2002년부터 레이저 시스템 및 산업 응용 분야를 위한 정밀 온도 제어
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산업용 레이저 가공은 고효율, 정밀도, 최고의 품질이라는 세 가지 핵심 특성을 자랑합니다. 현재 우리는 초고속 레이저가 전체 화면 스마트폰, 유리, OLED PET 필름, FPC 유연한 보드, PERC 태양 전지, 웨이퍼 절단, 회로 기판의 막힌 구멍 드릴링 등의 절단 분야에서 성숙한 응용 분야를 가지고 있다고 자주 언급합니다. 또한 특수 부품의 드릴링 및 절단을 위한 항공우주 및 방위 산업 분야에서도 그 중요성이 두드러집니다.
산업용 레이저 가공은 고효율, 정밀도, 최고의 품질이라는 세 가지 핵심 특성을 자랑합니다. 다양한 제조 부문에서 레이저 가공이 널리 채택된 것은 바로 이 세 가지 특성 때문입니다. 고출력 금속 절단이든 중간 및 저출력 수준의 미세 가공이든 레이저 방법은 기존 가공 기술에 비해 상당한 이점을 보여왔습니다. 결과적으로 레이저 가공은 지난 10여 년 동안 빠르고 광범위하게 적용되었습니다.
중국의 초고속 레이저 개발
레이저 가공 응용 분야는 중전력 및 고출력 파이버 레이저 절단, 대형 금속 부품 용접, 초고속 레이저 미세 가공 정밀 제품 등 다양한 작업에 초점을 맞춰 점차 다양해졌습니다. 피코초 레이저(10~12초)와 펨토초 레이저(10~15초)로 대표되는 초고속 레이저는 불과 20년에 걸쳐 발전해 왔다. 2010년에 상업적 용도로 사용되기 시작했으며 점차 의료 및 산업 처리 영역에 침투했습니다. 중국은 2012년에 초고속 레이저의 산업적 사용을 시작했지만 2014년이 되어서야 성숙한 제품이 등장했습니다. 이전에는 거의 모든 초고속 레이저가 수입되었습니다.
2015년까지 해외 제조업체는 상대적으로 성숙한 기술을 보유하고 있었지만 초고속 레이저 비용은 200만 위안을 초과했습니다. 단일 정밀 초고속 레이저 절단기가 400만 위안 이상에 판매되었습니다. 높은 비용으로 인해 중국에서 초고속 레이저를 널리 적용하는 데 방해가 되었습니다. 2015년 이후 중국은 초고속 레이저 국산화를 가속화했다. 기술적 혁신이 빠르게 이루어졌고, 2017년에는 10개 이상의 중국 초고속 레이저 회사가 외국 제품과 동등한 수준으로 경쟁하게 되었습니다. 중국산 초고속 레이저의 가격은 수만 위안에 불과해 수입 제품도 이에 맞춰 가격을 낮출 수밖에 없었다. 그동안 국산 초고속 레이저는 저전력 단계에서 안정화돼 주목을 받았다. (3W-15W). 중국 초고속 레이저 출하량은 2015년 100대 미만에서 2021년 2,400대로 급증했습니다. 2020년 중국 초고속 레이저 시장 규모는 약 27억 4천만 위안이었습니다.
초고속 레이저의 성능은 계속 새로운 차원에 도달하고 있습니다.
최근 몇 년 동안 중국 연구진의 노력 덕분에 중국산 초고속 레이저 기술은 상당한 발전을 이루었습니다. 50W 자외선 피코초 레이저의 성공적인 개발과 50W 펨토초 레이저의 점진적인 성숙이 이루어졌습니다. 2023년에는 베이징에 본사를 둔 한 회사가 500W 고출력 적외선 피코초 레이저를 출시했습니다. 현재 중국의 초고속 레이저 기술은 최대 출력, 안정성, 최소 펄스 폭 등 주요 지표에서만 뒤처지는 유럽, 미국의 선진 수준과의 격차를 상당히 좁혔습니다.
초고속 레이저의 예상되는 미래 개발은 펄스 폭의 지속적인 개선과 함께 1000W 적외선 피코초 및 500W 펨토초 레이저와 같은 더 높은 전력 변형을 도입하는 데 계속 초점을 맞추고 있습니다. 기술이 발전함에 따라 애플리케이션의 특정 병목 현상이 극복될 것으로 예상됩니다.
중국 내수 시장 수요가 레이저 생산 능력 발전의 이면에 있다
중국 초고속 레이저 시장 규모의 성장률은 출하량 급증에 비해 크게 뒤처져 있다. 이러한 불일치는 주로 중국 초고속 레이저의 다운스트림 응용 시장이 완전히 개방되지 않았다는 사실에서 비롯됩니다. 국내외 레이저 제조사 간의 치열한 경쟁, 시장점유율 확보를 위한 가격전쟁, 적용단의 많은 미성숙 프로세스, 지난 3년간 스마트폰 전장/패널 시장의 침체 등으로 인해 많은 사용자들이 구매를 망설이게 되었습니다. 초고속 레이저 라인으로 생산을 확대합니다.
판금의 가시 레이저 절단 및 용접과 달리 초고속 레이저의 처리 능력은 매우 짧은 시간에 작업을 완료하므로 다양한 공정에 대한 광범위한 연구가 필요합니다. 현재 우리는 초고속 레이저가 전체 화면 스마트폰, 유리, OLED PET 필름, FPC 유연한 보드, PERC 태양 전지, 웨이퍼 절단, 회로 기판의 막힌 구멍 드릴링 등의 절단 분야에서 성숙한 응용 분야를 가지고 있다고 자주 언급합니다. 또한 특수 부품의 드릴링 및 절단을 위한 항공우주 및 방위 산업 분야에서도 그 중요성이 두드러집니다.
초고속 레이저가 다양한 분야에 적합하다고 주장되지만 실제 적용은 여전히 다른 문제로 남아 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 반도체 재료, 칩, 웨이퍼, PCB, 구리 피복 보드, SMT 등 대규모 생산이 이루어지는 산업에서는 초고속 레이저를 크게 응용하는 경우가 거의 없습니다. 이는 초고속 레이저 응용 분야 및 프로세스 개발이 지연되고 레이저 기술 발전 속도가 뒤처진다는 것을 의미합니다.
초고속 레이저 가공 분야의 응용 분야 탐색을 위한 긴 여정
중국에서는 정밀 레이저 장비 전문 기업 수가 상대적으로 적어 금속 레이저 절단 기업의 약 1/20에 불과합니다. 이들 회사는 일반적으로 규모가 크지 않으며 칩, PCB, 패널과 같은 산업의 프로세스 개발 기회가 제한되어 있습니다. 더욱이 단말기 응용 분야의 생산 공정이 성숙한 산업은 레이저 미세 가공으로 전환할 때 수많은 시험과 검증에 직면하는 경우가 많습니다. 신뢰할 수 있는 새로운 프로세스 솔루션을 발견하려면 장비 비용을 고려할 때 상당한 시행착오가 필요합니다. 이 전환은 쉬운 과정이 아닙니다.
전체 패널 유리 절단은 초고속 레이저를 특정 틈새 시장으로 진출할 수 있는 진입점이 될 수 있습니다. 이동식 유리 스크린에 레이저 절단을 신속하게 도입한 것이 성공적인 사례입니다. 그러나 다른 산업 분야의 특수 재료 구성 요소나 반제품용 초고속 레이저를 탐구하려면 탐구하는 데 더 많은 시간이 필요합니다. 현재 초고속 레이저 응용 분야는 여전히 다소 제한적이며 주로 비금속 재료 절단에 중점을 두고 있습니다. OLED/반도체 등 더 넓은 분야의 응용 분야가 부족하여 중국의 전반적인 초고속 레이저 가공 기술 수준이 아직 높지 않다는 점을 강조합니다. 이는 또한 향후 10년 동안 초고속 레이저 가공 응용 분야가 점진적으로 급증할 것으로 예상되므로 향후 개발에 대한 엄청난 잠재력을 의미합니다.
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