Фотоника 2025: тенденции, вызовы и инновации
Наша компания специализируется на производстве высокотехнологичного лазерного оборудования и постоянно следит за глобальными тенденциями в отрасли. Технологический прогресс не стоит на месте, открывая новые возможности применения лазеров и формируя новые рыночные условия.
Чтобы держать наших клиентов и партнеров в курсе ключевых событий индустрии, мы запускаем регулярную рубрику «Новости из мира лазерных технологий».
Сегодня мы начинаем с обзора ключевых трендов, которые будут определять развитие фотоники в 2025 году.
Фотоника-2025: тренды, вызовы и инновации
Ведущий эксперт в области фотоники Андреас Тосс представил комплексный анализ состояния и перспектив развития лазерной индустрии на 2025 год.
В своем обзоре аналитик отмечает, что 2025 год будет непростым: предстоящие политические изменения в США, нестабильность в Европе и различные геополитические конфликты могут существенно повлиять на глобальные цепочки поставок.
Особое внимание уделяется трансформации автомобильной промышленности и умеренно позитивным перспективам полупроводникового сектора.
Состояние рынка в 2024 году: цифры и тенденции
Для точного понимания ситуации важно различать понятия «лазерный рынок» и «лазерная индустрия». Лазерная индустрия включает все компании, производящие как сами лазерные источники, так и оборудование с лазерными компонентами. Лазерный рынок же делится на два сегмента: рынок лазерных источников и рынок машин, использующих эти источники. Это разделение критично для понимания динамики развития отрасли, поскольку позволяет точнее оценивать реальный спрос и потенциал роста в различных сегментах.
По данным Optech Consulting, глобальный рынок лазерных систем для обработки материалов в 2024 году составил 23 миллиарда долларов. Это небольшое снижение (1-5%) по сравнению с рекордным показателем 2023 года в 23,5 миллиарда долларов.
Особенно показательна ситуация в секторе лазерной сварки, где замедление роста напрямую связано с развитием рынка электромобилей в Китае. Дело в том, что лазерная сварка является ключевой технологией в производстве батарей для электромобилей, и по мере того как китайский рынок электромобилей достигает зрелости, темпы роста спроса на лазерное сварочное оборудование естественным образом снижаются.
Прогнозы и тенденции на 2025 год
По оценкам экспертов, начало 2025 года продолжит текущие тренды: ожидается дальнейший рост в сегменте микрообработки при сохранении определенной слабости в макро-сегменте.
Революция в полупроводниковой индустрии
Особое внимание в 2025 году будет уделено интеграции фотоники в полупроводниковую промышленность.
Ключевым направлением становится развитие фотонных интегральных схем (PIC), которые требуют сложной интеграции различных компонентов: интегрированных лазеров, волноводов, разделителей луча, детекторов и модуляторов. Для их создания исследуется широкий спектр материалов, включая нитрид кремния, ниобат лития, танталат бария, графен и оксид алюминия. Эта многокомпонентность создает определенные сложности в производстве, но открывает новые возможности для развития технологий.
2024 год уже показал значительный прогресс в этом направлении. Наиболее показательными стали две крупные инвестиции:
- Google Ventures вложил 400 миллионов долларов в бостонский стартап Lightmatter, чья оценка достигла 4,4 миллиарда долларов. Компания разрабатывает технологии оптических межсоединений для ИИ-процессоров, достигая скорости передачи данных в 30 терабит и обеспечивая синхронную работу 1024 GPU в специально разработанных стойках.
- Параллельно компания Ayar Labs привлекла 155 миллионов долларов от таких гигантов как AMD Ventures, Intel Capital и NVIDIA для массового производства внутрипакетных оптических межсоединений. Производство осуществляется компанией GlobalFoundries по их процессу Fotonix на 300-мм кремниевых пластинах, что обеспечивает высокую масштабируемость технологии. Преимущества фотонных межсоединений включают значительно сниженное энергопотребление, повышенную пропускную способность и меньшую задержку в передаче данных.
Перспективы лазерного термоядерного синтеза
В 2024 году Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций (NIF) достиг рекордной выходной мощности в 5.2 МДж.
В Германии запущена серия взаимосвязанных проектов, формирующих комплексный подход к развитию технологий термоядерного синтеза:
- Проект «DioHELIOS» стал первым шагом в создании базовых технологий. Он объединил ведущих производителей лазерного оборудования (TRUMPF, Jenoptik, Laserline, ams OSRAM) с исследовательскими институтами (Институт лазерных технологий Фраунгофера ILT и Институт Фердинанда Брауна FBH). Их цель — разработка эффективных лазерных диодов для насосных модулей мегаваттной мощности при стоимости менее цента за ватт.
- Проект «PriFUSIO» стал логическим продолжением, сфокусировавшись на создании долговечной лазерной оптики. В рамках проекта разрабатываются специальные решетки, зеркала, подложки и покрытия, способные выдерживать экстремальные нагрузки при термоядерном синтезе.
- Проект «Planet», возглавляемый стартапом Focused Energy при поддержке TRUMPF, вышел за рамки чистого термоядерного синтеза. Он направлен на создание лазерного источника нейтронов, что открывает возможности применения разработанных технологий в материаловедении и даже в решении проблемы космического мусора на низкой околоземной орбите.
Перспективы развития отрасли в 2025 году
2025 год обещает стать периодом значительных изменений в мире фотоники. Несмотря на экономические и геополитические вызовы, индустрия продолжает активно развиваться в нескольких ключевых направлениях:
- Интеграция фотонных технологий в полупроводниковую промышленность, особенно в контексте развития систем искусственного интеллекта
- Развитие лазерного термоядерного синтеза и сопутствующих технологий
- Совершенствование систем лазерной микрообработки
- Развитие космических коммуникационных технологий
По мнению Андреаса Тосса, несмотря на то, что 2025 год может принести больше изменений, чем предыдущие периоды, общий вектор развития отрасли остается положительным. Технологические прорывы в области фотоники продолжат открывать новые возможности для различных секторов промышленности, от производства микроэлектроники до космической отрасли.
Полный текст комплексного анализа состояния и перспектив развития лазерной индустрии на 2025 год доступен по ссылке.