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材料来源:lfwc          

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SPIE最新观察:全球光子学行业趋势、前景和疫情的影响

图1:虽然53%的调查参与者记录的订单达到或超过了疫情爆发前的水平,但仍有18%的参与者表示订单严重减少。(图片来源:SPIE)

几年前,人们就将21世纪视为光的世纪。事实上,光子学技术已经遍布于人们日常生活的众多领域:它是高速互联网的核心技术,它使智能手机等流行产品成为可能,这只是其中两个简单的例子。国际光学工程学会(SPIE)工业发展总监Steve Anderson发表了对光子学市场的看法,他从更广泛的视角来看待光子学技术,并将其作为大部分经济发展的一种使能技术。他关注的重点是光子学价值链,并将其区分为四个层次:

- Level 1:元器件(如成像芯片、灯和镜头)

- Level 2:光子产品(如成像组件、显示器和LED灯)

- Level 3:使能类产品(如智能手机和自动驾驶汽车)

- Level 4:使能类服务(如云计算、电子商务和视频流)

很明显,从这四个层次得出的经济数字,与单独来自工业激光市场的数字是非常不同的。Anderson估计,2012-2018年间,光子学元器件市场的复合年均增长率(CAGR)为7.6%;在今年早些时候,激光市场分析师Allen Nogee曾估计,纯激光市场的复合增长率为13.5%Anderson的统计数字包括了2000~3000亿美元的光子学市场。两位专家一致认为:激光和整个光子学市场的发展状况都相当健康,疫情对其造成的影响,小到出乎意料。

Anderson介绍了光子学行业中的一些有趣的细节。根据他在2018年进行的统计,全球共有4298家生产光子学元器件的公司;其中52%的公司位于亚洲,而其余的公司几乎平均分布在美洲和欧洲。光子学市场是一个中小型公司占大多数的市场,有数据显示,该行业中约有80%的收入是由117家公司贡献的;而其中3075家小型公司所占据的市场份额,只有2.5%。

SPIE和位于英国的光子学领导小组(Photonics Leadership Group)进行了三项调查,以了解新冠疫情对光子学领域的影响(见图1)。这些调查显示,截至2020年12月,商业活动大多已经恢复到疫情前的水平。在美国,57%的受访者报告说已经恢复到疫情前的水平;英国相应的比例是42%;另有27%的美国受访者和35%的英国受访者表示,目前的商业运营能力处于疫情前的75%-95%的水平。

谈及对2021年的预期,超过60%的受访者给出了乐观回应,预计在这一年里,新产品开发、投资、业务扩展和销售都会增加。事实上,在任何类别中,只有不到20%的受访者对今年的情况给出了悲观预期。这也与美国制造业在2020年底得以恢复的情况相吻合。

总之,Anderson发现,大多数光子学业务即便在疫情期间也没有受到太大影响,基本都处于健康的增长状态。尽管2021年的近期前景可能与去年持平或略有下降,但总体上还是乐观向前发展的。对于那些有幸在疫情期间进行投资的公司来说,他们很可能会变得更加强大。

 Allen Nogee:疫情时代的全球激光市场

 

图2:2020年全球各个细分激光市场的份额和增长情况。

2020年全球各个细分激光市场的份额和增长情况——总额为165亿美元

 2020年对全球经济来说是困难的一年,但激光市场的表现却出人意料地好。市场研究公司Laser Markets Research总裁Allen Nogee指出,激光市场的这种复原力至少源于两方面的原因。首先,激光器通常被内置在其他设备中,而这种投资不会在短时间内进行或取消。第二个原因是激光器和激光系统最重要的市场——中国,在疫情中的恢复速度较快。

在全球和美国国家的统计数据中也显示了这一点。2020年,美国的GDP下降了3.6%;欧洲下降了7.4%;而中国则增长了2.3%。与此同时,全球激光市场以8%的速度显著增长,达到165亿美元(见图2)。

虽然疫情带来的不确定性依然存在,但Nogee对2021年的前景表示乐观。在宏观经济方面,他预计美国(3.5%)、欧洲(3.6%)和中国(7.9%)均会出现高增长。事实上,2021年这些地区的增长率可能是三年多来最高的。同样,激光市场将在2021年增长10.4%,达到182亿美元。

在细分市场的增长情况则存在差异。用于材料加工的激光器,在2020年温和增长3.5%,达到52亿美元。尽管这一细分市场的销售数量有所增加,但是却经历着巨大的单价压力。超短脉冲激光器市场的需求也在增加,但这几年来市场总规模一直保持在6亿美元左右。

通信设备市场表现较好,增长了10.6%,达到41.7亿美元。这一增长背后的驱动力主要来自中国的经济复苏以及向家庭办公和家庭教育的过渡。

相比之下,医疗市场表现欠佳,缩减了25%,降到9.35亿美元。牙科激光器的销售额下降了29%,这可能与激光牙科手术相关的感染风险有关。国防应用受疫情的影响不大,该市场主要集中在定向能武器上,目标是击败1-3英里范围内的无人机或小型船只,这部分市场增长了16%,达到16.35亿美元。

2020年,半导体市场强劲增长,相应地,卖给这个市场的激光系统也稳固增长。准分子激光器和大型CO2 激光器受益于半导体市场的繁荣,并且这种趋势将继续。用于光刻系统的激光器收入增长了19%,达到12.75亿美元。

随着智能手机中光学传感系统的不断普及,面向传感应用的激光器市场急剧增长。传感激光器主要是边缘发射激光器和垂直腔表面发射激光器(VCSEL);该市场在2020年大幅飙升了37.6%,达到20.78亿美元。民用激光雷达和高级驾驶辅助系统(ADAS)只占这个市场的9.3%;当第一批激光雷达系统在2022年及以后进入市场时,预计这个子行业的收入将缓慢增长。

用于智能手机的激光器在整个激光传感市场中占了59%的收入。人脸识别和激光雷达都将VCSEL的销售推向了新高度。这一领域的前景也引发了一波兼并和收购浪潮。Lumentum在2018年收购了Oclaro,2020年收购了TriLumina;II-VI在2018年收购了Finisar;Trumpf在2019年收购了Philips Photonics,看中的正是其VCSEL业务。

总之,2020年对激光行业来说还不算太坏。对于2021年,预计几乎所有细分市场的增长都会达到疫情之前的水平,甚至有些领域会大幅增长,超过2019年和2020年的水平。如果疫情没有导致制造业进一步放缓,全球激光市场可能会增长到182亿美元。

1:全球激光器市场估计与预测

 

顾波:中国激光市场中新的全球化模式、不确定性和挑战

图3:中国光纤激光器市场的本土化过程(2017-2020)。(图片来源:Bos Photonics)

中国是世界上最大的单一激光市场,因此,顾波先生的演讲备受期待。2017-2018年,中国激光市场都处于增长之中,但2019年市场出现了下滑,紧接着又遭遇了疫情爆发。疫情首先袭击了武汉——这也是许多中国激光和光子学公司的所在地,随后疫情席卷了欧洲、北美和世界其他地区。幸运的是,中国很快控制住了疫情,很多市场领域得以快速恢复,包括中国的激光市场。2020年,中国激光市场规模的总量为109.1亿美元,突破了100亿美元的大关。

在大环境下,中国正在发生着一些重要的改变。2020年中国的GDP只增长了2.3%。不过,其总量还是达到了大约21万亿美元,是美国GDP的74%。这是理解中国新的“双循环”概念的一个起点,双循环是指国内国际双循环。国内循环,就是国内的供给和需求形成循环,所有的环节都发生在国内;国际循环,就是参与国际产业链的分工。

经过了几十年的不断扩大出口,中国现在开始发展国内市场,并增加消费。建议试图在中国维持业务的美国公司,根据自身在目标细分市场上的产品竞争优势,制定一个多年的产品本地化战略。如果有必要,也可以收购本地资产,作为实力补充。

中国即将出现的另一个优势是:不断增长的工程劳动力。每年,中国会培养出约600万名理工科毕业生,这大约是美国毕业生人数的10倍。中国曾经从巨大的廉价劳动力中获益,创造了人口红利。现在,中国进入了工程劳动力人口红利时代。这将有助于中国在产业链中向更高的附加值转变,这也是“中国制造2025”的一个主要目标。在这个行动纲领的指引下,中国的发展目标是从2015年的世界制造大国转变为2025年的世界制造强国。

目前,中国激光市场的发展很符合这一情况:现在有150多家具有相当技术实力的中国公司可以提供工业激光器。而这些公司开启的价格战,也正在一步步将国外公司挤出一些细分市场。目前,中低功率的光纤激光器已经完成了国产化进程,2021年国产化进程将扩展到高功率光纤激光器和超快激光器领域。

工业激光系统的单价继续快速下降,系统的销售数量更快地增长。2020年,中国光纤激光器市场规模约为13.8亿美元,其中国产比例约56%,达7.73亿美元。预计2021年,中国整个激光市场将有15%的稳固增长。

市场增长背后的驱动力来自多个方面。其中有新基建项目,包括铁路、桥梁、机场、海港、地铁等,这推动了工业激光系统的销售。此外,3C电子产品、5G网络的推广以及对电动车的投资,都在推动着激光器的销售。中国激光器和激光系统的出口也在稳步增长。总之,中国的激光市场正在蓬勃发展。

 

相干公司CEO Andy Mattes:业务强劲复苏,看好OLED市场

Andy Mattes,相干公司总裁兼CEO

相干公司CEO Andy Mattes自2020年4月起,从John Ambroseo手中接过帅印。当时正值新冠疫情爆发,毫无疑问,疫情让Andy Mattes面临着严峻的挑战。2020年4月至6月间,公司收入有所下降,但此后一直强劲复苏。“目前,公司的业务已经恢复正常,一些客户甚至开始提前下更多订单,尤其是在微电子和半导体领域。尽管遭遇疫情危机,但是与所有供应商的早期沟通,是一个关键的成功因素。”Mattes说:“从某种层面来看,我们现在的业务情况实际上已经超过了疫情前的水平。”

对于接下来将出现的令人兴奋的新兴市场,Mattes非常看好OLED市场。他认为,OLED几乎是面向所有移动设备的解决方案。Mattes预计,在未来5-7年内,随着micro-LED的发展,届时激光技术不仅能用于背板的退火,还能用于激光诱导micro-LED向前转移到最终基板上。当微加工技术进步以支持5G推出时,超快激光器将处于领先地位。

此外,Mattes还预计在医疗领域(流式细胞仪)、国防和航空航天领域也会有实质性的进展。一个主要的收入驱动力将是向电动汽车的过渡,其中激光技术在电动汽车动力电池单元的制造中,发挥着重要作用。

产品和所面向的市场的多样化,有助于应对市场的波动。当然,这也需要一个非常完备的组织协助,以适应不同客户的需求。为了创建许多不同的、有针对性的组织结构,相干公司在前端建立了以客户为中心的销售组织,在后端建立了以技术为中心的组织。总之,Mattes对未来发展充满乐观。


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