จะเจาะตลาดแอปพลิเคชันสำหรับอุปกรณ์เลเซอร์ความเร็วสูงกำลังสูงได้อย่างไร?

การแปรรูปด้วยเลเซอร์ในระดับอุตสาหกรรมมีคุณสมบัติสำคัญสามประการ ได้แก่ ประสิทธิภาพสูง ความแม่นยำ และคุณภาพเยี่ยม คุณสมบัติทั้งสามนี้เองที่ทำให้การแปรรูปด้วยเลเซอร์ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในภาคการผลิตต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการตัดโลหะด้วยกำลังสูง หรือการแปรรูปขนาดเล็กด้วยกำลังปานกลางถึงต่ำ วิธีการใช้เลเซอร์ได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือกว่าเทคนิคการแปรรูปแบบดั้งเดิม ด้วยเหตุนี้ การแปรรูปด้วยเลเซอร์จึงมีการประยุกต์ใช้อย่างรวดเร็วและแพร่หลายในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา

การพัฒนาเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษในประเทศจีน

การประยุกต์ใช้เลเซอร์ในการประมวลผลได้ค่อยๆ มีความหลากหลายมากขึ้น โดยมุ่งเน้นไปที่งานต่างๆ เช่น การตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังปานกลางและสูง การเชื่อมชิ้นส่วนโลหะขนาดใหญ่ และการประมวลผลขนาดเล็กด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษเพื่อผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยำสูง เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ ซึ่งได้แก่ เลเซอร์พิโควินาที (10⁻¹² วินาที) และเลเซอร์เฟมโตวินาที (10⁻¹⁵ วินาที) ได้พัฒนาขึ้นภายในเวลาเพียง 20 ปี โดยเริ่มใช้งานเชิงพาณิชย์ในปี 2010 และค่อยๆ แทรกซึมเข้าสู่ด้านการแพทย์และอุตสาหกรรม จีนเริ่มใช้เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษในอุตสาหกรรมในปี 2012 แต่ผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์แบบเพิ่งปรากฏขึ้นในปี 2014 ก่อนหน้านั้น เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษเกือบทั้งหมดถูกนำเข้าจากต่างประเทศ

ในปี 2015 ผู้ผลิตในต่างประเทศมีเทคโนโลยีที่ค่อนข้างสมบูรณ์แล้ว แต่ต้นทุนของเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษยังคงสูงเกิน 2 ล้านหยวน เครื่องตัดเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษที่มีความแม่นยำสูงเพียงเครื่องเดียวมีราคามากกว่า 4 ล้านหยวน ต้นทุนที่สูงนี้เป็นอุปสรรคต่อการใช้งานเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษอย่างแพร่หลายในประเทศจีน หลังปี 2015 จีนเร่งการพัฒนาเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษภายในประเทศ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว และในปี 2017 บริษัทเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษของจีนกว่าสิบแห่งสามารถแข่งขันได้อย่างทัดเทียมกับผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศ เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษที่ผลิตในจีนมีราคาเพียงหลักหมื่นหยวน ทำให้ผลิตภัณฑ์นำเข้าต้องลดราคาลงตามไปด้วย ในช่วงเวลานั้น เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษที่ผลิตในประเทศมีเสถียรภาพและได้รับความนิยมมากขึ้นในกลุ่มกำลังไฟต่ำ (3W-15W) การจัดส่งเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษของจีนเพิ่มขึ้นจากน้อยกว่า 100 เครื่องในปี 2015 เป็น 2,400 เครื่องในปี 2021 ในปี 2020 ตลาดเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษของจีนมีมูลค่าประมาณ 2.74 พันล้านหยวน

พลังของเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษยังคงก้าวไปสู่ระดับใหม่เรื่อยๆ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยความพยายามของนักวิจัยในประเทศจีน เทคโนโลยีเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษที่ผลิตในจีนได้มีการพัฒนาอย่างมาก เช่น การพัฒนาเลเซอร์พิโคเซคอนด์อัลตราไวโอเลต 50 วัตต์ที่ประสบความสำเร็จ และการพัฒนาเลเซอร์เฟมโตเซคอนด์ 50 วัตต์ที่ค่อยๆ สมบูรณ์ขึ้น ในปี 2023 บริษัทในปักกิ่งได้เปิดตัวเลเซอร์พิโคเซคอนด์อินฟราเรดกำลังสูง 500 วัตต์ ปัจจุบัน เทคโนโลยีเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษของจีนได้ลดช่องว่างกับระดับขั้นสูงในยุโรปและสหรัฐอเมริกาลงอย่างมาก โดยยังคงตามหลังอยู่เพียงตัวชี้วัดสำคัญ เช่น กำลังสูงสุด ความเสถียร และความกว้างของพัลส์ต่ำสุด

การพัฒนาเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษในอนาคตที่คาดการณ์ไว้ยังคงมุ่งเน้นไปที่การแนะนำเลเซอร์ที่มีกำลังสูงขึ้น เช่น เลเซอร์อินฟราเรดแบบพิโคเซคอนด์ 1000 วัตต์ และเลเซอร์แบบเฟมโตเซคอนด์ 500 วัตต์ พร้อมกับการปรับปรุงความกว้างของพัลส์อย่างต่อเนื่อง เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาไปเรื่อย ๆ คาดว่าจะสามารถเอาชนะข้อจำกัดบางประการในการใช้งานได้

ความต้องการของตลาดภายในประเทศจีนยังตามหลังการพัฒนาศักยภาพการผลิตเลเซอร์อยู่

อัตราการเติบโตของตลาดเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษของจีนนั้นล้าหลังกว่าการเพิ่มขึ้นของการจัดส่งอย่างมาก ความไม่สอดคล้องกันนี้เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าตลาดการใช้งานปลายทางสำหรับเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษของจีนยังไม่เปิดกว้างอย่างเต็มที่ การแข่งขันที่ดุเดือดระหว่างผู้ผลิตเลเซอร์ทั้งในและต่างประเทศที่ต่างแข่งขันกันลดราคาเพื่อแย่งชิงส่วนแบ่งการตลาด ประกอบกับกระบวนการผลิตที่ไม่สมบูรณ์ในฝั่งการใช้งาน และภาวะชะลตัวของตลาดอิเล็กทรอนิกส์/แผงหน้าจอสมาร์ทโฟนในช่วงสามปีที่ผ่านมา ทำให้ผู้ใช้จำนวนมากลังเลที่จะขยายการผลิตไปสู่สายการผลิตเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ

แตกต่างจากการตัดและเชื่อมโลหะแผ่นด้วยเลเซอร์แบบมองเห็นได้ เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษสามารถทำงานให้เสร็จได้ในเวลาที่สั้นมาก ซึ่งจำเป็นต้องมีการวิจัยอย่างกว้างขวางในกระบวนการต่างๆ ปัจจุบัน เรามักกล่าวถึงการใช้งานเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษที่พัฒนาแล้วในด้านการตัดสมาร์ทโฟนแบบเต็มหน้าจอ กระจก ฟิล์ม OLED PET แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (FPC) เซลล์แสงอาทิตย์ PERC การตัดเวเฟอร์ และการเจาะรูตันในแผงวงจร รวมถึงสาขาอื่นๆ นอกจากนี้ ความสำคัญของเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษยังเด่นชัดในภาคการบินและอวกาศและการป้องกันประเทศสำหรับการเจาะและตัดชิ้นส่วนพิเศษต่างๆ

เป็นที่น่าสังเกตว่า แม้จะมีการกล่าวอ้างว่าเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษนั้นเหมาะสมสำหรับหลายสาขา แต่การใช้งานจริงกลับเป็นอีกเรื่องหนึ่ง ในอุตสาหกรรมการผลิตขนาดใหญ่ เช่น วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ชิป เวเฟอร์ แผงวงจรพิมพ์ (PCB) แผงทองแดง และ SMT นั้น มีการใช้งานเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษน้อยมาก หรือแทบไม่มีเลย ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความล่าช้าในการพัฒนาการใช้งานและกระบวนการของเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ ที่ตามหลังความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเลเซอร์

การเดินทางอันยาวนานในการสำรวจการประยุกต์ใช้ในการประมวลผลด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ

ในประเทศจีน จำนวนบริษัทที่เชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์เลเซอร์ความแม่นยำสูงนั้นค่อนข้างน้อย คิดเป็นเพียงประมาณ 1 ใน 20 ของบริษัทที่ตัดโลหะด้วยเลเซอร์ทั้งหมด บริษัทเหล่านี้โดยทั่วไปมีขนาดไม่ใหญ่และมีโอกาสจำกัดในการพัฒนาขั้นตอนการผลิตในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ชิป แผงวงจรพิมพ์ และแผงควบคุม นอกจากนี้ อุตสาหกรรมที่มีกระบวนการผลิตที่พัฒนาแล้วในขั้นตอนสุดท้ายมักต้องเผชิญกับการทดลองและการตรวจสอบมากมายเมื่อเปลี่ยนไปใช้การประมวลผลด้วยเลเซอร์ระดับไมโคร การค้นหาโซลูชันกระบวนการใหม่ที่เชื่อถือได้ต้องอาศัยการลองผิดลองถูกอย่างมาก โดยคำนึงถึงต้นทุนของอุปกรณ์ การเปลี่ยนแปลงนี้จึงไม่ใช่เรื่องง่าย

การตัดกระจกทั้งแผ่นอาจเป็นจุดเริ่มต้นที่เป็นไปได้สำหรับเลเซอร์ความเร็วสูงในตลาดเฉพาะกลุ่ม การนำเลเซอร์ตัดมาใช้กับหน้าจอกระจกของโทรศัพท์มือถืออย่างรวดเร็วถือเป็นตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตาม การเจาะลึกไปถึงเลเซอร์ความเร็วสูงสำหรับชิ้นส่วนวัสดุพิเศษหรือผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปในอุตสาหกรรมอื่นๆ จำเป็นต้องใช้เวลาในการศึกษาเพิ่มเติม ปัจจุบัน การใช้งานเลเซอร์ความเร็วสูงยังค่อนข้างจำกัด โดยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ มีการใช้งานน้อยมากในสาขาที่กว้างขึ้น เช่น OLED/เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระดับโดยรวมของเทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนยังไม่สูงนัก นอกจากนี้ยังหมายถึงศักยภาพมหาศาลสำหรับการพัฒนาในอนาคต โดยคาดว่าจะมีการเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปของการใช้งานเลเซอร์ความเร็วสูงในทศวรรษหน้า