2002年以来、レーザーシステムと産業用アプリケーション向けの精密温度制御
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産業用レーザー加工は、高効率、精度、最高の品質という 3 つの重要な特性を誇ります。現在、超高速レーザーには、フルスクリーンスマートフォン、ガラス、OLED PET フィルム、FPC フレキシブル基板、PERC 太陽電池の切断、ウェーハ切断、回路基板のブラインドホール穴あけなどの分野で成熟した用途があるとよく言われています。さらに、その重要性は、特殊コンポーネントの穴あけや切断を行う航空宇宙および防衛分野でも顕著です。
産業用レーザー加工は、高効率、精度、最高の品質という 3 つの重要な特性を誇ります。これら 3 つの特徴により、レーザー加工はさまざまな製造分野で広く採用されてきました。高出力の金属切断であっても、中～低出力レベルでの微細加工であっても、レーザー法は従来の加工技術に比べて大きな利点を示しています。その結果、レーザー加工は過去 10 年ほどで急速かつ広範囲に応用されるようになりました。
中国における超高速レーザーの開発
レーザー加工の用途は徐々に多様化し、中出力および高出力のファイバーレーザー切断、大型金属部品の溶接、超高速レーザーによる精密製品の微細加工など、さまざまなタスクに焦点が当てられています。ピコ秒レーザー（10～12秒）やフェムト秒レーザー（10～15秒）に代表される超高速レーザーは、わずか20年で進化しました。 2010 年に商用利用が開始され、徐々に医療および産業加工分野に浸透してきました。中国は 2012 年に超高速レーザーの産業利用を開始しましたが、成熟した製品が登場したのは 2014 年になってからです。それ以前は、ほぼすべての超高速レーザーが輸入されていました。
2015年までに海外メーカーは比較的成熟した技術を持っていたが、超高速レーザーの価格は200万中国元を超えていた。単一の高精度超高速レーザー切断機は 400 万元以上で販売されました。コストが高いため、中国では超高速レーザーの普及が妨げられていました。 2015 年以降、中国は超高速レーザーの国産化を加速しました。技術的な進歩は急速に進み、2017 年までに 10 社を超える中国の超高速レーザー企業が外国製品と同等に競争するようになりました。中国製の超高速レーザーの価格はわずか数万元であり、輸入製品もそれに応じて価格を下げることを余儀なくされた。その間、国産の超高速レーザーは安定し、低出力段階で注目を集めました。 (3W-15W)。中国の超高速レーザーの出荷台数は、2015 年の 100 台未満から 2021 年には 2,400 台に急増しました。2020 年の中国の超高速レーザー市場は約 27 億 4,000 万元でした。
超高速レーザーのパワーは新たな高みに到達し続けます
近年、中国の研究者の努力のおかげで、50W紫外ピコ秒レーザーの開発に成功し、50Wフェムト秒レーザーが徐々に成熟するなど、中国製の超高速レーザー技術が大きく進歩しました。 2023年、北京に本拠を置く企業は500Wの高出力赤外線ピコ秒レーザーを導入した。現在、中国の超高速レーザー技術はヨーロッパや米国の先進レベルとの差を大幅に縮めており、最大出力、安定性、最小パルス幅などの重要な指標だけが遅れている。
予想される将来の超高速レーザーの開発は、パルス幅の継続的な改善とともに、1000W 赤外線ピコ秒レーザーや 500W フェムト秒レーザーなどの高出力バリアントの導入に引き続き焦点を当てています。テクノロジーが進歩するにつれて、アプリケーションにおける特定のボトルネックが克服されることが期待されます。
中国国内市場の需要はレーザー生産能力の発展に後れをとっている
中国の超高速レーザー市場規模の成長率は出荷の急増に大きく遅れをとっている。この不一致は主に、中国の超高速レーザーの下流アプリケーション市場が完全に開放されていないという事実に起因しています。国内外のレーザーメーカー間の熾烈な競争は、市場シェアを獲得するために価格競争を繰り広げており、アプリケーション側の多くの未熟なプロセスと過去3年間のスマートフォンエレクトロニクス/パネル市場の低迷と相まって、多くのユーザーが導入を躊躇しています。超高速レーザーラインに生産を拡大しています。
板金の可視レーザー切断や溶接とは異なり、超高速レーザーの処理能力は非常に短時間でタスクを完了するため、さまざまなプロセスで広範な研究が必要です。現在、超高速レーザーには、フルスクリーンスマートフォン、ガラス、OLED PET フィルム、FPC フレキシブル基板、PERC 太陽電池の切断、ウェーハ切断、回路基板のブラインドホール穴あけなどの分野で成熟した用途があるとよく言われています。さらに、その重要性は、特殊コンポーネントの穴あけや切断を行う航空宇宙および防衛分野でも顕著です。
超高速レーザーは多くの分野に適していると主張されていますが、実際の応用は依然として別の問題であることに注目する価値があります。半導体材料、チップ、ウェーハ、PCB、銅張り基板、SMT などの大規模生産を行う業界では、超高速レーザーの重要な用途は、たとえあったとしてもほとんどありません。これは、超高速レーザーのアプリケーションとプロセスの開発が遅れており、レーザー技術の進歩のペースに後れを取っていることを意味します。
超高速レーザー加工のアプリケーションを探索する長い旅
中国では、精密レーザー装置を専門とする企業の数は比較的少なく、金属レーザー切断企業の約 1/20 にすぎません。これらの企業は一般に規模が大きくなく、チップ、PCB、パネルなどの業界でプロセス開発の機会が限られています。さらに、端末用途の成熟した生産プロセスを持つ業界は、レーザー微細加工に移行する際に多くの試験と検証に直面することがよくあります。信頼性の高い新しいプロセス ソリューションを発見するには、設備コストを考慮した多大な試行錯誤が必要です。この移行は簡単なプロセスではありません。
パネル全体のガラス切断は、超高速レーザーが特定の分野に参入できる可能性があります。モバイルガラススクリーンへのレーザー切断の急速な導入は、成功例として挙げられます。ただし、他の業界の特殊材料コンポーネントや半製品用の超高速レーザーを詳しく調べるには、さらに多くの時間を必要とします。現在、超高速レーザーの用途は依然としてある程度限定されており、主に非金属材料の切断に重点が置かれています。 OLED/半導体などのより広範な分野での応用例は不足しており、中国の超高速レーザー加工技術の全体的なレベルがまだ高くないことを浮き彫りにしている。これはまた、今後 10 年間で超高速レーザー加工アプリケーションが徐々に増加すると予想され、将来の開発に大きな可能性があることを意味します。
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