市場細分
通信和光存儲仍然是激光產(chǎn)業(yè)最大的細分市場，然后是材料加工和光刻激光器市場部分。在2014年，醫(yī)療和美容激光產(chǎn)品銷售總額仍然大于儀器和傳感部分，最后是科研和軍事細分市場。
圖1 按激光器應(yīng)用類別劃分激光器細分市場
通信和光存儲
通信和光存儲光存儲市場疲軟繼續(xù)阻撓通信和光存儲整個激光產(chǎn)品市場上揚；然而，通信部分激光器的銷售額正蓬勃向上?；赑IC的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供應(yīng)商Infinera將之稱為“T比特時代”并報道稱相比于2013年同期銷售額1.42億美元，2014年第三季度銷售額增長至1.74億美元。Light Counting稱2014年第二季度光收發(fā)器的全球銷售額達11億美元，連續(xù)五個季度增長。
2014年通信和光存儲激光產(chǎn)品市場營業(yè)收入達到35.15億美元，預(yù)計2015年增長2.8%達到36.15億美元。盡管2014年大多數(shù)通信激光供應(yīng)商的財務(wù)狀況是良好的，但是戴爾的Oro集團預(yù)測2015年通信設(shè)備投資支出將會下降，原因是高級移動設(shè)備滲入、移動數(shù)據(jù)增長緩慢、缺乏新的收入來源以及發(fā)展中和未開發(fā)市場的競爭加劇。然而考慮到光通信正推動“物聯(lián)網(wǎng)(IOT)”，這種預(yù)測令人相當費解：為了遠程監(jiān)控和診斷實現(xiàn)云連接，還有一大堆沒有被命名的“智能”應(yīng)用。
“從鐵路和電網(wǎng)采用的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)到連接個人終端的網(wǎng)絡(luò)交換機客戶端設(shè)備，無線設(shè)備，Cisco公司和Intel使Predix分布于終端，甚至在一些最苛刻的條件下，”通用軟件副總裁BillRuh在一個新聞發(fā)布會上說，并描述了在IoT世界軟件和硬件如何愜合在一起。
Cisco系統(tǒng)董事長兼首席執(zhí)行官John Chambers在2014年國際消費者電子展覽上發(fā)表主題演講，報道涉及IoT的價值達19萬億美元，并描述IoT如何使城市智能化。例如，通過更加智能化的公共建設(shè)投資獲得直接的回報。
無論你把它叫做物聯(lián)網(wǎng)或是干脆稱為智能工具，對于光電子產(chǎn)業(yè)，尤其是激光產(chǎn)業(yè)來說，都是信息引擎的“燃料”。你能想象互聯(lián)網(wǎng)是如何快速響應(yīng)Gartner公司49億連接設(shè)備實現(xiàn)無縫管理的嗎？這些設(shè)備將在2020年增加到250億臺。
圖2 通信和光存儲市場各年營業(yè)收入
材料加工及光刻
材料加工及光刻在2014年工業(yè)激光系統(tǒng)占全球機床銷售的14%，所以毫無疑問世界制造業(yè)的健康發(fā)展意味著整個工業(yè)激光產(chǎn)業(yè)的健康狀況。預(yù)計2014年機床消費增長在5%~7%的范圍內(nèi)，工業(yè)激光系統(tǒng)市場有望在此范圍內(nèi)。
在工業(yè)激光市場方面，中國的首要任務(wù)是重塑他們的經(jīng)濟提供更多內(nèi)需，減少對出口的依賴以及對資本密集型的國有企業(yè)的投資。處于經(jīng)濟衰退領(lǐng)域的歐洲制造業(yè)開始出現(xiàn)復(fù)蘇的跡象，即使德國的制造業(yè)一直溫和增長。在北美地區(qū)，隨著經(jīng)濟的好轉(zhuǎn)，美國市場變得熱鬧非凡，2015年住房和住宅實力增長，能源熱潮至少持續(xù)至未來三年。金磚四國被預(yù)計將推動2014年工業(yè)激光市場發(fā)展，但因俄羅斯和巴西的停滯不前以及中國和印度經(jīng)濟放緩而表現(xiàn)不佳。至于2015年，國際貨幣基金組織(IMF)使公眾注意美國、印度和英國是最有可能實現(xiàn)正增長的地區(qū)，同時警告全球資本投資的增加。
隨著2014年的結(jié)束，用于制造業(yè)的工業(yè)激光市場的整體銷售超過26億美元，與2013年營業(yè)收入相比增加了6%(見表1)。2014年，用于材料加工應(yīng)用的光纖激光器占全球激光器市場總營業(yè)收入的29%，僅次于通信應(yīng)用領(lǐng)域的激光器市場部分(32%)。全球制造業(yè)的變幻莫測使激光在光電子領(lǐng)域緊隨其后。
表1 工業(yè)激光器市場各類別激光器營業(yè)收入
顯而易見的是光纖激光器持續(xù)強勁增長的影響，在損害固態(tài)和CO2激光器市場的前提下，在整個工業(yè)激光市場的份額增長到了36%。作為最大的創(chuàng)收類別，光纖激光器行業(yè)是工業(yè)激光解決方案每年市場調(diào)查備受矚目的部分。
光纖激光器作為動力源在金屬切割方面的應(yīng)用，尤其是在板材切割方面，系統(tǒng)的造價超過65萬美元，2014年的營業(yè)收入超過13億美元。加上高功率CO2激光器在同類應(yīng)用的收入使整個資本設(shè)備的投資接近40億美元，是2014年所有工業(yè)激光系統(tǒng)的銷售的三分之一。
2014年同樣值得注意的還有占整個市場份額13%的高功率二極管。這種相對新穎的市場產(chǎn)品主要用于在線應(yīng)用，例如釬焊汽車的頂部以及其他金屬部件。靜靜地，這一高效激光器雕刻出了一個利基市場。高亮度高功率直接二極管激光器作為光纖激光器在金屬板材加工方面的代替者，切割的質(zhì)量和速度完全可以與等功率的光纖和盤形激光器媲美。雖然其銷售量微乎其微，但是2014年其利潤率相當可觀。
隨著光纖激光器繼續(xù)無情的滲透到成熟市場，如打標市場，使固態(tài)激光器的銷售額下降。7.5億美元以上的打標/雕刻系統(tǒng)市場由低功率光纖激光器和封離式CO2激光器分別占據(jù)。后者用于非金屬雕刻是相當安全的，由于波長的兼容問題。持續(xù)的固態(tài)激光器收入是快速接納工作在兆瓦峰值功率狀態(tài)、皮秒和飛秒脈沖寬度的超快(或超短脈沖)激光器，集中在微材料加工應(yīng)用，例如，智能電話和平板電腦的器件加工。工作在非常短的脈沖寬度的光纖激光器在爭奪這一市場份額，一些分析師推測，微加工有可能是這些激光器的下一個增長點。一些研究將近期超快脈沖激光器市場定在4.5億美元。
然而在涉及微材料加工問題上，激光添加劑制造(AM)領(lǐng)域的強勁增長促進了固態(tài)激光器和光纖激光器的收入增加。沃勒斯聯(lián)營公司表示，2013年AM增長超過63%，其中37%營業(yè)收入來自于3D和AM零件最終產(chǎn)品而不是原型。在關(guān)于AM的航空航天供應(yīng)的調(diào)查顯示，27%的公司已經(jīng)使用，10%預(yù)計未來一年內(nèi)使用，37%預(yù)計在未來五年內(nèi)使用。隨著公司挑戰(zhàn)AM的“極限”激光加工將乘風破浪。
大型材料加工應(yīng)用除了激光切割占高功率激光器營業(yè)收入的25%。領(lǐng)先收入增長10%的市場是用于焊接應(yīng)用的光纖激光器和CO2激光器，主要集中在汽車行業(yè)。光纖激光器供應(yīng)商預(yù)計焊接是未來幾年一個不斷擴大的市場。
總結(jié)2014年工業(yè)激光市場，打標同比增長4%；微材料加工增長14%；大型材料加工擴大8%。材料加工整體銷售增長6%。
圖3 材料加工及光刻市場各年營業(yè)收入
正如前面提到的，對于工業(yè)激光器的預(yù)測將遵循全球機床行業(yè)同樣溫和增長趨勢。2014年11月澳大利亞的G20峰會以后，英國首相卡梅倫說：“世界經(jīng)濟亮起了紅燈”。受采訪的工業(yè)激光及系統(tǒng)供應(yīng)商的普遍共識是2015年將繼續(xù)2014年的增長勢頭，預(yù)計增長比例在5%左右。這與許多專家經(jīng)濟分析師預(yù)測降低GDP的國際經(jīng)濟緩慢增長、大多數(shù)先進、規(guī)模擴大和新興工業(yè)化經(jīng)濟體相一致。
這一增長將再次由光纖激光器領(lǐng)導，但是增長率略低于2014年。光纖激光器有望繼續(xù)侵蝕CO2和長脈沖固態(tài)激光器的市場份額。超快脈沖固態(tài)激光器將經(jīng)歷由大型加工應(yīng)用包括AM在內(nèi)的重要銷售增長。高功率激光器在金屬切割方面應(yīng)用將穩(wěn)定在一個比較穩(wěn)定的個位數(shù)增長速度上，但是用于焊接的激光器預(yù)計在2015年增長兩位數(shù)。
醫(yī)療和美容
醫(yī)療和美容醫(yī)用激光器的重要性由以下2014年公告表明：長春新產(chǎn)業(yè)出品的用于光遺傳學的2000MxL系列激光器(波長在405~671nm)出貨量創(chuàng)下歷史記錄；相干公司推出其第2000臺變色龍系列激光器用于多光子顯微鏡；英國Fianium公司交付了第1000臺超連續(xù)激光器，不斷提高其性能用于超快光譜、近場成像和顯微鏡。
“我們將完成本財年醫(yī)用激光系統(tǒng)30%的營業(yè)收入增長，現(xiàn)在的生物醫(yī)學系統(tǒng)集成商和制藥公司正在尋找完整的解決方案而不局限在器件，”Modulight公司的總裁兼首席執(zhí)行官PetteriUusimaa說，“通過提供終端到終端解決方案，我們已經(jīng)簽署了一些多年合同，并在2014年使我們的生命科學業(yè)務(wù)翻倍。”
2014年，外科、眼科和美容激光銷售額分別增長13%、9%、8%，2014年醫(yī)用和美容激光器市場銷售額為7.45億美元，預(yù)計2015年增長9%超過8.15億美元。
圖4 醫(yī)療和美容市場各年營業(yè)收入
雖然2014年牙科用激光器銷售額只增長了1%，超快激光器改變了這一增長比率。“現(xiàn)在的Er:YAG和CO2微秒和納秒脈沖牙科激光器的能量太高，激光與組織作用時間太長，需要提供必要的熱和應(yīng)力限制，以防止微裂紋、術(shù)前和術(shù)后疼痛，并/或在牙科應(yīng)用中電離水分子引發(fā)癌癥，”德國特勞恩施泰因山的執(zhí)業(yè)牙醫(yī)Anton Kasenbacher說，“超短脈沖皮秒激光器高速掃描自動對焦反饋實現(xiàn)高燒蝕率，減少口內(nèi)抽吸的次數(shù)，并允許使用單個系統(tǒng)進行治療和診斷，控制生物安全非線性光子吸收。”
Kasen Bacher說考慮到2011年美國估計有154000所牙科診所，產(chǎn)生了近1080億美元的收入，牙科用激光器的未來銷售潛力是巨大的。
在激光美容領(lǐng)域，Cynosure公司2014年第三季度的營業(yè)收入與去年同期相比增長18%達到7150萬美元。而歐洲的收入增長只有17%，美國營業(yè)收入增長17%，最大的增幅46%來自亞太地區(qū)。銷售增長主要是因為FDA和其他政府批準Cynosure公司的PicoSure產(chǎn)品用于良性病變、痤瘡疤痕、紋身和祛皺。
Cutera公司2014年第三季度營業(yè)收入增長11%達到1870萬美元；Lumenis公司2014年第三季度營業(yè)收入7420萬美元，與去年同期相比增長9.4%；Syneron-Candela公司2014年第三季度營業(yè)收入增長8.3%達到6030萬美元。在所有的情況下，公司將增長歸因于FDA授權(quán)以及全球?qū)す庵委煹膹姶蠼邮芏取?014年以后，許多公司開始增加激光去除脂肪技術(shù)，這是明智之舉，ABC新聞報道每年美國有1.08億節(jié)食者大約花費200億美元用于減肥。
儀器與傳感
“目前，超分辨率顯微鏡是激光儀器市場最有活力的部分。”國際戰(zhàn)略方向咨詢服務(wù)的副總裁Mike Tice說，“雖然激光掃描共聚焦顯微鏡已經(jīng)存在了幾十年，過去十到十五年發(fā)明的新技術(shù)正在大力商業(yè)化，諾貝爾化學獎最近又獎勵了兩項特殊技術(shù)——受激發(fā)射損傷STED和單分子顯微鏡，突破了光學顯微鏡的衍射極限，這些和其他超分辨率技術(shù)的首字母縮略詞，如STORM、PALM和SIM，將有助于進一步生命科學研究，”Tice補充道，“歷史悠久的激光誘導擊穿光譜[LIBS]技術(shù)正在經(jīng)歷復(fù)興，作為下一代系統(tǒng)將提供更好的性能，一些LIBS的供應(yīng)商將LIBS裝配成手持式裝置拓寬其應(yīng)用范圍。”
除了顯微鏡和能譜檢測儀器，光學相干斷層掃描(OCT)系統(tǒng)隨著應(yīng)用的增長在尺寸上持續(xù)縮減，在這種情況下，OCT正在超越眼科基礎(chǔ)。2014年2月，Axsun技術(shù)公司，Volcano集團的全資子公司，從英國Michelson Diagnostics收到了掃頻激光光學相干斷層掃描(OCT)引擎的一筆大訂單，將為Michelson的Vivosight多光束OCT系統(tǒng)提供動力。Michelson稱Vivosight是第一個高清晰度肌膚成像OCT掃描儀，可進行非黑色素瘤皮下組織結(jié)構(gòu)的皮膚癌診斷。
在傳感領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和智能小工具將使激光制造商保持忙碌幾十年。此外，激光器銷售直接受益于美國石油和天然氣的繁榮。2013年花在分布式光纖傳感器的費用是5.85億美元(預(yù)計2018年將達到14.6億美元)，根據(jù)2014光子傳感器協(xié)會發(fā)布的消息，70%的銷售額與石油和天然氣市場細分相關(guān)。我們預(yù)測，分析、傳感器、儀器儀表和生命科學激光市場預(yù)計在2015年增長7.5%達到6.62億美元，輕松超過科學研究和軍事細分市場的組合總銷售額。
圖5 儀器與傳感市場各年營業(yè)收入
科學研究和軍事
“雖然全球經(jīng)濟環(huán)境疲軟、匯率貶值滯緩了去年增長，我們?nèi)匀活A(yù)測用于研發(fā)的DPSS和二極管激光器的銷售額增長30%，包括LIBS、拉曼檢測、光譜儀和粒子成像測速應(yīng)用，”長春新產(chǎn)業(yè)光電技術(shù)有限公司的銷售經(jīng)理劉天虹(音譯)說，“公司成立于1996年，生產(chǎn)的第一臺激光器用于低端應(yīng)用?，F(xiàn)在，集成脈沖調(diào)制和客戶定制光纖傳輸使我們可以為客戶提供滿足科學研究要求的激光器。”
AdValue光電子公司主要面向科技研發(fā)市場銷售，計劃2015年的營業(yè)收入增長達30%~50%。AdValue業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)KatherineLiu說，“雖然我們的連續(xù)波光纖激光器產(chǎn)品面臨著市場的日益競爭，我們的2μm脈沖光纖激光器用于非線性光學和材料研究獲得一致好評。”
激光物質(zhì)相互作用研究繼續(xù)推動大量研發(fā)激光器銷售。2013年2月，Lasertel公司從利弗莫爾國家實驗室獲得500萬美元合同，為極端光基礎(chǔ)設(shè)施ELI束線設(shè)施供應(yīng)兆瓦級泵浦激光器模塊。
美國聯(lián)邦采購數(shù)據(jù)分析顯示與2012年相比，2013年國防部因扣押消費合同類經(jīng)費下降16%，研發(fā)類經(jīng)費下降最多為21%，2014年持續(xù)下跌。
然而，全球范圍內(nèi)HIS簡氏防務(wù)預(yù)算年度回顧說，2014年國防支出將增長0.6%，達到15470億美元“推動2016年復(fù)蘇”。
Strategies Unlimited預(yù)測2015年科技研發(fā)和軍事激光市場銷售額達5.72億美元，F(xiàn)rost&Sullivan公司航空航天和國防高級產(chǎn)業(yè)分析師Brad Curran預(yù)估激光瞄準指示器市場每年銷售額為1.5億美元，定向能武器市場為5000萬美元，雷神、洛克希德馬丁和波音公司領(lǐng)導這一市場。
雷神公司最近獲得了1100萬美元合同開發(fā)悍馬車載DEW，波音的薄盤激光技術(shù)正式以30kW輸出進入DEW階段。Curran說雖然目前市場前景很平緩因大量武器平臺削減，但長期來看DEWs的軍事應(yīng)用開銷還是會上升。
圖6 科學研究和軍事應(yīng)用市場各年營業(yè)收入
娛樂和顯示
2013年底，Christie公司為西雅圖全景電影劇場提供并安裝了世界上第一個商用數(shù)字激光投影儀。全景電影觀眾觀看2014年11月20日放映的“饑餓游戲：自由幻夢(上)”是由4K、60000流明、6P雙頭投影照明，雖然人們觀影后大多談到了啤酒和巧克力爆米花而非圖像質(zhì)量，盡管如此，像“數(shù)字電影激光戰(zhàn)”2014國際視聽展這樣的會議已經(jīng)看不到什么新奇產(chǎn)品，但是未來高流明度、高可靠性、低消耗成本以及高能效激光娛樂產(chǎn)業(yè)將會蓬勃發(fā)展。
“這是令激光照明產(chǎn)業(yè)興奮的一年，”Necsel公司的銷售和市場副總裁兼激光照明投影儀協(xié)會主席Greg Niven說，“見證一個全新細分市場的誕生是不常有的事情，數(shù)以百萬雙眼睛將看到高功率可見光激光器進入大型場館投影儀和低流明辦公室數(shù)字投影儀市場。這不僅僅是基于激光的各種照明應(yīng)用的新開始。”
所以等你體驗過激光影院之后，前往南部海岸線激光標簽總部華盛頓如何呢？公司為你將激光游戲從每小時每個游戲15美元降到了公司到你所處位置每英里1.12美元。他們的金屬激光槍使用紅外激光器和傳感器作指示，當一個玩家被標記，一些使用可見光激光器(限于室內(nèi)效果的低功率連續(xù)波紅或綠光可見光激光器指示器)的玩家就可以看到栩栩如生的射擊效果。
隨著激光影院市場的滲透和激光標識游戲的多樣化，激光照明顯示市場的營業(yè)收入持續(xù)固定增長。事實上，許多城市正在考慮“消滅”污染，即煙花匯演產(chǎn)生的固體垃圾也將有利于激光燈光秀的發(fā)展。隨著所有激光娛樂市場的發(fā)展，我們預(yù)測2015年娛樂和顯示應(yīng)用的激光市場將增長近11%達到1.97億美元。
圖7 娛樂和顯示市場各年營業(yè)收入
成像
從2013年到2018年，CCS公司稱打印機出貨量將從1.06億臺增加到1.24億臺(同比年增長率3.1%)，其中多功能噴墨打印機占總出貨量的50%。增長速度最快的打印機類型是激光多功能打印機，到2018年增長到3000萬臺(占所有打印機出貨量的25%)。
盡管出貨量增加了，打印機價格持續(xù)下跌，殘酷的價格競爭侵蝕了銷售額增長勢頭。至于2015年，預(yù)計用于成像應(yīng)用的激光市場將由2014年銷售額6700萬美元下降到6600萬美元。
圖8 成像市場各年營業(yè)收入
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