เลเซอร์: คำจำกัดความ ห่วงโซ่อุตสาหกรรม การใช้งาน และภาพรวมระดับโลก

ห่วงโซ่อุตสาหกรรมเลเซอร์

ต้นน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรม

ช่วงกลางของห่วงโซ่อุตสาหกรรม

ปลายน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรม

ข้อดีและสาขาการประยุกต์ใช้หลักของเทคโนโลยีเลเซอร์

• ในด้านเทคโนโลยีสารสนเทศยุคใหม่ บริษัทสนับสนุนการพัฒนาภาคส่วนการแสดงผลและการสื่อสารใหม่ๆ และขับเคลื่อนนวัตกรรมในเทคโนโลยีสารสนเทศ
• ในด้านการผลิตอุปกรณ์ระดับสูง เทคโนโลยีนี้ช่วยยกระดับการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและการผลิตอัจฉริยะ ส่งเสริมการพัฒนาระบบรถไฟความเร็วสูงและเครื่องมือวัด
• ในภาคพลังงานใหม่นั้น ส่งเสริมการพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูงและระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ พร้อมทั้งเร่งการประยุกต์ใช้พลังงานใหม่
• ในด้านวัสดุใหม่ เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถประมวลผลวัสดุได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นการสนับสนุนอย่างแข็งแกร่งต่อการวิจัยและพัฒนาวัสดุใหม่
• ในอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ เทคโนโลยีนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตและการเชื่อมชิ้นส่วนยานยนต์ ซึ่งส่งเสริมการยกระดับอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้น
• ในด้านการอนุรักษ์พลังงานและการรักษาสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีนี้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในระบบไฟส่องสว่างแบบเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาอุตสาหกรรมการอนุรักษ์พลังงานและการรักษาสิ่งแวดล้อม
• ในอุตสาหกรรมชีวภาพ เทคโนโลยีนี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทางการแพทย์ขั้นสูง และขับเคลื่อนนวัตกรรมในอุตสาหกรรมชีวภาพ

รูปแบบอุตสาหกรรมเลเซอร์ระดับโลก

• ประเทศในยุโรป: พวกเขาเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีเลเซอร์มาตั้งแต่แรกเริ่ม และสั่งสมความเชี่ยวชาญทางเทคนิคอย่างลึกซึ้ง โดยมีข้อได้เปรียบในด้านความแม่นยำสูง ความน่าเชื่อถือสูง และการใช้งานในตลาดระดับสูง (เช่น เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์และลิโทกราฟี) จากข้อมูลการวิจัยตลาด อุตสาหกรรมเลเซอร์ของยุโรปครองส่วนแบ่งตลาดโลกมากกว่า 30%
• สหรัฐอเมริกา: มีบทบาทสำคัญในตลาดโลกในด้านต่างๆ เช่น การออกแบบชิปออปติคอลระดับไฮเอนด์ และเทคโนโลยีการรวมซิลิคอนโฟโตนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง IPG Photonics เป็นผู้นำระดับโลกตลาดเลเซอร์ไฟเบอร์โดยรวมแล้ว อุตสาหกรรมเลเซอร์ของสหรัฐฯ ครองส่วนแบ่งตลาดโลกเกือบ 20%
• ญี่ปุ่นและเกาหลีใต้: ทั้งสองประเทศมีจุดแข็งที่เป็นเอกลักษณ์ในด้านการผลิตที่แม่นยำ เทคโนโลยีทางแสง และการประยุกต์ใช้ในบางกลุ่มตลาดเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ญี่ปุ่นเป็นผู้นำของโลกในด้านพรีฟอร์มใยแก้วนำแสงและใยแก้วนำแสงชนิดพิเศษ โดยมีส่วนแบ่งการตลาดโลกมากกว่า 50% ในขณะที่บริษัท Meere ของเกาหลีใต้ครองส่วนแบ่งการตลาดโลก 70% ในด้านเครื่องเจียรขอบจอแสดงผล อย่างไรก็ตาม ข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับส่วนแบ่งการตลาดโลกโดยรวมของอุตสาหกรรมเลเซอร์ของญี่ปุ่นและเกาหลีใต้นั้นหาได้ยาก
• จีน: มีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในการผลิตอุปกรณ์เลเซอร์และครองตลาดโลกในด้านนี้ ในปี 2024 รายได้จากตลาดอุปกรณ์เลเซอร์ทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 21.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยรายได้จากตลาดอุปกรณ์เลเซอร์ของจีนสูงถึง 89.7 พันล้านหยวน (คิดเป็น 56.6% ของตลาดโลก) อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมด (รวมถึงวัสดุและส่วนประกอบหลัก การผลิตอุปกรณ์เลเซอร์ระดับสูง และการใช้งานขั้นสูง) ส่วนแบ่งการตลาดของจีนจะลดลงเหลือประมาณ 21% ของตลาดโลกทั้งหมด
• 

การพัฒนาอุตสาหกรรมเลเซอร์ของจีน

การสนับสนุนนโยบาย

กลุ่มอุตสาหกรรมระดับภูมิภาค

• เขตอุตสาหกรรมเลเซอร์หวู่ฮั่น: ด้วยการบูรณาการนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและนวัตกรรมทางอุตสาหกรรมอย่างลึกซึ้ง ทำให้เกิดศูนย์กลางการพัฒนาอุตสาหกรรมเลเซอร์ของจีนขึ้น ที่นี่รวบรวมบริษัทเลเซอร์กว่า 200 แห่ง ครอบคลุมเลเซอร์ประเภทต่างๆ ทั้งเลเซอร์ก๊าซ เลเซอร์โซลิดสเตท และเลเซอร์ไฟเบอร์ ทั้งกำลังสูง กลาง และต่ำ ก่อให้เกิดห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่สมบูรณ์ ตั้งแต่ต้นน้ำของการผลิตวัสดุเลเซอร์และชิ้นส่วนประกอบ กลางน้ำของการผลิตเลเซอร์และอุปกรณ์สนับสนุน ไปจนถึงปลายน้ำของการใช้งานเลเซอร์
• เขตสามเหลี่ยมปากแม่น้ำเพิร์ล: ด้วยแรงขับเคลื่อนจากความต้องการของตลาด ทำให้เขตนี้กระตุ้นความต้องการทางอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตเลเซอร์และส่งเสริมการพัฒนาในทุกขั้นตอนของห่วงโซ่อุตสาหกรรม ในฐานะที่เป็นตลาดการใช้งานที่ใหญ่ที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมเลเซอร์ของจีน ปริมาณการส่งออกคิดเป็นกว่า 30% ของปริมาณการส่งออกทั้งหมดของประเทศ ขนาดอุตสาหกรรมของภูมิภาคนี้อยู่ที่ประมาณ 13 พันล้านหยวน ทำให้เป็นกลุ่มอุตสาหกรรมเลเซอร์ที่ใหญ่เป็นอันดับสองในจีนรองจากเมืองอู่ฮั่น
• เขตทะเลรอบอ่าวโป๋ไห่: เขตนี้มีศักยภาพด้านการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีที่แข็งแกร่งและความต้องการของตลาดที่มั่นคง โดยมีปักกิ่งเป็นศูนย์กลาง ตลาดนี้รวบรวมองค์กรจำนวนมากในอุตสาหกรรมไอทีและการสื่อสาร ซึ่งก่อให้เกิดความต้องการผลิตภัณฑ์เลเซอร์อย่างมาก
• เขตสามเหลี่ยมปากแม่น้ำแยงซี: มีห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่ค่อนข้างสมบูรณ์ โดยอุตสาหกรรมส่วนใหญ่กระจายอยู่ในเซี่ยงไฮ้ หนานจิง เหวินโจว ซูโจว หนิงโป และเมืองอื่นๆ อุตสาหกรรมเลเซอร์ในภูมิภาคนี้มีลักษณะเด่นคือ นวัตกรรมความร่วมมือข้ามภูมิภาค ซึ่งขับเคลื่อนการปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพของห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งต้นน้ำและปลายน้ำผ่านองค์กรชั้นนำ จำนวนการยื่นขอสิทธิบัตรในสาขาเทคโนโลยีหลัก เช่น เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ และระบบแกลวาโนมิเตอร์ความแม่นยำสูงในเขตสามเหลี่ยมปากแม่น้ำแยงซี อัตราการเติบโตเพิ่มขึ้นเฉลี่ยปีละ 34% และอัตราการเปลี่ยนผ่านทางเทคโนโลยีสูงกว่าค่าเฉลี่ยระดับประเทศอย่างมีนัยสำคัญ

1. ข้อได้เปรียบด้านบุคลากร: สถาบันอุดมศึกษาประมาณ 18 แห่ง และสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์ระดับจังหวัดและกระทรวง 56 แห่ง ตั้งอยู่รอบฐานปฏิบัติการ โดยผลิตนักศึกษามากกว่า 50,000 คนต่อปี ทำให้มีทรัพยากรบุคคลที่มีความสามารถมากมายสำหรับอุตสาหกรรมเลเซอร์
2. ความได้เปรียบทางเทคโนโลยี: สถาบันต่างๆ เช่น สถาบันวิจัยไปรษณีย์และโทรคมนาคมหวู่ฮั่น และมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหัวจง อยู่ในระดับแนวหน้าของประเทศในด้านเทคโนโลยีการสื่อสารด้วยแสงและการประมวลผลด้วยเลเซอร์ ซึ่งให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่แข็งแกร่งสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรม
3. ข้อได้เปรียบด้านรากฐานอุตสาหกรรม: เขตอุตสาหกรรมหวู่ฮั่นออปติกส์แวลลีย์ได้พัฒนาเป็นฐานการผลิตใยแก้วนำแสงและสายเคเบิล รวมถึงฐานการผลิตอุปกรณ์เลเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดของจีน โดยมีรากฐานอุตสาหกรรมที่มั่นคง
4. ข้อได้เปรียบทางการตลาด: บริษัทมีส่วนแบ่งการตลาดขนาดใหญ่ในตลาดผลิตภัณฑ์ใยแก้วนำแสงและสายเคเบิล รวมถึงตลาดอุปกรณ์อิเล็กโทรออปติกในประเทศ และยังมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กโทรออปติกในระดับโลก ซึ่งมีแนวโน้มทางการตลาดที่กว้างขวาง

พลวัตของตลาดและส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์เลเซอร์

พลวัตของตลาดอุปกรณ์เลเซอร์

• การผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม: เลเซอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความต้องการสูงในด้านความปลอดภัย ความสม่ำเสมอ และความหนาแน่น และการประมวลผลด้วยเลเซอร์มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้านประสิทธิภาพและประสิทธิผล ปัจจุบัน ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของยานยนต์พลังงานใหม่ ความต้องการอุปกรณ์ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมจึงสูง และผู้ประกอบการแบตเตอรี่ลิเธียมกำลังขยายกำลังการผลิต เมื่อพิจารณาถึงการประยุกต์ใช้การตัด การทำความสะอาด และการทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์อย่างแพร่หลายในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม คาดว่าสัดส่วนของอุปกรณ์ประมวลผลด้วยเลเซอร์ในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมกำลังสูงจะสูงถึง 15-20% ในอนาคต
• การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์และการเคลือบผิวด้วยเลเซอร์ตลาดการใช้งานใหม่เหล่านี้มีโอกาสเติบโตอย่างกว้างขวาง เมื่อเปรียบเทียบกับการทำความสะอาดด้วยสารเคมีและการขัดด้วยเครื่องจักร การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ก่อให้เกิดความเสียหาย ปราศจากมลพิษรอง และมีประสิทธิภาพ สามารถทดแทนตลาดที่มีอยู่เดิม เช่น การทำความสะอาดในอุตสาหกรรมและการขัดเงาด้วยมือ ซึ่งมีศักยภาพทางการตลาดมหาศาล สาขาการใช้งานที่พัฒนาขึ้นใหม่ ได้แก่ การทำความสะอาดโบราณวัตถุ การทำความสะอาดอาคาร และการทำความสะอาดถนน
• อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์: เทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ได้อย่างมาก ด้วยปัจจัยที่เอื้ออำนวย เช่น ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ที่ลดลงอย่างต่อเนื่อง และความต้องการจากตลาดเกิดใหม่ ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วโลกจึงจะยังคงเติบโตต่อไป การประมวลผลด้วยเลเซอร์ถูกนำไปใช้ในกระบวนการต่างๆ เช่น การกัดกร่อน การตัด การเล็มขอบ และการเติมสารเจือปนในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์

ส่วนประกอบหลักของเลเซอร์

• โครงสร้างต้นทุน: จากโครงสร้างต้นทุนของเลเซอร์ เส้นใยแก้วนำแสงชนิดพิเศษ แหล่งกำเนิดแสง และอุปกรณ์ทางแสงเป็นส่วนประกอบต้นทุนหลัก คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 80% ในจำนวนนี้ แหล่งกำเนิดแสงและเส้นใยแก้วนำแสงชนิดพิเศษเป็นแหล่งวัตถุดิบหลักสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์ โดยทั่วไปแล้ว เส้นใยแก้วนำแสงชนิดพิเศษคิดเป็นประมาณ 20% และแหล่งกำเนิดแสงคิดเป็นประมาณ 30%
• ตัวชี้วัดสำคัญ: เมื่อวิเคราะห์ส่วนประกอบหลักของเลเซอร์ ตัวชี้วัดที่สำคัญที่สุดคือระดับการผลิตเอง (หรือการผลิตในประเทศ) ของส่วนประกอบหลักเหล่านั้น สัดส่วนการผลิตเอง (หรือการผลิตในประเทศ) ที่สูงขึ้นจะนำไปสู่การลดลงของต้นทุนการจัดซื้อที่เร็วขึ้น
• แหล่งกำเนิดแสงกระตุ้น: ในฐานะแหล่งกำเนิดแสงของเลเซอร์ใยแก้ว แหล่งกำเนิดแสงกระตุ้นใช้เพื่อกระตุ้นตัวกลางทำงานของเลเซอร์และปั๊มอนุภาคแอคทีฟจากสถานะพื้นฐานไปยังระดับพลังงานที่สูงขึ้นเพื่อให้เกิดการผกผันของประชากร ตามความแตกต่างของตัวกลางทำงานและสภาวะการทำงานของเลเซอร์ แหล่งกำเนิดแสงกระตุ้นแบ่งออกเป็นสี่ประเภท ได้แก่ การกระตุ้นด้วยแสง (การปั๊มด้วยแสง) การกระตุ้นด้วยการปล่อยประจุในก๊าซ การกระตุ้นด้วยสารเคมี และการกระตุ้นด้วยพลังงานนิวเคลียร์ เลเซอร์ประเภทที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ เลเซอร์ใยแก้ว เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ เลเซอร์โซลิดสเตท เป็นต้น
• เส้นใยนำแสงชนิดพิเศษ: คุณสมบัติหลักที่ทำให้เส้นใยนำแสงชนิดพิเศษแตกต่างจากเส้นใยนำแสงทั่วไปคือการใช้งานที่ความยาวคลื่นเฉพาะ เส้นใยที่เจือด้วยอิตเทอร์เบียมใช้เป็นตัวกลางเพิ่มกำลังสำหรับเลเซอร์ใยแก้วและเครื่องขยายสัญญาณใยแก้ว ในขณะที่เส้นใยแบบพาสซีฟใช้สำหรับตัวเชื่อมต่อ สายต่อ และอุปกรณ์ทางแสงอื่นๆ

แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของอุตสาหกรรมเลเซอร์