จะเข้าสู่ตลาดแอปพลิเคชันสำหรับอุปกรณ์เลเซอร์อัลตราฟาสต์กำลังสูงและกำลังสูงได้อย่างไร?

การประมวลผลด้วยเลเซอร์เชิงอุตสาหกรรมมีจุดเด่นสำคัญ 3 ประการ ได้แก่ ประสิทธิภาพสูง ความแม่นยำ และคุณภาพระดับสูงสุด คุณสมบัติทั้งสามประการนี้ทำให้การประมวลผลด้วยเลเซอร์ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในภาคการผลิตต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการตัดโลหะกำลังสูง หรือการประมวลผลระดับไมโครที่ระดับกำลังปานกลางถึงต่ำ วิธีการเลเซอร์ได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือเทคนิคการประมวลผลแบบดั้งเดิม ด้วยเหตุนี้ การประมวลผลด้วยเลเซอร์จึงได้รับการนำไปใช้อย่างแพร่หลายและรวดเร็วในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา

การพัฒนาเลเซอร์ความเร็วสูงในประเทศจีน

การประยุกต์ใช้งานการประมวลผลด้วยเลเซอร์มีความหลากหลายมากขึ้นเรื่อยๆ โดยมุ่งเน้นไปที่งานที่หลากหลาย เช่น การตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังปานกลางและสูง การเชื่อมชิ้นส่วนโลหะขนาดใหญ่ และการประมวลผลด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ ได้แก่ เลเซอร์พิโคเซคันด์ (10-12 วินาที) และเลเซอร์เฟมโตเซคันด์ (10-15 วินาที) มีวิวัฒนาการมาอย่างต่อเนื่องตลอดระยะเวลาเพียง 20 ปี เลเซอร์เหล่านี้เริ่มนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ในปี พ.ศ. 2553 และค่อยๆ แพร่หลายเข้าสู่วงการประมวลผลทางการแพทย์และอุตสาหกรรม จีนเริ่มใช้เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษในอุตสาหกรรมในปี พ.ศ. 2555 แต่ผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์เพิ่งเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2557 ก่อนหน้านั้น เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษเกือบทั้งหมดนำเข้าจากต่างประเทศ

ภายในปี 2558 ผู้ผลิตจากต่างประเทศมีเทคโนโลยีที่ค่อนข้างสมบูรณ์ แต่ต้นทุนของเลเซอร์ความเร็วสูงกลับสูงกว่า 2 ล้านหยวนจีน เครื่องตัดเลเซอร์ความเร็วสูงความแม่นยำสูงเครื่องเดียวขายได้กว่า 4 ล้านหยวน ต้นทุนที่สูงเป็นอุปสรรคต่อการใช้งานเลเซอร์ความเร็วสูงอย่างแพร่หลายในจีน หลังปี 2558 จีนเร่งนำเลเซอร์ความเร็วสูงเข้ามาใช้ในประเทศ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว และภายในปี 2560 บริษัทเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนกว่าสิบแห่งสามารถแข่งขันกับผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศได้ เลเซอร์ความเร็วสูงที่ผลิตในจีนมีราคาเพียงหมื่นหยวน ทำให้สินค้านำเข้าต้องลดราคาลงตามไปด้วย ในช่วงเวลาดังกล่าว เลเซอร์ความเร็วสูงที่ผลิตในประเทศมีเสถียรภาพและได้รับความนิยมในช่วงกำลังไฟฟ้าต่ำ (3W-15W) การจัดส่งเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนเพิ่มขึ้นจากไม่ถึง 100 เครื่องในปี 2558 เป็น 2,400 เครื่องในปี 2564 ในปี 2563 ตลาดเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนมีมูลค่าประมาณ 2.74 พันล้านหยวน

พลังของเลเซอร์ความเร็วสูงยังคงก้าวสู่ระดับใหม่

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยความพยายามของนักวิจัยในประเทศจีน เทคโนโลยีเลเซอร์อัลตราฟาสต์ที่ผลิตในจีนได้พัฒนาก้าวหน้าไปอย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นการพัฒนาเลเซอร์พิโคเซคันด์อัลตราไวโอเลต 50 วัตต์ที่ประสบความสำเร็จ และการพัฒนาเลเซอร์เฟมโตเซคันด์ 50 วัตต์ที่ค่อยๆ พัฒนาขึ้น ในปี พ.ศ. 2566 บริษัทแห่งหนึ่งในกรุงปักกิ่งได้เปิดตัวเลเซอร์พิโคเซคันด์อินฟราเรดกำลังสูง 500 วัตต์ ปัจจุบัน เทคโนโลยีเลเซอร์อัลตราฟาสต์ของจีนได้ลดช่องว่างระหว่างเทคโนโลยีขั้นสูงในยุโรปและสหรัฐอเมริกาลงอย่างมาก โดยยังคงตามหลังเพียงตัวชี้วัดสำคัญๆ เช่น กำลังสูงสุด ความเสถียร และความกว้างพัลส์ต่ำสุด

การพัฒนาเลเซอร์ความเร็วสูงในอนาคตที่คาดการณ์ไว้ยังคงมุ่งเน้นไปที่การนำเสนอเลเซอร์กำลังสูง เช่น เลเซอร์อินฟราเรดพิโคเซคันด์ 1,000 วัตต์ และเลเซอร์เฟมโตเซคันด์ 500 วัตต์ พร้อมการปรับปรุงความกว้างพัลส์อย่างต่อเนื่อง คาดว่าเมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าขึ้น ปัญหาคอขวดบางประการในการใช้งานจะได้รับการแก้ไข

ความต้องการของตลาดภายในประเทศจีนตามหลังการพัฒนากำลังการผลิตเลเซอร์

อัตราการเติบโตของตลาดเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนนั้นต่ำกว่ายอดจัดส่งที่พุ่งสูงขึ้นอย่างมาก ความแตกต่างนี้ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการที่ตลาดปลายน้ำสำหรับเลเซอร์ความเร็วสูงของจีนยังไม่เปิดกว้างอย่างเต็มที่ การแข่งขันที่รุนแรงระหว่างผู้ผลิตเลเซอร์ทั้งในและต่างประเทศ ซึ่งแข่งขันกันเพื่อแย่งชิงส่วนแบ่งตลาด ประกอบกับกระบวนการที่ยังไม่พัฒนาเต็มที่ในกระบวนการผลิต และภาวะถดถอยของตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์/แผงสมาร์ทโฟนในช่วงสามปีที่ผ่านมา ทำให้ผู้ใช้จำนวนมากลังเลที่จะขยายการผลิตไปยังสายการผลิตเลเซอร์ความเร็วสูง

ต่างจากการตัดด้วยเลเซอร์แบบมองเห็นและการเชื่อมแผ่นโลหะ ความสามารถในการประมวลผลของเลเซอร์ความเร็วสูงสามารถทำงานให้เสร็จได้ภายในระยะเวลาอันสั้นมาก ซึ่งจำเป็นต้องมีการวิจัยอย่างละเอียดในกระบวนการต่างๆ ปัจจุบัน เรามักกล่าวถึงว่าเลเซอร์ความเร็วสูงมีการใช้งานที่ก้าวหน้าแล้วในการตัดสมาร์ทโฟนแบบเต็มหน้าจอ กระจก ฟิล์ม PET OLED แผงวงจร FPC แบบยืดหยุ่น เซลล์แสงอาทิตย์ PERC การตัดแผ่นเวเฟอร์ และการเจาะรูตันในแผงวงจร และอื่นๆ นอกจากนี้ ความสำคัญของเลเซอร์ความเร็วสูงยังเด่นชัดในภาคการบินและอวกาศและการป้องกันประเทศสำหรับการขุดเจาะและตัดชิ้นส่วนพิเศษ

แม้จะมีการกล่าวอ้างว่าเลเซอร์ความเร็วสูงเหมาะสำหรับหลากหลายสาขา แต่การประยุกต์ใช้จริงยังคงเป็นอีกเรื่องหนึ่ง ในอุตสาหกรรมที่มีการผลิตขนาดใหญ่ เช่น วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ชิป เวเฟอร์ แผงวงจรพิมพ์ (PCB) แผงวงจรเคลือบทองแดง และ SMT พบว่ามีการนำเลเซอร์ความเร็วสูงไปใช้งานจริงน้อยมากหรือแทบไม่มีเลย ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความล่าช้าในการพัฒนาแอปพลิเคชันและกระบวนการเลเซอร์ความเร็วสูง ซึ่งตามหลังความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเลเซอร์

การเดินทางอันยาวนานในการสำรวจการใช้งานในการประมวลผลด้วยเลเซอร์แบบความเร็วสูง

ในประเทศจีน จำนวนบริษัทที่เชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์เลเซอร์ความแม่นยำสูงนั้นค่อนข้างน้อย คิดเป็นเพียงประมาณ 1 ใน 20 ของบริษัทตัดโลหะด้วยเลเซอร์ โดยทั่วไปแล้ว บริษัทเหล่านี้ไม่ได้มีขนาดใหญ่และมีโอกาสในการพัฒนากระบวนการในอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างชิป แผงวงจรพิมพ์ และแผงวงจรพิมพ์มีจำกัด นอกจากนี้ อุตสาหกรรมที่มีกระบวนการผลิตที่ครบถ้วนสมบูรณ์ในการใช้งานปลายทางมักต้องเผชิญกับการทดลองและการตรวจสอบมากมายเมื่อเปลี่ยนมาใช้การประมวลผลด้วยเลเซอร์ขนาดเล็ก การค้นพบโซลูชันกระบวนการใหม่ๆ ที่เชื่อถือได้นั้นต้องอาศัยการลองผิดลองถูกอย่างมากเมื่อพิจารณาถึงต้นทุนของอุปกรณ์ การเปลี่ยนผ่านนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย

การตัดกระจกทั้งแผ่นอาจเป็นจุดเริ่มต้นที่เหมาะสมสำหรับเลเซอร์ความเร็วสูงในการเจาะตลาดเฉพาะกลุ่ม การนำการตัดเลเซอร์มาใช้อย่างรวดเร็วสำหรับหน้าจอกระจกเคลื่อนที่ถือเป็นตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตาม การเจาะลึกเลเซอร์ความเร็วสูงสำหรับส่วนประกอบวัสดุพิเศษหรือผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปในอุตสาหกรรมอื่นๆ ต้องใช้เวลาในการสำรวจมากขึ้น ปัจจุบัน การใช้งานเลเซอร์ความเร็วสูงยังมีอยู่อย่างจำกัด โดยมุ่งเน้นไปที่การตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะเป็นหลัก การใช้งานในสาขาที่กว้างขึ้น เช่น OLED/เซมิคอนดักเตอร์ยังค่อนข้างจำกัด ซึ่งชี้ให้เห็นว่าเทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงโดยรวมของจีนยังไม่สูงนัก นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลสำหรับการพัฒนาในอนาคต โดยคาดการณ์ว่าการใช้งานการประมวลผลด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นในอีกทศวรรษข้างหน้า