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《Laser Focus World》2019年激光器市场回顾与展望

发布时间: 2019-03-10 09:57:03   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

  

  图6. 激光器市场历年回顾与2019年展望

  2019年,尽管有明显迹象表明,过去十年的全球增长可能无法持续,但《Laser Focus World》预测,全球激光器市场将实现6.11%的增长率,达到146亿美元;这主要是由于医疗、军事和某些特定行业依然使激光行业保持了积极的增长势头。 

  激光器细分市场

  2018年,材料加工和光刻市场继续主导着激光器销售额,通信和数据存储市场紧随其后,随后是仪器仪表、医疗和显示市场。不幸的是,材料加工继续受到来自关税和宏观经济挑战的外部威胁;但是通信市场的需求则随着市场对带宽的持续需求而激增。 

  

  图7. 2018年激光器市场细分

  材料加工与光刻市场

  工业激光器市场的动荡,导致2018年(2017年是增长旺盛的一个好年份)全球激光器市场适度增长,预计2019年也是温和增长。即便如此,对于工业激光器的销售而言,2018年也是创纪录的一年,销售额突破了50亿美元。 

  2017年第四季度的超常增长(超过指导数字)和2018年第一季度的强劲增长,促使主流工业激光器公司对其2018年在全球市场的健康发展表达了非常积极的观点。然而,随着这一年的发展,关键的中国市场(贡献了所有工业激光器销售额的1/3)出现动荡,因为中国收紧了放贷政策,同时战略性光纤激光器市场(如金属板材切割领域爆发了价格战)的产能过剩,以及美国总统威胁并随后实施的关税政策变化,众多因素综合到一起,导致切割和焊接激光器的销售放缓。 

  这些影响加剧了人们的担忧,最直接的影响是,四大激光器制造商中,有两家分别在2018年第三季度和第四季度下调了预期。其结果是2018年实现了较低的一位数增长,这也与ILS 2017年末的预测相吻合。 

  预计2018年工业激光器总收入将增长4%左右,用于金属切割的大功率光纤激光器的销售额将再次贡献主要力量,大约增长4%。欧洲和中国新兴的精细金属加工应用的强劲增长和非金属加工的增长(由飞机和汽车工业向复合材料的转变所带动),并不足以抵消半导体/显示行业资本投资的减少以及目前增材制造业的产能过剩,这使得激光微加工市场的增长率略高于5%。 

  在宏观加工领域,尽管由于大型机械供应商之间的价格战导致中国的低功率市场出现动荡,但是金属板材切割市场仍然增长了近4%。由于汽车市场、特别是电动汽车电池应用等关键行业的报价并未转化为销售,预计焊接市场的增长仍保持在4%。 

  简单地说,由于上述原因(加上全球制造商的资本投资收紧),工业激光器销售的速度放缓。2018年工业激光器市场的规模约为50亿美元,较2017年的49亿美元微弱增长2%。 

  对于2019年,ILS预计工业激光器总体上将呈现出一位数增长,宏观加工领域的高功率激光器应用,以及打标应用的温和增长,将抵消由于预计的面板加工规模缩减而导致的微观市场的平增长。虽然读者可能会对2%的低收入增长预期有些不屑,但是在一个增长缓慢的市场年度中,1亿美元的收入增加也是不容忽略的。除此之外,随着紫外激光器的新应用提振了增材制造市场,以及超短脉冲(USP)激光加工市场的扩大,我们看到了一个在有节奏增长的市场。 

  

  图8. 材料加工与光刻市场营销收入

  在光刻光源领域,预计2018年的销售额将达到11.04亿美元,预计2019年将合理增长至12.37亿美元(深紫外DUV和极紫外EUV的销售额大约分别占49%和51%)。但是,尽管半导体资本设备销售额在2018年增长了9.7%,达到创纪录的621亿美元,SEMI预计2019年的销售额将下降4.0%,2020年将恢复增长,并在2018年上半年将Fab设备总支出下调13%,理由是“贸易紧张”。 

  半导体光刻光源的主要供应商日本Gigaphoton株式会社估计,截至2018年5月,其在中国的市场份额为70%,并透露,其2015年和2016年用于平板退火和半导体光刻的光源销售额,平均每年约为9000万美元。展望未来并考虑到2018年的增长情况,Gigaphoton在2018年4月至9月这6个月期间的销售额为200亿日元(或1.8亿美元)。同样,Cymer的母公司ASML表示,该公司在2018年交付了18套EUV系统,计在2019年交付30套。我们认为2019年光刻激光源市场的健康增长,将确保材料加工和光刻市场的整体增长。 

  通信与光存储市场

  不管全球经济如何波动,在可预见的未来,电信市场对激光器的需求始终存在。“全球互联网流量将在未来3年内翻一番,从2017年的每月约100艾字节(Exabytes,EB)增加到2020年的每月约200EB,”电信专家Michael Lebby在2017年底接受PhotonDelta的编辑Jonathan Marks的采访时说。“将上述数字乘以12,我们就进入到‘Zetta-byte’时代,接下来距离‘Yotta-bytes’也并不遥远了。”Lebby补充道。 

  去年,我们预测2017年下半年和2018年,通信激光器市场将呈下降趋势,因为在2019年5G基础设施投资开始之前,4G设备建设会出现一个暂停期。制造商还指出,预计2019年数据中心对高速收发器的激增需求,也会冲淡中国市场的疲软表现。 

  除了4G建设暂停和中国采购的疲软,中国电信巨头中兴通讯在2018年4月因为与伊朗和朝鲜相关的问题,而被禁止购买美国的电信产品。Oclaro将其2018年第三季度的收入增长,归因于2018年7月中兴通讯的禁购令被解除后 “对中兴通讯出货量的恢复"。虽然这是一项制裁中兴通讯的禁令,但是其对美国公司造成的伤害和中兴通讯一样大。这项禁令本身就是一个模型,能很好地说明关税问题将对光通信行业产生怎样的负面影响。 

  美国联邦通信委员会(FCC)委员Jessica Rosenworcel在一次电信行业的活动中向与会者表示,新的关税标准将“严重损害”美国5G无线网络的推广。康宁公司、Ciena公司和L-COM公司的技术专家都认为,5G网络将需要大量光纤,因此,如果继续征收关税,大量激光收发器和通信激光器的销售将会受到影响。 

  

  图9. 通信与光存储市场历年营销收入

  在光存储领域,基于云的解决方案继续超过使用光存储激光器的CD、DVD和蓝光设备。到2017年初,在英国,16.6亿美元的数字视频(电影、电视流媒体和下载)收入已经超过了11.4亿美元的DVD和蓝光设备的销售额。2018年第一季度,美国客户支付了近30亿美元的流媒体订阅服务费(增长29%),而在物理磁盘方面支出的费用仅为11亿美元(比上年下降10%)。 

  总的来说,这些负面因素的综合,使得通信和光存储用激光器的销售额在2018年下降到38.2亿美元,而在2017年是增长到了41.5亿美元的峰值。2019年,预计这部分市场将温和复苏至39.8亿美元,但前提是假设这些因素的影响得到缓解、全面的贸易战不会爆发、量子通信等新机遇将进一步商业化。在这一细分市场,考虑到Finisar和oclaro均是被高价收购的,预计光通信组件领域的整合将会继续。 

  科研及军事市场

  用于科学研究的激光器背后的技术,包括技术上最先进的相干光源,如几个周期的超快激光器、光学参量振荡器和放大器(OPO和OPA)、超连续谱源以及频率梳等,通常都是工业中使用的激光器的原型。 

  德国弗劳恩霍夫研究所应用光学和精密工程总监Andreas Tünnermann预测,2019年,“随着有源光纤和相干合束等技术开辟出新的波长范围,以及在连续和脉冲操作模式下能够进一步提高输出功率、同时还能提供卓越的光束质量和极高的效率,光纤激光器将会继续提升其市场份额。特别令人感兴趣的是基于光纤激光器的发射波长在极紫外(EUV)和太赫兹区域的二次光源,它们从根本上开辟出了新的应用领域。” 

  光学频率梳用于各种科学研究领域,包括光谱学、量子密码学和精确计时等。虽然这些项目中的许多频率梳发生器都是定制的,但可商用的产品正变得越来越多,例如来自TOPTICA Photonics、Alpes Lasers、Menlo Systems和Laser Quantum等公司的产品。 

  几年前,美国导弹防御局的机载激光计划“自上而下”尝试了兆瓦级军事激光技术,并导致该项目失败。目前大功率军事激光器的主要应用利用了成熟的工业激光技术,看起来更有希望(尽管限制在几十万瓦级的较低最大输出功率)。 

  

  图10. 科研及军事市场历年营销收入

  美国海军已经要求Lockheed Martin Laser公司和Sensor Systems公司开发一种65kW的激光武器,该激光武器被称为“高能激光和集成光学眩目监视系统(HELIOS)”,其功率可能增加到150kW;美国陆军正在新墨西哥州的白沙导弹靶场测试一辆50kW的高能移动激光测试车(HELMTT),并计划于2022年升级到100kW;美国空军正在与Ball Aerospace的飞机上安装的激光武器合作,以禁用或摧毁敌机导弹。基于二极管泵浦固态(DPSS)激光器技术或光纤激光器技术,并辅以光束组合等技术,这类军事武器在未来会变得更加突出。对于激光行业的好处包括生产泵浦这些武器所需要的激光二极管。 

  许多特定的军事需求继续惠及激光行业,例如用于红外(IR)对抗的激光器,包括进一步研发更高亮度的解决方案以及激光制导导弹。展望未来,美国军方将促进激光雷达的需求,应用领域从空中基础设施检查到检测生物和化学制剂。激光雷达也非常适用于军事领域的遥感和环境传感应用。 

  两家最大的与激光相关的航空航天公司,在2017/2016年收获了类似的业绩水平:Lockheed Martin2017年的净利润为19亿美元,而2016年为38亿美元,但应该注意的是,由于受到2017年12月美国通过的《减税和就业法案》的影响,该公司在2017年第四季度一次性亏损了19亿美元;另一家巨头Northrop Grumman2017年的净利润为20.15亿美元,低于其2016年的22亿美元,也是因为《减税和就业法案》使其遭受了一次性损失,其中包括3亿美元的税收支出。 

  正在为军方开发高能激光系统的II-VI公司,2018年的总收入为11.59亿美元,2017年为9.72亿美元(财年结束日为6月30日)。于2018年4月首次公开募股(IPO)的nLight公司,在截至2018年9月30日的三个月中,总收入为5102.5万美元,而2017年同期的总收入为3654.7万美元,增长幅度近40%,这主要是因为其激光器产品赢得了工业、航空航天和军事客户的信赖。 

  美国总统特朗普在2018年12月宣布,美国将从叙利亚撤军,从阿富汗撤军7000人,这可能对明年的军事激光器市场产生一定的影响。然而,美国、俄罗斯和中国之间的军事技术竞赛才是重点。中国和俄罗斯均有发展高超音速导弹的计划,这是否会推动激光反导弹武器的发展呢?中国正在开发一种基于空间的激光雷达,其目的是跟踪潜艇,美国又将对此作出如何反应呢? 

  科研与军事市场的激光器总收入,从2017年的9.22亿美元增长到了2018年的12.79亿美元,预计2019年将温和增长到13.31亿美元。 

  医疗和美容市场

  2018年,用于医疗应用的激光器销售继续呈上升趋势,美容和皮肤科应用在该领域处于主导地位。激光组件和解决方案供应商Lasertel公司在2018年3月发布的美容激光器市场预测报告中表示,这一领域的增长在很大程度上是由小型节能的二极管激光器替代气体激光器所推动的。但Lasertel的报告也指出,与消费者对激光皮肤治疗(如去除纹身、祛皱、脱毛、除疤和皮肤提亮)的需求相比,由技术进步和治疗成本降低而引发的增长则有些微不足道了。 

  

  图11. 医疗和美容市场历年营销收入

  亚洲可以说是激光美容应用的前沿阵地,2017年亚洲激光美容市场比2016年增长了20%。在欧洲、中东和非洲部分地区(以前没有接受美容的地区),激光美容市场增长了16%。 

  这种增长吸引了投资者的兴趣,2018年的多次收购也证明了这一点。 

  激光美容市场的发展也得益于美国食品药品监督管理局(FDA)的一系列扩大皮肤科应用的批准;2018年,很多头发修复产品也获得了FDA的批准。 

  2018年激光医疗与美容市场也出现了很多收购行为,这表明人们对激光医疗行业增长的预期很高。 

  虽然牙科激光器在激光医疗领域占据很小的份额,但是2018年其总收入却大幅增长。 

  考虑到激光市场的未来,即使宏观经济放缓,也无法抑制2019年及以后不断扩大的激光医疗市场。 

  仪器仪表与传感器市场

  光学仪器是一个多样化的市场细分,因为它包含多种类型的光学和光子学技术。通常,激光器本身在仪器或传感系统中只是一个很小的基本部分。这个技术混合的市场中还包括许多“无所不能”的十亿美元级别的公司。 

  

  图12. 仪器仪表与传感器市场历年营销收入

  激光雷达,尤其是用于自动驾汽车和避免危险的激光雷达,在2018年成为了媒体的宠儿,也是光学和光子学界许多商业发展的重点。然而实际上,激光雷达还有很长的路要走:成本高、许多配置相互竞争、性能尚未得到充分证实,甚至需要制定道德规范(激光雷达系统应该设法拯救行人还是司机?)Luminar Technologies公司创始人兼首席执行官Austin Russell预测,“2019年我们将看到越来越少的公司提供新的、大肆宣传的替代方法来解决这个问题。2018年,我们看到许多新公司推出了‘开创性的新颖解决方案’,并且有很多公司声称能提供价格100美元激光雷达。2019年,这种情况会减少。在激光雷达领域,我们正进入每个人都必须通过自身技术来证明自己的阶段。”Russell预计,2019年将会有更多的激光雷达设备上路。 

  2018年,仪器仪表和传感器市场的激光器收入,从2017年的8.02亿美元增长到2018年的10.19亿美元,预计2019年的收入将达到12.82亿美元。所有这些产品中,包括用于科学、工业和医疗仪器中的激光器,以及用于消费领域传感的激光器(如苹果iPhone、计算机鼠标等)。市场研究公司Strategies Unlimited的AllenNogee表示,用于消费品传感的VCSEL将迎来另一个辉煌的一年。  

  娱乐 显示及打印市场

  

  图13. 娱乐 显示及打印市场历年营销收入

  来自市场研究公司Gartner的数据显示,家用和办公用激光打印机市场增长缓慢,2018年包括打印机、复印机和多功能产品的整体市场仅增长了0.4%。在商业图像印刷方面,计算机直接制版应用(需要紫外激光二极管、蓝光二极管)和柔性版印刷应用(需要CO2激光器)对激光器的需求会继续存在,但根据全球包装、纸张和印刷业供应链管理领域的权威Smithers Pira集团的数据,这一市场的年度增加率为较低的一位数,约为2.6%,至少在柔性版印刷市场是这样得。 

  用于娱乐的激光表演继续让观众眼花缭乱。“由于两项关键创新,激光娱乐行业在2018年经历了指数级增长。首先,由于激光二极管本身的成本降低,购买激光投影仪的总价格已大幅下降。其次,更简单的激光控制和用户界面,有助于日常消费者获得他们所需要的工具,使他们能够设计、创建和投射他们自己的激光内容。”Pangolin Laser Systems 公司首席运营官Justin Perry说。 

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