¿Cómo acceder al mercado de aplicaciones para equipos láser ultrarrápidos de alta potencia?

El procesamiento láser industrial se caracteriza por tres rasgos fundamentales: alta eficiencia, precisión y calidad superior. Estas tres características han propiciado su amplia adopción en diversos sectores manufactureros. Ya sea para el corte de metales de alta potencia o el microprocesamiento a niveles de potencia medios o bajos, los métodos láser han demostrado ventajas significativas sobre las técnicas de procesamiento tradicionales. En consecuencia, el procesamiento láser ha experimentado una rápida y generalizada aplicación en la última década.

El desarrollo de láseres ultrarrápidos en China

Las aplicaciones de procesamiento láser se han diversificado gradualmente, centrándose en diferentes tareas como el corte láser de fibra de potencia media y alta, la soldadura de grandes componentes metálicos y el microprocesamiento láser ultrarrápido de productos de precisión. Los láseres ultrarrápidos, representados por los láseres de picosegundos (10⁻¹² segundos) y los láseres de femtosegundos (10⁻¹⁵ segundos), han evolucionado en tan solo 20 años. Entraron en uso comercial en 2010 y se fueron introduciendo gradualmente en los ámbitos médico e industrial. China inició el uso industrial de láseres ultrarrápidos en 2012, pero los productos maduros no surgieron hasta 2014. Antes de esto, casi todos los láseres ultrarrápidos eran importados.

Para 2015, los fabricantes extranjeros contaban con una tecnología relativamente madura, pero el costo de los láseres ultrarrápidos superaba los 2 millones de yuanes chinos. Una sola máquina de corte láser ultrarrápido de precisión se vendía por más de 4 millones de yuanes. Los altos costos dificultaron la aplicación generalizada de los láseres ultrarrápidos en China. Después de 2015, China aceleró la producción nacional de láseres ultrarrápidos. Se produjeron rápidos avances tecnológicos y, para 2017, más de diez empresas chinas de láseres ultrarrápidos competían en igualdad de condiciones con los productos extranjeros. Los láseres ultrarrápidos de fabricación china tenían un precio de apenas decenas de miles de yuanes, lo que obligó a los productos importados a reducir sus precios en consecuencia. Durante ese tiempo, los láseres ultrarrápidos de producción nacional se estabilizaron y ganaron terreno en la etapa de baja potencia (3W-15W). Los envíos de láseres ultrarrápidos chinos aumentaron de menos de 100 unidades en 2015 a 2400 unidades en 2021. En 2020, el mercado chino de láseres ultrarrápidos alcanzó aproximadamente los 2740 millones de yuanes.

El poder de los láseres ultrarrápidos sigue alcanzando nuevas cotas.

En los últimos años, gracias a los esfuerzos de los investigadores chinos, se han producido avances significativos en la tecnología láser ultrarrápida de fabricación china: el desarrollo exitoso de un láser de picosegundos ultravioleta de 50 W y la maduración gradual de un láser de femtosegundos de 50 W. En 2023, una empresa con sede en Pekín presentó un láser de picosegundos infrarrojo de alta potencia de 500 W. Actualmente, la tecnología láser ultrarrápida china ha reducido considerablemente la brecha con los niveles avanzados de Europa y Estados Unidos, quedando rezagada únicamente en indicadores clave como la potencia máxima, la estabilidad y la duración mínima del pulso.

El desarrollo futuro previsto de los láseres ultrarrápidos sigue centrándose en la introducción de variantes de mayor potencia, como un láser de picosegundos infrarrojo de 1000 W y un láser de femtosegundos de 500 W, con mejoras continuas en la duración del pulso. A medida que la tecnología avanza, se espera que se superen ciertos obstáculos en su aplicación.

La demanda del mercado interno en China se queda rezagada con respecto al desarrollo de la capacidad de producción láser.

El crecimiento del mercado chino de láseres ultrarrápidos se sitúa muy por debajo del aumento de los envíos. Esta discrepancia se debe principalmente a que el mercado de aplicaciones para láseres ultrarrápidos chinos aún no se ha desarrollado por completo. La feroz competencia entre fabricantes nacionales y extranjeros, inmersos en guerras de precios para captar cuota de mercado, junto con la inmadurez de muchos procesos de aplicación y la desaceleración del mercado de electrónica y paneles para smartphones en los últimos tres años, ha provocado que muchos usuarios duden en ampliar su producción a líneas de láser ultrarrápido.

A diferencia del corte y la soldadura láser visibles en chapa metálica, la capacidad de procesamiento de los láseres ultrarrápidos permite completar tareas en un tiempo extremadamente corto, lo que exige una investigación exhaustiva en diversos procesos. Actualmente, se suele mencionar que los láseres ultrarrápidos tienen aplicaciones consolidadas en el corte de pantallas completas de smartphones, vidrio, películas OLED PET, placas flexibles FPC, células solares PERC, corte de obleas y perforación de orificios ciegos en placas de circuitos impresos, entre otros campos. Además, su importancia es notable en los sectores aeroespacial y de defensa para la perforación y el corte de componentes especiales.

Cabe destacar que, si bien se afirma que los láseres ultrarrápidos son adecuados para numerosos campos, su aplicación real sigue siendo un asunto distinto. En industrias con producción a gran escala, como la de materiales semiconductores, chips, obleas, placas de circuito impreso (PCB), placas revestidas de cobre y SMT, existen pocas aplicaciones significativas de láseres ultrarrápidos, si es que las hay. Esto evidencia un retraso en el desarrollo de aplicaciones y procesos de láser ultrarrápido, que se encuentran por debajo del ritmo de los avances tecnológicos en este campo.

El largo camino de la exploración de aplicaciones en el procesamiento láser ultrarrápido

En China, el número de empresas especializadas en equipos láser de precisión es relativamente pequeño, representando apenas una vigésima parte del total de empresas de corte láser de metales. Estas empresas suelen ser de tamaño reducido y tienen oportunidades limitadas para el desarrollo de procesos en industrias como la de chips, placas de circuito impreso y paneles. Además, las industrias con procesos de producción consolidados en aplicaciones terminales a menudo se enfrentan a numerosas pruebas y validaciones al pasar al microprocesamiento láser. Encontrar soluciones de proceso nuevas y fiables requiere un considerable número de ensayos y errores, teniendo en cuenta los costes de los equipos. Esta transición no es un proceso sencillo.

El corte de vidrio de paneles completos podría ser un punto de entrada viable para los láseres ultrarrápidos en un nicho específico. La rápida adopción del corte láser para pantallas de vidrio móviles es un ejemplo exitoso. Sin embargo, profundizar en los láseres ultrarrápidos para componentes de materiales especiales o productos semiacabados en otras industrias requiere más tiempo de exploración. Actualmente, las aplicaciones de los láseres ultrarrápidos son algo limitadas y se centran principalmente en el corte de materiales no metálicos. Existe una escasez de aplicaciones en campos más amplios como OLED/semiconductores, lo que pone de manifiesto que el nivel general de la tecnología de procesamiento láser ultrarrápido en China aún no es elevado. Esto también implica un enorme potencial para el desarrollo futuro, con un aumento gradual previsto en las aplicaciones de procesamiento láser ultrarrápido durante la próxima década.