¿Cómo aprovechar el mercado de aplicaciones de equipos láser ultrarrápidos de alta potencia?

El procesamiento láser industrial cuenta con tres características fundamentales: alta eficiencia, precisión y calidad de primera. Son estas tres características las que han hecho que el procesamiento láser sea ampliamente adoptado en diversos sectores manufactureros. Ya sea que se trate de corte de metales de alta potencia o microprocesamiento a niveles de potencia medios a bajos, los métodos láser han exhibido ventajas significativas sobre las técnicas de procesamiento tradicionales. En consecuencia, el procesamiento láser ha tenido una aplicación rápida y generalizada durante aproximadamente 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 por láser de fibra de potencia media y alta, la soldadura de componentes metálicos grandes y productos de precisión de microprocesamiento láser ultrarrápido. 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 gradualmente penetraron en los dominios de procesamiento médico e industrial. China inició el uso industrial de láseres ultrarrápidos en 2012, pero los productos maduros recién aparecieron en 2014. Antes de esto, casi todos los láseres ultrarrápidos eran importados.

En 2015, los fabricantes extranjeros tenían una tecnología relativamente madura, pero el costo de los láseres ultrarrápidos excedía los 2 millones de yuanes chinos. Una máquina de corte láser ultrarrápida de precisión única se vendió por más de 4 millones de yuanes. Los elevados costos obstaculizaron la aplicación generalizada de láseres ultrarrápidos en China. Después de 2015, China aceleró la domesticación de láseres ultrarrápidos. Los avances tecnológicos se produjeron rápidamente y en 2017, más de diez empresas chinas de láseres ultrarrápidos competían de igual a igual con los productos extranjeros. Los láseres ultrarrápidos fabricados en China tenían un precio de apenas unas decenas de miles de yuanes, lo que obligó a los productos importados a bajar 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 2.400 unidades en 2021. En 2020, el mercado chino de láseres ultrarrápidos fue de aproximadamente 2.740 millones de yuanes.

El poder de los láseres ultrarrápidos sigue alcanzando nuevas alturas

En los últimos años, gracias a los esfuerzos de los investigadores en China, se han producido avances significativos en la tecnología láser ultrarrápida fabricada en China: el desarrollo exitoso de un láser de picosegundos ultravioleta de 50 W y la madurez gradual de un láser de femtosegundos de 50 W. En 2023, una empresa con sede en Beijing introdujo un láser picosegundo infrarrojo de alta potencia de 500 W. En la actualidad, la tecnología láser ultrarrápida de China ha reducido considerablemente la brecha con los niveles avanzados de Europa y Estados Unidos, quedando atrás solo en indicadores clave como potencia máxima, estabilidad y ancho de pulso mínimo.

El desarrollo futuro previsto de láseres ultrarrápidos continúa centrándose en la introducción de variantes de mayor potencia, como un láser de picosegundo infrarrojo de 1000 W y un láser de femtosegundo de 500 W, con mejoras continuas en el ancho de pulso. A medida que avanza la tecnología, se espera que se superen ciertos cuellos de botella en la aplicación.

La demanda del mercado interno en China va a la zaga del desarrollo de la capacidad de producción láser

La tasa de crecimiento del tamaño del mercado de láser ultrarrápido de China está significativamente por detrás del aumento de los envíos. Esta discrepancia se debe principalmente al hecho de que el mercado de aplicaciones posteriores para los láseres ultrarrápidos chinos no se ha abierto completamente. La feroz competencia entre los fabricantes de láser nacionales y extranjeros, que participan en guerras de precios para ganar participación en el mercado, junto con muchos procesos inmaduros en el extremo de la aplicación y una desaceleración en el mercado de la electrónica y los paneles para teléfonos inteligentes durante los últimos tres años, ha llevado a muchos usuarios a dudar en expandir su producción a líneas de láser ultrarrápidos.

A diferencia del corte y la soldadura por láser visible en chapa metálica, la capacidad de procesamiento de los láseres ultrarrápidos completa las tareas en un tiempo extremadamente corto, lo que exige una amplia investigación en diversos procesos. En la actualidad, a menudo mencionamos que los láseres ultrarrápidos tienen aplicaciones maduras en el corte de teléfonos inteligentes de pantalla completa, vidrio, película PET OLED, placas flexibles FPC, células solares PERC, corte de obleas y perforación de orificios ciegos en placas de circuitos, entre otros campos. Además, su importancia es evidente en el sector aeroespacial y de defensa para la perforación y corte de componentes especiales.

Vale la pena señalar que, si bien se afirma que los láseres ultrarrápidos son adecuados para numerosos campos, su aplicación real sigue siendo un asunto diferente. En industrias con producción a gran escala, como la de materiales semiconductores, chips, obleas, PCB, placas revestidas de cobre y SMT, hay pocas, o ninguna, aplicaciones significativas de láseres ultrarrápidos. Esto supone un retraso en el desarrollo de aplicaciones y procesos de láser ultrarrápido, quedando atrás del ritmo de los avances en la tecnología láser.

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

En China, el número de empresas especializadas en equipos láser de precisión es relativamente pequeño y representa solo alrededor de 1/20 de las empresas de corte por láser de metal. Estas empresas generalmente no son de gran escala y tienen oportunidades limitadas para el desarrollo de procesos en industrias como chips, PCB y paneles. Además, las industrias con procesos de producción maduros en aplicaciones terminales a menudo enfrentan numerosas pruebas y validaciones cuando realizan la transición al microprocesamiento láser. Descubrir soluciones de procesos nuevos y confiables exige un proceso de prueba y error significativo, teniendo en cuenta los costos del equipo. Esta transición no es un proceso fácil.

El corte de paneles de vidrio completos podría ser un punto de entrada viable para los láseres ultrarrápidos en un nicho específico. La rápida adopción del corte por láser para pantallas de vidrio móviles es un ejemplo exitoso. Sin embargo, profundizar en el uso de láseres ultrarrápidos para componentes de materiales especiales o productos semiacabados en otras industrias requiere más tiempo de exploración. Actualmente, las aplicaciones del láser ultrarrápido siguen siendo algo limitadas y se centran principalmente en el corte de materiales no metálicos. Hay una escasez de aplicaciones en campos más amplios como OLED/semiconductores, lo que resalta que el nivel general de tecnología de procesamiento láser ultrarrápido de China aún no es alto. 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.