1. 全球光電子市場(chǎng)概述
2015年全球光子產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模為4470億歐元。歐洲光電子產(chǎn)業(yè)為692億歐元,占全球市場(chǎng)份額的15.5%。跟歐洲相比,日本國(guó)內(nèi)光電子產(chǎn)業(yè)680億歐元,兩者差不多。自2011年至2015年,歐洲以1.3%的增長(zhǎng)率從656億歐元發(fā)展過(guò)來(lái)。如果我們將光伏排除在外,歐洲光子產(chǎn)品的產(chǎn)量為666億歐元,占全球市場(chǎng)份額的17%(3910億歐元)。同期沒(méi)有光伏的增長(zhǎng)率為3.9%(從571億歐元發(fā)展)。 2015年日本光電子產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了萎縮(-5.1%)。
值得注意的是,歐洲光電子產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)強(qiáng)于歐洲的工業(yè)生產(chǎn)(不計(jì)算光伏,增長(zhǎng)率是0.1%比3.9%)。但是,除了光伏發(fā)電之外,歐洲光電子產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)實(shí)際上幾乎只有全球光子市場(chǎng)增幅6.7%的二分一。中國(guó)是歐洲經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩的一個(gè)重要原因,中國(guó)越來(lái)越多地在全球光子產(chǎn)品中占據(jù)越來(lái)越大的份額,導(dǎo)致所有其他主要生產(chǎn)國(guó)的市場(chǎng)份額損失。
1.1光電子部分
與電子產(chǎn)品一樣,光子產(chǎn)品正在許多不同的應(yīng)用和廣泛的領(lǐng)域中使用。Photonics21在圖1所示的十個(gè)部門中對(duì)它們進(jìn)行了總結(jié)。在生產(chǎn)技術(shù)部分,有激光材料加工系統(tǒng)、光刻系統(tǒng)、用于生產(chǎn)技術(shù)的激光和用于晶圓步進(jìn)器的物鏡。在測(cè)量和圖像處理部分,有機(jī)器視覺(jué)、光譜儀和模塊、二進(jìn)制傳感器和各種測(cè)量系統(tǒng)。在醫(yī)療技術(shù)和生命科學(xué)領(lǐng)域,有以下產(chǎn)品 - 用于眼鏡和隱形眼鏡的鏡片(未包括在日本工業(yè)的進(jìn)一步概述中),用于醫(yī)學(xué)治療內(nèi)窺鏡、顯微鏡、醫(yī)學(xué)成像、眼科和美學(xué)的激光系統(tǒng),以及其他醫(yī)藥學(xué)和生物技術(shù)研發(fā)的診斷系統(tǒng)。
圖1.光電子行業(yè)包含的部門
歐洲公司通常在全球市場(chǎng)中占有很大的代表,特別是在與工業(yè)制造和醫(yī)療技術(shù)相關(guān)的領(lǐng)域。然而,數(shù)據(jù)相關(guān)的光子技術(shù)(信息,通信和顯示)占據(jù)了世界光電子產(chǎn)業(yè)的47%的份額。在歐洲工業(yè)中,最普遍的領(lǐng)域是激光材料加工和光刻(占世界市場(chǎng)50%的份額)和測(cè)量和圖像處理(占35%的份額)。其他全球成功的領(lǐng)域是醫(yī)療技術(shù)和生命科學(xué)(占28%的份額),光學(xué)元件和系統(tǒng)(占32%的份額),照明(占25%)和國(guó)防與安全(占全球市場(chǎng)份額的26%)。
* 此市場(chǎng)概述基于Photonics21 2017光子市場(chǎng)評(píng)估的數(shù)據(jù)以及市場(chǎng)分析師Optech Consulting的數(shù)據(jù)。Photonics21是歐洲技術(shù)平臺(tái),將大多數(shù)領(lǐng)先的光子學(xué)行業(yè)聯(lián)合起來(lái),擁有超過(guò)2500名成員。
增長(zhǎng)以復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)表示,并受到貨幣影響的強(qiáng)烈影響。例如,2011年至2015年以歐元計(jì)算復(fù)合年增長(zhǎng)率為6.2%,以美元計(jì)算僅為0.3%。如果以一籃子相關(guān)貨幣(如特別提款權(quán)(IMF特別提款權(quán)))表示,復(fù)合年增長(zhǎng)率的市場(chǎng)增長(zhǎng)率為3.4%。在查看更多數(shù)據(jù)時(shí)要注意這一點(diǎn),特別是對(duì)于歐盟以外的市場(chǎng)。
從全球市場(chǎng)份額增長(zhǎng)的角度來(lái)看,制造業(yè)領(lǐng)域的增長(zhǎng)最為強(qiáng)勁 - 生產(chǎn)技術(shù)和光學(xué)測(cè)量與圖像處理在2011年至2015年期間分別增長(zhǎng)4.9%和5.7% 在生產(chǎn)技術(shù)方面,最大的推動(dòng)力來(lái)自激光材料加工(10.8%)。歐洲是激光和系統(tǒng)的主要生產(chǎn)地區(qū)。但是,總部位于北美的公司繼續(xù)購(gòu)買歐洲激光制造商。這不可避免地導(dǎo)致北美公司擁有的歐洲工業(yè)激光產(chǎn)品的很大一部分。
在光刻技術(shù)方面,荷蘭ASML是全球主要的生產(chǎn)商。收入為63億歐元,占?xì)W洲光子產(chǎn)值的近10%。ASML是微光刻領(lǐng)域的明顯市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者,而日本公司主導(dǎo)著用于制造顯示器的光刻系統(tǒng)市場(chǎng)。
光學(xué)測(cè)量的子部分包括各種各樣的系統(tǒng)和部件,主要用于工業(yè)應(yīng)用。過(guò)去幾年的市場(chǎng)增長(zhǎng)得到了許多支持,包括二元傳感器,光譜儀和光纖測(cè)量系統(tǒng)。然而,之前大幅增長(zhǎng)的引擎--半導(dǎo)體行業(yè)的測(cè)量系統(tǒng)卻滯后了。
醫(yī)療技術(shù)和生命科學(xué)也以5.3%的速度增長(zhǎng)。該部分由治療醫(yī)療系統(tǒng)以及體內(nèi)和體外診斷組成。不包括非光子醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng),如模擬X射線,核磁共振,超聲波和純血氧測(cè)定系統(tǒng)。
增長(zhǎng)強(qiáng)勁(超過(guò)10%)的產(chǎn)品部門是制藥和生物技術(shù)行業(yè)的內(nèi)窺鏡,治療激光系統(tǒng)和分析系統(tǒng)。有趣的是,在內(nèi)窺鏡組中,主導(dǎo)公司是奧林巴斯。歐洲的總產(chǎn)量為96億歐元 - 占全球市場(chǎng)份額的28%,第二位是北美,占27%,第三位是日本,占22%。歐洲在內(nèi)窺鏡旁強(qiáng)大的細(xì)分市場(chǎng)是顯微鏡和眼科產(chǎn)品。
1.2光電子市場(chǎng)
從全球光電子市場(chǎng)的增長(zhǎng)來(lái)看,平板顯示器的銷量增幅最大,為9.6%至1180億歐元。 生產(chǎn)技術(shù)也大幅增長(zhǎng)(6.4%),激光材料加工系統(tǒng)的需求增長(zhǎng)了12%。工業(yè)制造趨向自動(dòng)化,柔性生產(chǎn),可控質(zhì)量和小型化的趨勢(shì)推動(dòng)了對(duì)激光材料加工的這種需求。其他有助于全球市場(chǎng)增長(zhǎng)的類別包括測(cè)量和圖像處理(5.8%),醫(yī)療技術(shù)和生命科學(xué)(7.2%)等。
圖2 -根據(jù)2017年Photonics21市場(chǎng)評(píng)論,全球光子學(xué)市場(chǎng)2015年總計(jì)4470億歐元,如下所示,其細(xì)分市場(chǎng)如下。
從產(chǎn)品的起源來(lái)看,中國(guó)在光電子產(chǎn)業(yè)中自信地領(lǐng)先。它領(lǐng)先于日本、歐洲、北美、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣。但從制造商總部所在的國(guó)家來(lái)看,日本仍然是不敗的全球市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。中國(guó)在過(guò)去四年中取得領(lǐng)先,全球市場(chǎng)份額從2005年到2015年迅速增長(zhǎng)。2005年增長(zhǎng)率為10%,然后在2011年達(dá)到21%,2015年增長(zhǎng)率達(dá)到令人印象深刻的27%。主要增長(zhǎng)領(lǐng)域是光伏、信息技術(shù)、照明、顯示和通信。
在激光材料加工方面,中國(guó)制造商也在增加系統(tǒng)和激光器的市場(chǎng)份額。在激光器(消費(fèi)電子和汽車)的幫助下制造的產(chǎn)品的終端市場(chǎng)越來(lái)越多地轉(zhuǎn)移到中國(guó),激光系統(tǒng)的制造也是如此。目前,中國(guó)供應(yīng)商主要服務(wù)于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng),但這可能會(huì)像其他一些光子學(xué)領(lǐng)域一樣發(fā)生變化。
首先,中國(guó)獲得的巨大市場(chǎng)份額是以犧牲日本為代價(jià),然后是所有其他主要的光電子生產(chǎn)國(guó)。在歐洲,最大的損失是光伏、通信和越來(lái)越多的照明。
1.3日本的光電子產(chǎn)業(yè)
日本公司是許多光子學(xué)領(lǐng)域的先驅(qū),尤其是信息技術(shù)和顯示領(lǐng)域。現(xiàn)在,總部設(shè)在日本的公司近一半的光電子產(chǎn)品正在海外生產(chǎn),主要是在中國(guó),這幾乎占據(jù)了那里光電子產(chǎn)量的一半。十多年前,日本是光子學(xué)的主要生產(chǎn)國(guó),其全球份額為34%,不包括海外生產(chǎn)。雖然2011年這一份額縮減至21%,而2015年的份額僅為15%左右。如果要包括海外生產(chǎn),日本仍然是主要的生產(chǎn)商,2011年占40%,2015年占30%。
2015年,主要生產(chǎn)商--中國(guó)的全球份額為26.5%,領(lǐng)先于日本的15.4%和歐洲(15.4%),其次是北美(13.6%),韓國(guó)(12,5 %)和中國(guó)臺(tái)灣10.6%。當(dāng)公司總部的國(guó)家用于計(jì)算時(shí),生產(chǎn)份額是非常不同的。在這種情況下,日本顯然是生產(chǎn)者的30%,然后是中國(guó),歐洲和北美,每個(gè)約14%。
根據(jù)日本光電子產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展協(xié)會(huì)(OITDA)的數(shù)據(jù),2015年日本國(guó)內(nèi)光電子市場(chǎng)總價(jià)值為8.6萬(wàn)億日元(600億歐元)。根據(jù)與Photonics21相比略有不同的產(chǎn)品和部分范圍進(jìn)行調(diào)整后,總產(chǎn)量為9.1萬(wàn)億日元(680億歐元)。如果包括海外生產(chǎn),OITDA報(bào)告16.9萬(wàn)億日元(1260億歐元)。
在過(guò)去的幾年中,隨著全球趨勢(shì),日本光電子產(chǎn)品在生產(chǎn)技術(shù),測(cè)量和圖像處理以及醫(yī)療技術(shù)和生命科學(xué)方面的增長(zhǎng)。然而,日本在信息技術(shù)(輸入/輸出),光學(xué)元件和系統(tǒng)(光通信),通信,顯示器和光伏發(fā)電方面的份額下降。
圖3 - OITDA 2016年年度技術(shù)報(bào)告中各個(gè)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)光電子產(chǎn)品變化情況。
日本光電子產(chǎn)業(yè)在大多數(shù)光子學(xué)領(lǐng)域都有著令人印象深刻的足跡,如果包括海外生產(chǎn),它仍然是全球光子學(xué)的明顯領(lǐng)導(dǎo)者。盡管如此,這一立場(chǎng)受到其亞洲鄰國(guó),特別是中國(guó)的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。
1.4. 日本的光子學(xué)歷史
日本的光學(xué)產(chǎn)業(yè)建立于100多年前,始于1906年在東京的光學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室。在第一次世界大戰(zhàn)期間,日本人正在生產(chǎn)用于軍事應(yīng)用的光學(xué)器件,從那時(shí)起,各種研究和制造精密玻璃、過(guò)濾器、涂層、非球面,精密光學(xué)組件、電光學(xué)和許多其他產(chǎn)品開始增長(zhǎng)。這些相同的集群開始進(jìn)行激光研究,基于激光的材料加工和光刻。 松下,奧林巴斯和佳能等技術(shù)和成長(zhǎng)型公司是處于這些集群的核心,并為其技術(shù)進(jìn)步開發(fā)了一個(gè)巨大的供應(yīng)鏈。這些集群是日本經(jīng)濟(jì)的主要貢獻(xiàn)者之一。
日本的第一臺(tái)激光器是在1960年開發(fā)的,從那時(shí)起,日本正在根據(jù)1990年SPIE會(huì)議“工業(yè)激光器市場(chǎng)”中來(lái)自Fanuc的Norio Karube的演講,開發(fā)激光技術(shù)。激光器的發(fā)展部分來(lái)自20世紀(jì)50年代紅寶石晶體的有源光譜研究,大部分研究都是在工業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。
最初,研究是基礎(chǔ)性的,將這項(xiàng)技術(shù)引入工業(yè)的主要工作是由包括Norio Karube在內(nèi)的團(tuán)隊(duì)完成的。發(fā)展二氧化碳,YAG和氬氣激光七年多的研究由MITI資助,并擴(kuò)展到精密加工技術(shù)的發(fā)展。
那時(shí),1990年,日本每年生產(chǎn)2000多個(gè)二氧化碳和1500多個(gè)YAG激光裝置。日本頂級(jí)CO2和YAG激光器制造商分別是Amada,Daihen,發(fā)那科、日立、松下、三菱,NEC,NIIC,Shibuya和東芝。1990年,當(dāng)?shù)毓?yīng)商占據(jù)了日本市場(chǎng)的83%以上,其中17%的市場(chǎng)份額屬于海外生產(chǎn)商。進(jìn)口到日本的大部分二氧化碳系統(tǒng)來(lái)自CG,Ferranti,Photon,PRC,RS和通快。日本激光器制造商主要是為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)生產(chǎn),1990年出口率僅為5%。
這些日本工業(yè)公司中的許多公司至今仍存活下來(lái),但其中不是很多仍然在制造激光器。如今,日本的大多數(shù)激光系統(tǒng)都是從海外進(jìn)口的。然而,激光加工設(shè)備制造商仍然占有重要的全球市場(chǎng)份額。
1.5. 激光發(fā)展趨勢(shì)
每年Laser Focus World都會(huì)通過(guò)Strategies Unlimited的分析發(fā)布激光市場(chǎng)評(píng)估和預(yù)測(cè)。這篇評(píng)論只涉及激光而不是完整的光子學(xué)行業(yè)。從2014年的那些評(píng)論來(lái)看,很明顯激光行業(yè)正在不斷發(fā)展。
關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素是消費(fèi)電子設(shè)備和中國(guó)的產(chǎn)量增加。光纖激光器,LIDAR激光器和VCSEL是領(lǐng)先的技術(shù)。自2016年以來(lái)最大的行業(yè)是激光材料加工,其次是通信行業(yè)。該行業(yè)的四位領(lǐng)導(dǎo)者——相干(美國(guó)),大族激光(中國(guó)),IPG Photonics(美國(guó))和通快(德國(guó))在2017年的表現(xiàn)都好于預(yù)期,每家收入超過(guò)10億美元并且顯著增長(zhǎng)。
相干將增長(zhǎng)歸功于微電子行業(yè),尤其是與OLED相關(guān)的行業(yè),和羅芬的收購(gòu),醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的銷售以及航空航天和國(guó)防市場(chǎng)的增長(zhǎng)。大族激光還通過(guò)收購(gòu)加拿大光纖供應(yīng)商來(lái)增加其收入,現(xiàn)在占有全球光纖激光器應(yīng)用端的近17%。IPG Photonics 2017年的收入增長(zhǎng)了10%,因?yàn)樗鼈冋诮庸懿牧霞庸な袌?chǎng)(切割,焊接和3D打印技術(shù)),總收入超過(guò)10億歐元。通快也增長(zhǎng)了10%以上,達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的近30億歐元收入。他們將這種增長(zhǎng)歸功于過(guò)去幾年全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。
從設(shè)備及其制造中使用的技術(shù)的角度來(lái)看,消費(fèi)電子產(chǎn)品也是2017年增長(zhǎng)的主要原因。例如,對(duì)于任何智能手機(jī)的制造,基于激光的工藝用于玻璃切割,雕刻或電路板處理。此外,智能手機(jī)使用OLED屏幕,部分使用激光制造,甚至是帶有VCSEL的新型3D傳感器。激光在我們的日常生活中越來(lái)越普遍。從我們使用的東西的制造,各種各樣的傳感器,醫(yī)療應(yīng)用到農(nóng)業(yè)和娛樂(lè)。
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