Histórico do desenvolvimento do laser na China: em que podemos confiar para avançar ainda mais?

Já se passaram mais de 60 anos desde que o primeiro “feixe de luz coerente” foi gerado em um laboratório na Califórnia, em 1960. Como disse o inventor do laser, T.H. Maiman, “Um laser é uma solução em busca de um problema”. O laser, como ferramenta, está gradualmente penetrando em diversos campos, como processamento industrial, comunicações ópticas e computação de dados.

As empresas chinesas de laser, conhecidas como os "Reis da Involução", apostam na relação "preço por volume" para conquistar participação de mercado, mas pagam o preço com a queda dos lucros.

O mercado interno tornou-se extremamente competitivo, e as empresas de laser voltaram-se para o exterior, buscando um “novo continente” para os lasers chineses. Em 2023, a China Laser iniciou oficialmente seu “primeiro ano de internacionalização”. Na Exposição Internacional de Luz de Munique, na Alemanha, no final de junho deste ano, mais de 220 empresas chinesas marcaram presença, tornando-se o país com o maior número de expositores, com exceção da anfitriã Alemanha.

O navio já ultrapassou as Dez Mil Montanhas? Como a China Laser pode confiar no "volume" para se manter firme, e em que deve confiar para ir mais longe?

1. Da “década de ouro” ao “mercado em crise”

Como representante das tecnologias emergentes, a pesquisa na indústria de lasers na China não começou tarde, iniciando-se quase simultaneamente à pesquisa internacional. O primeiro laser do mundo surgiu em 1960. Quase ao mesmo tempo, em agosto de 1961, o primeiro laser da China foi produzido no Instituto de Óptica e Mecânica de Changchun, da Academia Chinesa de Ciências.

Depois disso, grandes empresas de equipamentos a laser foram fundadas em todo o mundo. Na primeira década da história do laser, nasceram a Bystronic e a Coherent. Na década de 1970, a II-VI e a Prima foram criadas sucessivamente. A TRUMPF, líder em máquinas-ferramenta, também iniciou suas atividades em 1977. Após trazer um laser de CO₂ de uma visita aos Estados Unidos em 2016, o negócio de lasers da TRUMPF decolou.

Na trajetória da industrialização, as empresas chinesas de laser começaram relativamente tarde. A Han's Laser foi fundada em 1993, a Huagong Technology em 1999, a Chuangxin Laser em 2004, a JPT em 2006 e a Raycus Laser em 2007. Essas jovens empresas de laser não têm a vantagem de serem pioneiras, mas possuem o ímpeto necessário para entrar no mercado mais tarde.

 

Nos últimos 10 anos, os lasers chineses vivenciaram uma "década de ouro" e a "substituição doméstica" está a todo vapor. De 2012 a 2022, a taxa de crescimento anual composta da indústria de equipamentos de processamento a laser do meu país ultrapassará 10%, e o valor da produção atingirá 86,2 bilhões de yuans até 2022.

Nos últimos cinco anos, o mercado de lasers de fibra testemunhou uma rápida substituição por produtos nacionais, a uma velocidade visível a olho nu. A participação de mercado dos lasers de fibra nacionais aumentou de menos de 40% para quase 70% em cinco anos. A participação de mercado da IPG americana, líder no setor de lasers de fibra, na China caiu drasticamente de 53% em 2017 para 28% em 2022.

 

Figura: Panorama da concorrência no mercado de lasers de fibra na China de 2018 a 2022 (fonte dos dados: Relatório de Desenvolvimento da Indústria de Lasers da China)

Sem mencionar o mercado de baixa potência, que basicamente alcançou a substituição nacional. A julgar pela "competição de 10.000 watts" no mercado de alta potência, os fabricantes nacionais competem entre si, demonstrando ao máximo a "Velocidade Chinesa". A IPG levou 13 anos desde o lançamento do primeiro laser de fibra de 10 watts de nível industrial do mundo, em 1996, até o lançamento do primeiro laser de fibra de 10.000 watts, enquanto a Raycus Laser levou apenas 5 anos para passar de 10 watts para 10.000 watts.

Na competição de 10.000 watts, os fabricantes nacionais entraram na disputa um após o outro, e a nacionalização está avançando a um ritmo alarmante. Hoje em dia, 10.000 watts não é mais um termo novo, mas sim um passaporte para as empresas entrarem no ciclo contínuo do laser. Há três anos, quando a Chuangxin Laser exibiu seu laser de fibra de 25.000 watts na Exposição de Luz de Xangai-Munich, causou um grande alvoroço. No entanto, em diversas exposições de laser deste ano, "10.000 watts" tornou-se o padrão para as empresas, e até mesmo rótulos de 30.000 watts e 60.000 watts parecem comuns. No início de setembro deste ano, a Pentium e a Chuangxin lançaram a primeira máquina de corte a laser de 85.000 watts do mundo, quebrando mais uma vez o recorde de potência do laser.

Neste ponto, a competição dos 10.000 watts chegou ao fim. As máquinas de corte a laser substituíram completamente os métodos de processamento tradicionais, como o corte a plasma e a chama, no corte de chapas médias e grossas. Aumentar a potência do laser não contribuirá mais significativamente para a eficiência do corte, mas aumentará os custos e o consumo de energia.

 

Figura: Variações nas taxas de juros líquidas das empresas de laser de 2014 a 2022 (fonte de dados: Wind)

Embora a competição de 10.000 watts tenha sido uma vitória completa, a acirrada "guerra de preços" também representou um duro golpe para a indústria de lasers. Bastaram apenas cinco anos para que a participação dos lasers de fibra no mercado interno se consolidasse, e também apenas cinco anos para que a indústria de lasers de fibra passasse de lucros exorbitantes para lucros modestos. Nos últimos cinco anos, as estratégias de redução de preços têm sido um meio importante para que as principais empresas nacionais aumentem sua participação de mercado. Os lasers nacionais "trocaram preço por volume" e inundaram o mercado para competir com os fabricantes estrangeiros, e a "guerra de preços" se intensificou gradualmente.

Um laser de fibra de 10.000 watts chegou a ser vendido por até 2 milhões de yuans em 2017. Em 2021, os fabricantes nacionais reduziram seu preço para 400.000 yuans. Graças à sua enorme vantagem de preço, a participação de mercado da Raycus Laser igualou a da IPG pela primeira vez no terceiro trimestre de 2021, alcançando um avanço histórico na substituição de produtos nacionais.

Com a chegada de 2022 e o aumento contínuo do número de empresas nacionais de lasers, os fabricantes entraram na fase de "involução" da competição entre si. O principal campo de batalha na guerra de preços dos lasers mudou do segmento de produtos de baixa potência (1-3 kW) para o segmento de produtos de alta potência (6-50 kW), e as empresas competem para desenvolver lasers de fibra de maior potência. Cupons de desconto, cupons de serviço e até mesmo planos de "entrada zero" foram lançados por alguns fabricantes nacionais, que disponibilizaram equipamentos gratuitamente para testes por fabricantes da cadeia de suprimentos, tornando a competição ainda mais acirrada.

No final do ciclo, as empresas de laser, que lutavam para sobreviver, não esperaram por uma boa colheita. Em 2022, o preço dos lasers de fibra no mercado chinês deverá cair entre 40% e 80% em relação ao ano anterior. Os preços domésticos de alguns produtos foram reduzidos a um décimo dos preços de importação. As empresas dependem principalmente do aumento das remessas para manter as margens de lucro. A gigante chinesa de lasers de fibra, Raycus, registrou um aumento substancial nas remessas em relação ao ano anterior, mas sua receita operacional caiu 6,48% e seu lucro líquido caiu mais de 90%. A maioria dos fabricantes nacionais cujo principal negócio são lasers verá uma queda acentuada nos lucros líquidos em 2022.

 

Figura: Tendência da “guerra de preços” no setor de lasers (fonte dos dados: compilados a partir de informações públicas)

Embora as principais empresas estrangeiras tenham sofrido reveses na "guerra de preços" no mercado chinês, graças às suas bases sólidas, seu desempenho não diminuiu, mas aumentou.

Devido ao monopólio do Grupo TRUMPF no negócio de fontes de luz para máquinas de litografia EUV da empresa holandesa de tecnologia ASML, seu volume de pedidos no ano fiscal de 2022 aumentou de 3,9 bilhões de euros no mesmo período do ano anterior para 5,6 bilhões de euros, um aumento significativo de 42% em relação ao ano anterior. As vendas da Gaoyi no ano fiscal de 2022, após a aquisição da Guanglian Revenue, aumentaram 7% em relação ao ano anterior, e o volume de pedidos atingiu US$ 4,32 bilhões, um aumento de 29% em relação ao ano anterior. O desempenho superou as expectativas pelo quarto trimestre consecutivo.

Após perder terreno no mercado chinês, o maior mercado para processamento a laser, empresas estrangeiras ainda conseguem alcançar resultados recordes. O que podemos aprender com a trajetória de desenvolvimento a laser das principais empresas internacionais?

2. “Integração vertical” vs. “Integração diagonal”

Na verdade, antes que o mercado interno atinja 10.000 watts e inicie uma “guerra de preços”, as principais empresas estrangeiras já concluíram uma rodada de involução antes do previsto. No entanto, o que elas “involuíram” não foi o preço, mas o layout do produto, e iniciaram a integração da cadeia produtiva por meio de fusões e aquisições, trilhando o caminho da expansão.

No campo do processamento a laser, as principais empresas internacionais seguiram dois caminhos distintos: a IPG está um passo à frente na integração vertical em torno de uma cadeia produtiva focada em um único produto; enquanto empresas como a TRUMPF e a Coherent optaram pela “integração oblíqua”, que significa integração vertical e expansão horizontal do território de forma simultânea. As três empresas iniciaram sucessivamente suas próprias eras: a era da fibra óptica, representada pela IPG; a era dos discos, representada pela TRUMPF; e a era dos gases (incluindo excímeros), representada pela Coherent.

A IPG domina o mercado de lasers de fibra. Desde sua abertura de capital em 2006, com exceção da crise financeira de 2008, a receita operacional e os lucros têm se mantido em um patamar elevado. Desde 2008, a IPG adquiriu uma série de fabricantes com tecnologias de dispositivos como isoladores ópticos, lentes de acoplamento óptico, grades de difração de fibra e módulos ópticos, incluindo Photonics Innovations, JPSA, Mobius Photonics e Menara Networks, para realizar a integração vertical na cadeia produtiva de lasers de fibra.

Em 2010, a integração vertical ascendente da IPG estava praticamente concluída. A empresa atingiu uma capacidade de autoprodução de quase 100% dos componentes principais, ficando significativamente à frente de seus concorrentes. Além disso, assumiu a liderança tecnológica e foi pioneira na primeira rota tecnológica mundial para amplificadores de fibra. A IPG consolidou-se como líder global no campo dos lasers de fibra.

 

Figura: Processo de integração da cadeia produtiva do setor de GLP (fonte dos dados: compilação de informações públicas)

Atualmente, as empresas nacionais de laser, que se encontram presas em uma “guerra de preços”, entraram na fase de “integração vertical”. Integram verticalmente a cadeia industrial a montante e realizam a produção própria de componentes essenciais, fortalecendo assim a competitividade de seus produtos no mercado.

Em 2022, com a intensificação da "guerra de preços", o processo de nacionalização de componentes essenciais será acelerado. Diversos fabricantes de lasers obtiveram avanços significativos na tecnologia de lasers de fibra dopada com itérbio de duplo revestimento (triplo revestimento) e grande campo modal; a taxa de fabricação nacional de componentes passivos aumentou consideravelmente; e alternativas nacionais, como isoladores, colimadores, combinadores, acopladores e grades de difração de fibra, estão se tornando cada vez mais populares e consolidadas. Empresas líderes, como Raycus e Chuangxin, adotaram a estratégia de integração vertical, engajando-se profundamente em lasers de fibra e conquistando gradualmente o controle independente de componentes por meio de investimentos em pesquisa e desenvolvimento tecnológico, além de fusões e aquisições.

Com o fim da “guerra” que durou muitos anos, o processo de integração da cadeia produtiva das principais empresas acelerou e, ao mesmo tempo, as pequenas e médias empresas passaram a competir de forma diferenciada em soluções personalizadas. Em 2023, a tendência de guerra de preços na indústria de lasers enfraqueceu e a lucratividade das empresas do setor aumentou significativamente. A Raycus Laser alcançou um lucro líquido de 112 milhões de yuans no primeiro semestre de 2023, um aumento de 412,25%, emergindo finalmente da sombra da “guerra de preços”.

O Grupo TRUMPF é um exemplo típico de outra trajetória de desenvolvimento de “integração oblíqua”. O Grupo TRUMPF começou como uma empresa de máquinas-ferramenta. Inicialmente, seu negócio de lasers era focado principalmente em lasers de dióxido de carbono. Posteriormente, adquiriu a HüTTINGER (1990), a HAAS Laser Co., Ltd. (1991), a Saxony Machine Tools and Special Machine Tools Co., Ltd. (1992) e expandiu seus negócios com lasers de estado sólido. No segmento de máquinas de corte a laser e jato de água, o primeiro laser de disco experimental foi lançado em 1999 e, desde então, ocupa uma posição dominante no mercado de discos. Em 2008, a TRUMPF adquiriu a SPI, que era capaz de competir com a IPG, por US$ 48,9 milhões, incorporando lasers de fibra ao seu portfólio de negócios. A empresa também tem investido frequentemente na área de lasers ultrarrápidos. O Grupo TRUMPF adquiriu sucessivamente as fabricantes de lasers de pulso ultracurto Amphos (2018) e Active Fiber Systems GmbH (2022), e continua a preencher a lacuna no seu portfólio de tecnologias de laser ultrarrápido, como lasers de disco, lasers de placa e amplificação por fibra. Além da integração horizontal de diversos produtos a laser, como lasers de disco, lasers de dióxido de carbono e lasers de fibra, o Grupo TRUMPF também se destaca na integração vertical da cadeia industrial. Fornece ainda equipamentos completos para empresas do setor e possui uma vantagem competitiva na área de máquinas-ferramenta.

 

Figura: Processo de integração da cadeia industrial do Grupo TRUMPF (fonte dos dados: compilação de informações públicas)

Essa estratégia permite a autoprodução vertical de toda a linha, desde os componentes principais até os equipamentos completos, a produção horizontal de produtos a laser multitecnológicos e a expansão contínua dos limites da linha de produtos. A Han's Laser e a Huagong Technology, empresas líderes nacionais no setor de lasers, estão seguindo o mesmo caminho, ocupando o primeiro e o segundo lugar no ranking de fabricantes nacionais em receita operacional durante todo o ano.

A diluição das fronteiras entre a cadeia de suprimentos e a distribuição é uma característica típica da indústria de lasers. Devido à unitização e modularização da tecnologia, a barreira de entrada não é alta. Com infraestrutura própria e incentivo de capital, poucos fabricantes nacionais são capazes de "desbravar novos territórios" em diferentes segmentos. Raramente se vê isso. Nos últimos anos, outros fabricantes nacionais têm fortalecido gradualmente suas capacidades de integração e diluído progressivamente as fronteiras da cadeia produtiva. As relações originais entre a cadeia de suprimentos e a distribuição evoluíram para uma competição acirrada em cada elo.

A competição acirrada amadureceu rapidamente a indústria de lasers da China, criando um "tigre" que não teme rivais estrangeiros e impulsionando o processo de nacionalização. No entanto, isso também gerou uma situação de "vida ou morte" caracterizada por guerras de preços excessivas e competição homogênea. As empresas chinesas de laser consolidaram sua posição apostando na tecnologia de rolos. O que farão no futuro?

3. Duas recomendações: Implementar novas tecnologias e explorar mercados internacionais.

Apoiando-nos na inovação tecnológica, podemos resolver o problema de ter que gastar muito dinheiro para substituir produtos com preços baixos no mercado; apoiando-nos nas exportações de laser, podemos resolver o problema da concorrência acirrada no mercado interno.

No passado, as empresas chinesas de laser tiveram dificuldades para alcançar as líderes estrangeiras. No contexto de foco na substituição de produtos nacionais, toda grande explosão de mercado é liderada por empresas estrangeiras, com as marcas locais rapidamente seguindo o exemplo em 1 a 2 anos e substituindo os produtos e aplicações nacionais após a sua consolidação. Atualmente, ainda se observa o fenômeno de empresas estrangeiras assumindo a liderança na implementação de aplicações em setores emergentes, enquanto os produtos nacionais continuam a promover a substituição.

A "substituição" não deve se limitar à busca por "substituir". No momento em que a indústria de laser da China passa por uma transformação profunda, a diferença entre as principais tecnologias de laser dos fabricantes nacionais e as de outros países está diminuindo gradualmente. É justamente ao implantar proativamente novas tecnologias e buscar ultrapassar a concorrência que se pode evitar a dependência de "boa oportunidade para obter o melhor preço por volume".

De modo geral, o desenvolvimento de novas tecnologias exige a identificação da próxima aplicação industrial. O processamento a laser passou por uma era de corte dominada pelo corte de chapas metálicas e por uma era de soldagem catalisada pelo novo boom energético. O próximo ciclo industrial poderá transitar para áreas de microprocessamento, como semicondutores, e os lasers e equipamentos a laser correspondentes gerarão uma demanda em larga escala. O ponto de inflexão da indústria também passará da competição inicial de lasers contínuos de alta potência (10.000 watts) para a competição ultrarrápida de lasers de pulso ultracurto.

Analisando especificamente áreas mais subdivididas, podemos focar nos avanços em novas áreas de aplicação, do "zero ao um", durante o novo ciclo tecnológico. Por exemplo, a taxa de penetração das células de perovskita deverá atingir 31% após 2025. No entanto, os equipamentos a laser atuais não atendem aos requisitos de precisão de processamento das células de perovskita. As empresas do setor de laser precisam implantar novos equipamentos a laser antecipadamente para obter controle independente da tecnologia principal, melhorar a margem de lucro bruto dos equipamentos e conquistar rapidamente o mercado futuro. Além disso, cenários de aplicação promissores, como armazenamento de energia, medicina, displays e indústria de semicondutores (remoção a laser, recozimento a laser, transferência em massa), "IA + manufatura a laser", etc., também merecem atenção.

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia e dos produtos a laser nacionais, espera-se que o laser se torne um diferencial competitivo para as empresas chinesas no mercado internacional. 2023 marca o início da internacionalização dos lasers. Diante dos vastos mercados estrangeiros que precisam ser conquistados com urgência, os equipamentos a laser seguirão os fabricantes de aplicações finais na busca por mercados internacionais, especialmente nos setores de baterias de lítio e veículos de nova energia, líderes na China, o que proporcionará oportunidades históricas para a exportação de equipamentos a laser. O mar oferece oportunidades históricas.

Atualmente, a internacionalização tornou-se um consenso na indústria, e empresas importantes começaram a tomar medidas para expandir ativamente sua presença no exterior. No ano passado, a Han's Laser anunciou que planeja investir US$ 60 milhões para estabelecer uma subsidiária, a "Green Energy Industry Development Co., Ltd.", nos Estados Unidos, visando explorar o mercado americano; a Lianying estabeleceu uma subsidiária na Alemanha para explorar o mercado europeu e atualmente coopera com diversas fábricas de baterias europeias, realizando intercâmbios técnicos com OEMs; a Haimixing também se concentrará na exploração de mercados internacionais por meio de projetos de expansão no exterior de fábricas de baterias e montadoras de veículos, tanto nacionais quanto estrangeiras.

A vantagem de preço é o trunfo das empresas chinesas de laser para o mercado internacional. Os equipamentos a laser fabricados no país apresentam vantagens de preço evidentes. Após a nacionalização da produção de lasers e componentes principais, o custo dos equipamentos a laser caiu significativamente, e a forte concorrência também contribuiu para a redução dos preços. A região Ásia-Pacífico e a Europa tornaram-se os principais destinos das exportações de laser. Ao expandirem para o mercado internacional, os fabricantes nacionais poderão realizar transações a preços superiores aos praticados no mercado local, aumentando consideravelmente seus lucros.

No entanto, a proporção atual das exportações de produtos a laser no valor da produção da indústria chinesa de lasers ainda é baixa, e a internacionalização enfrentará problemas como o impacto insuficiente da marca e a fraca capacidade de adaptação aos serviços locais. O caminho para realmente "se destacar" ainda é longo e árduo.

 

A história do desenvolvimento do laser na China é uma história de luta cruel baseada na lei da selva.

Nos últimos dez anos, as empresas de laser vivenciaram o batismo da "competição de 10.000 watts" e das "guerras de preços", criando uma "vanguarda" capaz de competir com marcas estrangeiras no mercado interno. Os próximos dez anos serão um momento crítico para que os lasers nacionais passem de um "mercado em declínio" para a inovação tecnológica, e de substitutos no mercado interno para o mercado internacional. Somente trilhando bem esse caminho a indústria chinesa de laser poderá realizar sua transformação, deixando de ser uma mera seguidora e se tornando uma líder.

 


Data da publicação: 23/10/2023