Laser: Definicija, industrijski lanac, primjene i globalni krajolik

Laser se odnosi na svjetlost proizvedenu stimuliranom emisijom atoma, otuda i naziv "laser". Od 20. stoljeća laser je još jedan veliki izum čovječanstva nakon nuklearne energije, računala i poluvodiča, a poznat je kao "najbrži nož", "najtočnije ravnalo" i "najsjajnija svjetlost". Njegova primjena je izuzetno široka, uključujućilasersko označavanje, lasersko zavarivanje,lasersko rezanje, optička komunikacija, lasersko mjerenje udaljenosti, laserski radar, lasersko oružje, laserski diskovi, laserska korekcija vida, laserska kozmetologija, lasersko skeniranje, laserski ubijači komaraca i tehnologija nerazornog ispitivanja laserski induciranom fluorescencijom (LIF).

Lanac laserske industrije

Laserska industrija je sveobuhvatna visokotehnološka industrija usmjerena na lasersku tehnologiju, koja obuhvaća istraživanje i razvoj laserskih materijala, proizvodnju uređaja, integraciju sustava i primjenu za krajnje korisnike. Vrti se oko proizvodnje, upravljanja, prijenosa i primjene lasera, uključujući kompletan industrijski lanac od osnovnih materijala do gotovih proizvoda.

Uzvodno od industrijskog lanca

Uglavnom uključuje proizvodnju i prodaju laserskih materijala i pratećih komponenti. Ti materijali, koji čine temelj laserske opreme, sastoje se od laserskih kristala, laserskih plinova, laserskih lampi i laserskih napajanja. Osim toga, obuhvaća relevantne pomoćne proizvodne materijale kao što su optičke leće, izvori pumpi, galvanometri i rešetke. Kvaliteta i performanse ovih materijala i komponenti izravno utječu na kvalitetu i performanse laserske opreme.

Srednji tok industrijskog lanca

Ovaj segment se prvenstveno bavi proizvodnjom i prodajom raznih lasera, kao ilaserska potporna opremapoput uređaja za numeričko upravljanje i računala. Laseri su ključne komponente laserske opreme, s različitim vrstama, uključujući lasere u čvrstom stanju, poluvodičke lasere i vlaknaste lasere. Srednji tok također uključuje integraciju i pakiranje uzvodnih laserskih čipova, optoelektroničkih uređaja, modula i optičkih komponenti za proizvodnju razne laserske opreme kao što su strojevi za lasersko rezanje,strojevi za lasersko zavarivanjei strojevi za lasersko označavanje.

Nizvodno od industrijskog lanca

Predstavlja područja primjene laserske opreme, pokrivajući brojne sektore kao što su napredna proizvodnja, zdravstvo, znanstvena istraživanja, automobilske primjene i informacijska tehnologija. Na primjer, strojevi za lasersko rezanje mogu se koristiti za rezanje metalnih materijala, strojevi za lasersko zavarivanje za zavarivanje automobilskih dijelova, a strojevi za lasersko označavanje za označavanje naljepnica proizvoda. U tim područjima laserska oprema igra ključnu ulogu u poticanju razvoja i napretka srodnih industrija.

Prednosti i glavna područja primjene laserske tehnologije

Laserska tehnologija, sa svojim prednostima visoke preciznosti, visoke učinkovitosti i beskontaktnog rada, igra sve važniju ulogu u strateški rastućim industrijama:

U području informacijske tehnologije nove generacije, podržava razvoj novih sektora prikaza i komunikacije, potičući inovacije u informacijskoj tehnologiji.
U području proizvodnje vrhunske opreme, poboljšava se razina zelene i inteligentne proizvodnje, potičući razvoj brzih željeznica i instrumentacije.
U sektoru nove energetike potiče razvoj visokoučinkovite solarne energije i pametnih mreža, ubrzavajući primjenu nove energije.
U području novih materijala omogućuje preciznu obradu materijala, pružajući snažnu podršku istraživanju i razvoju novih materijala.
U industriji vozila s novim energetskim izvorima, optimizira obradu i zavarivanje automobilskih dijelova, unapređujući modernizaciju industrije vozila s novim energetskim izvorima.
U području uštede energije i zaštite okoliša primjenjuje se u poluvodičkoj rasvjeti, doprinoseći napretku industrije uštede energije i zaštite okoliša.
U biološkoj industriji poboljšava performanse napredne medicinske opreme, potičući inovacije u biološkoj industriji.

Međutim, općenito, najraširenija primjena lasera ostaje u obradi materijala i komunikaciji.

Globalni obrazac laserske industrije

Europske zemlje: Rano su preuzele vodstvo u laserskoj tehnologiji i akumulirale su duboko tehničko znanje, imajući prednosti u visokoj preciznosti, visokoj pouzdanosti i vrhunskim tržišnim primjenama (npr. poluvodička i litografska tehnologija). Prema podacima istraživanja tržišta, europska laserska industrija čini preko 30% globalnog tržišnog udjela.
Sjedinjene Američke Države: Zauzimaju važnu poziciju na globalnom tržištu u područjima kao što su dizajn vrhunskih optičkih čipova i tehnologija integracije silicijske fotonike. IPG Photonics posebno predvodi globalnitržište vlaknastih laseraSveukupno, američka laserska industrija drži gotovo 20% globalnog tržišnog udjela.
Japan i Južna Koreja: Imaju jedinstvene snage u preciznoj proizvodnji, optičkoj tehnologiji i primjenama u nekim nišnim segmentima. Na primjer, Japan prednjači u svijetu u predoblikama optičkih vlakana i posebnim optičkim vlaknima, s globalnim tržišnim udjelom većim od 50%; južnokorejska tvrtka Meere drži 70% globalnog tržišnog udjela brusilica za rubove zaslona. Međutim, teško je dobiti točne podatke o ukupnom globalnom tržišnom udjelu japanske i južnokorejske laserske industrije.
Kina: Ima izrazite prednosti u proizvodnji laserske opreme i dominira globalnim tržištem u ovom području. U 2024. godini prihod globalnog tržišta laserske opreme iznosio je približno 21,8 milijardi američkih dolara, među kojima su prihodi kineskog tržišta laserske opreme dosegli 89,7 milijardi juana (što čini 56,6% globalnog tržišta). Ipak, kada se uzme u obzir cijeli industrijski lanac (uključujući osnovne materijale i komponente, proizvodnju vrhunske laserske opreme i napredne primjene), kineski tržišni udio smanjuje se na približno 21% ukupnog globalnog udjela.

Razvoj kineske laserske industrije

Podrška za politiku

Kineska vlada pridaje veliku važnost razvoju laserske industrije te je uvela niz potpornih politika za promicanje istraživanja i razvoja, industrijalizacije i širenja tržišta laserske tehnologije.

Regionalni industrijski klasteri

Trenutno Kina ima veliki broj poduzeća u laserskom industrijskom lancu, a regionalna industrijska konkurencija je žestoka. Glavni industrijski klasteri su sljedeći:

Wuhan Optics Valley: Dubokom integracijom tehnoloških i industrijskih inovacija izgradila je planinski lanac za razvoj kineske laserske industrije. Okuplja preko 200 laserskih poduzeća, koja pokrivaju različita poduzeća za plinske, čvrsto-stanje i vlaknaste lasere visoke, srednje i niske snage. Formiran je cjeloviti industrijski lanac koji obuhvaća uzvodne laserske materijale i prateće komponente, srednjestrujne lasere i prateću opremu te nizvodne laserske primjene.
Delta Biserne rijeke: Potaknuta tržišnom potražnjom, stimulira industrijsku potražnju za proizvodnjom lasera i potiče poboljšanje svih karika u industrijskom lancu. Kao najveće tržište primjene za kinesku lasersku industriju, njezin obujam izvoza čini preko 30% ukupnog nacionalnog izvoza. Industrijska skala ove regije iznosi približno 13 milijardi juana, što je čini drugim najvećim klasterom laserske industrije u Kini nakon Wuhana.
Bohai Rim: Može se pohvaliti snažnim tehnološkim istraživačko-razvojnim kapacitetima i snažnom tržišnom potražnjom. Ovo tržište, koje predstavlja Peking, okuplja velik broj poduzeća u IT i komunikacijskoj industriji, stvarajući snažnu potražnju za laserskim proizvodima.
Delta rijeke Jangce: Ima relativno kompletan industrijski lanac, s industrijama uglavnom raspoređenim u Šangaju, Nanjingu, Wenzhouu, Suzhouu, Ningbu i drugim gradovima. Lasersku industriju u ovoj regiji karakteriziraju međuregionalne suradničke inovacije, koje potiču poboljšanje kvalitete i učinkovitosti uzvodnog i nizvodnog dijela industrijskog lanca putem vodećih poduzeća. Broj patentnih prijava u ključnim tehnološkim područjima kao što su ultrabrzi laseri ivisokoprecizni galvanometarski sustaviu delti rijeke Jangce raste u prosjeku za 34% godišnje, a stopa konverzije tehnologije znatno je viša od nacionalnog prosjeka.

Kao najveća baza laserske industrije u Kini, Wuhan Optics Valley dom je više od 300 poduzeća povezanih s laserima, s ukupnim prihodom većim od 20 milijardi juana. Godišnja vrijednost proizvodnje proizvoda za lasersku obradu čini jednu trećinu ukupne nacionalne proizvodnje. Pokazuje značajne prednosti u talentima, tehnologiji, industrijskim temeljima i tržištu:

Prednost talenata: Oko baze koncentrirano je oko 18 visokoškolskih ustanova i 56 znanstveno-istraživačkih instituta na pokrajinskoj i ministarskoj razini, koji godišnje obrazuju preko 50 000 studenata, pružajući obilne resurse talenata za lasersku industriju.
Tehnološka prednost: Institucije poput Istraživačkog instituta za poštu i telekomunikacije Wuhan i Sveučilišta znanosti i tehnologije Huazhong vodeće su na domaćoj razini u optičkoj komunikacijskoj tehnologiji i laserskoj obradi, nudeći snažnu tehničku podršku industrijskom razvoju.
Prednost industrijske osnove: Wuhan Optics Valley razvila se u najveću kinesku bazu za proizvodnju optičkih vlakana i kabela te bazu za proizvodnju laserske opreme, s čvrstim industrijskim temeljima.
Tržišna prednost: Baza drži veliki udio na domaćem tržištu optičkih vlakana i kabelskih proizvoda te na tržištu optoelektroničkih uređaja, a zauzima i određenu poziciju u globalnoj optoelektroničkoj industriji, s širokim tržišnim izgledima.

Dinamika tržišta i ključne komponente laserske opreme

Dinamika tržišta laserske opreme

Laserska oprema je tipična oprema opće namjene, a njezina je nizvodna industrija široko rasprostranjena u industrijama kao što su automobilska, 3C (računalna, komunikacijska, potrošačka elektronika), limarska industrija i brodogradnja. Prosperitet industrije u velikoj je korelaciji s makroekonomijom, a njezine cikličke fluktuacije u osnovi su u skladu s makro ciklusom proizvodne industrije. Posljednjih godina pad cijena lasera doveo je do smanjenja cijena opreme, poboljšavajući ekonomsku učinkovitost laserske opreme i ubrzavajući stopu penetracije industrije.

Ključni trendovi nizvodnih primjena:

Proizvodnja litijevih baterija: Laseri se široko koriste u proizvodnji litijevih baterija. Litij-ionske baterije imaju visoke zahtjeve za sigurnost, konzistentnost i gustoću, a laserska obrada ima očite prednosti u učinku obrade i učinkovitosti. Trenutno, s brzim razvojem novih energetskih vozila, potražnja za opremom za litijeve baterije je jaka, a poduzeća koja proizvode litijeve baterije proširuju svoje proizvodne kapacitete. S obzirom na široku primjenu laserskog rezanja, čišćenja i označavanja u proizvodnji litijevih baterija, očekuje se da će udio opreme za lasersku obradu u proizvodnji litijevih baterija u budućnosti doseći 15-20%.
Lasersko čišćenje i lasersko oblaganjeOva nova tržišta primjene imaju široke perspektive. U usporedbi s kemijskim čišćenjem i mehaničkim brušenjem, lasersko čišćenje je ekološki prihvatljivo, ne oštećuje okoliš, ne uzrokuje sekundarno onečišćenje i učinkovito je. Može zamijeniti postojeća tržišta poput industrijskog čišćenja i ručnog poliranja, s ogromnim tržišnim potencijalom. Novo razvijena područja primjene uključuju čišćenje kulturnih ostataka, čišćenje zgrada i čišćenje ulica.
Fotonaponska industrija: Tehnologija laserske obrade može značajno poboljšati učinkovitost fotonaponskih ćelija. Potaknuto povoljnim čimbenicima poput kontinuiranog pada troškova proizvodnje fotonaponske energije i potražnje s tržišta u razvoju, globalno tržište fotonaponske energije nastavit će rasti. Laserska obrada primjenjuje se u procesima kao što su ablacija, rezanje, obrezivanje rubova i dopiranje u proizvodnji solarnih ćelija.

Osnovne komponente lasera

Struktura troškova: Iz strukture troškova lasera, specijalna optička vlakna, pumpni izvori i optički uređaji glavne su komponente troškova, čineći preko 80%. Među njima, pumpni izvori i specijalna optička vlakna glavni su izvori troškova sirovina za vlaknaste lasere - općenito, specijalna optička vlakna čine otprilike 20%, a pumpni izvori otprilike 30%.
Ključni pokazatelj praćenja: Prilikom analize ključnih komponenti lasera, najvažniji pokazatelj je stupanj vlastite proizvodnje (ili lokalizacije) tih ključnih komponenti. Veći udio vlastite proizvodnje (ili lokalizacije) dovodi do bržeg pada troškova nabave.
Izvori pumpanja: Kao izvor svjetlosti vlaknastih lasera, izvori pumpanja koriste se za pobuđivanje radnog medija lasera i pumpanje aktivnih čestica iz osnovnog stanja na višu energetsku razinu kako bi se postigla inverzija naseljenosti. Prema razlikama u radnom mediju i uvjetima rada lasera, dijele se u četiri vrste: optičko pobuđivanje (optičko pumpanje), pobuđivanje plinskim pražnjenjem, kemijsko pobuđivanje i pobuđivanje nuklearnom energijom. Odgovarajuće vrste lasera su vlaknasti laseri, laseri ugljikovog dioksida, laseri u čvrstom stanju itd.
Specijalna optička vlakna: Osnovna značajka koja razlikuje specijalna optička vlakna od običnih optičkih vlakana je njihova upotreba na specifičnim valnim duljinama. Vlakna dopirana iterbijem koriste se kao pojačavajući mediji za vlaknaste lasere i vlaknasta pojačala, dok se pasivna vlakna koriste za spojnike, pigtaile i druge optičke uređaje.

Budući trendovi razvoja laserske industrije

Kako se laserska tehnologija duboko integrira s novim tehnologijama poput umjetne inteligencije i Interneta stvari, te s kontinuiranom pojavom novih lasera poput ultrabrzih lasera ivisokosnažni vlaknasti laseri, industrijski lanac lasera će se razviti na višu razinu, donoseći revolucionarne promjene u područja poput obrade materijala i biomedicine.

U međuvremenu, kako se globalna proizvodna industrija kreće prema inteligenciji i greenizaciji, laserska proizvodnja, sa svojim prednostima visoke preciznosti i snažne prilagodljivosti, ubrzat će svoj prodor u područja precizne proizvodnje kao što su zasloni, potrošačka elektronika i integrirani krugovi, dodatno proširujući svoje tržište primjene.

Osim toga, kontinuirana podrška nacionalnim politikama za lasersku industriju i relevantnim politikama koje uvode lokalne vlasti postavit će čvrste temelje za poboljšanje i širenjelaserski industrijski lanac, potičući razvoj laserske industrije u smjeru veće kvalitete i veće učinkovitosti.

Vrijeme objave: 03.09.2025.

Razumjeti industrijski lanac u 10 minuta: Laserski industrijski lanac