高出力超高速レーザー機器のアプリケーション市場に参入するにはどうすればよいでしょうか?

産業用レーザー加工は、高効率、精度、最高品質という 3 つの重要な特性を誇ります。 これら 3 つの特性により、レーザー加工はさまざまな製造業で広く採用されるようになりました。 高出力の金属切断でも、中～低出力レベルでの微細加工でも、レーザー方式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 年ほどの間に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・高出力ファイバーレーザー切断、大型金属部品の溶接、超高速レーザー微細加工精密製品など、さまざまなタスクに重点が置かれるようになりました。 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年の間に進化してきました。 2010年に商用化され、医療や工業処理の分野にも徐々に浸透していきました。 中国は2012年に超高速レーザーの産業利用を開始したが、成熟した製品が登場したのは2014年になってからだった。 これまでは、超高速レーザーはほぼすべて輸入されていました。

2015年までに海外メーカーの技術は比較的成熟していたものの、超高速レーザーのコストは200万中国元を超えていました。 精密超高速レーザー切断機1台が400万元以上で販売されました。 コストの高さが中国における超高速レーザーの広範な応用を妨げていた。 2015年以降、中国は超高速レーザーの国内化を加速させた。 技術革新が急速に起こり、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の競争を繰り広げ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、それに応じて輸入品の価格も引き下げざるを得なかった。 その間に、国産の超高速レーザーは安定し、低出力段階で普及した。 (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台に急増した。 2020年の中国の超高速レーザー市場は約27.4億元でした。

超高速レーザーのパワーは新たな高みに到達し続けている

近年、中国の研究者の努力により、中国製の超高速レーザー技術は大きく進歩し、50W紫外線ピコ秒レーザーの開発に成功し、50Wフェムト秒レーザーも徐々に成熟してきました。 2023年、北京に拠点を置く企業が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、最大出力、安定性、最小パルス幅などの主要な指標においてのみ、欧米の先進レベルとの差をかなり縮めている。

超高速レーザーの今後の開発では、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の変種の導入に重点が置かれ続けると予想されます。 技術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も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遅れをとっている

中国の超高速レーザー市場規模の成長率は、出荷量の急増に大幅に遅れをとっている。 この食い違いは主に、中国の超高速レーザーの下流アプリケーション市場がまだ完全には開拓されていないという事実から生じています。 国内外のレーザーメーカー間の熾烈な競争、市場シェア獲得のための価格競争、アプリケーションエンドにおける多くの未成熟なプロセス、過去3年間のスマートフォンエレクトロニクス/パネル市場の低迷により、多くのユーザーが超高速レーザーラインへの生産拡大をためらうようになりました。

板金における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極めて短時間で作業を完了するため、さまざまなプロセスに関する広範な研究が求められます。 現在、超高速レーザーは、フルスクリーンのスマートフォン、ガラス、OLED PETフィルム、FPCフレキシブル基板、PERC太陽電池、ウェーハ切断、回路基板の止まり穴加工などの切断において成熟した用途を持っているとよく言われます。 さらに、航空宇宙および防衛分野では、特殊部品の穴あけや切断においてその重要性が顕著です。

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、実際の応用は別の問題であることは注目に値します。 半導体材料、チップ、ウェーハ、PCB、銅張基板、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遅れをとっていることを意味します。

超高速レーザー加工の応用を探る長い旅

中国では、精密レーザー機器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20分の1を占めるにすぎません。 これらの企業は一般的に規模が大きくなく、チップ、PCB、パネルなどの業界におけるプロセス開発の機会は限られています。 さらに、端末アプリケーションにおいて成熟した生産プロセスを持つ業界では、レーザー微細加工への移行時に、数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、機器のコストを考慮しながら、かなりの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、超高速レーザーを特定のニッチ市場に導入する実現可能なポイントとな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言えるでしょう。 ただし、他の業界の特殊な材料部品や半製品向けの超高速レーザーを詳しく調べるには、さらに長い調査時間が必要です。 現在、超高速レーザーの用途はまだやや限られており、主に非金属材料の切断に重点が置かれています。 OLED/半導体のような幅広い分野での応用が不足しており、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が浮き彫りになっています。 これはまた、今後 10 年間で超高速レーザー処理アプリケーションが徐々に増加すると予想されており、将来の開発に大きな可能性があることを意味しています。