จะเข้าสู่ตลาดแอปพลิเคชันสำหรับอุปกรณ์เลเซอร์อัลตราฟาสต์กำลังสูงและกำลังสูงได้อย่างไร?

การประมวลผลด้วยเลเซอร์ในอุตสาหกรรมมีคุณลักษณะหลัก 3 ประการ ได้แก่ ประสิทธิภาพสูง ความแม่นยำ และคุณภาพระดับสูงสุด ลักษณะเฉพาะสามประการนี้ทำให้การประมวลผลด้วยเลเซอร์ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในภาคการผลิตต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการตัดโลหะกำลังสูงหรือการประมวลผลระดับพลังงานปานกลางถึงต่ำ วิธีการใช้เลเซอร์ก็แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือเทคนิคการประมวลผลแบบดั้งเดิม ด้วยเหตุนี้ การประมวลผลด้วยเลเซอร์จึงได้รับการนำไปใช้กันอย่างแพร่หลายและรวดเร็วในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา

การพัฒนาเลเซอร์ความเร็วสูงในประเทศจีน

การประยุกต์ใช้การประมวลผลด้วยเลเซอร์มีความหลากหลายมากขึ้นเรื่อยๆ โดยมุ่งเน้นไปที่งานที่แตกต่างกัน เช่น การตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังปานกลางและสูง การเชื่อมชิ้นส่วนโลหะขนาดใหญ่ และการประมวลผลไมโครด้วยเลเซอร์ที่มีความเร็วสูงเป็นพิเศษ และผลิตภัณฑ์ความแม่นยำอื่นๆ เลเซอร์ความเร็วสูงที่แสดงโดยเลเซอร์พิโควินาที (10-12 วินาที) และเลเซอร์เฟมโตวินาที (10-15 วินาที) ได้มีการพัฒนาขึ้นมาในเวลาเพียง 20 ปี เริ่มมีการใช้ในเชิงพาณิชย์ในปี 2010 และค่อยๆ แทรกซึมเข้าสู่โดเมนการประมวลผลทางการแพทย์และอุตสาหกรรม จีนริเริ่มการใช้เลเซอร์ความเร็วสูงในอุตสาหกรรมในปี 2012 แต่ผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์เพิ่งจะปรากฏในปี 2014 ก่อนหน้านี้ เลเซอร์ความเร็วสูงเกือบทั้งหมดถูกนำเข้ามา

ภายในปี 2558 ผู้ผลิตจากต่างประเทศมีเทคโนโลยีที่ค่อนข้างสมบูรณ์ แต่ต้นทุนของเลเซอร์ความเร็วสูงกลับสูงเกิน 2 ล้านหยวนจีน เครื่องตัดเลเซอร์ความแม่นยำสูงแบบเครื่องเดียวขายได้ในราคาสูงกว่า 4 ล้านหยวน ต้นทุนที่สูงเป็นอุปสรรคต่อการประยุกต์ใช้เลเซอร์ความเร็วสูงอย่างแพร่หลายในประเทศจีน หลังจากปี 2015 จีนได้เร่งการผลิตเลเซอร์ความเร็วสูงในประเทศ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว และภายในปี 2560 บริษัทเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนมากกว่า 10 บริษัทสามารถแข่งขันกับผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศได้ เครื่องเลเซอร์ความเร็วสูงที่ผลิตในจีนมีราคาเพียงหมื่นหยวนเท่านั้น ซึ่งเป็นการบังคับให้สินค้าที่นำเข้าต้องลดราคาลงตามไปด้วย ในช่วงเวลานั้น เลเซอร์ความเร็วสูงที่ผลิตในประเทศมีเสถียรภาพและได้รับความนิยมในระยะพลังงานต่ำ (3W-15W). การจัดส่งเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนพุ่งสูงขึ้นจากไม่ถึง 100 เครื่องในปี 2015 มาเป็น 2,400 เครื่องในปี 2021 ในปี 2020 ตลาดเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนมีมูลค่าประมาณ 2.74 พันล้านหยวน

พลังของเลเซอร์ความเร็วสูงยังคงก้าวสู่ระดับใหม่

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้ ต้องขอบคุณความพยายามของนักวิจัยในประเทศจีน ที่ทำให้เทคโนโลยีเลเซอร์อัลตราฟาสต์ที่ผลิตในประเทศจีนมีความก้าวหน้าอย่างมาก ได้แก่ การพัฒนาเลเซอร์พิโคเซคันด์อัลตราไวโอเลต 50 วัตต์ที่ประสบความสำเร็จ และการพัฒนาเลเซอร์เฟมโตเซคันด์ 50 วัตต์ที่ค่อยเป็นค่อยไป ในปี 2023 บริษัทในปักกิ่งได้เปิดตัวเลเซอร์อินฟราเรดพิโคเซคันด์กำลังสูง 500 วัตต์ ในปัจจุบัน เทคโนโลยีเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนได้ลดช่องว่างกับเทคโนโลยีขั้นสูงในยุโรปและสหรัฐอเมริกาลงอย่างมาก โดยตามหลังเพียงตัวบ่งชี้สำคัญ เช่น พลังงานสูงสุด ความเสถียร และความกว้างพัลส์ขั้นต่ำ

การพัฒนาเลเซอร์ความเร็วสูงในอนาคตที่คาดการณ์ไว้ยังคงมุ่งเน้นไปที่การแนะนำเลเซอร์ที่มีกำลังสูงกว่า เช่น เลเซอร์อินฟราเรดพิโคเซคันด์ 1,000 วัตต์ และเลเซอร์เฟมโตเซคันด์ 500 วัตต์ พร้อมด้วยการปรับปรุงความกว้างพัลส์อย่างต่อเนื่อง เมื่อเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าขึ้น คาดว่าจะสามารถเอาชนะปัญหาคอขวดบางประการในแอปพลิเคชันได้

ความต้องการของตลาดภายในประเทศจีนตามหลังการพัฒนากำลังการผลิตเลเซอร์

อัตราการเติบโตของขนาดตลาดเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนนั้นตามหลังการเพิ่มขึ้นของการขนส่งอย่างมาก ความแตกต่างนี้ส่วนใหญ่เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าตลาดแอปพลิเคชันปลายน้ำสำหรับเลเซอร์อัลตราฟาสต์ของจีนยังไม่เปิดกว้างอย่างเต็มที่ การแข่งขันที่รุนแรงระหว่างผู้ผลิตเลเซอร์ในและต่างประเทศ ซึ่งทำสงครามราคาเพื่อแย่งส่วนแบ่งทางการตลาด ประกอบกับกระบวนการที่ยังไม่สมบูรณ์แบบมากมายในแอปพลิเคชัน และตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์/แผงสมาร์ทโฟนที่ซบเซาในช่วงสามปีที่ผ่านมา ทำให้ผู้ใช้จำนวนมากลังเลที่จะขยายการผลิตไปยังสายการผลิตเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ

ไม่เหมือนกับการตัดด้วยเลเซอร์และการเชื่อมแผ่นโลหะที่มองเห็นได้ ความสามารถในการประมวลผลของเลเซอร์ความเร็วสูงจะทำงานเสร็จภายในเวลาอันสั้นมาก ซึ่งต้องใช้การวิจัยอย่างละเอียดในกระบวนการต่างๆ ในปัจจุบัน เรามักกล่าวถึงว่าเลเซอร์ความเร็วสูงมีการประยุกต์ใช้ที่ครบวงจรในการตัดสมาร์ทโฟนแบบเต็มจอ กระจก ฟิล์ม PET OLED แผงวงจร FPC แบบยืดหยุ่น เซลล์แสงอาทิตย์ PERC การตัดเวเฟอร์ และการเจาะรูตันในแผงวงจร เป็นต้น นอกจากนี้ ความสำคัญของพวกมันยังเด่นชัดในภาคอวกาศและการป้องกันประเทศสำหรับการขุดเจาะและการตัดส่วนประกอบพิเศษ

เป็นเรื่องที่น่าสังเกตว่าแม้ว่าจะมีการอ้างว่าเลเซอร์ความเร็วสูงเหมาะสำหรับหลายสาขา แต่การนำไปใช้จริงยังคงเป็นเรื่องอื่น ในอุตสาหกรรมที่มีการผลิตในปริมาณมาก เช่น วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ชิป เวเฟอร์ PCB แผงวงจรเคลือบทองแดง และ SMT นั้นมีการนำเลเซอร์ความเร็วสูงมาใช้เพียงเล็กน้อยหรือแทบไม่มีเลย สิ่งนี้แสดงถึงความล่าช้าในการพัฒนาแอปพลิเคชันและกระบวนการเลเซอร์ความเร็วสูง และตามหลังความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเลเซอร์

การเดินทางอันยาวนานในการสำรวจการใช้งานในการประมวลผลด้วยเลเซอร์แบบความเร็วสูง

ในประเทศจีน จำนวนบริษัทที่เชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์เลเซอร์ความแม่นยำนั้นค่อนข้างน้อย คิดเป็นเพียงประมาณ 1/20 ของบริษัทตัดโลหะด้วยเลเซอร์เท่านั้น โดยทั่วไปแล้ว บริษัทเหล่านี้ไม่ได้มีขนาดใหญ่และมีโอกาสในการพัฒนากระบวนการในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ชิป PCB และแผงจำกัด นอกจากนี้ อุตสาหกรรมที่มีกระบวนการผลิตที่สมบูรณ์ในแอปพลิเคชันปลายทางมักต้องเผชิญกับการทดลองและการตรวจสอบมากมายเมื่อเปลี่ยนมาใช้การประมวลผลไมโครเลเซอร์ การค้นพบโซลูชันกระบวนการใหม่ที่เชื่อถือได้ต้องใช้การลองผิดลองถูกอย่างมากเมื่อพิจารณาถึงต้นทุนอุปกรณ์ การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่ใช่กระบวนการที่ง่าย

การตัดกระจกทั้งแผ่นอาจเป็นจุดเริ่มต้นที่เหมาะสมสำหรับเลเซอร์ความเร็วสูงในการเข้าสู่ช่องเฉพาะ การนำการตัดด้วยเลเซอร์มาใช้กับหน้าจอกระจกเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วถือเป็นตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตาม การเจาะลึกเลเซอร์ความเร็วสูงสำหรับส่วนประกอบวัสดุพิเศษหรือผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปในอุตสาหกรรมอื่นๆ ต้องใช้เวลาในการสำรวจเพิ่มเติม ปัจจุบัน การประยุกต์ใช้เลเซอร์ความเร็วสูงยังคงจำกัดอยู่บ้าง โดยมุ่งเน้นไปที่การตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะเป็นหลัก มีการประยุกต์ใช้งานในสาขาที่กว้างขึ้น เช่น OLED/เซมิคอนดักเตอร์น้อยมาก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระดับโดยรวมของเทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนยังไม่สูงนัก นอกจากนี้ยังแสดงถึงศักยภาพมหาศาลสำหรับการพัฒนาในอนาคต โดยคาดการณ์ว่าจะมีการใช้งานการประมวลผลด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปในช่วงทศวรรษหน้า