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

O processamento industrial a laser apresenta três características essenciais: alta eficiência, precisão e qualidade superior. São essas três características que tornaram o processamento a laser amplamente adotado em diversos setores da indústria. Seja para corte de metais de alta potência ou 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 tem tido uma aplicação rápida e generalizada na última década.

O desenvolvimento de lasers ultrarrápidos na China

As aplicações de processamento a laser diversificaram-se gradualmente, concentrando-se em diferentes tarefas, como corte a laser de fibra de média e alta potência, soldagem de grandes componentes metálicos e produtos de precisão de microprocessamento a laser ultrarrápido. Os lasers ultrarrápidos, representados pelos lasers de picossegundos (10-12 segundos) e lasers de femtossegundos (10-15 segundos), evoluíram em apenas 20 anos. Eles entraram em uso comercial em 2010 e gradualmente penetraram nos domínios de 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 tinham 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 dificultaram a ampla aplicação de lasers ultrarrápidos na China. Após 2015, a China acelerou a domesticação de lasers ultrarrápidos. Avanços tecnológicos ocorreram rapidamente e, em 2017, mais de dez empresas chinesas de laser ultrarrápido estavam competindo em pé de igualdade com produtos estrangeiros. Os lasers ultrarrápidos de fabricação chinesa custavam apenas dezenas de milhares de yuans, obrigando os produtos importados a reduzir seus preços de acordo. Durante esse período, os lasers ultrarrápidos produzidos internamente se estabilizaram e ganharam força no estágio de baixa potência (3W-15W). As remessas de lasers ultrarrápidos chineses aumentaram de menos de 100 unidades em 2015 para 2.400 unidades em 2021. Em 2020, o mercado chinês de lasers ultrarrápidos era de aproximadamente 2,74 bilhões de yuans.

O poder dos lasers ultrarrápidos continua alcançando novos patamares

Nos últimos anos, graças aos esforços de pesquisadores na China, houve avanços significativos na tecnologia de laser ultrarrápido de fabricação chinesa: o desenvolvimento bem-sucedido de um laser ultravioleta de picossegundos de 50 W e a maturidade gradual de um laser de femtossegundos 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 laser ultrarrápido 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 infravermelho de picossegundos de 1000 W e um laser de femtossegundos 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 fica atrás do desenvolvimento da capacidade de produção de laser

A taxa de crescimento do mercado de laser ultrarrápido da China está significativamente abaixo do aumento nas remessas. Essa discrepância decorre principalmente do fato de que o mercado de aplicações downstream para lasers ultrarrápidos chineses ainda não está totalmente aberto. A acirrada concorrência entre fabricantes de laser nacionais e estrangeiros, que travam guerras de preços para conquistar participação de mercado, aliada a muitos processos imaturos na área de aplicação e à desaceleração do mercado de eletrônicos/painéis para smartphones nos últimos três anos, levou muitos usuários a hesitar em expandir sua produção para linhas de laser ultrarrápido.

Ao contrário do corte e soldagem a laser visível em chapas metálicas, a capacidade de processamento dos lasers ultrarrápidos permite concluir tarefas em um tempo extremamente curto, exigindo extensa pesquisa em diversos processos. Atualmente, mencionamos com frequência que os lasers ultrarrápidos têm aplicações consolidadas no corte de smartphones de tela cheia, vidro, filme PET OLED, placas flexíveis de FPC, células solares de PERC, corte de wafers e perfuração de furos cegos em placas de circuito, entre outros campos. Além disso, sua importância é marcante nos setores aeroespacial e de defesa, para perfuração e corte de componentes especiais.

Vale ressaltar que, embora se afirme que os lasers ultrarrápidos são adequados para diversas áreas, sua aplicação real continua sendo uma questão distinta. Em indústrias com produção em larga escala, como materiais semicondutores, chips, wafers, PCBs, placas revestidas de cobre e SMT, há poucas, ou nenhuma, aplicações significativas para lasers ultrarrápidos. Isso significa um atraso no desenvolvimento de aplicações e processos de laser ultrarrápido, ficando atrás do ritmo dos avanços da tecnologia laser.

A longa jornada de exploração de aplicações em processamento de 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 de desenvolvimento de processos em setores como chips, PCBs e painéis. Além disso, setores com processos de produção maduros em aplicações terminais frequentemente enfrentam inúmeros testes e validações ao fazer a transição para o microprocessamento a laser. Descobrir 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 vidro em painéis 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 móveis é um exemplo bem-sucedido. No entanto, a exploração de lasers ultrarrápidos para componentes de materiais especiais ou produtos semiacabados em outras indústrias exige mais tempo. Atualmente, as aplicações de laser ultrarrápido permanecem 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 demonstra que o nível geral da tecnologia de processamento a laser ultrarrápido na China ainda não é alto. Isso também implica um enorme potencial para desenvolvimento futuro, com um aumento gradual previsto nas aplicações de processamento a laser ultrarrápido na próxima década.