在過(guò)去的一年中，俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，供應(yīng)鏈因持續(xù)的新冠疫情影響陷入緊張局面……這些因素都為2022年平添了一絲嚴(yán)峻的色彩。幸而在2022年的最后一個(gè)月，激光聚變突破一躍成為了全球的頭條新聞，并提高了人們對(duì)環(huán)保能源未來(lái)前景的希望。那激光行業(yè)本身發(fā)展得如何呢？
從一些代表性的行業(yè)企業(yè)的表現(xiàn)中，激光行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r也可見(jiàn)一斑：德國(guó)私人控股激光巨頭通快（TRUMPF）集團(tuán)公布，在截至6月份的財(cái)年中，其收入強(qiáng)勁增長(zhǎng)了20％。通快的訂單也大幅增長(zhǎng)了42％?？偛课挥诿绹?guó)的Coherent（已與II－VI合并）也在其年度報(bào)告中披露，其收入增長(zhǎng)了7％，預(yù)訂量增長(zhǎng)了29％。
以下是通過(guò)回顧一年中的重大事件和關(guān)鍵趨勢(shì)，得出的2023年光子學(xué)產(chǎn)業(yè)八大預(yù)測(cè)：
預(yù)測(cè)一：工業(yè)激光市場(chǎng)擴(kuò)大
在最近與激光市場(chǎng)分析師Arnold Mayer博士的談話中，他分享了一些關(guān)于激光行業(yè)的前景預(yù)測(cè)，其中工業(yè)激光系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的一個(gè)部分。
Arnold Mayer表示：“我預(yù)計(jì)全球工業(yè)激光系統(tǒng)市場(chǎng)在2022年將達(dá)到220億美元，與2021年持平。盡管美洲的需求呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)，但全球最大的工業(yè)激光市場(chǎng)——中國(guó)的需求有所下降。歐洲市場(chǎng)的需求有所增長(zhǎng)（以當(dāng)?shù)刎泿庞?jì)價(jià)），但由于匯率大幅變化，該區(qū)域市場(chǎng)的美元價(jià)值并未增加。”
當(dāng)被問(wèn)及對(duì)明年的看法時(shí)，Arnold Mayer預(yù)測(cè)2023年工業(yè)激光市場(chǎng)的增長(zhǎng)率將在5％－10％之間。由于中國(guó)市場(chǎng)趨勢(shì)的不確定性，目前對(duì)該市場(chǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)不太可靠。
隨著半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)激光和光學(xué)系統(tǒng)的需求增加，預(yù)計(jì)切割和焊接將占全球工業(yè)激光市場(chǎng)的最大份額。
預(yù)測(cè)二：半導(dǎo)體晶圓制造新工廠層出不窮
隨著美國(guó)《芯片與科學(xué)法案》（U．S． CHIPS and Science Act）的通過(guò)，許多新的半導(dǎo)體工廠正陸續(xù)納入投建——由于美國(guó)國(guó)會(huì)撥款520億美元支持其國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)，這一趨勢(shì)可能會(huì)持續(xù)數(shù)年。僅臺(tái)積電一家就將在美國(guó)的芯片設(shè)施上投資400億美元。英特爾（Intel）、GlobalFoundries、三星（Samsung）、德州儀器（Texas Instruments）等公司也紛紛表示，計(jì)劃在美國(guó)建立自己的晶圓廠，投資規(guī)模已超過(guò)2000億美元。
光學(xué)供應(yīng)商蔡司（Zeiss）則建造了一個(gè)車庫(kù)大小的真空室，用于測(cè)量ASML的高NA EUV光刻機(jī)內(nèi)部的光學(xué)系統(tǒng)。
其他地方的勢(shì)頭也在增強(qiáng)。路透社最近報(bào)道稱，中國(guó)政府正在準(zhǔn)備1萬(wàn)億元人民幣（1430億美元）的一攬子計(jì)劃來(lái)促進(jìn)本國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，歐洲也有自己的《芯片法案》（CHIPS Act），只是力度要小一些。
在德國(guó)市場(chǎng)，英特爾宣布計(jì)劃在柏林以西兩小時(shí)車程的德國(guó)Magdeburg建立一個(gè)巨大的芯片制造工廠，德國(guó)政府已經(jīng)為該項(xiàng)目撥款68億歐元。
所有這些努力都將有助于以芯片行業(yè)為目標(biāo)的光子資本設(shè)備的長(zhǎng)期增長(zhǎng)。
這能滿足目前的市場(chǎng)需求嗎？科技巨頭阿斯麥公司（ASML）的首席執(zhí)行官Peter Wennink在今年的投資者日上分享了一些有趣的事實(shí)。其中，他預(yù)計(jì)半導(dǎo)體市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率將達(dá)到9％左右，并在2020年至2030年期間半導(dǎo)體收入將翻一番。
預(yù)測(cè)三：遵循摩爾定律
科技方面也傳來(lái)了好消息——極紫外（EUV）光刻技術(shù)是近年來(lái)光刻技術(shù)的發(fā)展方向。如何在芯片上實(shí)現(xiàn)更小的結(jié)構(gòu)？現(xiàn)在已經(jīng)有了答案：具有更大數(shù)值孔徑（NA）的EUV。不少人一直想知道設(shè)備制造商能做些什么來(lái)擴(kuò)展或取代EUV，從而在芯片上生產(chǎn)更小的功能——答案是具有更高數(shù)值孔徑（NA）的EUV。簡(jiǎn)而言之，較高的數(shù)值孔徑意味著更大的鏡像將圖案投射到芯片上，從而實(shí)現(xiàn)更小的結(jié)構(gòu)。目前還沒(méi)有看到有廠商發(fā)布其他可以超越EUV的新技術(shù)。但按照ASML的說(shuō)法，這項(xiàng)技術(shù)至少會(huì)持續(xù)到2030年。
由Gordon Moore提出的摩爾定律改變了世界。
人類對(duì)美好生活的追求，延續(xù)著“摩爾定律”的生命
預(yù)測(cè)四：供應(yīng)鏈問(wèn)題得到緩解
在過(guò)去的兩年里，供應(yīng)鏈問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了激光系統(tǒng)和其他光子制造設(shè)備和最終產(chǎn)品的生產(chǎn)。
有激光供應(yīng)商就表示，由于他們無(wú)法獲得新一代產(chǎn)品的所有部件，他的公司不得不推廣一個(gè)舊系統(tǒng)。
這些評(píng)論可能反映了許多業(yè)內(nèi)人士對(duì)供應(yīng)鏈中斷的看法。風(fēng)險(xiǎn)仍在繼續(xù)，但仍有希望。
預(yù)測(cè)五：招聘合適人才是個(gè)挑戰(zhàn)
不過(guò)，保持樂(lè)觀當(dāng)然不能解決困擾光子學(xué)行業(yè)的另一個(gè)問(wèn)題：找到合格的員工。
總部位于柏林的Scansonic MI GmbH最近有幾名員工跳槽到附近的特斯拉工廠，據(jù)該公司董事總經(jīng)理Axel Luft表示，該公司已經(jīng)求助于私人聯(lián)系人或獵頭來(lái)填補(bǔ)這一空缺。
另一家德國(guó)公司TOPTICA Photonics在全球共有450名員工，該公司最近在其網(wǎng)站上列出了50個(gè)空缺職位。
在美國(guó)，填補(bǔ)光子學(xué)工作崗位的挑戰(zhàn)有點(diǎn)不同，meta和英特爾等大型科技公司今年宣布了大規(guī)模裁員。
裁員帶來(lái)的勞動(dòng)力混亂局面很快就浮現(xiàn)出來(lái)現(xiàn)了，這讓人感到困惑，Optica的高級(jí)行業(yè)顧問(wèn)Tom Hausken表示：“就業(yè)數(shù)據(jù)仍然很好，整個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域仍然有空缺職位，包括我們這個(gè)行業(yè)。這應(yīng)該意味著以前難以招人的雇主——比如許多小公司、大型軍事承包商和政府實(shí)驗(yàn)室，最終將能夠滿足更多的需求。這既適用于量子技術(shù)等熱門(mén)就業(yè)領(lǐng)域，也適用于更傳統(tǒng)的光學(xué)和光子工程?！?/p>
預(yù)測(cè)六：激光核聚變
毫無(wú)疑問(wèn)，激光核聚變成為了2022年濃墨重彩的一筆。在美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火設(shè)施（NIF）取得豐碩成果的同時(shí)，光子學(xué)媒體正在密切跟蹤著這一領(lǐng)域新的發(fā)展。
但另一方面，我們也可預(yù)見(jiàn)：十年內(nèi)激光核聚變將不會(huì)成為一個(gè)商用技術(shù)。
美國(guó)研究團(tuán)隊(duì)揭秘首次激光核聚變點(diǎn)火細(xì)節(jié)，下月將再做實(shí)驗(yàn)
美國(guó)將宣布“重大科學(xué)突破”，媒體稱首次實(shí)現(xiàn)核聚變的凈能量增益
預(yù)測(cè)七：激光通信
與2023年的光子學(xué)市場(chǎng)更直接相關(guān)的一個(gè)話題更大可能性是在：近地軌道衛(wèi)星。下一代衛(wèi)星星座將使用激光終端進(jìn)行自由空間通信。從發(fā)射開(kāi)始，這一趨勢(shì)將為光子組件創(chuàng)造數(shù)億美元的收入。每顆衛(wèi)星都需要四個(gè)這樣的終端，單價(jià)在六位數(shù)左右。
例如，RIVADA空間網(wǎng)絡(luò)公司計(jì)劃在2025年發(fā)射300顆衛(wèi)星。它們都將攜帶4個(gè)激光終端，共計(jì)1200個(gè)。
RIVADA的業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Thomas Laurent就指出：“激光終端可實(shí)現(xiàn)直接通信，不再需要地面網(wǎng)關(guān)。而且現(xiàn)在已經(jīng)可以從多種渠道獲得這些產(chǎn)品。”
在經(jīng)過(guò)DARPA的評(píng)估后，美國(guó)空間發(fā)展局宣布，擁有數(shù)百顆衛(wèi)星的國(guó)防空間架構(gòu)也將使用光通信終端。如果其他衛(wèi)星星座采用了這項(xiàng)新技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)迅速發(fā)展成一個(gè)價(jià)值10億美元的光子組件市場(chǎng)。發(fā)射到近地軌道的激光連接衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，將在未來(lái)3年內(nèi)為光學(xué)元件創(chuàng)造一個(gè)重要的新市場(chǎng)。
預(yù)測(cè)八：激光對(duì)抗部署加速
還有一個(gè)與國(guó)防相關(guān)的趨勢(shì)：高能激光武器。激光發(fā)明后，人們對(duì)激光將成為繼原子彈之后武器領(lǐng)域的最大突破寄予厚望，數(shù)百萬(wàn)美元的資金預(yù)算被分配。
50年后，激光在戰(zhàn)場(chǎng)上更加活躍。例如，以色列拉斐爾先進(jìn)防御系統(tǒng)公司提供7．5 kW LITE光束激光系統(tǒng)，以對(duì)抗距離達(dá)2公里的小型無(wú)人機(jī)。拉斐爾公司將其命名為使用100千瓦“鐵束”（Iron Beam）的更大版本，類似于該公司的“鐵穹”（Iron Dome）系統(tǒng)，該系統(tǒng)已經(jīng)攔截了2500多枚火箭。
激光要在軍事應(yīng)用領(lǐng)域獲得應(yīng)用，每發(fā)激光的成本盡可能降至最低才是可行的。根據(jù)國(guó)外媒體發(fā)布的一段視頻，“鐵束”每發(fā)激光的成本為2美元，與“鐵穹”攔截導(dǎo)彈每發(fā)5萬(wàn)美元的成本形成了鮮明對(duì)比。
同一段視頻也揭示了其局限性：激光嚴(yán)重依賴于清晰的視線。任何霧、雨或雪都會(huì)使它失效。換句話說(shuō)，這樣的激光系統(tǒng)永遠(yuǎn)不會(huì)是一個(gè)獨(dú)立的解決方案。
盡管如此，美國(guó)總統(tǒng)拜登已經(jīng)承諾支持“鐵穹”和“激穹”（Laser Dome）系統(tǒng)的發(fā)展。就在最近，美國(guó)武器制造商洛克希德·馬丁公司與拉斐爾公司合作開(kāi)發(fā)的一種激光武器系統(tǒng)，更是宣布將于2023年投入市場(chǎng)?？梢钥吹剑诩す獍l(fā)明60年后，這項(xiàng)技術(shù)在防御對(duì)抗中的部署終于要開(kāi)始加速了。
以上內(nèi)容來(lái)自現(xiàn)代激光工業(yè)、電子技術(shù)設(shè)計(jì)
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