Como explorar o mercado de aplicações para equipamentos a laser ultrarrápidos de alta potência?

O processamento a laser industrial possui três características fundamentais: alta eficiência, precisão e qualidade superior. São essas três características que tornaram o processamento a laser amplamente adotado em diversos setores da indústria. Seja no corte de metais de alta potência ou no microprocessamento em níveis de potência médios a baixos, os métodos a laser têm demonstrado vantagens significativas em relação às técnicas de processamento tradicionais. Consequentemente, o processamento a laser teve uma aplicação rápida e disseminada na última década.

O desenvolvimento de lasers ultrarrápidos na China

As aplicações do processamento a laser têm se diversificado gradualmente, focando em diferentes tarefas, como corte a laser de fibra de média e alta potência, soldagem de grandes componentes metálicos e microprocessamento a laser ultrarrápido de produtos de precisão. Os lasers ultrarrápidos, representados pelos lasers de picossegundos (10⁻¹² segundos) e pelos lasers de femtosegundos (10⁻¹⁵ segundos), evoluíram em apenas 20 anos. Entraram em uso comercial em 2010 e gradualmente penetraram nos domínios do processamento médico e industrial. A China iniciou o uso industrial de lasers ultrarrápidos em 2012, mas produtos maduros só surgiram em 2014. Antes disso, quase todos os lasers ultrarrápidos eram importados.

Em 2015, os fabricantes estrangeiros possuíam tecnologia relativamente madura, mas o custo dos lasers ultrarrápidos ultrapassava 2 milhões de yuans chineses. Uma única máquina de corte a laser ultrarrápido de precisão era vendida por mais de 4 milhões de yuans. Os altos custos dificultavam a aplicação generalizada de lasers ultrarrápidos na China. Após 2015, a China acelerou a nacionalização da produção de lasers ultrarrápidos. Avanços tecnológicos ocorreram rapidamente e, em 2017, mais de dez empresas chinesas de lasers ultrarrápidos competiam em pé de igualdade com os produtos estrangeiros. Os lasers ultrarrápidos fabricados na China tinham preços na casa das dezenas de milhares de yuans, o que obrigou os produtos importados a reduzirem seus preços. Nesse período, os lasers ultrarrápidos produzidos internamente se estabilizaram e ganharam força no segmento de baixa potência (3W-15W). As remessas de lasers ultrarrápidos chineses saltaram de menos de 100 unidades em 2015 para 2.400 unidades em 2021. Em 2020, o mercado chinês de lasers ultrarrápidos movimentou aproximadamente 2,74 bilhões de yuans.

O poder dos lasers ultrarrápidos continua a atingir novos patamares.

Nos últimos anos, graças aos esforços de pesquisadores na China, houve avanços significativos na tecnologia de lasers ultrarrápidos de fabricação chinesa: o desenvolvimento bem-sucedido de um laser ultravioleta de picossegundos de 50 W e a maturação gradual de um laser de femtosegundos de 50 W. Em 2023, uma empresa sediada em Pequim lançou um laser infravermelho de picossegundos de alta potência de 500 W. Atualmente, a tecnologia de lasers ultrarrápidos da China reduziu consideravelmente a diferença em relação aos níveis avançados da Europa e dos Estados Unidos, ficando atrás apenas em indicadores-chave como potência máxima, estabilidade e largura mínima de pulso.

O desenvolvimento futuro previsto para lasers ultrarrápidos continua focado na introdução de variantes de maior potência, como um laser de picossegundos infravermelho de 1000 W e um laser de femtosegundos de 500 W, com melhorias contínuas na largura de pulso. À medida que a tecnologia avança, espera-se que certos gargalos na aplicação sejam superados.

A demanda do mercado interno na China está atrasada em relação ao desenvolvimento da capacidade de produção de laser.

O crescimento do mercado de lasers ultrarrápidos na China está significativamente abaixo do aumento das remessas. Essa discrepância decorre principalmente do fato de o mercado de aplicações para lasers ultrarrápidos chineses ainda não estar totalmente desenvolvido. A forte concorrência entre fabricantes de lasers nacionais e estrangeiros, que travam guerras de preços para conquistar participação de mercado, aliada à imaturidade de muitos processos na etapa de aplicação e à retração do mercado de eletrônicos/painéis para smartphones nos últimos três anos, fez com que muitos usuários hesitassem em expandir sua produção para linhas de lasers ultrarrápidos.

Ao contrário do corte e da soldagem a laser visíveis em chapas metálicas, a capacidade de processamento dos lasers ultrarrápidos permite a execução de tarefas em um tempo extremamente curto, o que exige extensa pesquisa em diversos processos. Atualmente, é comum mencionar que os lasers ultrarrápidos possuem aplicações consolidadas no corte de telas de smartphones, vidro, filmes OLED PET, placas flexíveis FPC, células solares PERC, corte de wafers e furação cega em placas de circuito impresso, entre outras áreas. Além disso, sua importância é notável nos setores aeroespacial e de defesa para a perfuração e o corte de componentes especiais.

Vale ressaltar que, embora se afirme que os lasers ultrarrápidos sejam adequados para inúmeras áreas, sua aplicação prática ainda é incerta. Em indústrias com produção em larga escala, como a de materiais semicondutores, chips, wafers, PCBs, placas revestidas de cobre e SMT, existem poucas, ou nenhuma, aplicação significativa de lasers ultrarrápidos. Isso demonstra uma defasagem no desenvolvimento de aplicações e processos com lasers ultrarrápidos, ficando atrás do ritmo dos avanços tecnológicos em laser.

A longa jornada de exploração das aplicações do processamento a laser ultrarrápido

Na China, o número de empresas especializadas em equipamentos a laser de precisão é relativamente pequeno, representando apenas cerca de 1/20 das empresas de corte a laser de metais. Essas empresas geralmente não são de grande porte e têm oportunidades limitadas para o desenvolvimento de processos em setores como o de chips, PCBs e painéis. Além disso, indústrias com processos de produção consolidados em aplicações finais frequentemente enfrentam inúmeros testes e validações ao migrarem para o microprocessamento a laser. A descoberta de novas soluções de processo confiáveis ​​exige um processo significativo de tentativa e erro, considerando os custos dos equipamentos. Essa transição não é um processo fácil.

O corte de painéis de vidro inteiros pode ser um ponto de entrada viável para lasers ultrarrápidos em um nicho específico. A rápida adoção do corte a laser para telas de vidro de dispositivos móveis é um exemplo de sucesso. No entanto, explorar o uso de lasers ultrarrápidos em componentes de materiais especiais ou produtos semiacabados em outros setores requer mais tempo de pesquisa. Atualmente, as aplicações de lasers ultrarrápidos ainda são um tanto limitadas, concentrando-se principalmente no corte de materiais não metálicos. Há uma escassez de aplicações em campos mais amplos, como OLEDs/semicondutores, o que evidencia que o nível geral da tecnologia de processamento a laser ultrarrápido na China ainda não é elevado. Isso também implica um enorme potencial para desenvolvimento futuro, com um aumento gradual previsto nas aplicações de processamento a laser ultrarrápido na próxima década.