Laser: Definition, industrikæde, anvendelser og globalt landskab
Laser refererer til lys produceret ved stimuleret emission af atomer, deraf navnet "laser". Siden det 20. århundrede har laser været en anden vigtig opfindelse af menneskeheden efter atomenergi, computere og halvledere, og er kendt som den "hurtigste kniv", "mest præcise lineal" og "klareste lys". Dens anvendelser er ekstremt omfattende, herunderlasermærkning, lasersvejsning,laserskæring, optisk fiberkommunikation, laserafstandsmåling, laserradar, laservåben, laserskiver, lasersynskorrektion, laserkosmetologi, laserscanning, lasermyggedræbere og laserinduceret fluorescens (LIF) ikke-destruktiv testteknologi.
Laserindustrikæde
Laserindustrien er en omfattende højteknologisk industri centreret omkring laserteknologi, der dækker forskning og udvikling af lasermaterialer, fremstilling af enheder, systemintegration og slutbrugerapplikationer. Den drejer sig om generering, styring, transmission og anvendelse af lasere, der involverer en komplet industriel kæde fra basismaterialer til slutprodukter.
Opstrøms for den industrielle kæde
Det omfatter hovedsageligt produktion og salg af lasermaterialer og støttekomponenter. Disse materialer, som danner grundlaget for laserudstyr, består af laserkrystaller, lasergasser, laserlamper og laserstrømforsyninger. Derudover omfatter det relevante produktionshjælpematerialer såsom optiske linser, pumpekilder, galvanometre og gitre. Kvaliteten og ydeevnen af disse materialer og komponenter påvirker direkte kvaliteten og ydeevnen af laserudstyr.
Midtstrømsdelen af den industrielle kæde
Dette segment beskæftiger sig primært med fremstilling og salg af forskellige lasere, samtlaserunderstøttende udstyrsåsom numeriske styreenheder og computere. Lasere er kernekomponenterne i laserudstyr, med forskellige typer, herunder faststoflasere, halvlederlasere og fiberlasere. Midstream-teknologien involverer også integration og pakning af upstream-laserchips, optoelektroniske enheder, moduler og optiske komponenter for at producere forskelligt laserudstyr såsom laserskæremaskiner,lasersvejsemaskinerog lasermærkningsmaskiner.
Nedstrøms i den industrielle kæde
Det repræsenterer anvendelsesområder for laserudstyr og dækker adskillige sektorer såsom avanceret produktion, sundhedspleje, videnskabelig forskning, bilindustrien og informationsteknologi. For eksempel kan laserskæremaskiner bruges til at skære metalmaterialer, lasersvejsemaskiner til svejsning af bildele og lasermærkningsmaskiner til mærkning af produktetiketter. Inden for disse områder spiller laserudstyr en afgørende rolle i at drive udviklingen og fremskridtet inden for relaterede industrier.
Fordele og vigtigste anvendelsesområder inden for laserteknologi
Laserteknologi, med dens fordele ved høj præcision, høj effektivitet og berøringsfri drift, spiller en stadig vigtigere rolle i strategiske, nye industrier:
- Inden for den nye generation af informationsteknologi støtter det udviklingen af nye display- og kommunikationssektorer og fremmer innovationer inden for informationsteknologi.
- Inden for fremstilling af avanceret udstyr forbedrer det niveauet af grøn produktion og intelligent produktion, hvilket styrker udviklingen af højhastighedsjernbaner og instrumentering.
- Inden for den nye energisektor fremmer det udviklingen af højeffektiv solenergi og smarte net, hvilket fremskynder anvendelsen af ny energi.
- Inden for nye materialer muliggør det præcis materialebearbejdning og yder stærk støtte til forskning og udvikling af nye materialer.
- I den nye energikøretøjsindustri optimerer det forarbejdning og svejsning af bildele og fremmer opgraderingen af den nye energikøretøjsindustri.
- Inden for energibesparelse og miljøbeskyttelse anvendes det i halvlederbelysning, hvilket bidrager til fremskridtene inden for energibesparelses- og miljøbeskyttelsesindustrien.
- I den biologiske industri forbedrer det ydeevnen af avanceret medicinsk udstyr, hvilket driver innovation i den biologiske industri.
Samlet set er de mest udbredte anvendelser af lasere dog fortsat inden for materialebehandling og kommunikation.
Globalt mønster for laserindustrien
- Europæiske lande: De tog tidligt føringen inden for laserteknologi og har akkumuleret dybdegående teknisk ekspertise, hvilket giver fordele inden for høj præcision, høj pålidelighed og avancerede markedsapplikationer (f.eks. halvleder- og litografiteknologi). Ifølge markedsundersøgelsesdata tegner Europas laserindustri sig for over 30 % af den globale markedsandel.
- USA: Det indtager en vigtig position på det globale marked inden for områder som avanceret optisk chipdesign og siliciumfotonikintegrationsteknologi. Især er IPG Photonics førende på det globale markedfiberlasermarkedetSamlet set har den amerikanske laserindustri næsten 20 % af det globale markedsandel.
- Japan og Sydkorea: De har unikke styrker inden for præcisionsfremstilling, optisk teknologi og anvendelser i visse nichesegmenter. For eksempel er Japan førende i verden inden for optiske fiberpræforme og specielle optiske fibre med en global markedsandel på over 50 %; Sydkoreas Meere Company har 70 % af den globale markedsandel inden for displaykantslibere. Det er dog vanskeligt at få præcise data om den samlede globale markedsandel for Japans og Sydkoreas laserindustrier.
- Kina: Landet har klare fordele inden for fremstilling af laserudstyr og dominerer det globale marked på dette område. I 2024 var den globale omsætning på laserudstyrsmarkedet cirka 21,8 milliarder amerikanske dollars, hvoraf Kinas omsætning på laserudstyrsmarkedet nåede 89,7 milliarder yuan (svarende til 56,6 % af det globale marked). Ikke desto mindre falder Kinas markedsandel til cirka 21 % af den globale total, når man ser på hele den industrielle kæde (inklusive kernematerialer og komponenter, fremstilling af avanceret laserudstyr og avancerede applikationer).
Udvikling af Kinas laserindustri
Politisk støtte
Den kinesiske regering lægger stor vægt på udviklingen af laserindustrien og har indført en række støttende politikker for at fremme forskning og udvikling, industrialisering og markedsudvidelse af laserteknologi.
Regionale industrielle klynger
Kina har i øjeblikket et stort antal virksomheder i laserindustrien, og den regionale industrielle konkurrence er hård. De vigtigste industriklynger er som følger:
- Wuhan Optics Valley: Ved dyb integration af teknologisk innovation og industriel innovation har virksomheden skabt et højland for udviklingen af Kinas laserindustri. Den samler over 200 laservirksomheder, der dækker forskellige gas-, faststof- og fiberlaservirksomheder med høj, mellem og lav effekt. Der er dannet en komplet industrikæde, der omfatter upstream-lasermaterialer og understøttende komponenter, midstream-lasere og understøttende udstyr samt downstream-laserapplikationer.
- Pearl River Delta: Drevet af markedsefterspørgslen stimulerer det den industrielle efterspørgsel efter laserproduktion og fremmer forbedringen af alle led i den industrielle kæde. Som det største anvendelsesmarked for Kinas laserindustri tegner eksportvolumen sig for over 30% af den nationale total. Den industrielle skala i denne region er cirka 13 milliarder yuan, hvilket gør den til den næststørste laserindustriklynge i Kina efter Wuhan.
- Bohai Rim: Det kan prale af stærke teknologiske forsknings- og udviklingskapaciteter og en robust markedsefterspørgsel. Dette marked, repræsenteret af Beijing, samler et stort antal virksomheder inden for IT- og kommunikationsindustrien, hvilket skaber en stærk efterspørgsel efter laserprodukter.
- Yangtze-floddeltaet: Det har en relativt komplet industrikæde med industrier hovedsageligt fordelt i Shanghai, Nanjing, Wenzhou, Suzhou, Ningbo og andre byer. Laserindustrien i denne region er kendetegnet ved tværregional samarbejdsinnovation, der driver kvalitets- og effektivitetsforbedringen i både opstrøms og nedstrøms industrikæden gennem førende virksomheder. Antallet af patentansøgninger inden for kerneteknologiområder såsom ultrahurtige lasere oghøjpræcisions galvanometersystemeri Yangtze-floddeltaet stiger med gennemsnitligt 34 % årligt, og teknologikonverteringsraten er betydeligt højere end landsgennemsnittet.
Som Kinas største laserindustri er Wuhan Optics Valley hjemsted for mere end 300 laserrelaterede virksomheder med en samlet omsætning på over 20 milliarder yuan. Den årlige produktionsværdi af laserbehandlingsprodukter tegner sig for en tredjedel af den nationale total. Det demonstrerer betydelige fordele inden for talent, teknologi, industrielt fundament og marked:
- Talentfordel: Omkring 18 højere læreanstalter og 56 videnskabelige forskningsinstitutter på provinsielt og ministerielt niveau er koncentreret omkring basen, der kultiverer over 50.000 universitetsstuderende årligt og leverer rigelige talentressourcer til laserindustrien.
- Teknologisk fordel: Institutioner som Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications og Huazhong University of Science and Technology er på det førende niveau inden for optisk kommunikationsteknologi og laserbehandling og tilbyder stærk teknisk støtte til industriel udvikling.
- Fordel ved det industrielle fundament: Wuhan Optics Valley har udviklet sig til Kinas største produktionsbase for optiske fibre og kabler samt laserudstyr med et solidt industrielt fundament.
- Markedsfordel: Basen har en stor andel på det indenlandske marked for optiske fibre og kabelprodukter samt på markedet for optoelektroniske enheder og indtager også en vis position i den globale optoelektroniske industri med brede markedsudsigter.
Markedsdynamik og kernekomponenter i laserudstyr
Markedsdynamik for laserudstyr
Laserudstyr er typisk universaludstyr, hvis downstream-segment er bredt fordelt i industrier som bilindustrien, 3C (computere, kommunikation, forbrugerelektronik), metalplader og skibsbygning. Industriens velstand er stærkt korreleret med makroøkonomien, og dens konjunkturudsving er grundlæggende i overensstemmelse med fremstillingsindustriens makrocyklus. I de senere år har faldet i laserpriser ført til et fald i udstyrspriserne, hvilket har forbedret laserudstyrs økonomiske effektivitet og accelereret industriens penetrationsrate.
Vigtige downstream-applikationstendenser:
- Produktion af lithiumbatterier: Lasere anvendes i vid udstrækning i produktionen af lithiumbatterier. Lithium-ion-batterier har høje krav til sikkerhed, konsistens og densitet, og laserbehandling har åbenlyse fordele i behandlingseffekt og effektivitet. I øjeblikket, med den hurtige udvikling af nye energikøretøjer, er efterspørgslen efter lithiumbatteriudstyr stærk, og lithiumbatterivirksomheder udvider deres produktionskapacitet. I betragtning af den udbredte anvendelse af laserskæring, rengøring og mærkning i fremstilling af lithiumbatterier forventes andelen af laserbehandlingsudstyr i fremstillingen af kraftlithiumbatterier at nå 15-20% i fremtiden.
- Laserrensning og laserbeklædningDisse nye anvendelsesmarkeder har brede perspektiver. Sammenlignet med kemisk rengøring og mekanisk slibning er laserrensning miljøvenlig, ikke-skadelig, fri for sekundær forurening og effektiv. Det kan erstatte eksisterende markeder som industriel rengøring og manuel polering med et enormt markedspotentiale. Nyudviklede anvendelsesområder omfatter rengøring af kulturelle relikvier, bygningsrengøring og gaderengøring.
- Fotovoltaisk industri: Laserbehandlingsteknologi kan forbedre effektiviteten af fotovoltaiske celler betydeligt. Drevet af gunstige faktorer som det fortsatte fald i omkostningerne til fotovoltaisk energiproduktion og efterspørgslen fra vækstmarkeder, vil det globale marked for fotovoltaiske celler fortsætte med at vokse. Laserbehandling anvendes i processer som ablation, skæring, kantbeskæring og doping i solcelleproduktion.
Kernekomponenter i lasere
- Omkostningsstruktur: Fra laseres omkostningsstruktur er specielle optiske fibre, pumpekilder og optiske enheder de vigtigste omkostningskomponenter, der tegner sig for over 80%. Blandt disse er pumpekilder og specielle optiske fibre de vigtigste kilder til råmaterialeomkostninger for fiberlasere – generelt tegner specielle optiske fibre sig for cirka 20%, og pumpekilder tegner sig for cirka 30%.
- Nøgleindikator: Når man analyserer laseres kernekomponenter, er den vigtigste indikator graden af egenproduktion (eller lokalisering) af disse kernekomponenter. En højere andel af egenproduktion (eller lokalisering) fører til et hurtigere fald i indkøbsomkostninger.
- Pumpekilder: Som lyskilder i fiberlasere bruges pumpekilder til at excitere laserens arbejdsmedium og pumpe de aktive partikler fra grundtilstanden til et højere energiniveau for at opnå populationsinversion. I henhold til forskellene i arbejdsmediet og laserens driftsforhold er de opdelt i fire typer: optisk excitation (optisk pumpning), gasudladningsexcitation, kemisk excitation og nuklear energiexcitation. De tilsvarende typer lasere er fiberlasere, kuldioxidlasere, faststoflasere osv.
- Specielle optiske fibre: Det centrale træk, der adskiller specielle optiske fibre fra almindelige optiske fibre, er deres anvendelse ved specifikke bølgelængder. Ytterbium-dopede fibre bruges som forstærkningsmedier til fiberlasere og fiberforstærkere, mens passive fibre bruges til koblere, pigtails og andre optiske enheder.
Fremtidige udviklingstendenser i laserindustrien
I takt med at laserteknologi integreres dybt med nye teknologier som kunstig intelligens og Tingenes Internet, og med den fortsatte fremkomst af nye lasere som ultrahurtige lasere oghøjtydende fiberlasere, vil laserindustrien udvikle sig til et højere niveau, hvilket vil medføre revolutionerende ændringer inden for områder som materialeforarbejdning og biomedicin.
I mellemtiden, i takt med at den globale fremstillingsindustri bevæger sig mod intelligens og grønere teknologi, vil laserfremstilling med sine fordele ved høj præcision og stærk tilpasningsevne accelerere sin penetration inden for præcisionsfremstillingsområder som displaypaneler, forbrugerelektronik og integrerede kredsløb og yderligere udvide sit anvendelsesmarked.
Derudover vil den fortsatte støtte til nationale politikker for laserindustrien og de relevante politikker, der indføres af lokale myndigheder, lægge et solidt fundament for forbedring og udvidelse aflaser industriel kæde, der fremmer laserindustrien til at udvikle sig i retning af højere kvalitet og højere effektivitet.
Opslagstidspunkt: 3. september 2025
