Laser: Definition, industrikedja, tillämpningar och globalt landskap

Laser hänvisar till ljus som produceras genom stimulerad emission av atomer, därav namnet "laser". Sedan 1900-talet har laser varit en annan viktig uppfinning av mänskligheten efter kärnenergi, datorer och halvledare, och är känd som den "snabbaste kniven", "mest exakta linjalen" och "ljusaste ljuset". Dess tillämpningar är extremt omfattande, inklusivelasermärkning, lasersvetsning,laserskärning, optisk fiberkommunikation, laseravståndsmätning, laserradar, laservapen, laserskivor, lasersynkorrigering, laserkosmetologi, laserskanning, lasermyggdödare och laserinducerad fluorescens (LIF) oförstörande testteknik.

Laserindustrikedja

Laserindustrin är en omfattande högteknologisk industri inriktad på laserteknik, som omfattar forskning och utveckling av lasermaterial, tillverkning av enheter, systemintegration och slutanvändarapplikationer. Den kretsar kring generering, styrning, överföring och tillämpning av lasrar, vilket omfattar en komplett industrikedja från basmaterial till slutprodukter.

Uppströms i den industriella kedjan

Det omfattar huvudsakligen produktion och försäljning av lasermaterial och stödkomponenter. Dessa material, som utgör grunden för laserutrustning, består av laserkristaller, lasergaser, laserlampor och laserströmförsörjning. Dessutom omfattar det relevanta produktionshjälpmaterial såsom optiska linser, pumpkällor, galvanometrar och gitter. Kvaliteten och prestandan hos dessa material och komponenter påverkar direkt kvaliteten och prestandan hos laserutrustning.

Mitt i den industriella kedjan

Detta segment är huvudsakligen verksamt inom tillverkning och försäljning av olika lasrar, samtlaserstödutrustningsom numeriska styrenheter och datorer. Lasrar är kärnkomponenterna i laserutrustning, med olika typer inklusive fasta tillståndslasrar, halvledarlasrar och fiberlasrar. Mellanfasen innefattar också integrering och paketering av uppströms laserchips, optoelektroniska enheter, moduler och optiska komponenter för att producera olika laserutrustningar såsom laserskärmaskiner,lasersvetsmaskineroch lasermärkningsmaskiner.

Nedströms i den industriella kedjan

Det representerar tillämpningsområdena för laserutrustning och täcker ett flertal sektorer som avancerad tillverkning, hälso- och sjukvård, vetenskaplig forskning, fordonsapplikationer och informationsteknik. Till exempel kan laserskärmaskiner användas för att skära metallmaterial, lasersvetsmaskiner för svetsning av bildelar och lasermärkningsmaskiner för att märka produktetiketter. Inom dessa områden spelar laserutrustning en avgörande roll för att driva utvecklingen och framstegen inom relaterade industrier.

Fördelar och viktiga tillämpningsområden för laserteknik

Laserteknik, med sina fördelar med hög precision, hög effektivitet och beröringsfri drift, spelar en allt viktigare roll i strategiskt framväxande industrier:

Inom området för den nya generationens informationsteknik stöder den utvecklingen av nya display- och kommunikationssektorer och driver innovationer inom informationsteknik.
Inom området för tillverkning av avancerad utrustning förbättrar det nivån av grön tillverkning och intelligent tillverkning, vilket möjliggör utvecklingen av höghastighetsjärnvägar och instrument.
Inom den nya energisektorn främjar det utvecklingen av högeffektiv solenergi och smarta nät, vilket påskyndar tillämpningen av ny energi.
Inom området nya material möjliggör det exakt materialbearbetning, vilket ger starkt stöd för forskning och utveckling av nya material.
Inom den nya energifordonsindustrin optimerar det bearbetningen och svetsningen av bildelar, vilket främjar uppgraderingen av den nya energifordonsindustrin.
Inom området energibesparing och miljöskydd tillämpas det i halvledarbelysning, vilket bidrar till utvecklingen av energibesparings- och miljöskyddsindustrin.
Inom den biologiska industrin förbättrar det prestandan hos avancerad medicinsk utrustning, vilket driver innovation inom den biologiska industrin.

Sammantaget är dock de mest utbredda tillämpningarna av lasrar fortfarande inom materialbearbetning och kommunikation.

Globalt laserindustrimönster

Europeiska länder: De tog tidigt ledningen inom laserteknik och har samlat på sig djupgående teknisk expertis, med fördelar inom hög precision, hög tillförlitlighet och avancerade marknadstillämpningar (t.ex. halvledar- och litografiteknik). Enligt marknadsundersökningar står Europas laserindustri för över 30 % av den globala marknadsandelen.
USA: Landet har en viktig position på den globala marknaden inom områden som avancerad optisk chipdesign och integrationsteknik för kiselfotonik. I synnerhet är IPG Photonics ledande inom den globalafiberlasermarknadenSammantaget har den amerikanska laserindustrin nästan 20 % av den globala marknadsandelen.
Japan och Sydkorea: De har unika styrkor inom precisionstillverkning, optisk teknik och tillämpningar inom vissa nischsegment. Till exempel är Japan världsledande inom optiska fiberförformar och specialoptiska fibrer, med en global marknadsandel på över 50 %; Sydkoreas Meere Company har 70 % av den globala marknadsandelen inom displaykantslipmaskiner. Det är dock svårt att få fram korrekta uppgifter om den totala globala marknadsandelen för Japans och Sydkoreas laserindustrier.
Kina: Landet har tydliga fördelar inom tillverkning av laserutrustning och dominerar den globala marknaden inom detta område. År 2024 uppgick den globala intäkten för laserutrustning till cirka 21,8 miljarder USD, varav Kinas intäkter från laserutrustningsmarknaden nådde 89,7 miljarder yuan (vilket motsvarar 56,6 % av den globala marknaden). Men när man beaktar hela industrikedjan (inklusive kärnmaterial och komponenter, tillverkning av avancerad laserutrustning och avancerade tillämpningar) minskar Kinas marknadsandel till cirka 21 % av den globala totalen.

Utvecklingen av Kinas laserindustri

Policystöd

Den kinesiska regeringen fäster stor vikt vid utvecklingen av laserindustrin och har infört en rad stödjande åtgärder för att främja forskning och utveckling, industrialisering och marknadsexpansion för laserteknik.

Regionala industriella kluster

För närvarande har Kina ett stort antal företag inom laserindustrikedjan, och den regionala industriella konkurrensen är hård. De viktigaste industriklustren är följande:

Wuhan Optics Valley: Genom att djupt integrera teknisk innovation och industriell innovation har man byggt ett högland för utvecklingen av Kinas laserindustri. Företaget samlar över 200 laserföretag som täcker olika gas-, fastämnes- och fiberlaserföretag med hög, medel och låg effekt. En komplett industrikedja har bildats, som omfattar uppströms lasermaterial och stödjande komponenter, mellanströmslasrar och stödjande utrustning samt nedströms laserapplikationer.
Pärlflodsdeltat: Drivet av marknadens efterfrågan stimulerar det den industriella efterfrågan på lasertillverkning och främjar förbättringen av alla länkar i industrikedjan. Som den största tillämpningsmarknaden för Kinas laserindustri står dess exportvolym för över 30 % av den nationella totalen. Den industriella skalan i denna region är cirka 13 miljarder yuan, vilket gör den till det näst största laserindustriklustret i Kina efter Wuhan.
Bohai Rim: Den har stark teknisk FoU-kapacitet och en robust marknadsefterfrågan. Denna marknad, representerad av Peking, samlar ett stort antal företag inom IT- och kommunikationsindustrin, vilket genererar en stark efterfrågan på laserprodukter.
Yangtze-deltat: Den har en relativt komplett industrikedja, med industrier huvudsakligen distribuerade i Shanghai, Nanjing, Wenzhou, Suzhou, Ningbo och andra städer. Laserindustrin i denna region kännetecknas av tvärregional samarbetsinnovation, vilket driver kvalitets- och effektivitetsförbättringar uppströms och nedströms i industrikedjan genom ledande företag. Antalet patentansökningar inom kärnteknikområden som ultrasnabba lasrar ochhögprecisionsgalvanometersystemI Yangtzeflodsdeltat ökar med i genomsnitt 34 % årligen, och teknikkonverteringsgraden är betydligt högre än det nationella genomsnittet.

Wuhan Optics Valley, Kinas största laserindustri, är hemvist för mer än 300 laserrelaterade företag, med en total omsättning på över 20 miljarder yuan. Det årliga produktionsvärdet av laserbearbetningsprodukter står för en tredjedel av den nationella totalsumman. Det uppvisar betydande fördelar inom talang, teknologi, industriell grund och marknad:

Talangfördel: Omkring 18 högskolor och 56 vetenskapliga forskningsinstitut på provinsiell och ministeriell nivå är koncentrerade runt basen, och de utbildar över 50 000 högskolestudenter årligen, vilket ger rikliga talangresurser för laserindustrin.
Teknologisk fördel: Institutioner som Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications och Huazhong University of Science and Technology är ledande inom optisk kommunikationsteknik och laserbearbetning och erbjuder starkt tekniskt stöd för industriell utveckling.
Fördelar med den industriella grunden: Wuhan Optics Valley har utvecklats till Kinas största tillverkningsbas för optiska fibrer och kablar samt produktionsbas för laserutrustning, med en solid industriell grund.
Marknadsfördel: Basen har en stor andel av den inhemska marknaden för optiska fiber- och kabelprodukter samt marknaden för optoelektroniska apparater, och intar även en viss position inom den globala optoelektroniska industrin med breda marknadsutsikter.

Marknadsdynamik och kärnkomponenter i laserutrustning

Marknadsdynamik för laserutrustning

Laserutrustning är en typisk allmän utrustning, med dess nedströmsprodukter i stor utsträckning distribuerade inom industrier som fordonsindustrin, 3C (datorer, kommunikation, konsumentelektronik), plåt och varvsindustrin. Industrins välstånd är starkt korrelerat med makroekonomin, och dess konjunkturfluktuationer är i princip förenliga med tillverkningsindustrins makrocykel. Under senare år har nedgången i laserpriser lett till en minskning av utrustningspriserna, vilket förbättrar laserutrustningens ekonomiska effektivitet och accelererar branschens penetrationshastighet.

Viktiga trender nedströms i tillämpningar:

Produktion av litiumbatterier: Lasrar används ofta vid tillverkning av litiumbatterier. Litiumjonbatterier har höga krav på säkerhet, konsistens och densitet, och laserbearbetning har uppenbara fördelar vad gäller bearbetningseffekt och effektivitet. För närvarande, med den snabba utvecklingen av nya energifordon, är efterfrågan på litiumbatteriutrustning stark, och litiumbatteriföretag utökar sin produktionskapacitet. Med tanke på den utbredda tillämpningen av laserskärning, rengöring och märkning vid tillverkning av litiumbatterier förväntas andelen laserbearbetningsutrustning inom tillverkning av kraftfulla litiumbatterier nå 15–20 % i framtiden.
Laserrengöring och laserbeklädnadDessa framväxande tillämpningsmarknader har breda möjligheter. Jämfört med kemisk rengöring och mekanisk slipning är laserrengöring miljövänlig, icke-skadlig, fri från sekundär förorening och effektiv. Den kan ersätta befintliga marknader som industriell rengöring och manuell polering, med enorm marknadspotential. Nyutvecklade tillämpningsområden inkluderar rengöring av kulturminnen, byggnadsrengöring och gatustädning.
Solcellsindustrin: Laserbearbetningsteknik kan avsevärt förbättra effektiviteten hos solceller. Driven av gynnsamma faktorer som den kontinuerliga minskningen av solcellskostnaderna och efterfrågan från tillväxtmarknader kommer den globala solcellsmarknaden att fortsätta växa. Laserbearbetning tillämpas i processer som ablation, skärning, kanttrimning och dopning i solcellsproduktion.

Kärnkomponenter i lasrar

Kostnadsstruktur: Av lasrarnas kostnadsstruktur är specialoptiska fibrer, pumpkällor och optiska enheter de viktigaste kostnadskomponenterna och står för över 80 %. Bland dem är pumpkällor och specialoptiska fibrer de viktigaste källorna till råmaterialkostnader för fiberlasrar – generellt står specialoptiska fibrer för cirka 20 % och pumpkällor för cirka 30 %.
Nyckelindikator: Vid analys av lasrars kärnkomponenter är den viktigaste indikatorn graden av egenproduktion (eller lokalisering) av dessa kärnkomponenter. En högre andel egenproduktion (eller lokalisering) leder till en snabbare minskning av anskaffningskostnaderna.
Pumpkällor: Som ljuskälla för fiberlasrar används pumpkällor för att excitera laserarbetsmediet och pumpa de aktiva partiklarna från grundtillståndet till en högre energinivå för att uppnå populationsinversion. Beroende på skillnaderna i arbetsmediet och laserns driftsförhållanden är de indelade i fyra typer: optisk excitation (optisk pumpning), gasurladdningsexcitation, kemisk excitation och kärnenergiexcitation. Motsvarande typer av lasrar är fiberlasrar, koldioxidlasrar, fasttillståndslasrar etc.
Speciella optiska fibrer: Kärnfunktionen som skiljer speciella optiska fibrer från vanliga optiska fibrer är deras användning vid specifika våglängder. Ytterbiumdopade fibrer används som förstärkningsmedia för fiberlasrar och fiberförstärkare, medan passiva fibrer används för kopplare, pigtails och andra optiska enheter.

Framtida utvecklingstrender inom laserindustrin

I takt med att lasertekniken integreras djupt med nya tekniker som artificiell intelligens och sakernas internet, och med den kontinuerliga framväxten av nya lasrar som ultrasnabba lasrar ochhögeffektsfiberlasrar, kommer laserindustrikedjan att utvecklas till en högre nivå, vilket medför revolutionerande förändringar inom områden som materialbearbetning och biomedicin.

Samtidigt, i takt med att den globala tillverkningsindustrin rör sig mot intelligens och grönare utveckling, kommer lasertillverkning, med sina fördelar med hög precision och stark anpassningsförmåga, att accelerera sin penetration inom precisionstillverkningsområden som bildskärmar, konsumentelektronik och integrerade kretsar, vilket ytterligare utökar dess tillämpningsmarknad.

Dessutom kommer det kontinuerliga stödet från nationella riktlinjer för laserindustrin och relevanta riktlinjer som införs av lokala myndigheter att lägga en solid grund för förbättring och expansion avlaserindustrikedja, vilket främjar laserindustrins utveckling i riktning mot högre kvalitet och högre effektivitet.

Publiceringstid: 3 september 2025

Förstå en industriell kedja på 10 minuter: Den industriella laserkedjan