Laser: definitie, industriële keten, toepassingen en wereldwijd landschap

Laserindustrieketen

Stroomopwaarts in de industriële keten

Midden in de industriële keten

Stroomafwaarts in de industriële keten

Voordelen en belangrijkste toepassingsgebieden van lasertechnologie

• Op het gebied van de nieuwe generatie informatietechnologie ondersteunt het de ontwikkeling van nieuwe sectoren voor weergave en communicatie, en stimuleert het innovaties in de informatietechnologie.
• In de hoogwaardige machinebouwsector verbetert het de groene en intelligente productieprocessen, waardoor de ontwikkeling van hogesnelheidsspoorwegen en instrumentatie wordt gestimuleerd.
• In de sector van nieuwe energie bevordert het de ontwikkeling van hoogrenderende zonne-energie en slimme netwerken, waardoor de toepassing van nieuwe energiebronnen wordt versneld.
• Op het gebied van nieuwe materialen maakt het nauwkeurige materiaalbewerking mogelijk en biedt het een sterke ondersteuning voor onderzoek en ontwikkeling van nieuwe materialen.
• In de elektrische auto-industrie optimaliseert het de verwerking en het lassen van auto-onderdelen, waardoor de modernisering van de elektrische auto-industrie wordt bevorderd.
• Op het gebied van energiebesparing en milieubescherming wordt het toegepast in halfgeleiderverlichting, wat bijdraagt ​​aan de vooruitgang van de energiebesparings- en milieubeschermingsindustrie.
• In de biologische industrie verbetert het de prestaties van geavanceerde medische apparatuur en stimuleert het innovatie in de biologische industrie.

Wereldwijd laserindustriepatroon

• Europese landen: Zij namen al vroeg een voorsprong in lasertechnologie en hebben diepgaande technische expertise opgebouwd, met voordelen op het gebied van hoge precisie, hoge betrouwbaarheid en hoogwaardige markttoepassingen (bijvoorbeeld halfgeleider- en lithografietechnologie). Volgens marktonderzoeksgegevens is de Europese laserindustrie goed voor meer dan 30% van het wereldwijde marktaandeel.
• De Verenigde Staten: Het land bekleedt een belangrijke positie op de wereldmarkt op gebieden zoals het ontwerp van hoogwaardige optische chips en de integratietechnologie van siliciumfotonica. Met name IPG Photonics is wereldwijd marktleider.markt voor glasvezellasersOver het geheel genomen heeft de Amerikaanse laserindustrie bijna 20% van het wereldwijde marktaandeel in handen.
• Japan en Zuid-Korea: Ze beschikken over unieke sterke punten op het gebied van precisieproductie, optische technologie en toepassingen in bepaalde nichesegmenten. Zo is Japan wereldleider in optische vezelpreforms en speciale optische vezels, met een wereldwijd marktaandeel van meer dan 50%; het Zuid-Koreaanse bedrijf Meere heeft een wereldwijd marktaandeel van 70% in display-randslijpmachines. Nauwkeurige gegevens over het totale wereldwijde marktaandeel van de laserindustrieën van Japan en Zuid-Korea zijn echter moeilijk te verkrijgen.
• China: Het land heeft duidelijke voordelen in de productie van laserapparatuur en domineert de wereldmarkt op dit gebied. In 2024 bedroeg de wereldwijde omzet van de laserapparatuurmarkt circa 21,8 miljard dollar, waarvan 89,7 miljard yuan afkomstig was uit China (goed voor 56,6% van de wereldmarkt). Echter, wanneer de gehele industriële keten in ogenschouw wordt genomen (inclusief basismaterialen en componenten, de productie van hoogwaardige laserapparatuur en geavanceerde toepassingen), daalt het marktaandeel van China tot circa 21% van het wereldtotaal.
• 

Ontwikkeling van de Chinese laserindustrie

Beleidsondersteuning

Regionale industriële clusters

• Wuhan Optics Valley: Door technologische en industriële innovatie diepgaand te integreren, heeft het een toonaangevend centrum voor de ontwikkeling van de Chinese laserindustrie gecreëerd. Het herbergt meer dan 200 laserbedrijven, die zich bezighouden met gas-, solid-state- en fiberlasers met een hoog, gemiddeld en laag vermogen. Er is een complete industriële keten gevormd, die stroomopwaartse lasermaterialen en ondersteunende componenten, stroomafwaartse lasers en bijbehorende apparatuur, en stroomafwaartse lasertoepassingen omvat.
• Parelrivierdelta: Gedreven door de marktvraag stimuleert deze regio de industriële vraag naar laserproductie en bevordert de verbetering van alle schakels in de industriële keten. Als grootste afzetmarkt voor de Chinese laserindustrie is het exportvolume goed voor meer dan 30% van het nationale totaal. De industriële omvang van deze regio bedraagt ​​ongeveer 13 miljard yuan, waarmee het na Wuhan het op één na grootste laserindustriecluster van China is.
• De Bohai-regio: Deze regio kenmerkt zich door sterke technologische R&D-capaciteiten en een robuuste marktvraag. De markt, vertegenwoordigd door Beijing, omvat een groot aantal bedrijven in de IT- en communicatiesector, wat zorgt voor een sterke vraag naar laserproducten.
• Yangtze-delta: Deze regio beschikt over een relatief complete industriële keten, met industrieën die voornamelijk geconcentreerd zijn in Shanghai, Nanjing, Wenzhou, Suzhou, Ningbo en andere steden. De laserindustrie in deze regio kenmerkt zich door grensoverschrijdende samenwerking en innovatie, wat via toonaangevende bedrijven de kwaliteit en efficiëntie van de toeleveringsketen en de verwerkingsketen stimuleert. Het aantal patentaanvragen in kerntechnologieën zoals ultrasnelle lasers enzeer nauwkeurige galvanometersystemenIn de Yangtze-rivierdelta neemt de productie gemiddeld met 34% per jaar toe, en het conversiepercentage van technologieën ligt aanzienlijk hoger dan het nationale gemiddelde.

1. Talentvoordeel: Rondom de basis zijn ongeveer 18 instellingen voor hoger onderwijs en 56 wetenschappelijke onderzoeksinstituten op provinciaal en ministerieel niveau geconcentreerd, die jaarlijks meer dan 50.000 studenten opleiden en zo een overvloed aan talent voor de laserindustrie bieden.
2. Technologisch voordeel: Instellingen zoals het Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications en de Huazhong University of Science and Technology behoren tot de nationale top op het gebied van optische communicatietechnologie en laserbewerking en bieden sterke technische ondersteuning voor industriële ontwikkeling.
3. Voordelen van een solide industriële basis: Wuhan Optics Valley heeft zich ontwikkeld tot China's grootste productiebasis voor glasvezel en -kabels, evenals voor laserapparatuur, en beschikt over een sterke industriële basis.
4. Marktvoordeel: De vestiging heeft een groot aandeel in de binnenlandse markt voor glasvezel- en kabelproducten en opto-elektronische apparaten, en bekleedt tevens een zekere positie in de wereldwijde opto-elektronische industrie, met brede marktvooruitzichten.

Marktdynamiek en kerncomponenten van laserapparatuur

Marktdynamiek van laserapparatuur

• Lithiumbatterijproductie: Lasers worden veelvuldig gebruikt bij de productie van lithiumbatterijen. Lithium-ionbatterijen stellen hoge eisen aan veiligheid, consistentie en dichtheid, en laserbewerking biedt duidelijke voordelen op het gebied van bewerkingseffect en efficiëntie. Met de snelle ontwikkeling van elektrische voertuigen is de vraag naar apparatuur voor lithiumbatterijen groot en breiden lithiumbatterijbedrijven hun productiecapaciteit uit. Gezien de wijdverspreide toepassing van lasersnijden, -reinigen en -markeren in de lithiumbatterijproductie, zal het aandeel laserbewerkingsapparatuur in de productie van lithiumbatterijen naar verwachting in de toekomst 15-20% bereiken.
• Laserreiniging en laserbekledingDeze opkomende toepassingsmarkten hebben brede vooruitzichten. Vergeleken met chemische reiniging en mechanisch slijpen is laserreiniging milieuvriendelijk, niet-schadelijk, vrij van secundaire vervuiling en efficiënt. Het kan bestaande markten zoals industriële reiniging en handmatig polijsten vervangen en heeft een enorm marktpotentieel. Nieuwe toepassingsgebieden zijn onder andere het reinigen van cultureel erfgoed, gebouwen en straten.
• Fotovoltaïsche industrie: Laserbewerkingstechnologie kan de efficiëntie van fotovoltaïsche cellen aanzienlijk verbeteren. Gedreven door gunstige factoren zoals de voortdurende daling van de kosten voor zonne-energieopwekking en de vraag vanuit opkomende markten, zal de wereldwijde fotovoltaïsche markt blijven groeien. Laserbewerking wordt toegepast in processen zoals ablatie, snijden, randafwerking en dotering bij de productie van zonnecellen.

Kerncomponenten van lasers

• Kostenstructuur: De belangrijkste kostencomponenten van lasers zijn speciale optische vezels, pompbronnen en optische componenten, goed voor meer dan 80%. Pompbronnen en speciale optische vezels vormen de kern van de grondstofkosten voor vezellasers – over het algemeen vertegenwoordigen speciale optische vezels ongeveer 20% en pompbronnen ongeveer 30%.
• Belangrijkste indicator: Bij de analyse van de kerncomponenten van lasers is de mate van zelfproductie (of lokalisatie) van deze kerncomponenten de belangrijkste indicator. Een hoger percentage zelfproductie (of lokalisatie) leidt tot een snellere daling van de inkoopkosten.
• Pompbronnen: Pompbronnen fungeren als lichtbron voor vezellasers en worden gebruikt om het lasermedium aan te slaan en de actieve deeltjes van de grondtoestand naar een hoger energieniveau te brengen, waardoor populatie-inversie wordt bereikt. Afhankelijk van het werkmedium en de laseromstandigheden worden ze onderverdeeld in vier typen: optische excitatie (optische pomping), gasontladings-excitatie, chemische excitatie en nucleaire energie-excitatie. De corresponderende lasertypen zijn onder andere vezellasers, koolstofdioxidelasers en solid-state lasers.
• Speciale optische vezels: Het belangrijkste kenmerk dat speciale optische vezels onderscheidt van gewone optische vezels, is hun toepassing bij specifieke golflengten. Met ytterbium gedoteerde vezels worden gebruikt als versterkingsmedium voor vezellasers en vezelversterkers, terwijl passieve vezels worden gebruikt voor koppelingen, pigtails en andere optische apparaten.

Toekomstige ontwikkelingstrends in de laserindustrie