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

El procesamiento láser industrial se distingue por tres características 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 mostrado ventajas significativas sobre las técnicas de procesamiento tradicionales. En consecuencia, su aplicación ha sido rápida y generalizada durante 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 media y alta potencia, 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. Comenzaron a utilizarse comercialmente en 2010 y gradualmente se incorporaron a los ámbitos de procesamiento médico e industrial. China inició el uso industrial de láseres ultrarrápidos en 2012, pero los productos maduros no aparecieron 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 coste 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 elevados costes obstaculizaron la aplicación generalizada de los láseres ultrarrápidos en China. Después de 2015, China aceleró la domesticación de los láseres ultrarrápidos. Los avances tecnológicos se produjeron rápidamente, y para 2017, más de diez empresas chinas de láseres ultrarrápidos competían a la par con los productos extranjeros. Los láseres ultrarrápidos fabricados en China tenían un precio de tan solo 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 2.400 unidades en 2021. En 2020, el mercado chino de láseres ultrarrápidos alcanzó aproximadamente los 2.740 millones de yuanes.

El poder de los láseres ultrarrápidos sigue alcanzando nuevas alturas

En los últimos años, gracias a los esfuerzos de investigadores chinos, se han logrado avances significativos en la tecnología láser ultrarrápida de fabricación china: el exitoso desarrollo de un láser ultravioleta de picosegundos de 50 W y la progresiva madurez de un láser de femtosegundos de 50 W. En 2023, una empresa con sede en Pekín introdujo un láser infrarrojo de picosegundos 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 solo por detrás en indicadores clave como la potencia máxima, la estabilidad y el 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 la tecnología avanza, se espera superar ciertos obstáculos en la aplicación.

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

El ritmo de crecimiento del mercado chino de láseres ultrarrápidos es significativamente inferior al aumento de los envíos. Esta discrepancia se debe principalmente a que el mercado de aplicaciones posteriores para los láseres ultrarrápidos chinos no se ha abierto por completo. La feroz competencia entre fabricantes de láseres nacionales y extranjeros, que se enfrentan en guerras de precios para ganar cuota de mercado, sumada a la inmadurez de los procesos en el sector de las aplicaciones y a la desaceleración del mercado de la electrónica y los paneles para teléfonos inteligentes en los últimos tres años, ha llevado a muchos usuarios a dudar en expandir su producción a líneas de láseres ultrarrápidos.

A diferencia del corte y la soldadura por láser visible en chapa metálica, la capacidad de procesamiento de los láseres ultrarrápidos permite completar tareas en tiempos extremadamente cortos, lo que exige una investigación exhaustiva en diversos procesos. Actualmente, se suele mencionar que los láseres ultrarrápidos tienen aplicaciones consolidadas en el corte de smartphones de pantalla completa, vidrio, película PET OLED, placas flexibles FPC, células solares PERC, corte de obleas y taladrado de agujeros ciegos en placas de circuitos, entre otros campos. Además, su importancia es notable en los sectores aeroespacial y de defensa para el taladrado y corte de componentes especiales.

Cabe destacar que, si bien se afirma que los láseres ultrarrápidos son adecuados para numerosos campos, su aplicación real es otra cuestión. En industrias con producción a gran escala, como la de materiales semiconductores, chips, obleas, PCB, placas revestidas de cobre y SMT, existen pocas, o ninguna, aplicaciones significativas de láseres ultrarrápidos. Esto implica un retraso en el desarrollo de aplicaciones y procesos de láseres ultrarrápidos, a la zaga del ritmo de los avances en 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, representando solo una veinteava parte de las empresas de corte láser de metales. 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 consolidados en aplicaciones terminales suelen enfrentarse a numerosas pruebas y validaciones al migrar al microprocesamiento láser. Descubrir nuevas soluciones de proceso fiables requiere un proceso de ensayo y error considerable, considerando los costos de los equipos. Esta transición no es fácil.

El corte de paneles de vidrio completos podría ser una puerta 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 de láser ultrarrápido siguen siendo algo limitadas, centradas principalmente en el corte de materiales no metálicos. Existe una escasez de aplicaciones en campos más amplios como los OLED/semiconductores, lo que pone de relieve que el nivel general de tecnología de procesamiento láser ultrarrápido en China aún no es alto. Esto también implica un enorme potencial de desarrollo futuro, con un aumento gradual previsto de las aplicaciones de procesamiento láser ultrarrápido durante la próxima década.