1. Επισκόπηση βιομηχανίας λέιζερ
(1) Εισαγωγή λέιζερ
Το λέιζερ (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, συντομογραφία LASER) είναι μια ευθυγραμμισμένη, μονοχρωματική, συνεκτική, κατευθυντική δέσμη φωτός που παράγεται από την ενίσχυση της ακτινοβολίας φωτός σε στενή συχνότητα μέσω διεγερμένου συντονισμού ανάδρασης και ακτινοβολίας.
Η τεχνολογία λέιζερ ξεκίνησε στις αρχές της δεκαετίας του 1960 και λόγω της εντελώς διαφορετικής φύσης του από το συνηθισμένο φως, το λέιζερ χρησιμοποιήθηκε σύντομα ευρέως σε διάφορους τομείς και επηρέασε βαθιά την ανάπτυξη και τον μετασχηματισμό της επιστήμης, της τεχνολογίας, της οικονομίας και της κοινωνίας.
Η γέννηση του λέιζερ άλλαξε δραματικά το πρόσωπο της αρχαίας οπτικής, επεκτείνοντας την κλασική οπτική φυσική σε έναν νέο κλάδο υψηλής τεχνολογίας που περιλαμβάνει τόσο την κλασική οπτική όσο και τη σύγχρονη φωτονική, συμβάλλοντας αναντικατάστατα στην ανάπτυξη της ανθρώπινης οικονομίας και κοινωνίας. Η έρευνα στη φυσική λέιζερ έχει συμβάλει στην άνθηση δύο μεγάλων κλάδων της σύγχρονης φωτονικής φυσικής: της ενεργειακής φωτονικής και της φωτονικής της πληροφορίας. Καλύπτει μη γραμμική οπτική, κβαντική οπτική, κβαντική υπολογιστική, ανίχνευση και επικοινωνία με λέιζερ, φυσική πλάσματος λέιζερ, χημεία λέιζερ, βιολογία λέιζερ, ιατρική λέιζερ, εξαιρετικά ακριβή φασματοσκοπία και μετρολογία λέιζερ, ατομική φυσική λέιζερ, συμπεριλαμβανομένης της ψύξης με λέιζερ και της έρευνας συμπυκνωμένης ύλης Bose-Einstein , λειτουργικά υλικά λέιζερ, κατασκευή λέιζερ, λέιζερ κατασκευή μικροοπτοηλεκτρονικών τσιπ, τρισδιάστατη εκτύπωση λέιζερ και περισσότερες από 20 διεθνείς συνοριακές ειδικότητες και τεχνολογικές εφαρμογές. Το Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Λέιζερ (DSL) έχει ιδρυθεί στους παρακάτω τομείς.
Στη βιομηχανία κατασκευής λέιζερ, ο κόσμος έχει εισέλθει στην εποχή της «ελαφριάς κατασκευής», σύμφωνα με τις διεθνείς στατιστικές της βιομηχανίας λέιζερ, το 50% του ετήσιου ΑΕΠ των Ηνωμένων Πολιτειών1 σχετίζεται με την ταχεία επέκταση της αγοράς των εφαρμογών λέιζερ υψηλού επιπέδου. Αρκετές ανεπτυγμένες χώρες, εκπροσωπούμενες από τις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Γερμανία και την Ιαπωνία, έχουν ουσιαστικά ολοκληρώσει την αντικατάσταση των παραδοσιακών διεργασιών με επεξεργασία λέιζερ σε μεγάλες μεταποιητικές βιομηχανίες όπως η αυτοκινητοβιομηχανία και η αεροπορία. Το λέιζερ στη βιομηχανική κατασκευή έχει δείξει μεγάλες δυνατότητες για χαμηλού κόστους, υψηλής ποιότητας, υψηλής απόδοσης και ειδικές κατασκευαστικές εφαρμογές που δεν μπορούν να επιτευχθούν με τη συμβατική κατασκευή και έχει γίνει σημαντικός μοχλός ανταγωνισμού και καινοτομίας μεταξύ των μεγάλων βιομηχανικών χωρών του κόσμου. Οι χώρες υποστηρίζουν ενεργά την τεχνολογία λέιζερ ως μία από τις σημαντικότερες τεχνολογίες αιχμής τους και έχουν αναπτύξει εθνικά σχέδια ανάπτυξης της βιομηχανίας λέιζερ.
(2)ΛέιζερΠηγή Παρχή
Το λέιζερ είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί διεγερμένη ακτινοβολία για να παράγει ορατό ή αόρατο φως, με πολύπλοκη δομή και υψηλά τεχνικά εμπόδια. Το οπτικό σύστημα αποτελείται κυρίως από πηγή αντλίας (πηγή διέγερσης), μέσο απολαβής (ουσία εργασίας) και κοιλότητα συντονισμού και άλλα υλικά οπτικών συσκευών. Το μέσο απολαβής είναι η πηγή παραγωγής φωτονίων και απορροφώντας την ενέργεια που παράγεται από την πηγή αντλίας, το μέσο απολαβής μεταπηδά από τη θεμελιώδη κατάσταση στη διεγερμένη κατάσταση. Εφόσον η διεγερμένη κατάσταση είναι ασταθής, αυτή τη στιγμή, το μέσο κέρδους θα απελευθερώσει ενέργεια για να επιστρέψει στη σταθερή κατάσταση της βασικής κατάστασης. Σε αυτή τη διαδικασία απελευθέρωσης ενέργειας, το μέσο κέρδους παράγει φωτόνια, και αυτά τα φωτόνια έχουν υψηλό βαθμό συνέπειας σε ενέργεια, μήκος κύματος και κατεύθυνση, αντανακλώνται συνεχώς στην κοιλότητα οπτικού συντονισμού, αμοιβαία κίνηση, έτσι ώστε να ενισχύονται συνεχώς και τελικά εκτοξεύστε το λέιζερ μέσω του ανακλαστήρα για να σχηματίσετε μια δέσμη λέιζερ. Ως οπτικό σύστημα πυρήνα του τερματικού εξοπλισμού, η απόδοση του λέιζερ συχνά καθορίζει άμεσα την ποιότητα και την ισχύ της δέσμης εξόδου του εξοπλισμού λέιζερ, είναι το βασικό συστατικό του τερματικού εξοπλισμού λέιζερ.
Η πηγή αντλίας (πηγή διέγερσης) παρέχει ενεργειακή διέγερση στο μέσο απολαβής. Το μέσο κέρδους διεγείρεται για την παραγωγή φωτονίων για τη δημιουργία και την ενίσχυση του λέιζερ. Η κοιλότητα συντονισμού είναι το μέρος όπου ρυθμίζονται τα χαρακτηριστικά των φωτονίων (συχνότητα, φάση και κατεύθυνση λειτουργίας) για να ληφθεί υψηλής ποιότητας πηγή φωτός εξόδου ελέγχοντας τις ταλαντώσεις φωτονίων στην κοιλότητα. Η πηγή αντλίας (πηγή διέγερσης) παρέχει την ενεργειακή διέγερση για το μέσο απολαβής. Το μέσο κέρδους διεγείρεται για την παραγωγή φωτονίων για τη δημιουργία και την ενίσχυση του λέιζερ. Η κοιλότητα συντονισμού είναι το μέρος όπου τα χαρακτηριστικά φωτονίων (συχνότητα, φάση και κατεύθυνση λειτουργίας) ρυθμίζονται για να ληφθεί μια πηγή φωτός εξόδου υψηλής ποιότητας ελέγχοντας τις ταλαντώσεις φωτονίων στην κοιλότητα.
(3)Ταξινόμηση της πηγής λέιζερ
Η πηγή λέιζερ μπορεί να ταξινομηθεί σύμφωνα με το μέσο απολαβής, το μήκος κύματος εξόδου, τον τρόπο λειτουργίας και τον τρόπο άντλησης, ως εξής
① Ταξινόμηση ανά μέσο απολαβής
Σύμφωνα με τα διαφορετικά μέσα απολαβής, τα λέιζερ μπορούν να χωριστούν σε στερεά κατάσταση (συμπεριλαμβανομένων στερεών, ημιαγωγών, ινών, υβριδικών), υγρών λέιζερ, λέιζερ αερίου κ.λπ.
| ΛέιζερΠηγήΤύπος | Κερδίστε μέσα | Κύρια Χαρακτηριστικά |
| Πηγή λέιζερ στερεάς κατάστασης | Στερεά, Ημιαγωγοί, Οπτικές Ίνες, Υβριδικά | Ωραία σταθερότητα, υψηλή ισχύς, χαμηλό κόστος συντήρησης, κατάλληλο για εκβιομηχάνιση |
| Πηγή υγρού λέιζερ | Χημικά υγρά | Προαιρετικό εύρος μήκους κύματος, αλλά μεγάλο μέγεθος και υψηλό κόστος συντήρησης |
| Πηγή λέιζερ αερίου | Αέρια | Υψηλής ποιότητας πηγή φωτός λέιζερ, αλλά μεγαλύτερο μέγεθος και υψηλότερο κόστος συντήρησης |
| Δωρεάν πηγή λέιζερ ηλεκτρονίων | Δέσμη ηλεκτρονίων σε συγκεκριμένο μαγνητικό πεδίο | Μπορεί να επιτευχθεί παραγωγή λέιζερ εξαιρετικά υψηλής ισχύος και υψηλής ποιότητας, αλλά η τεχνολογία κατασκευής και το κόστος παραγωγής είναι πολύ υψηλά |
Λόγω της καλής σταθερότητας, της υψηλής ισχύος και του χαμηλού κόστους συντήρησης, η εφαρμογή λέιζερ στερεάς κατάστασης επωφελείται απόλυτα.
Μεταξύ των λέιζερ στερεάς κατάστασης, τα λέιζερ ημιαγωγών έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης, μικρού μεγέθους, μεγάλης διάρκειας ζωής, χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας κ.λπ. εφαρμογές επικοινωνίας, ανίχνευσης, απεικόνισης, παρακολούθησης και άμυνας και έχουν γίνει σημαντική βάση για την ανάπτυξη σύγχρονης τεχνολογίας λέιζερ με στρατηγική σημασία ανάπτυξης.
Από την άλλη πλευρά, τα λέιζερ ημιαγωγών μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως πηγή φωτός άντλησης πυρήνα για άλλα λέιζερ, όπως λέιζερ στερεάς κατάστασης και λέιζερ ινών, προωθώντας σε μεγάλο βαθμό την τεχνολογική πρόοδο ολόκληρου του πεδίου λέιζερ. Όλες οι μεγάλες ανεπτυγμένες χώρες του κόσμου το έχουν συμπεριλάβει στα εθνικά αναπτυξιακά τους σχέδια, παρέχοντας ισχυρή υποστήριξη και ταχεία ανάπτυξη.
② Σύμφωνα με τη μέθοδο άντλησης
Τα λέιζερ μπορούν να χωριστούν σε λέιζερ ηλεκτρικά αντλούμενα, οπτικά αντλούμενα, χημικά αντλούμενα λέιζερ κ.λπ. σύμφωνα με τη μέθοδο άντλησης.
Τα λέιζερ με ηλεκτρική άντληση αναφέρονται σε λέιζερ που διεγείρονται από το ρεύμα, τα λέιζερ αερίου διεγείρονται κυρίως από την εκκένωση αερίου, ενώ τα λέιζερ ημιαγωγών διεγείρονται κυρίως από την έγχυση ρεύματος.
Σχεδόν όλα τα λέιζερ στερεάς κατάστασης και τα υγρά λέιζερ είναι λέιζερ οπτικής αντλίας και τα λέιζερ ημιαγωγών χρησιμοποιούνται ως βασική πηγή άντλησης για λέιζερ οπτικής αντλίας.
Τα λέιζερ με χημική άντληση αναφέρονται σε λέιζερ που χρησιμοποιούν την ενέργεια που απελευθερώνεται από τις χημικές αντιδράσεις για να διεγείρουν το υλικό εργασίας.
③Ταξινόμηση κατά τρόπο λειτουργίας
Τα λέιζερ μπορούν να χωριστούν σε συνεχή και παλμικά λέιζερ ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας τους.
Τα συνεχή λέιζερ έχουν σταθερή κατανομή του αριθμού των σωματιδίων σε κάθε επίπεδο ενέργειας και του πεδίου ακτινοβολίας στην κοιλότητα και η λειτουργία τους χαρακτηρίζεται από τη διέγερση του υλικού εργασίας και την αντίστοιχη έξοδο λέιζερ με συνεχή τρόπο για μεγάλο χρονικό διάστημα . Τα συνεχή λέιζερ μπορούν να εξάγουν φως λέιζερ συνεχώς για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, αλλά το θερμικό αποτέλεσμα είναι πιο εμφανές.
Τα παλμικά λέιζερ αναφέρονται στη χρονική διάρκεια κατά την οποία η ισχύς του λέιζερ διατηρείται σε μια ορισμένη τιμή και εξέρχεται φως λέιζερ με ασυνεχή τρόπο, με κύρια χαρακτηριστικά το μικρό θερμικό αποτέλεσμα και την καλή δυνατότητα ελέγχου.
④ Ταξινόμηση κατά μήκος κύματος εξόδου
Τα λέιζερ μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με το μήκος κύματος ως λέιζερ υπερύθρων, ορατά λέιζερ, λέιζερ υπεριώδους, λέιζερ βαθιάς υπεριώδους κ.λπ. Το εύρος μήκους κύματος του φωτός που μπορεί να απορροφηθεί από διαφορετικά δομημένα υλικά είναι διαφορετικό, επομένως χρειάζονται λέιζερ διαφορετικών μηκών κύματος για λεπτή επεξεργασία διαφορετικών υλικών ή για διαφορετικά σενάρια εφαρμογής.Τα υπέρυθρα λέιζερ και τα υπεριώδη λέιζερ είναι τα δύο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα λέιζερ. Τα υπέρυθρα λέιζερ χρησιμοποιούνται κυρίως στη "θερμική επεξεργασία", όπου το υλικό στην επιφάνεια του υλικού θερμαίνεται και εξατμίζεται (εξατμίζεται) για να αφαιρεθεί το υλικό. σε επεξεργασία μη μεταλλικών υλικών λεπτής μεμβράνης, κοπή γκοφρέτας ημιαγωγών, κοπή οργανικού γυαλιού, διάτρηση, σήμανση και άλλα πεδία, υψηλή ενέργεια Στον τομέα της επεξεργασίας μη μεταλλικών υλικών λεπτής μεμβράνης, κοπής γκοφρέτας ημιαγωγών, κοπής οργανικού γυαλιού, διάτρησης, σήμανσης, κ.λπ., τα υπεριώδη φωτόνια υψηλής ενέργειας διασπούν απευθείας τους μοριακούς δεσμούς στην επιφάνεια των μη μεταλλικών υλικών, έτσι ώστε το Τα μόρια μπορούν να διαχωριστούν από το αντικείμενο, και αυτή η μέθοδος δεν παράγει αντίδραση υψηλής θερμότητας, επομένως συνήθως ονομάζεται «ψυχρή επεξεργασία».
Λόγω της υψηλής ενέργειας των φωτονίων υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι δύσκολο να δημιουργηθεί ένα συγκεκριμένο υψηλής ισχύος συνεχές λέιζερ υπεριώδους ακτινοβολίας από εξωτερική πηγή διέγερσης, επομένως το λέιζερ υπεριώδους ακτινοβολίας παράγεται γενικά με την εφαρμογή της μεθόδου μετατροπής συχνότητας μη γραμμικής επίδρασης κρυσταλλικού υλικού, επομένως το ρεύμα χρησιμοποιείται ευρέως Ο βιομηχανικός τομέας των λέιζερ UV είναι κυρίως λέιζερ υπεριώδους ακτινοβολίας στερεάς κατάστασης.
(4) Βιομηχανική αλυσίδα
Το ανάντη της αλυσίδας της βιομηχανίας είναι η χρήση πρώτων υλών ημιαγωγών, εξοπλισμού υψηλής τεχνολογίας και συναφών εξαρτημάτων παραγωγής για την κατασκευή πυρήνων λέιζερ και οπτοηλεκτρονικών συσκευών, που αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο της βιομηχανίας λέιζερ και έχει υψηλό όριο πρόσβασης. Η μέση ροή της αλυσίδας της βιομηχανίας είναι η χρήση τσιπ λέιζερ και οπτοηλεκτρονικών συσκευών, δομοστοιχείων, οπτικών εξαρτημάτων κ.λπ. ως αντλιών για την κατασκευή και πώληση διαφόρων λέιζερ, συμπεριλαμβανομένων λέιζερ απευθείας ημιαγωγών, λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα, λέιζερ στερεάς κατάστασης. λέιζερ ινών κ.λπ. η κατάντη βιομηχανία αναφέρεται κυρίως στους τομείς εφαρμογής διαφόρων λέιζερ, συμπεριλαμβανομένου του βιομηχανικού εξοπλισμού επεξεργασίας, του LIDAR, των οπτικών επικοινωνιών, της ιατρικής ομορφιάς και άλλων βιομηχανιών εφαρμογών
① Προμηθευτές ανάντη
Οι πρώτες ύλες για προϊόντα ανάντη, όπως τσιπ λέιζερ ημιαγωγών, συσκευές και μονάδες είναι κυρίως διάφορα υλικά τσιπ, υλικά από ίνες και μηχανικά κατεργασμένα εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένων υποστρωμάτων, ψυκτών θερμότητας, χημικών ουσιών και σετ περιβλημάτων. Η επεξεργασία τσιπ απαιτεί υψηλή ποιότητα και απόδοση των πρώτων υλών ανάντη, κυρίως από ξένους προμηθευτές, αλλά ο βαθμός εντοπισμού σταδιακά αυξάνεται και σταδιακά επιτυγχάνεται ανεξάρτητος έλεγχος. Η απόδοση των κύριων πρώτων υλών έχει άμεσο αντίκτυπο στην ποιότητα των τσιπ λέιζερ ημιαγωγών, με τη συνεχή βελτίωση της απόδοσης των διαφόρων υλικών τσιπ, για τη βελτίωση της απόδοσης των προϊόντων της βιομηχανίας διαδραματίζουν θετικό ρόλο στην προώθηση.
②Μεσαία αλυσίδα βιομηχανίας
Το τσιπ λέιζερ ημιαγωγών είναι η βασική πηγή φωτός της αντλίας διαφόρων τύπων λέιζερ στο μέσο της αλυσίδας της βιομηχανίας και διαδραματίζει θετικό ρόλο στην προώθηση της ανάπτυξης λέιζερ μέσης ροής. Στον τομέα των λέιζερ midstream, κυριαρχούν οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Γερμανία και άλλες υπερπόντιες επιχειρήσεις, αλλά μετά την ταχεία ανάπτυξη της εγχώριας βιομηχανίας λέιζερ τα τελευταία χρόνια, η αγορά μεσαίου ρεύματος της αλυσίδας βιομηχανίας έχει επιτύχει ταχεία εγχώρια υποκατάσταση.
③Βιομηχανική αλυσίδα κατάντη
Η κατάντη βιομηχανία έχει μεγαλύτερο ρόλο στην προώθηση της ανάπτυξης της βιομηχανίας, επομένως η ανάπτυξη της κατάντη βιομηχανίας θα επηρεάσει άμεσα τον χώρο της αγοράς της βιομηχανίας. Η συνεχής ανάπτυξη της οικονομίας της Κίνας και η εμφάνιση στρατηγικών ευκαιριών για οικονομικό μετασχηματισμό έχουν δημιουργήσει καλύτερες συνθήκες ανάπτυξης για την ανάπτυξη αυτού του κλάδου. Η Κίνα μεταβαίνει από μια χώρα παραγωγής σε μια παραγωγική μονάδα παραγωγής ισχύος και τα λέιζερ και ο εξοπλισμός λέιζερ κατάντη είναι ένα από τα κλειδιά για την αναβάθμιση της μεταποιητικής βιομηχανίας, η οποία παρέχει ένα καλό περιβάλλον ζήτησης για τη μακροπρόθεσμη βελτίωση αυτής της βιομηχανίας. Οι απαιτήσεις της μεταγενέστερης βιομηχανίας για τον δείκτη απόδοσης των τσιπ λέιζερ ημιαγωγών και των συσκευών τους αυξάνονται και οι εγχώριες επιχειρήσεις εισέρχονται σταδιακά στην αγορά λέιζερ υψηλής ισχύος από την αγορά λέιζερ χαμηλής ισχύος, επομένως η βιομηχανία πρέπει να αυξάνει συνεχώς τις επενδύσεις στον τομέα της τεχνολογικής έρευνας και ανάπτυξη και ανεξάρτητη καινοτομία.
2. Κατάσταση ανάπτυξης της βιομηχανίας λέιζερ ημιαγωγών
Τα λέιζερ ημιαγωγών έχουν την καλύτερη απόδοση μετατροπής ενέργειας μεταξύ όλων των ειδών λέιζερ, αφενός, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βασική πηγή αντλίας λέιζερ οπτικών ινών, λέιζερ στερεάς κατάστασης και άλλων λέιζερ οπτικής αντλίας. Από την άλλη πλευρά, με τη συνεχή ανακάλυψη της τεχνολογίας λέιζερ ημιαγωγών όσον αφορά την απόδοση ισχύος, τη φωτεινότητα, τη διάρκεια ζωής, το πολλαπλό μήκος κύματος, τον ρυθμό διαμόρφωσης κ.λπ., τα λέιζερ ημιαγωγών χρησιμοποιούνται ευρέως στην επεξεργασία υλικών, την ιατρική, την οπτική επικοινωνία, την οπτική ανίχνευση, άμυνα κ.λπ. Σύμφωνα με το Laser Focus World, τα συνολικά παγκόσμια έσοδα από διοδικά λέιζερ, π.χ. λέιζερ ημιαγωγών και λέιζερ χωρίς διόδους, εκτιμάται ότι ανέρχονται σε 18.480 εκατομμύρια δολάρια το 2021, με τα λέιζερ ημιαγωγών να αντιπροσωπεύουν το 43% των συνολικών εσόδων.
Σύμφωνα με το Laser Focus World, η παγκόσμια αγορά λέιζερ ημιαγωγών θα είναι 6.724 εκατομμύρια δολάρια το 2020, αυξημένη κατά 14,20% από το προηγούμενο έτος. Με την ανάπτυξη της παγκόσμιας νοημοσύνης, την αυξανόμενη ζήτηση για λέιζερ σε έξυπνες συσκευές, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, νέα ενέργεια και άλλους τομείς, καθώς και τη συνεχή επέκταση του ιατρικού εξοπλισμού, του εξοπλισμού ομορφιάς και άλλων αναδυόμενων εφαρμογών, τα λέιζερ ημιαγωγών μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή αντλίας για λέιζερ οπτικών αντλιών και το μέγεθος της αγοράς θα συνεχίσει να διατηρεί σταθερή ανάπτυξη. Το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς λέιζερ ημιαγωγών 2021 είναι 7,946 δισεκατομμύρια δολάρια, με ρυθμό ανάπτυξης της αγοράς 18,18%.
Μέσω των κοινών προσπαθειών τεχνικών εμπειρογνωμόνων και επιχειρήσεων και επαγγελματιών, η βιομηχανία λέιζερ ημιαγωγών της Κίνας έχει επιτύχει εξαιρετική ανάπτυξη, έτσι ώστε η βιομηχανία λέιζερ ημιαγωγών της Κίνας να έχει βιώσει τη διαδικασία από το μηδέν και την αρχή του πρωτοτύπου της βιομηχανίας λέιζερ ημιαγωγών της Κίνας. Τα τελευταία χρόνια, η Κίνα αύξησε την ανάπτυξη της βιομηχανίας λέιζερ και διάφορες περιοχές έχουν αφιερωθεί στην επιστημονική έρευνα, τη βελτίωση της τεχνολογίας, την ανάπτυξη της αγοράς και την κατασκευή βιομηχανικών πάρκων λέιζερ υπό την ηγεσία της κυβέρνησης και τη συνεργασία επιχειρήσεων λέιζερ.
3. Μελλοντική αναπτυξιακή τάση της βιομηχανίας λέιζερ της Κίνας
Σε σύγκριση με τις ανεπτυγμένες χώρες της Ευρώπης και των Ηνωμένων Πολιτειών, η τεχνολογία λέιζερ της Κίνας δεν αργεί, αλλά στην εφαρμογή της τεχνολογίας λέιζερ και της τεχνολογίας πυρήνων υψηλής τεχνολογίας εξακολουθεί να υπάρχει ένα σημαντικό κενό, ειδικά το τσιπ λέιζερ ανάντη ημιαγωγών και άλλα βασικά εξαρτήματα εξακολουθούν να εξαρτάται από τις εισαγωγές.
Οι ανεπτυγμένες χώρες που εκπροσωπούνται από τις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Γερμανία και την Ιαπωνία έχουν ουσιαστικά ολοκληρώσει την αντικατάσταση της παραδοσιακής τεχνολογίας παραγωγής σε ορισμένους μεγάλους βιομηχανικούς τομείς και έχουν εισέλθει στην εποχή της «ελαφριάς παραγωγής». αν και η ανάπτυξη εφαρμογών λέιζερ στην Κίνα είναι ταχεία, αλλά το ποσοστό διείσδυσης της εφαρμογής εξακολουθεί να είναι σχετικά χαμηλό. Ως βασική τεχνολογία της βιομηχανικής αναβάθμισης, η βιομηχανία λέιζερ θα συνεχίσει να είναι βασικός τομέας εθνικής υποστήριξης και θα συνεχίσει να επεκτείνει το πεδίο εφαρμογής και τελικά να προωθήσει τη μεταποιητική βιομηχανία της Κίνας στην εποχή της «ελαφριάς κατασκευής». Από την τρέχουσα κατάσταση ανάπτυξης, η ανάπτυξη της βιομηχανίας λέιζερ της Κίνας δείχνει τις ακόλουθες τάσεις ανάπτυξης.
(1) Το τσιπ λέιζερ ημιαγωγών και άλλα βασικά εξαρτήματα συνειδητοποιούν σταδιακά τον εντοπισμό
Πάρτε για παράδειγμα το λέιζερ ινών, η πηγή αντλίας λέιζερ ινών υψηλής ισχύος είναι η κύρια περιοχή εφαρμογής του λέιζερ ημιαγωγών, το τσιπ και η μονάδα λέιζερ υψηλής ισχύος ημιαγωγών είναι ένα σημαντικό συστατικό του λέιζερ ινών. Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία λέιζερ οπτικών ινών της Κίνας βρίσκεται σε ένα γρήγορο στάδιο ανάπτυξης και ο βαθμός εντοπισμού αυξάνεται χρόνο με το χρόνο.
Όσον αφορά τη διείσδυση στην αγορά, στην αγορά λέιζερ χαμηλής ισχύος ινών, το μερίδιο αγοράς των εγχώριων λέιζερ έφτασε το 99,01% το 2019. Στην αγορά λέιζερ ινών μέσης ισχύος, το ποσοστό διείσδυσης των εγχώριων λέιζερ έχει διατηρηθεί σε περισσότερο από 50% τα τελευταία χρόνια. Η διαδικασία εντοπισμού των λέιζερ ινών υψηλής ισχύος προχωρά επίσης σταδιακά, από το 2013 έως το 2019 για να επιτευχθεί «από την αρχή». Η διαδικασία εντοπισμού των λέιζερ ινών υψηλής ισχύος προχωρά επίσης σταδιακά, από το 2013 έως το 2019, και έχει φτάσει σε ποσοστό διείσδυσης 55,56%, ενώ το εγχώριο ποσοστό διείσδυσης των λέιζερ ινών υψηλής ισχύος αναμένεται να είναι 57,58% το 2020.
Ωστόσο, τα βασικά εξαρτήματα όπως τα τσιπ λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος εξακολουθούν να εξαρτώνται από τις εισαγωγές και τα ανοδικά εξαρτήματα λέιζερ με τσιπ λέιζερ ημιαγωγών ως πυρήνα εντοπίζονται σταδιακά, γεγονός που αφενός βελτιώνει την κλίμακα αγοράς των ανοδικών εξαρτημάτων του εγχώρια λέιζερ και, από την άλλη πλευρά, με τον εντοπισμό των ανοδικών βασικών εξαρτημάτων, μπορεί να βελτιώσει την ικανότητα των εγχώριων κατασκευαστών λέιζερ να συμμετέχουν σε διεθνείς ανταγωνισμού.
(2) Οι εφαρμογές λέιζερ διεισδύουν ταχύτερα και ευρύτερα
Με τον σταδιακό εντοπισμό των οπτοηλεκτρονικών εξαρτημάτων του πυρήνα ανάντη και τη σταδιακή μείωση του κόστους εφαρμογής λέιζερ, τα λέιζερ θα διεισδύσουν βαθύτερα σε πολλές βιομηχανίες.
Από τη μία πλευρά, για την Κίνα, η επεξεργασία λέιζερ εντάσσεται επίσης στους δέκα κορυφαίους τομείς εφαρμογής της μεταποιητικής βιομηχανίας της Κίνας και αναμένεται ότι οι τομείς εφαρμογής της επεξεργασίας λέιζερ θα επεκταθούν περαιτέρω και η κλίμακα της αγοράς θα επεκταθεί περαιτέρω στο μέλλον. Από την άλλη πλευρά, με τη συνεχή εκλαΐκευση και ανάπτυξη τεχνολογιών όπως το σύστημα χωρίς οδηγό, το προηγμένο σύστημα υποβοηθούμενης οδήγησης, το ρομπότ προσανατολισμένο στις υπηρεσίες, η ανίχνευση 3D κ.λπ., θα εφαρμοστεί περισσότερο σε πολλούς τομείς όπως το αυτοκίνητο, η τεχνητή νοημοσύνη, τα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης , αναγνώριση προσώπου, οπτική επικοινωνία και έρευνα εθνικής άμυνας. Ως βασική συσκευή ή εξάρτημα των παραπάνω εφαρμογών λέιζερ, το λέιζερ ημιαγωγών θα αποκτήσει επίσης χώρο ταχείας ανάπτυξης.
(3) Υψηλότερη ισχύς, καλύτερη ποιότητα δέσμης, μικρότερο μήκος κύματος και ταχύτερη ανάπτυξη κατεύθυνσης συχνότητας
Στον τομέα των βιομηχανικών λέιζερ, τα λέιζερ ινών έχουν σημειώσει μεγάλη πρόοδο όσον αφορά την ισχύ εξόδου, την ποιότητα της δέσμης και τη φωτεινότητα από την εισαγωγή τους. Ωστόσο, η υψηλότερη ισχύς μπορεί να βελτιώσει την ταχύτητα επεξεργασίας, να βελτιστοποιήσει την ποιότητα επεξεργασίας και να επεκτείνει το πεδίο επεξεργασίας στη βαριά βιομηχανία, στην αυτοκινητοβιομηχανία, την αεροδιαστημική, την ενέργεια, την κατασκευή μηχανημάτων, τη μεταλλουργία, την κατασκευή σιδηροδρομικών μεταφορών, την επιστημονική έρευνα και άλλους τομείς εφαρμογής στην κοπή , συγκόλληση, επιφανειακή επεξεργασία κ.λπ., οι απαιτήσεις ισχύος λέιζερ ινών συνεχίζουν να αυξάνονται. Οι αντίστοιχοι κατασκευαστές συσκευών πρέπει να βελτιώνουν συνεχώς την απόδοση των βασικών συσκευών (όπως τσιπ λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος και ίνα απολαβής), η αύξηση της ισχύος λέιζερ ινών απαιτεί επίσης προηγμένη τεχνολογία διαμόρφωσης λέιζερ, όπως ο συνδυασμός δέσμης και η σύνθεση ισχύος, που θα φέρει νέες απαιτήσεις και προκλήσεις για τους κατασκευαστές τσιπ λέιζερ υψηλής ισχύος ημιαγωγών. Επιπλέον, τα μικρότερα μήκη κύματος, τα περισσότερα μήκη κύματος, η ταχύτερη (υπερταχεία) ανάπτυξη λέιζερ είναι επίσης μια σημαντική κατεύθυνση, η οποία χρησιμοποιείται κυρίως σε ολοκληρωμένα κυκλώματα, οθόνες, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, αεροδιαστημική και άλλες μικροεπεξεργασίες ακριβείας, καθώς και επιστήμες της ζωής, ιατρικές, αισθητήρια και άλλα πεδία, το τσιπ λέιζερ ημιαγωγών έθεσε επίσης νέες απαιτήσεις.
(4) για οπτοηλεκτρονικά εξαρτήματα λέιζερ υψηλής ισχύος ζήτηση για περαιτέρω ανάπτυξη
Η ανάπτυξη και η εκβιομηχάνιση του λέιζερ ινών υψηλής ισχύος είναι το αποτέλεσμα της συνεργιστικής προόδου της αλυσίδας βιομηχανίας, η οποία απαιτεί την υποστήριξη βασικών οπτοηλεκτρονικών εξαρτημάτων όπως η πηγή αντλίας, ο απομονωτής, ο συγκεντρωτής δέσμης κ.λπ. Τα οπτοηλεκτρονικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε υψηλής ισχύος Το λέιζερ ινών είναι η βάση και τα βασικά συστατικά της ανάπτυξης και παραγωγής του, και η διευρυνόμενη αγορά λέιζερ υψηλής ισχύος ωθεί επίσης τη ζήτηση της αγοράς για βασικά στοιχεία, όπως τσιπ λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος. Ταυτόχρονα, με τη συνεχή βελτίωση της εγχώριας τεχνολογίας λέιζερ ινών, η υποκατάσταση των εισαγωγών έχει γίνει αναπόφευκτη τάση, το μερίδιο αγοράς λέιζερ στον κόσμο θα συνεχίσει να βελτιώνεται, γεγονός που προσφέρει επίσης μεγάλες ευκαιρίες για την τοπική δύναμη των κατασκευαστών οπτοηλεκτρονικών εξαρτημάτων.
Ώρα δημοσίευσης: Mar-07-2023
