu, nodrošinot lāzera nozarei bagātīgus talantu resursus.
2. Tehnoloģiskā priekšrocība: tādas iestādes kā Uhaņas Pasta un telekomunikāciju pētniecības institūts un Huažunas Zinātnes un tehnoloģiju universitāte ir vadošajā līmenī optisko sakaru tehnoloģiju un lāzerapstrādes jomā, piedāvājot spēcīgu tehnisko atbalstu rūpnieciskajai attīstībai.
3. Rūpnieciskā fonda priekšrocība: Uhaņas Optikas ieleja ir kļuvusi par Ķīnas lielāko optisko šķiedru un kabeļu ražošanas bāzi un lāzeriekārtu ražošanas bāzi ar stabilu rūpniecisko pamatu.
4. Tirgus priekšrocība: Bāzei ir liela daļa vietējā optisko šķiedru un kabeļu produktu tirgū un optoelektronisko ierīču tirgū, kā arī tā ieņem noteiktu pozīciju globālajā optoelektronikas nozarē, lepojoties ar plašām tirgus perspektīvām.

Lāzeriekārtu tirgus dinamika un galvenās sastāvdaļas

Lāzeriekārtu tirgus dinamika

• Litija akumulatoru ražošana: Lāzeri tiek plaši izmantoti litija akumulatoru ražošanā. Litija jonu akumulatoriem ir augstas prasības attiecībā uz drošību, konsekvenci un blīvumu, un lāzera apstrādei ir acīmredzamas priekšrocības apstrādes efektivitātē un efektivitātes ziņā. Pašlaik, strauji attīstoties jauniem enerģijas transportlīdzekļiem, pieprasījums pēc litija akumulatoru iekārtām ir liels, un litija akumulatoru uzņēmumi paplašina savas ražošanas jaudas. Ņemot vērā lāzergriešanas, tīrīšanas un marķēšanas plašo pielietojumu litija akumulatoru ražošanā, paredzams, ka lāzera apstrādes iekārtu īpatsvars litija akumulatoru ražošanā nākotnē sasniegs 15–20%.
• Lāzera tīrīšana un lāzerapstrādeŠiem jaunajiem pielietojumu tirgiem ir plašas perspektīvas. Salīdzinot ar ķīmisko tīrīšanu un mehānisko slīpēšanu, lāzertīrīšana ir videi draudzīga, nebojājoša, bez sekundārā piesārņojuma un efektīva. Tā var aizstāt esošos tirgus, piemēram, rūpniecisko tīrīšanu un manuālo pulēšanu, ar milzīgu tirgus potenciālu. Jaunattīstības pielietojumu jomas ietver kultūras pieminekļu tīrīšanu, ēku tīrīšanu un ielu tīrīšanu.
• Fotoelektriskā nozare: Lāzerapstrādes tehnoloģija var ievērojami uzlabot fotoelektrisko elementu efektivitāti. Pateicoties labvēlīgiem faktoriem, piemēram, nepārtrauktai fotoelektriskās enerģijas ražošanas izmaksu samazināšanai un pieprasījumam no jaunattīstības tirgiem, globālais fotoelektriskais tirgus turpinās augt. Lāzerapstrādi izmanto tādos procesos kā ablācija, griešana, malu apgriešana un dopings saules bateriju ražošanā.

Lāzeru galvenās sastāvdaļas

• Izmaksu struktūra: No lāzeru izmaksu struktūras galvenās izmaksu sastāvdaļas ir speciālās optiskās šķiedras, sūkņu avoti un optiskās ierīces, kas veido vairāk nekā 80 %. Starp tiem sūkņu avoti un speciālās optiskās šķiedras ir galvenie šķiedru lāzeru izejvielu izmaksu avoti — parasti speciālās optiskās šķiedras veido aptuveni 20 %, bet sūkņu avoti — aptuveni 30 %.
• Galvenais izsekošanas rādītājs: Analizējot lāzeru galvenās sastāvdaļas, vissvarīgākais rādītājs ir šo galveno sastāvdaļu pašražošanas (vai lokalizācijas) pakāpe. Lielāka pašražošanas (vai lokalizācijas) proporcija noved pie straujāka iepirkuma izmaksu samazinājuma.
• Sūkņa avoti: Kā šķiedru lāzeru gaismas avots, sūkņa avoti tiek izmantoti, lai ierosinātu lāzera darba vidi un sūknētu aktīvās daļiņas no pamatstāvokļa uz augstāku enerģijas līmeni, lai panāktu populācijas inversiju. Atkarībā no darba vides un lāzera darbības apstākļiem tos iedala četros veidos: optiskā ierosme (optiskā sūknēšana), gāzizlādes ierosme, ķīmiskā ierosme un kodolenerģijas ierosme. Atbilstošie lāzeru veidi ir šķiedru lāzeri, oglekļa dioksīda lāzeri, cietvielu lāzeri utt.
• Īpašas optiskās šķiedras: Galvenā iezīme, kas atšķir īpašās optiskās šķiedras no parastajām optiskajām šķiedrām, ir to izmantošana noteiktos viļņu garumos. Ar iterbiju leģētas šķiedras tiek izmantotas kā pastiprināšanas vide šķiedru lāzeriem un šķiedru pastiprinātājiem, savukārt pasīvās šķiedras tiek izmantotas savienotājiem, pigtailiem un citām optiskām ierīcēm.

Lāzera nozares nākotnes attīstības tendences