LASER World of PHOTONICS 2022

Po coronavirové přestávce se mezinárodní fotonický průmysl znovu osobně setkal na LASER World of PHOTONICS 2022 v Mnichově. Veletrh uvedl v premiéře také speciální show World of QUANTUM a poprvé tak poskytl pódium pro mezinárodní kvantovou komunitu. Zdůraznil ústřední roli, kterou hraje fotonika v oblastech, jako jsou lékařské technologie, elektromobilita a průmyslová výroba.

Do Mnichova přijelo více než 15 000 návštěvníků, což je asi 80 % úrovně posledního ročníku v roce 2019.

„LASER je opět živý a zdravý!“ domnívá se Dr. Wilhelm Kaenders, předseda představenstva vystavovatelů a generální ředitel TOPTICA Photonics AG. „Po třech letech a úspěšném překonání různých krizí může průmysl znovu ukázat svou plnou inovační kapacitu. Kvantové téma je příležitostí znovu otevřít starou bránu pro budoucnost fotoniky.“

Mezinárodní trh roste

Veletrhu se zúčastnilo 900 vystavovatelů z více než 30 zemí (2019: 1 325 vystavovatelů z více než 40 zemí), včetně 15 národních a mezinárodních společných stánků. Chyběla většina asijských návštěvníků a také se nekonal žádný vědecký kongres.

„Fotonika má obrovský růstový potenciál,“ uvedl Jörg Mayer, výkonný ředitel průmyslové asociace SPECTARIS. „Jen pro německý průmysl fotoniky předpovídají odborníci v roce 2020 průměrný roční růst o více než 6 % a celkové tržby ve výši téměř 60 miliard eur do roku 2025. Jsem přesvědčen, že tento cíl bude splněn, ne-li překročen, navzdory současným globálním výzvám.“

Premiéra World of QUANTUM

World of QUANTUM, který se poprvé konal ve vlastní hale, rychle získal pozitivní ohlas: více než 60 % všech účastníků veletrhu navštívilo tuto novou oblast a více než 90 % z nich bylo nadšeno nabídkou World of QUANTUM.

V současnosti jde o největší světovou platformu pro propojení vědy, průmyslu a uživatelů z oblasti kvantových technologií, poskytující nejnovější informace o aktuálních výzkumných poznatcích a prezentující prvotní vzorové aplikace této budoucí technologie. IBM Quantum umožnilo návštěvníkům nahlédnout do nitra svého kvantového počítače pomocí modelu. A na Qiskit Hackathonu, pořádaném ve spolupráci s partnery IBM Quantum a německým Spolkovým ministerstvem školství a výzkumu, si týmy mladých talentů mohly vyzkoušet programování kvantových počítačů.

Celkem 68 vystavovatelů se představilo návštěvníkům, kteří se podle přítomných novinářů především zajímali o to, zda kvantové počítače jsou jen senzace, nebo skutečná příležitost. Peter Leibinger, technický ředitel Trumpf Group, to přirovnal k začátku laserového veletrhu v roce 1973. Tehdy nikdo nevěřil na fotoniku jako trh. Messe München vsadil na novou technologii. „Svět, jak ho dnes známe, by bez fotoniky neexistoval,“ říká Leibinger, „svět za 20 let bude bez kvantové technologie nepředstavitelný.“

Kvantové systémy otevírají průmyslu a společnosti svět zcela nových možností. Jako klíčová technologie pro komercializaci kvantových systémů hraje fotonika ústřední roli a doplňuje rozmanitý a inovativní sektor o další oblast použití s ​​velkým potenciálem. V souvislosti s veletrhem byla uveřejněna nová zpráva o trhu, podle níž vzroste světový trh s kvantovými systémy do roku 2030 šestinásobně a dosáhne hodnoty 2,33 miliardy eur ročně. Tato čísla zahrnují pouze hardware plus software a služby, jako je computing-as-a-service, které by mohly zvýšit trh třikrát až čtyřikrát. Dá se očekávat, že výrobci základních fotonických technologií pro kvantové systémy pak do roku 2030 vygenerují dodatečný roční obrat ve výši 530 milionů eur. Tyto předpovědi jsou uvedeny ve zprávě o trhu „Photonics@Quantum: Basic Photonic Technologies for Quantum Systems“.

Jakmile budou kvantové systémy plně nasazeny v praxi, mohly by způsobit revoluci ve způsobu, jakým měříme, zpracováváme nebo přenášíme informace. To bude doprovázeno dalekosáhlou technologickou změnou, která svým pákovým efektem výrazně zvýší tvorbu hodnot v Evropě i ve světě. První aplikace připravené na trh jsou již ve startovacích blocích.

Trh s kvantovými systémy je rozdělen do tří oblastí: metrologie a senzorová technologie, komunikace a výpočetní technika. V těchto oblastech kvantové systémy rozšiřují stávající aplikace daleko nad rámec toho, co je v současnosti možné, například v lékařské technice, komunikaci, financích a dopravě nebo v umělé inteligenci. Kvantová kryptografie pro komunikaci hraje důležitou roli při ochraně citlivých komunikací. A kvantové výpočty výrazně zrychlí výpočetní procesy proti klasickým počítačům.

Velké řezací systémy nacházejí uplatnění především při výrobě stavebních strojů, jako jsou rypadla, anebo v loděnicích. Jsou levnější a rychlejší než zavedené plazmové řezačky. Osvědčují se hlavně v Číně, která každý rok spotřebuje 500 milionů tun oceli – a 50 milionů tun z toho jde do loděnic. Jedna taková laserová řezačka prý zpracuje asi 10 000 tun. Je dvakrát až třikrát rychlejší než plazmová, ušetří 300 tun materiálu ročně a na jeden vyrobený díl tak sníží náklady až o 70 %.

Nová zpráva o trhu také jasně ukazuje, že mnoho zemí věří v možnosti této technologie: před několika lety byly celosvětově zahájeny vládní programy financování výzkumu kvantových systémů, jejichž hodnota dosáhla za období deseti let 20 miliard dolarů. Na tomto závodě národů se podílí i Evropská unie částkou 1,1 miliardy amerických dolarů, Německo dokonce investuje tři miliardy amerických dolarů do výzkumu kvantových systémů. Výdaje společností na výzkum a investice soukromých investorů jsou mimo tuto statistiku. Dvě třetiny investic rizikového kapitálu byly uskutečněny v posledních třech letech. Zde však Evropa ve srovnání se státním financováním zaostává.

O rozvoji a možnostech kvantových technologií jsme informovali v článcích Panika kolem kvantových počítačů a Kvanta na závodní dráze.

Jak ukazují trendy

Laserový průmysl získává své zisky především v oblasti řezání a svařování. Zdá se, že stále platí starý trend „čím větší, tím lepší“. Společnost Pentalaser, kterou vlastní italská skupina El.En, prodala v roce 2021 celkem 250 řezacích systémů s výkonem 20 až 30 kW. Letos očekávají 100% nárůst prodeje na 500 systémů!

Velké řezací systémy nacházejí uplatnění především při výrobě stavebních strojů, jako jsou rypadla, anebo v loděnicích. Jsou levnější a rychlejší než zavedené plazmové řezačky. Osvědčují se hlavně v Číně, která každý rok spotřebuje 500 milionů tun oceli – a 50 milionů tun z toho jde do loděnic. Jedna taková laserová řezačka prý zpracuje asi 10 000 tun. Je dvakrát až třikrát rychlejší než plazmová, ušetří 300 tun materiálu ročně a na jeden vyrobený díl tak sníží náklady až o 70 %.

Na veletrhu byl také velký zájem o multikilowattové laserové zdroje plus příslušné zpracovatelské hlavy. Například firma Scansonic představila laserovou hlavu o výkonu 30 kW s automatickou korekcí posunu zaostření. To je zásadní rys, protože posun zaměření u těchto pravomocí musí být neustále korigován.

Velkým trendem jsou jistě laserové systémy pro výrobu elektromobilů a baterií. Laserline vystavil 3kW modrý laser a mnoho větších poskytovatelů laserových systémů předvádělo laserové hlavy, se kterými lze podle potřeby kývat, ladit nebo jinak upravovat profil paprsku.

Ve snaze vyrábět účinnější solární moduly musí fotovoltaický průmysl stále více převádět svou výrobu na větší formáty. Schopnost zaručit výrobu těchto solárních článků s délkou hrany až 210 mm se stálou kvalitou a cyklem klade na výrobce velké nároky. Výzkumnému týmu ve Fraunhoferově institutu pro solární energetické systémy ISE se nyní podařilo implementovat nový systémový koncept pro laserové zpracování: wafery zpracovává nepřetržitě, zatímco se pohybují pod laserovým skenerem vysokou rychlostí na pásu. Systém dokáže vytvořit půl milionu kontaktních otvorů za sekundu, a to i pro velké solární články, s efektivním výkonem více než 15 tisíc waferů za hodinu.

Příští LASER World of Photonics se bude konat na výstavišti Messe München od 27. do 30. června 2023 a další kongres World of Photonics od 25. do 30. června 2023.