產業脈動|國際雷射產業發展與台灣雷射亮點

作者:

邱慶龍

刊登日期:2022/01/27

摘要:因應產業需求的發展,國際雷射產業與技術開始聚焦在 5G、半導體、智慧車輛等應用的製程需求方向發展。國內雷射產業已發展多年,從完全進口到今日已有國產雷射設備、雷射源,已經建立自主品牌與供應鏈,但是為持續跟上國際產業的腳步,雷射技術與應用需要更加緊進行。本文將分析目前國外雷射產業發展趨勢,並從今年的雷射展看國內雷射源及國際大廠的發展與應用,讓讀者明瞭雷射產業發展趨勢。

Abstract:In response to the industry development needs, the international laser industry and technology begin to focus on the development of process requirements for applications such as 5G, semiconductors, and smart vehicles. The domestic laser industry has been developing for many years, from completely imported to today, there are domestic laser equipment and laser sources and has established our own brand and supply chain. However, in order to keep up with the international industry, laser technology and applications need to develop more new products and technologies. This article will analyze the current development trend of foreign laser industry, and look at the development and application of domestic laser sources and international manufacturers from 2021 Laser Taiwan exhibition, so that readers can understand the development trend of laser industry as a reference for future developments.

關鍵詞:雷射、產業、雷射展

Keywords:Laser, Industry, Laser Taiwan exhibition

2020年國際雷射產業
雷射的產生是以一個外在能量去激發共振腔內的介質(氣體:二氧化碳、固體:Nd:YAG晶棒或摻雜 YAG的光纖或紅寶石等)產生光子,再藉由共振腔的結構將光子數量放大輸出,所輸出的雷射光束可以藉由控制方式產生不同作用時間長度的雷射光束,用以進行加工、檢測、偵測、影像處理等工作。過去幾十年雷射最主要的應用是以光通訊與光儲存為主,例如 CD/DVD光碟機讀取頭,近來因為雷射源技術的突飛猛進,雷射加工應用已經超越光通訊與光儲存成為全球雷射最大的應用領域,再加上雷射源的可控性,使得雷射可以很容易與自動化模組或設備連結,透過系統整合並導入智慧化,成為智慧製造的重要一環。

全球雷射產業持續成長,北美最大的雷射產業調查單位-Laser Focus World固定每年2月初發表前一年度全球雷射產業概況,因本文交稿時間為2021年底,因此僅就 2021年3月初 Laser Focus World/Industrial Laser Solution根據本身的產業調查發表的2020年全球雷射源產業市場資訊與大家分享[1][2],2020年全球雷射源的銷售為 160.1億美元,比前一年的 147.2億美元小幅成長約 8.7 %,如圖1 [1]。在全球的雷射源銷售上,使用在加工、醫療、科研等應用的非二極體雷射源占大多數,其單價比應用在光碟機、印表機、指標器、發光源的二極體雷射較高,所以銷售額佔比也較大,預估今年(2021)全球雷射源銷售額將會成長到 184.8億美元。從 2018年全球經濟成長到 2019年的貿易戰影響,全球雷射產業在歷經 8.5%的成長後稍微下降 1.5%,2020年的全球 COVID-19疫情對雷射產業的影響似乎不是很大,比前一年有 8.8%成長、比 2018年有 7.2%的成長,LFW預估2021年成長率達到 15.4%,從 2021年全球的經濟發展來看,全球經濟成長率大約有 5.5%~ 5.9%,但是在疫情持續下,面對原物料、海運因素,是否可以達到這麼高的成長率,需要再觀察。2021年全球疫情仍然是影響經濟的主要因素,雖然因為疫情影響,國際間的交流放緩,但是消費性產品的需求仍然高。在中國,原先因為經濟活動的下降導致製造產業活動的緩慢,在疫情受到控制後需求開始增加,也使得雷射源的需求大增,這個現象使得雷射源廠商紛紛出貨,解決了部分庫存壓力。但是隨著歐洲疫情的日趨嚴重,也造成雷射源公司的營收相比 2019年的營收是處於相差不多的狀態。

圖1 全球雷射源產業營收(資料來源:Laser Focus World 2021/02)


雷射應用的範圍廣泛,從金屬材料加工到半導體電子產業、從印表機到醫美、從通訊到科學研究等等。2020年材料加工是雷射源最大的應用產業,大約佔 32%,若加上光刻應用為 39%之多,預估 2021年將會成長 9.6%,而在材料加工應用以金屬切割佔比最大,約 13%,其次是金屬銲接與標記約各佔 4%,如圖2。

圖2 全球雷射源應用範圍與佔比(資料來源:Laser Focus World,2021/03,工研院整理)


2020年全球雷射材料加工應用,以高功率加工應用占比最大,達 56.3%,比前一年略有成長,相比之下,電子與光電半導體加工應用則成長3%,顯示電子與光電半導體產業受疫情影響甚小。在 LFW的產業調查中顯示,2020年大部分的雷射源公司是負成長的,但是因為疫情的反覆出現及某些地區的復業或停業,導致產業狀況十分複雜。

雷射產業得益於中國大陸市場的復甦,不僅在打標應用得到成長,更在高功率(大於 1 kW)鈑金切割方面促使國際大廠由 2019年 11%虧損轉為 2020年的 3%成長。全球高功率雷射源現在以光纖雷射源為主,超過 7成的設備都裝設光纖雷射源,其次是固態/Disk雷射源,這兩種雷射源已經取代過去的高能CO2雷射源在市場的角色,目前 CO2雷射源主要的應用反而在半導體製程中最重要的極紫外光(EUV)及非金屬加工應用上。

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