Laser: Definition, industrielle Wertschöpfungskette, Anwendungen und globale Landschaft

Laser bezeichnet Licht, das durch die stimulierte Emission von Atomen erzeugt wird, daher der Name „Laser“. Seit dem 20. Jahrhundert zählt der Laser neben Kernenergie, Computern und Halbleitern zu den bedeutendsten Erfindungen der Menschheit und ist bekannt als „schnellstes Messer“, „präzisestes Lineal“ und „hellstes Licht“. Seine Anwendungsgebiete sind äußerst vielfältig.Lasermarkierung, Laserschweißen,Laserschneiden, optische Faserkommunikation, Laserentfernungsmessung, Laserradar, Laserwaffen, Laserdiscs, Laser-Sehkorrektur, Laserkosmetik, Laserscanning, Laser-Mückenvernichter und zerstörungsfreie Prüftechnologie mittels laserinduzierter Fluoreszenz (LIF).

Wertschöpfungskette der Laserindustrie

Die Laserindustrie ist eine umfassende Hightech-Branche, die sich auf Lasertechnologie konzentriert und die Forschung und Entwicklung von Lasermaterialien, die Geräteherstellung, die Systemintegration und Endanwendungen umfasst. Sie dreht sich um die Erzeugung, Steuerung, Übertragung und Anwendung von Lasern und schließt eine vollständige industrielle Wertschöpfungskette von den Basismaterialien bis zum Endprodukt ein.

Vorgelagerte Bereiche der industriellen Wertschöpfungskette

Das Geschäftsfeld umfasst im Wesentlichen die Produktion und den Vertrieb von Lasermaterialien und zugehörigen Komponenten. Diese Materialien, die die Grundlage von Laseranlagen bilden, bestehen aus Laserkristallen, Lasergasen, Laserlampen und Lasernetzteilen. Darüber hinaus gehören dazu auch relevante Produktionshilfsmaterialien wie optische Linsen, Pumpquellen, Galvanometer und Gitter. Die Qualität und Leistungsfähigkeit dieser Materialien und Komponenten beeinflussen unmittelbar die Qualität und Leistungsfähigkeit der Laseranlagen.

Mittelklasse der industriellen Wertschöpfungskette

Dieses Segment beschäftigt sich hauptsächlich mit der Herstellung und dem Vertrieb verschiedener Laser, sowieLaser-Unterstützungsausrüstungwie numerische Steuerungsgeräte und Computer. Laser sind die Kernkomponenten von Laseranlagen, wobei es verschiedene Typen wie Festkörperlaser, Halbleiterlaser und Faserlaser gibt. Die Wertschöpfungskette umfasst auch die Integration und das Packaging von Laserchips, optoelektronischen Bauelementen, Modulen und optischen Komponenten zur Herstellung verschiedener Laseranlagen wie Laserschneidmaschinen.Laserschweißmaschinenund Lasermarkierungsmaschinen.

Nachgelagerte Bereiche der industriellen Wertschöpfungskette

Sie repräsentiert die Anwendungsgebiete von Laseranlagen und umfasst zahlreiche Sektoren wie die moderne Fertigung, das Gesundheitswesen, die wissenschaftliche Forschung, die Automobilindustrie und die Informationstechnologie. Beispielsweise können Laserschneidmaschinen zum Schneiden von Metallen, Laserschweißmaschinen zum Schweißen von Automobilteilen und Lasermarkiermaschinen zum Markieren von Produktetiketten eingesetzt werden. In diesen Bereichen spielen Laseranlagen eine entscheidende Rolle für die Entwicklung und den Fortschritt der jeweiligen Branchen.

Vorteile und wichtigste Anwendungsgebiete der Lasertechnologie

Die Lasertechnologie spielt aufgrund ihrer Vorteile wie hoher Präzision, hoher Effizienz und berührungsloser Arbeitsweise eine zunehmend wichtige Rolle in strategischen Zukunftsbranchen:

Im Bereich der Informationstechnologie der neuen Generation unterstützt sie die Entwicklung neuer Anzeige- und Kommunikationssektoren und treibt Innovationen in der Informationstechnologie voran.
Im Bereich der High-End-Anlagenfertigung steigert es das Niveau der umweltfreundlichen und intelligenten Fertigung und fördert so die Entwicklung von Hochgeschwindigkeitsstrecken und Instrumenten.
Im Bereich der neuen Energien fördert sie die Entwicklung hocheffizienter Solarenergie und intelligenter Stromnetze und beschleunigt so die Anwendung neuer Energien.
Im Bereich der neuen Werkstoffe ermöglicht es eine präzise Materialbearbeitung und bietet damit eine starke Unterstützung für die Forschung und Entwicklung neuer Werkstoffe.
In der Branche der Fahrzeuge mit alternativen Antrieben optimiert es die Verarbeitung und das Schweißen von Automobilteilen und treibt so die Modernisierung der Branche voran.
Im Bereich der Energieeinsparung und des Umweltschutzes findet es Anwendung in der Halbleiterbeleuchtung und trägt so zum Fortschritt der Energieeinsparungs- und Umweltschutzindustrie bei.
In der Biotechnologiebranche verbessert es die Leistungsfähigkeit moderner Medizingeräte und treibt so Innovationen in diesem Bereich voran.

Insgesamt liegen die am weitesten verbreiteten Anwendungsgebiete von Lasern jedoch weiterhin in der Materialbearbeitung und der Kommunikation.

Globales Muster der Laserindustrie

Europäische Länder: Sie haben sich frühzeitig eine führende Position in der Lasertechnologie erarbeitet und umfassendes technisches Know-how aufgebaut. Ihre Vorteile liegen in den Bereichen hohe Präzision, hohe Zuverlässigkeit und High-End-Anwendungen (z. B. Halbleiter- und Lithografietechnologie). Laut Marktforschungsdaten entfallen über 30 % des globalen Marktanteils der Laserindustrie auf Europa.
Die Vereinigten Staaten: Sie nehmen eine wichtige Position auf dem Weltmarkt in Bereichen wie dem Design hochwertiger optischer Chips und der Integrationstechnologie für Siliziumphotonik ein. Insbesondere IPG Photonics ist weltweit führend in diesem Bereich.FaserlasermarktInsgesamt hält die US-amerikanische Laserindustrie fast 20 % des globalen Marktanteils.
Japan und Südkorea verfügen über einzigartige Stärken in der Präzisionsfertigung, der optischen Technologie und Anwendungen in bestimmten Nischensegmenten. So ist Japan beispielsweise weltweit führend bei optischen Faserrohlingen und Spezialfasern mit einem globalen Marktanteil von über 50 %. Das südkoreanische Unternehmen Meere hält 70 % des globalen Marktanteils bei Kantenschleifmaschinen für Displays. Genaue Daten zum gesamten globalen Marktanteil der japanischen und südkoreanischen Laserindustrie sind jedoch schwer zu beschaffen.
China: Das Land verfügt über deutliche Vorteile in der Lasergeräteherstellung und dominiert den Weltmarkt in diesem Bereich. Im Jahr 2024 belief sich der weltweite Umsatz des Lasergerätemarktes auf rund 21,8 Milliarden US-Dollar, wovon 89,7 Milliarden Yuan (56,6 % des Weltmarktes) auf China entfielen. Betrachtet man jedoch die gesamte Wertschöpfungskette (einschließlich Kernmaterialien und -komponenten, High-End-Lasergeräteherstellung und fortschrittliche Anwendungen), sinkt Chinas Marktanteil auf etwa 21 % des Weltmarktes.

Entwicklung der chinesischen Laserindustrie

Politikunterstützung

Die chinesische Regierung misst der Entwicklung der Laserindustrie große Bedeutung bei und hat eine Reihe von Fördermaßnahmen eingeführt, um die Forschung und Entwicklung, die Industrialisierung und die Marktexpansion der Lasertechnologie voranzutreiben.

Regionale Industriecluster

Derzeit gibt es in China eine Vielzahl von Unternehmen entlang der industriellen Wertschöpfungskette der Lasertechnik, und der regionale Wettbewerb ist intensiv. Die wichtigsten Industriecluster sind:

Das Optik-Tal in Wuhan: Durch die enge Verknüpfung von technologischer und industrieller Innovation hat es sich zu einem Zentrum für die Entwicklung der chinesischen Laserindustrie entwickelt. Über 200 Laserunternehmen sind hier ansässig und decken verschiedene Bereiche ab – von Gas- und Festkörperlasern bis hin zu Faserlasern mit hoher, mittlerer und niedriger Leistung. Es hat sich eine vollständige Wertschöpfungskette etabliert, die von vorgelagerten Lasermaterialien und -komponenten über Laser und zugehörige Ausrüstung bis hin zu nachgelagerten Laseranwendungen reicht.
Perlflussdelta: Angetrieben von der Marktnachfrage, fördert es die industrielle Nachfrage nach Laserfertigung und trägt zur Verbesserung aller Glieder der industriellen Wertschöpfungskette bei. Als größter Anwendungsmarkt für Chinas Laserindustrie macht es über 30 % des nationalen Exportvolumens aus. Mit einem Industrievolumen von rund 13 Milliarden Yuan ist es nach Wuhan der zweitgrößte Laserindustriecluster Chinas.
Bohai-Region: Diese Region zeichnet sich durch starke technologische Forschungs- und Entwicklungskapazitäten sowie eine robuste Marktnachfrage aus. Der von Peking repräsentierte Markt vereint zahlreiche Unternehmen der IT- und Kommunikationsbranche und generiert eine hohe Nachfrage nach Laserprodukten.
Jangtse-Delta: Es verfügt über eine relativ vollständige industrielle Wertschöpfungskette, deren Industrien hauptsächlich in Shanghai, Nanjing, Wenzhou, Suzhou, Ningbo und anderen Städten konzentriert sind. Die Laserindustrie dieser Region zeichnet sich durch regionsübergreifende, kollaborative Innovation aus, die durch führende Unternehmen die Qualitäts- und Effizienzsteigerung entlang der gesamten Wertschöpfungskette vorantreibt. Die Anzahl der Patentanmeldungen in Kerntechnologiebereichen wie Ultrakurzpulslasern undhochpräzise GalvanometersystemeIm Jangtse-Delta steigt die Zahl der Neuentwicklungen im Durchschnitt jährlich um 34 %, und die Technologieumstellungsrate ist deutlich höher als der nationale Durchschnitt.

Als größtes Zentrum der Laserindustrie Chinas beherbergt das Wuhan Optics Valley mehr als 300 laserbezogene Unternehmen mit einem Gesamtumsatz von über 20 Milliarden Yuan. Der jährliche Produktionswert von Laserbearbeitungsprodukten entspricht einem Drittel des nationalen Gesamtwerts. Es beweist bedeutende Vorteile in Bezug auf Fachkräfte, Technologie, industrielle Basis und Markt.

Talentvorteil: Rund 18 Hochschulen und 56 wissenschaftliche Forschungsinstitute auf Provinz- und Ministeriumsebene sind rund um den Standort konzentriert und bilden jährlich über 50.000 Studenten aus, wodurch der Laserindustrie ein reichhaltiges Talentpotenzial zur Verfügung steht.
Technologischer Vorteil: Institutionen wie das Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications und die Huazhong University of Science and Technology gehören zu den führenden Institutionen im Bereich der optischen Kommunikationstechnologie und der Laserbearbeitung in China und bieten eine starke technische Unterstützung für die industrielle Entwicklung.
Industrieller Fundamentvorteil: Das Wuhan Optics Valley hat sich mit einer soliden industriellen Basis zum größten Produktionsstandort für optische Fasern und Kabel sowie für Lasergeräte in China entwickelt.
Marktvorteil: Das Unternehmen hält einen großen Anteil am heimischen Markt für optische Fasern und Kabelprodukte sowie am Markt für optoelektronische Geräte und nimmt auch in der globalen optoelektronischen Industrie eine gewisse Position ein, wodurch sich breite Marktperspektiven ergeben.

Marktdynamik und Kernkomponenten von Lasergeräten

Marktdynamik von Laserausrüstung

Laseranlagen sind typische Universalgeräte mit weit verbreiteten Anwendungsbereichen in Branchen wie der Automobilindustrie, der Computer-, Kommunikations- und Unterhaltungselektronikindustrie (3C), der Blechverarbeitung und dem Schiffbau. Die Entwicklung der Branche korreliert stark mit der gesamtwirtschaftlichen Lage, und ihre Konjunkturschwankungen entsprechen im Wesentlichen dem Konjunkturzyklus der Fertigungsindustrie. Der Rückgang der Laserpreise in den letzten Jahren hat zu sinkenden Gerätepreisen, einer verbesserten Wirtschaftlichkeit von Laseranlagen und einer beschleunigten Marktdurchdringung geführt.

Wichtige Trends in nachgelagerten Anwendungen:

Lithiumbatterieproduktion: Laser werden in der Lithiumbatterieproduktion häufig eingesetzt. Lithium-Ionen-Batterien stellen hohe Anforderungen an Sicherheit, Konsistenz und Energiedichte, und die Laserbearbeitung bietet deutliche Vorteile hinsichtlich Bearbeitungseffektivität und Effizienz. Angesichts der rasanten Entwicklung von Elektrofahrzeugen ist die Nachfrage nach Lithiumbatterieanlagen derzeit hoch, und Lithiumbatteriehersteller erweitern ihre Produktionskapazitäten. Aufgrund der weitverbreiteten Anwendung von Laserschneiden, -reinigen und -markieren in der Lithiumbatteriefertigung wird erwartet, dass der Anteil laserbasierter Bearbeitungsanlagen in der Produktion von Hochleistungs-Lithiumbatterien zukünftig 15–20 % erreichen wird.
Laserreinigung und LaserauftragschweißenDiese aufstrebenden Anwendungsmärkte bieten vielversprechende Perspektiven. Im Vergleich zu chemischer Reinigung und mechanischem Schleifen ist die Laserreinigung umweltfreundlich, schonend, frei von Sekundärverschmutzung und effizient. Sie kann bestehende Märkte wie die industrielle Reinigung und das manuelle Polieren ersetzen und birgt ein enormes Marktpotenzial. Zu den neu erschlossenen Anwendungsgebieten zählen die Reinigung von Kulturdenkmälern, Gebäuden und Straßen.
Photovoltaikindustrie: Die Laserbearbeitungstechnologie kann die Effizienz von Photovoltaikzellen deutlich steigern. Angetrieben durch günstige Faktoren wie den kontinuierlichen Rückgang der Stromerzeugungskosten aus Photovoltaik und die Nachfrage aus Schwellenländern wird der globale Photovoltaikmarkt weiter wachsen. Die Laserbearbeitung findet Anwendung in Prozessen wie Ablation, Schneiden, Kantenbearbeitung und Dotierung bei der Solarzellenproduktion.

Kernkomponenten von Lasern

Kostenstruktur: Die Hauptkostenfaktoren bei Lasern sind spezielle optische Fasern, Pumpquellen und optische Bauelemente, die über 80 % ausmachen. Pumpquellen und spezielle optische Fasern stellen dabei die wichtigsten Rohstoffkostenfaktoren für Faserlaser dar – im Allgemeinen entfallen etwa 20 % der Kosten auf spezielle optische Fasern und etwa 30 % auf Pumpquellen.
Wichtigster Indikator: Bei der Analyse der Kernkomponenten von Lasern ist der Grad der Eigenproduktion (bzw. Lokalisierung) dieser Kernkomponenten der wichtigste Indikator. Ein höherer Anteil an Eigenproduktion (bzw. Lokalisierung) führt zu einem schnelleren Rückgang der Beschaffungskosten.
Pumpquellen: Als Lichtquelle von Faserlasern dienen Pumpquellen dazu, das Lasermedium anzuregen und die aktiven Teilchen vom Grundzustand auf ein höheres Energieniveau zu pumpen, um eine Besetzungsinversion zu erreichen. Je nach Arbeitsmedium und Laserbetriebsbedingungen werden sie in vier Typen unterteilt: optische Anregung (optisches Pumpen), Gasentladungsanregung, chemische Anregung und Anregung mittels Kernenergie. Zu den entsprechenden Lasertypen gehören Faserlaser, Kohlendioxidlaser, Festkörperlaser usw.
Spezielle optische Fasern: Das Hauptmerkmal, das spezielle optische Fasern von herkömmlichen optischen Fasern unterscheidet, ist ihre Verwendung bei spezifischen Wellenlängen. Ytterbium-dotierte Fasern werden als Verstärkungsmedium für Faserlaser und Faserverstärker eingesetzt, während passive Fasern für Koppler, Pigtails und andere optische Bauelemente verwendet werden.

Zukünftige Entwicklungstrends der Laserindustrie

Da die Lasertechnologie zunehmend mit neuen Technologien wie künstlicher Intelligenz und dem Internet der Dinge verknüpft wird und ständig neue Laser wie ultraschnelle Laser entwickelt werden, …Hochleistungs-FaserlaserDie industrielle Wertschöpfungskette der Lasertechnologie wird sich auf ein höheres Niveau entwickeln und revolutionäre Veränderungen in Bereichen wie der Materialbearbeitung und der Biomedizin mit sich bringen.

Während sich die globale Fertigungsindustrie in Richtung Intelligenz und Nachhaltigkeit entwickelt, wird die Laserfertigung mit ihren Vorteilen hoher Präzision und starker Anpassungsfähigkeit ihren Vormarsch in Präzisionsfertigungsbereichen wie Displaypanels, Unterhaltungselektronik und integrierten Schaltungen beschleunigen und ihren Anwendungsmarkt weiter ausdehnen.

Darüber hinaus wird die kontinuierliche Unterstützung der Laserindustrie durch nationale Förderprogramme und die entsprechenden Maßnahmen der lokalen Regierungen eine solide Grundlage für die Verbesserung und den Ausbau der Branche schaffen.Industriekette für Laser, um die Laserindustrie in Richtung höherer Qualität und höherer Effizienz zu fördern.

Veröffentlichungsdatum: 03.09.2025

Eine industrielle Wertschöpfungskette in 10 Minuten verstehen: Die Laser-Wertschöpfungskette