1. ภาพรวมอุตสาหกรรมเลเซอร์
(1) การแนะนำเลเซอร์
เลเซอร์ (การขยายแสงโดยการกระตุ้นการปล่อยรังสี เรียกโดยย่อว่า LASER) เป็นลำแสงที่มีทิศทางเรียงกัน มีสีเดียว สอดคล้องกัน ผลิตโดยการขยายการแผ่รังสีแสงที่ความถี่แคบ ผ่านการสะท้อนกลับและการแผ่รังสีที่ตื่นเต้น
เทคโนโลยีเลเซอร์ถือกำเนิดขึ้นในต้นทศวรรษ 1960 และเนื่องจากลักษณะที่แตกต่างจากแสงธรรมดาอย่างสิ้นเชิง ในไม่ช้า เลเซอร์จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ และมีอิทธิพลอย่างลึกซึ้งต่อการพัฒนาและการเปลี่ยนแปลงของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี เศรษฐกิจ และสังคม
การกำเนิดของเลเซอร์ได้เปลี่ยนแปลงโฉมหน้าของทัศนศาสตร์โบราณไปอย่างมาก โดยขยายฟิสิกส์เชิงแสงแบบคลาสสิกไปสู่สาขาวิชาเทคโนโลยีขั้นสูงใหม่ที่ครอบคลุมทั้งทัศนศาสตร์แบบคลาสสิกและโฟโตนิกสมัยใหม่ ทำให้มีส่วนสนับสนุนการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของมนุษย์อย่างมิอาจทดแทนได้ การวิจัยฟิสิกส์เลเซอร์มีส่วนทำให้สาขาฟิสิกส์โฟโตนิกส์สมัยใหม่มีความเจริญรุ่งเรืองสองสาขาหลัก ได้แก่ โฟโตนิกส์พลังงานและโฟโตนิกส์ข้อมูล ครอบคลุมทัศนศาสตร์แบบไม่เชิงเส้น เลนส์ควอนตัม คอมพิวเตอร์ควอนตัม การตรวจจับด้วยเลเซอร์และการสื่อสาร ฟิสิกส์ของเลเซอร์พลาสมา เคมีของเลเซอร์ ชีววิทยาของเลเซอร์ เวชศาสตร์ด้วยเลเซอร์ สเปกโทรสโกปีและมาตรวิทยาของเลเซอร์ที่แม่นยำเป็นพิเศษ ฟิสิกส์ของอะตอมของเลเซอร์ รวมถึงการระบายความร้อนด้วยเลเซอร์ และการวิจัยเรื่องควบแน่นของโบส-ไอน์สไตน์ , วัสดุที่ใช้เลเซอร์, การผลิตเลเซอร์, การผลิตชิปไมโครออปโตอิเล็กทรอนิกส์ด้วยเลเซอร์, การพิมพ์ 3 มิติด้วยเลเซอร์ และสาขาวิชาระดับนานาชาติและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีมากกว่า 20 แห่ง ภาควิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเลเซอร์ (DSL) ได้รับการจัดตั้งขึ้นในด้านต่อไปนี้
ในอุตสาหกรรมการผลิตเลเซอร์ โลกได้เข้าสู่ยุคของ "การผลิตแสง" ตามสถิติของอุตสาหกรรมเลเซอร์ระหว่างประเทศ 50% ของ GDP ต่อปีของสหรัฐอเมริกา1 เกี่ยวข้องกับการขยายตลาดอย่างรวดเร็วของการใช้งานเลเซอร์ระดับสูง ประเทศที่พัฒนาแล้วหลายประเทศ ซึ่งเป็นตัวแทนของสหรัฐอเมริกา เยอรมนี และญี่ปุ่น ได้เสร็จสิ้นการทดแทนกระบวนการแบบเดิมด้วยการประมวลผลด้วยเลเซอร์ในอุตสาหกรรมการผลิตหลักๆ เช่น ยานยนต์และการบิน เลเซอร์ในการผลิตทางอุตสาหกรรมได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานด้านการผลิตแบบพิเศษที่มีต้นทุนต่ำ มีคุณภาพสูง ประสิทธิภาพสูง ซึ่งไม่สามารถทำได้โดยการผลิตแบบเดิมๆ และได้กลายเป็นตัวขับเคลื่อนที่สำคัญของการแข่งขันและนวัตกรรมในกลุ่มประเทศอุตสาหกรรมหลักๆ ของโลก ประเทศต่างๆ ต่างสนับสนุนเทคโนโลยีเลเซอร์อย่างจริงจังในฐานะหนึ่งในเทคโนโลยีล้ำสมัยที่สำคัญที่สุด และได้พัฒนาแผนพัฒนาอุตสาหกรรมเลเซอร์ระดับชาติ
(2)เลเซอร์ที่มา ปหลักการ
เลเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้รังสีกระตุ้นเพื่อสร้างแสงที่มองเห็นหรือมองไม่เห็น โดยมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและมีอุปสรรคทางเทคนิคสูง ระบบออปติคัลส่วนใหญ่ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดปั๊ม (แหล่งกระตุ้น) ตัวกลางที่ได้รับ (สารทำงาน) และช่องเรโซแนนซ์และวัสดุอุปกรณ์ออปติกอื่นๆ ตัวกลางเกนคือแหล่งที่มาของการสร้างโฟตอน และโดยการดูดซับพลังงานที่สร้างโดยแหล่งกำเนิดปั๊ม ตัวกลางเกนจะกระโดดจากสถานะพื้นดินไปสู่สถานะตื่นเต้น เนื่องจากสภาวะตื่นเต้นไม่เสถียร ในเวลานี้ ตัวกลางเกนจะปล่อยพลังงานเพื่อกลับสู่สถานะคงที่ของสถานะพื้นดิน ในกระบวนการปล่อยพลังงานนี้ ตัวกลางเกนจะผลิตโฟตอน และโฟตอนเหล่านี้มีความสม่ำเสมอในพลังงาน ความยาวคลื่น และทิศทางในระดับสูง โดยจะสะท้อนให้เห็นอย่างต่อเนื่องในช่องเรโซแนนซ์เชิงแสง การเคลื่อนที่ซึ่งกันและกัน เพื่อขยายอย่างต่อเนื่อง และในที่สุด ยิงเลเซอร์ผ่านตัวสะท้อนแสงเพื่อสร้างลำแสงเลเซอร์ เนื่องจากระบบออปติคัลหลักของอุปกรณ์เทอร์มินัล ประสิทธิภาพของเลเซอร์มักจะกำหนดคุณภาพและกำลังของลำแสงเอาต์พุตของอุปกรณ์เลเซอร์โดยตรง ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์เลเซอร์เทอร์มินัล
แหล่งกำเนิดปั๊ม (แหล่งกระตุ้น) ให้พลังงานกระตุ้นแก่ตัวกลางที่ได้รับ ตัวกลางที่ได้รับนั้นตื่นเต้นที่จะผลิตโฟตอนเพื่อสร้างและขยายเลเซอร์ ช่องเรโซแนนซ์คือตำแหน่งที่มีการควบคุมคุณลักษณะของโฟตอน (ความถี่ เฟส และทิศทางการทำงาน) เพื่อให้ได้แหล่งกำเนิดแสงเอาท์พุตคุณภาพสูงโดยการควบคุมการแกว่งของโฟตอนในช่อง แหล่งกำเนิดปั๊ม (แหล่งกระตุ้น) ให้พลังงานกระตุ้นสำหรับตัวกลางที่ได้รับ ตัวกลางที่ได้รับนั้นตื่นเต้นที่จะผลิตโฟตอนเพื่อสร้างและขยายเลเซอร์ ช่องเรโซแนนซ์คือตำแหน่งที่มีการปรับคุณลักษณะโฟตอน (ความถี่ เฟส และทิศทางการทำงาน) เพื่อให้ได้แหล่งกำเนิดแสงเอาท์พุตคุณภาพสูงโดยการควบคุมการสั่นของโฟตอนในช่อง
(3)การจำแนกประเภทของแหล่งกำเนิดเลเซอร์
แหล่งกำเนิดเลเซอร์สามารถจำแนกได้ตามตัวกลางที่ได้รับ ความยาวคลื่นเอาต์พุต โหมดการทำงาน และโหมดการปั๊ม ดังนี้
1 การจำแนกประเภทตามสื่อที่ได้รับ
ตามสื่อที่ได้รับที่แตกต่างกัน เลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นสถานะของแข็ง (รวมถึงของแข็ง สารกึ่งตัวนำ ไฟเบอร์ ไฮบริด) เลเซอร์ของเหลว เลเซอร์ก๊าซ ฯลฯ
| เลเซอร์แหล่งที่มาพิมพ์ | ได้รับสื่อ | คุณสมบัติหลัก |
| แหล่งกำเนิดเลเซอร์โซลิดสเตต | ของแข็ง สารกึ่งตัวนำ ไฟเบอร์ออปติก ไฮบริด | เสถียรภาพดี กำลังสูง ค่าบำรุงรักษาต่ำ เหมาะสำหรับอุตสาหกรรม |
| แหล่งกำเนิดเลเซอร์เหลว | สารเคมีเหลว | ช่วงความยาวคลื่นเสริม แต่มีขนาดใหญ่และค่าบำรุงรักษาสูง |
| แหล่งกำเนิดเลเซอร์แก๊ส | ก๊าซ | แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์คุณภาพสูง แต่มีขนาดใหญ่กว่าและค่าบำรุงรักษาสูงกว่า |
| แหล่งเลเซอร์อิเล็กตรอนฟรี | ลำแสงอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็กจำเพาะ | สามารถสร้างกำลังเลเซอร์สูงและเอาต์พุตเลเซอร์คุณภาพสูงได้ แต่เทคโนโลยีการผลิตและต้นทุนการผลิตสูงมาก |
เนื่องจากความเสถียรที่ดี กำลังสูงและค่าบำรุงรักษาต่ำ การใช้เลเซอร์โซลิดสเตตจึงได้เปรียบอย่างยิ่ง
ในบรรดาเลเซอร์โซลิดสเตต เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มีข้อดีคือมีประสิทธิภาพสูง ขนาดเล็ก อายุการใช้งานยาวนาน ใช้พลังงานต่ำ ฯลฯ ในด้านหนึ่ง เลเซอร์เหล่านี้สามารถนำมาใช้โดยตรงเป็นแหล่งกำเนิดแสงหลักและรองรับการประมวลผลด้วยเลเซอร์ การแพทย์ การสื่อสาร การตรวจจับ การแสดงผล การตรวจสอบและการป้องกัน และได้กลายเป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์สมัยใหม่ที่มีความสำคัญในการพัฒนาเชิงกลยุทธ์
ในทางกลับกัน เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ยังสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงปั๊มแกนหลักสำหรับเลเซอร์อื่นๆ เช่น เลเซอร์โซลิดสเตตและเลเซอร์ไฟเบอร์ ซึ่งส่งเสริมความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของสนามเลเซอร์ทั้งหมดอย่างมาก ประเทศที่พัฒนาแล้วที่สำคัญทุกประเทศในโลกได้รวมสิ่งนี้ไว้ในแผนการพัฒนาระดับชาติของตน โดยให้การสนับสนุนอย่างแข็งแกร่งและได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว
② ตามวิธีการสูบน้ำ
เลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นเลเซอร์ที่ปั๊มด้วยไฟฟ้า, เลเซอร์ที่ปั๊มด้วยสายตา, เลเซอร์ที่ปั๊มด้วยสารเคมี ฯลฯ ตามวิธีการปั๊ม
เลเซอร์ที่ปั๊มด้วยไฟฟ้าหมายถึงเลเซอร์ที่ตื่นเต้นกับกระแส เลเซอร์แก๊สส่วนใหญ่จะตื่นเต้นจากการปล่อยก๊าซ ในขณะที่เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่จะตื่นเต้นจากการฉีดกระแสไฟฟ้า
เลเซอร์โซลิดสเตตและเลเซอร์ของเหลวเกือบทั้งหมดเป็นเลเซอร์ปั๊มแสง และเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ถูกใช้เป็นแหล่งปั๊มแกนสำหรับเลเซอร์ปั๊มแสง
เลเซอร์ที่ปั๊มด้วยสารเคมีหมายถึงเลเซอร์ที่ใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาเคมีเพื่อกระตุ้นวัสดุในการทำงาน
3. การจำแนกประเภทตามโหมดการทำงาน
เลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นเลเซอร์ต่อเนื่องและเลเซอร์พัลซิ่งตามโหมดการทำงาน
เลเซอร์ต่อเนื่องมีการกระจายจำนวนอนุภาคที่เสถียรในแต่ละระดับพลังงานและสนามรังสีในโพรง และการทำงานของพวกมันนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการกระตุ้นของวัสดุทำงานและเอาท์พุตเลเซอร์ที่สอดคล้องกันในลักษณะต่อเนื่องในระยะเวลานาน . เลเซอร์ต่อเนื่องสามารถปล่อยแสงเลเซอร์ได้อย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน แต่ผลกระทบจากความร้อนจะชัดเจนกว่า
เลเซอร์พัลซ์หมายถึงระยะเวลาที่พลังงานเลเซอร์คงอยู่ที่ค่าหนึ่ง และแสงเลเซอร์ที่ส่งออกในลักษณะไม่ต่อเนื่อง โดยมีคุณลักษณะหลักคือเอฟเฟกต์ความร้อนเล็กน้อยและสามารถควบคุมได้ดี
④ การจำแนกประเภทตามความยาวคลื่นเอาต์พุต
เลเซอร์สามารถจำแนกตามความยาวคลื่นได้ เช่น เลเซอร์อินฟราเรด เลเซอร์ที่มองเห็นได้ เลเซอร์อัลตราไวโอเลต เลเซอร์อัลตราไวโอเลตลึก และอื่นๆ ช่วงความยาวคลื่นของแสงที่สามารถดูดซับโดยวัสดุที่มีโครงสร้างต่างกันจะแตกต่างกัน ดังนั้นเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกันจึงมีความจำเป็นสำหรับการประมวลผลวัสดุที่แตกต่างกันอย่างละเอียดหรือสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันเลเซอร์อินฟราเรดและเลเซอร์ยูวีเป็นเลเซอร์สองชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เลเซอร์อินฟราเรดส่วนใหญ่จะใช้ใน "การประมวลผลด้วยความร้อน" ซึ่งวัสดุบนพื้นผิวของวัสดุจะถูกให้ความร้อนและระเหย (ระเหย) เพื่อเอาวัสดุออก ในการประมวลผลวัสดุอโลหะฟิล์มบาง, การตัดเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์, การตัดกระจกอินทรีย์, การเจาะ, การทำเครื่องหมายและสาขาอื่น ๆ พลังงานสูง ในด้านการแปรรูปวัสดุอโลหะฟิล์มบาง, การตัดเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์, การตัดกระจกอินทรีย์, การเจาะ, การทำเครื่องหมาย, ฯลฯ โฟตอน UV พลังงานสูงจะทำลายพันธะโมเลกุลบนพื้นผิวของวัสดุที่ไม่ใช่โลหะโดยตรง เพื่อให้สามารถแยกโมเลกุลออกจากวัตถุได้ และวิธีนี้ไม่ทำให้เกิดปฏิกิริยาความร้อนสูง จึงมักเรียกว่า "ความเย็น" กำลังประมวลผล".
เนื่องจากโฟตอน UV มีพลังงานสูง จึงเป็นการยากที่จะสร้างเลเซอร์ UV ต่อเนื่องกำลังสูงโดยแหล่งกระตุ้นภายนอก ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วเลเซอร์ UV จะถูกสร้างขึ้นโดยการประยุกต์ใช้วิธีการแปลงความถี่เอฟเฟกต์แบบไม่เชิงเส้นของวัสดุคริสตัล ดังนั้นในปัจจุบันจึงใช้กันอย่างแพร่หลาย สาขาอุตสาหกรรมของเลเซอร์ยูวีส่วนใหญ่เป็นเลเซอร์ยูวีโซลิดสเตต
(4) ห่วงโซ่อุตสาหกรรม
ต้นน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมคือการใช้วัตถุดิบเซมิคอนดักเตอร์ อุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ และอุปกรณ์เสริมการผลิตที่เกี่ยวข้องเพื่อผลิตแกนเลเซอร์และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของอุตสาหกรรมเลเซอร์และมีเกณฑ์การเข้าถึงที่สูง กระแสกลางของห่วงโซ่อุตสาหกรรมคือการใช้ชิปเลเซอร์อัปสตรีมและอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ โมดูล ส่วนประกอบทางแสง ฯลฯ เป็นแหล่งปั๊มสำหรับการผลิตและจำหน่ายเลเซอร์ต่างๆ รวมถึงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์โดยตรง เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ เลเซอร์โซลิดสเตต ไฟเบอร์เลเซอร์ ฯลฯ อุตสาหกรรมขั้นปลายส่วนใหญ่หมายถึงพื้นที่การใช้งานของเลเซอร์ต่างๆ รวมถึงอุปกรณ์การประมวลผลทางอุตสาหกรรม, LIDAR, การสื่อสารด้วยแสง, ความงามทางการแพทย์ และอุตสาหกรรมการใช้งานอื่น ๆ
①ซัพพลายเออร์ต้นน้ำ
วัตถุดิบสำหรับผลิตภัณฑ์ขั้นต้น เช่น ชิปเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ อุปกรณ์ และโมดูล ส่วนใหญ่เป็นวัสดุชิป วัสดุเส้นใย และชิ้นส่วนกลึงต่างๆ รวมถึงซับสเตรต ตัวระบายความร้อน สารเคมี และชุดตัวเรือน การประมวลผลชิปต้องการคุณภาพและประสิทธิภาพสูงของวัตถุดิบต้นน้ำ ซึ่งส่วนใหญ่มาจากซัพพลายเออร์ต่างประเทศ แต่ระดับของการแปลจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น และค่อยๆ บรรลุการควบคุมที่เป็นอิสระ ประสิทธิภาพของวัตถุดิบต้นน้ำหลักมีผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพของชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ ด้วยการปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุชิปต่างๆอย่างต่อเนื่อง บทบาทเชิงบวกในการส่งเสริมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ของอุตสาหกรรม
chain ห่วงโซ่อุตสาหกรรมขั้นกลาง
ชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสงปั๊มหลักของเลเซอร์ประเภทต่างๆ ในช่วงกลางของห่วงโซ่อุตสาหกรรม และมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการพัฒนาเลเซอร์กลางกระแส ในด้านเลเซอร์กลางน้ำ สหรัฐอเมริกา เยอรมนี และองค์กรในต่างประเทศอื่น ๆ มีอิทธิพลเหนือ แต่หลังจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเลเซอร์ในประเทศในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตลาดกลางน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมได้ประสบความสำเร็จในการทดแทนในประเทศอย่างรวดเร็ว
3.ห่วงโซ่อุตสาหกรรมปลายน้ำ
อุตสาหกรรมปลายน้ำมีบทบาทมากขึ้นในการส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรม ดังนั้นการพัฒนาอุตสาหกรรมปลายน้ำจะส่งผลโดยตรงต่อพื้นที่ตลาดของอุตสาหกรรม การเติบโตอย่างต่อเนื่องของเศรษฐกิจจีนและการเกิดขึ้นของโอกาสเชิงกลยุทธ์สำหรับการเปลี่ยนแปลงทางเศรษฐกิจได้สร้างเงื่อนไขการพัฒนาที่ดีขึ้นสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมนี้ จีนกำลังย้ายจากประเทศผู้ผลิตไปยังโรงไฟฟ้า เลเซอร์และอุปกรณ์เลเซอร์ขั้นปลายน้ำเป็นหนึ่งในกุญแจสำคัญในการยกระดับอุตสาหกรรมการผลิต ซึ่งทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการที่ดีสำหรับการปรับปรุงอุตสาหกรรมนี้ในระยะยาว ความต้องการของอุตสาหกรรมปลายน้ำสำหรับดัชนีประสิทธิภาพของชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์ของพวกเขาเพิ่มขึ้น และองค์กรในประเทศกำลังค่อยๆเข้าสู่ตลาดเลเซอร์พลังงานสูงจากตลาดเลเซอร์พลังงานต่ำ ดังนั้นอุตสาหกรรมจึงต้องเพิ่มการลงทุนในด้านการวิจัยเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง และการพัฒนาและนวัตกรรมอิสระ
2. สถานะการพัฒนาอุตสาหกรรมเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์
เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานดีที่สุดในบรรดาเลเซอร์ทุกประเภท ในด้านหนึ่ง เลเซอร์เหล่านี้สามารถใช้เป็นแหล่งปั๊มหลักสำหรับเลเซอร์ใยแก้วนำแสง เลเซอร์โซลิดสเตต และเลเซอร์ปั๊มแสงอื่นๆ ในทางกลับกัน ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ในแง่ของประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ความสว่าง อายุการใช้งาน ความยาวคลื่นหลายระดับ อัตราการมอดูเลต ฯลฯ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการประมวลผลวัสดุ การแพทย์ การสื่อสารด้วยแสง การตรวจจับด้วยแสง เป็นต้น จากข้อมูลของ Laser Focus World รายได้รวมทั่วโลกของเลเซอร์ไดโอด เช่น เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์และเลเซอร์ที่ไม่ใช่ไดโอด คาดว่าจะอยู่ที่ 18,480 ล้านดอลลาร์ในปี 2564 โดยเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์คิดเป็น 43% ของรายได้ทั้งหมด
จากข้อมูลของ Laser Focus World ตลาดเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกจะมีมูลค่า 6,724 ล้านดอลลาร์ในปี 2020 เพิ่มขึ้น 14.20% จากปีก่อนหน้า ด้วยการพัฒนาของข่าวกรองระดับโลก ความต้องการเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้นในอุปกรณ์อัจฉริยะ เครื่องใช้ไฟฟ้า พลังงานใหม่ และสาขาอื่น ๆ เช่นเดียวกับการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของอุปกรณ์ทางการแพทย์ ความงาม และการใช้งานอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นใหม่ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์สามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดปั๊มได้ สำหรับเลเซอร์ปั๊มแบบออปติคอล และขนาดตลาดจะยังคงรักษาการเติบโตที่มั่นคงต่อไป ขนาดตลาดเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกในปี 2021 อยู่ที่ 7.946 พันล้านดอลลาร์ อัตราการเติบโตของตลาด 18.18%
ด้วยความพยายามร่วมกันของผู้เชี่ยวชาญทางเทคนิค องค์กร และผู้ปฏิบัติงาน อุตสาหกรรมเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ของจีนได้รับการพัฒนาอย่างพิเศษ ดังนั้นอุตสาหกรรมเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ของจีนจึงได้สัมผัสกับกระบวนการตั้งแต่เริ่มต้น และเป็นจุดเริ่มต้นของต้นแบบของอุตสาหกรรมเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ของจีน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จีนได้เพิ่มการพัฒนาของอุตสาหกรรมเลเซอร์ และภูมิภาคต่างๆ ได้ทุ่มเทให้กับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยี การพัฒนาตลาด และการก่อสร้างสวนอุตสาหกรรมเลเซอร์ภายใต้การนำของรัฐบาลและความร่วมมือขององค์กรเลเซอร์
3. แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของอุตสาหกรรมเลเซอร์ของจีน
เมื่อเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้วในยุโรปและสหรัฐอเมริกา เทคโนโลยีเลเซอร์ของจีนยังไม่สาย แต่ในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์และเทคโนโลยีหลักระดับไฮเอนด์ ยังคงมีช่องว่างมาก โดยเฉพาะชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ต้นน้ำและส่วนประกอบหลักอื่น ๆ ยังคงอยู่ ขึ้นอยู่กับการนำเข้า
ประเทศที่พัฒนาแล้วซึ่งมีตัวแทนจากสหรัฐอเมริกา เยอรมนี และญี่ปุ่นได้เสร็จสิ้นการทดแทนเทคโนโลยีการผลิตแบบเดิมในเขตอุตสาหกรรมขนาดใหญ่บางแห่ง และเข้าสู่ยุคของ "การผลิตแบบเบา" โดยพื้นฐานแล้ว แม้ว่าการพัฒนาแอปพลิเคชันเลเซอร์ในประเทศจีนจะดำเนินไปอย่างรวดเร็ว แต่อัตราการเจาะแอปพลิเคชันยังค่อนข้างต่ำ ในฐานะเทคโนโลยีหลักของการยกระดับอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมเลเซอร์จะยังคงเป็นพื้นที่สำคัญในการสนับสนุนระดับชาติ และจะขยายขอบเขตการใช้งานต่อไป และในท้ายที่สุดจะส่งเสริมอุตสาหกรรมการผลิตของจีนไปสู่ยุค "การผลิตเบา" จากสถานการณ์การพัฒนาในปัจจุบัน การพัฒนาอุตสาหกรรมเลเซอร์ของจีนแสดงให้เห็นแนวโน้มการพัฒนาดังต่อไปนี้
(1) ชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์และส่วนประกอบหลักอื่นๆ จะค่อยๆ รับรู้ถึงการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น
ยกตัวอย่างไฟเบอร์เลเซอร์ แหล่งกำเนิดปั๊มเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงเป็นพื้นที่ใช้งานหลักของเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ ชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง และโมดูลเป็นส่วนประกอบสำคัญของไฟเบอร์เลเซอร์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมเลเซอร์ใยแก้วนำแสงของจีนอยู่ในช่วงการเติบโตอย่างรวดเร็ว และระดับของการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นก็เพิ่มขึ้นทุกปี
ในแง่ของการเจาะตลาด ในตลาดเลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานต่ำ ส่วนแบ่งการตลาดของเลเซอร์ในประเทศสูงถึง 99.01% ในปี 2019 ในตลาดเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังปานกลาง อัตราการเจาะของเลเซอร์ในประเทศยังคงอยู่ที่มากกว่า 50% ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กระบวนการระบุตำแหน่งของเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงก็ค่อยๆ ก้าวหน้าเช่นกันตั้งแต่ปี 2556 ถึง 2562 เพื่อให้บรรลุเป้าหมาย "ตั้งแต่เริ่มต้น" กระบวนการระบุตำแหน่งของเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงก็ค่อยๆ ก้าวหน้าเช่นกัน ตั้งแต่ปี 2013 ถึง 2019 และมีอัตราการเจาะทะลุ 55.56% และอัตราการเจาะในประเทศของเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงคาดว่าจะอยู่ที่ 57.58% ในปี 2020
อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบหลัก เช่น ชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงยังคงขึ้นอยู่กับการนำเข้า และส่วนประกอบต้นน้ำของเลเซอร์ที่มีชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เป็นแกนจะค่อยๆ ถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่น ซึ่งในด้านหนึ่งช่วยปรับปรุงขนาดตลาดของส่วนประกอบต้นน้ำของ เลเซอร์ในประเทศ และในทางกลับกัน ด้วยการแปลส่วนประกอบหลักต้นน้ำให้ท้องถิ่น ก็สามารถปรับปรุงความสามารถของผู้ผลิตเลเซอร์ในประเทศในการเข้าร่วมการแข่งขันระดับนานาชาติ
(2) การใช้งานเลเซอร์เจาะทะลุได้เร็วและกว้างขึ้น
ด้วยการแปลส่วนประกอบออปโตอิเล็กทรอนิกส์หลักต้นน้ำอย่างค่อยเป็นค่อยไป และต้นทุนการใช้เลเซอร์ที่ลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป เลเซอร์จะเจาะลึกเข้าไปในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย
ในด้านหนึ่ง สำหรับประเทศจีน การประมวลผลด้วยเลเซอร์ยังเหมาะสมกับพื้นที่การใช้งาน 10 อันดับแรกของอุตสาหกรรมการผลิตของจีน และคาดว่าพื้นที่การใช้งานในการประมวลผลด้วยเลเซอร์จะได้รับการขยายเพิ่มเติม และขนาดตลาดจะมีการขยายต่อไปในอนาคต ในทางกลับกัน ด้วยความนิยมอย่างต่อเนื่องและการพัฒนาเทคโนโลยี เช่น ระบบไร้คนขับ ระบบช่วยเหลือการขับขี่ขั้นสูง หุ่นยนต์เชิงบริการ การตรวจจับ 3 มิติ ฯลฯ จะมีการนำไปใช้ในหลายสาขามากขึ้น เช่น รถยนต์ ปัญญาประดิษฐ์ เครื่องใช้ไฟฟ้าสำหรับผู้บริโภค การจดจำใบหน้า การสื่อสารด้วยแสง และการวิจัยด้านการป้องกันประเทศ ในฐานะอุปกรณ์หลักหรือส่วนประกอบของการใช้งานเลเซอร์ข้างต้น เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ยังจะได้รับพื้นที่การพัฒนาที่รวดเร็วอีกด้วย
(3) กำลังที่สูงขึ้น คุณภาพลำแสงที่ดีขึ้น ความยาวคลื่นที่สั้นลง และการพัฒนาทิศทางความถี่ที่เร็วขึ้น
ในด้านเลเซอร์อุตสาหกรรม ไฟเบอร์เลเซอร์มีความก้าวหน้าอย่างมากในแง่ของกำลังเอาต์พุต คุณภาพลำแสง และความสว่างนับตั้งแต่เปิดตัว อย่างไรก็ตาม พลังงานที่สูงขึ้นสามารถปรับปรุงความเร็วการประมวลผล ปรับคุณภาพการประมวลผลให้เหมาะสม และขยายขอบเขตการประมวลผลไปสู่การผลิตในอุตสาหกรรมหนัก ในการผลิตยานยนต์ การผลิตการบินและอวกาศ พลังงาน การผลิตเครื่องจักร โลหะวิทยา การก่อสร้างการขนส่งทางรถไฟ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และการใช้งานด้านอื่นๆ ในการตัด , การเชื่อม, การรักษาพื้นผิว ฯลฯ ความต้องการพลังงานเลเซอร์ไฟเบอร์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ผู้ผลิตอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องจำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์หลักอย่างต่อเนื่อง (เช่น ชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงและไฟเบอร์เกน) การเพิ่มพลังงานเลเซอร์ไฟเบอร์ยังต้องใช้เทคโนโลยีการปรับเลเซอร์ขั้นสูง เช่น การรวมลำแสงและการสังเคราะห์พลังงาน ซึ่งจะนำมาซึ่งข้อกำหนดใหม่ และความท้าทายต่อผู้ผลิตชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง นอกจากนี้ ความยาวคลื่นที่สั้นลง ความยาวคลื่นที่มากขึ้น การพัฒนาเลเซอร์ที่เร็วขึ้น (เร็วมาก) ยังเป็นทิศทางที่สำคัญ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในชิปวงจรรวม จอแสดงผล อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค การบินและอวกาศ และการประมวลผลไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีความแม่นยำอื่นๆ ตลอดจนวิทยาศาสตร์ชีวภาพ การแพทย์ การตรวจจับ และอื่นๆ ชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ยังนำเสนอข้อกำหนดใหม่อีกด้วย
(4) สำหรับความต้องการส่วนประกอบออปโตอิเล็กทรอนิกส์เลเซอร์กำลังสูงสำหรับการเติบโตต่อไป
การพัฒนาและการพัฒนาอุตสาหกรรมของไฟเบอร์เลเซอร์กำลังสูงเป็นผลมาจากความก้าวหน้าในการเสริมฤทธิ์กันของห่วงโซ่อุตสาหกรรม ซึ่งต้องการการสนับสนุนจากส่วนประกอบออปโตอิเล็กทรอนิกส์หลัก เช่น แหล่งกำเนิดปั๊ม ตัวแยกส่วน หัวสร้างลำแสง ฯลฯ ส่วนประกอบออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในพลังงานสูง ไฟเบอร์เลเซอร์เป็นพื้นฐานและองค์ประกอบสำคัญของการพัฒนาและการผลิต และการขยายตลาดของไฟเบอร์เลเซอร์กำลังสูงยังผลักดันความต้องการของตลาดสำหรับส่วนประกอบหลัก เช่น ชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง ในเวลาเดียวกัน ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีไฟเบอร์เลเซอร์ในประเทศ การทดแทนการนำเข้าได้กลายเป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ส่วนแบ่งตลาดเลเซอร์ในโลกจะยังคงปรับปรุงต่อไป ซึ่งยังนำมาซึ่งโอกาสอันยิ่งใหญ่สำหรับความแข็งแกร่งในท้องถิ่นของผู้ผลิตชิ้นส่วนออปโตอิเล็กทรอนิกส์
เวลาโพสต์: Mar-07-2023
