精密光學元組件在下游應用領域發展前景廣闊

2023-09-11     普華有策

原標題:精密光學元組件在下游應用領域發展前景廣闊

精密光學元組件在下游應用領域發展前景廣闊

1、精密光學元組件行業發展態勢

伴隨著現代信息科技及高端製造技術的快速發展、生產及檢測設備疊代速度加快,各類終端產品日趨數字化、智能化、集成化,進而對精密光學元組件的需求也不斷增大,不同領域的需求也日趨差異化,對光學企業在產品研發、製造工藝及檢測技術等方面提出了更高的要求。

精密光學產業的主要參與者通常會結合自身的發展,以下游市場需求為導向,聚焦於優勢領域進行新技術、新工藝及新產品的研發創新。在精密光學元組件產業中,行業內主要企業可以分為兩種不同的發展方向:

其一、光學產品向小型、輕便和低成本的規模化、大批量生產方向發展。其發展路徑為:上游光學原材料大量使用光學塑料或玻塑混合材質材料,中游光學元件生產加工主要使用一體化壓型技術,通過大批量、規模化生產,提高產品可靠性,降低生產成本,下游多應用於智慧型手機、平板電腦、車載鏡頭、安防監控等領域。

其二,光學產品向超精密、小批量、定製化、差異化方向發展。半導體、醫療診斷、生命科學、航天航空、工業檢測、精密儀器等科學技術領域的技術進步對精密光學產品的性能提出了更為嚴苛的要求。不同科學領域對精密光學產品的性能需求存在較大差異,產品的定製化程度高,產品具有高精度要求,難以大批量、規模化生產。

2、行業產業鏈及影響

(1)精密光學產業上游

精密光學行業的上游為光學原材料、輔料製造業、光學加工設備製造業,其中,光學原材料包括光學玻璃、光學塑料及光學晶體等三類。光學玻璃已處於市場成熟階段,市場供應充足,目前成都光明、湖北新華光信息材料有限公司等系國內領先的光學玻璃供應商,Schott、Ohara、Corning 等系國際領先的光學玻璃供應商。

(2)精密光學產業中游

精密光學行業的中游為光學元組件的研發、生產和製造,是將光學玻璃、光學塑料和光學晶體等光學原材料通過不同的成型工藝加工成光坯後,再經鍍膜、組裝、調校和測試等生產工藝,加工成光學元件、組件、鏡頭、模組等產品,不同原材料材質的光學元組件下游應用領域存在差異。

光學玻璃具有良好的光學性能、理化性質和機械性質,並且在光學設計、加工性能和應用領域上具有較好的可選擇性和適用性。光學玻璃的光坯成型一般採用古典法精磨拋光、數控研磨拋光和超精密表面修整(如磁流變或離子束修整),加工工藝及裝備特徵適用於小批量、高精度、快速切換的產品。光學玻璃材質的光學元組件主要應用於醫療與生命科學、工業檢測、航空航天和半導體等,該等領域元組件的代表企業包括茂萊光學、丹耀光學等。

光學塑料在光學性能、理化性質與光學玻璃存在差異。光學塑料材質的光學元件可通過精密注塑和精密模壓方式獲得,具有量產能力高、成本低的特點。光學塑料和光學玻璃混合使用的光學元件,具有重量體積小,結構可塑性強的特點。光學塑料、玻塑混合材質的光學元組件適用於大規模量產的消費電子、車載光學與安防監控等,該等領域元組件的代表企業包括舜宇光學、丘鈦微、宇瞳光學、聯合光電、中潤光學等。

光學晶體在紫外、紅外波段具有良好的光譜透過性能,包括鍺(Ge)、矽(Si)、硫化硒(ZnS)和硒化鋅(ZnSe),以及鹵化物晶體和氧化物等。相較於光學玻璃和光學塑料,光學晶體製備工藝複雜、量產能力較低且成本較高,不適合精密模壓成型。光學晶體材質的光學元組件適用於紫外、紅外雷射器和遠紅外光學系統等,該等領域元組件的代表企業包括福晶科技、福光股份、波長光電等。

(3)精密光學產業下游

精密光學元組件作為精密光學儀器或設備的核心部件之一,其品質與性能決定下游終端產品功能的最終實現。作為支撐現代科技發展的核心技術之一,精密光學行業的技術水平和產業化規模已成為衡量一個國家或地區經濟發展和科技進步的重要指標。目前,玻璃材質的光學元組件已廣泛應用於醫療與生命科學、工業檢測、航空航天和半導體等,塑料材質、玻塑混合材質的光學元組件已廣泛應用於消費電子、車載光學與安防監控等。

伴隨著工業 4.0 時代的到來,數字化、信息化和智能化日漸成為現代工業發展的主要趨勢。光機電相結合的技術也被廣泛應用於各類精密儀器設備,進一步拓展光學產品下游應用領域的同時,也對光學產品的質量和精度水平提出了更高的要求。同時,精密光學產業理論研究、技術、生產製造等方面也不斷突破,精密光學產品未來市場空間巨大。比如光學成像顯微鏡、基因測序儀、口腔檢測設備等醫療器械的普遍應用,機器視覺和人工智慧等新興技術的不斷發展,為精密光學元組件技術創新與升級提供助力。

近年來,為提高我國精密光學行業的技術水平和產業規模,夯實基礎產業,政府先後出台多項鼓勵政策及發展規劃,為行業發展提供良好政策支持和外部環境。與此同時,國內精密光學製造商也重視技術革新和產品創新工作,不斷提高自身產品研發、製造、檢測等關鍵環節技術水平,提升自身產品的品質和穩定性,進而提高了中國精密光學企業的整體市場競爭力,國內優質企業與歐美已開發國家知名光學企業的差距在逐步縮小,在部分高端領域的國產替代正在加速。

3、行業競爭格局

(1)全球競爭格局

精密光學產業具有悠久的發展歷史,產業整體較為成熟。從全球產業分布來看,已經形成歐美、日本等已開發國家和地區主要從事光機電整機系統設計,中國等發展中國家偏重於光學元組件、光學整機製造的產業格局。其中,德國、日本、美國占據著全球精密光學技術的制高點,中國則成為全球精密光學產品的最主要生產基地之一。

德國具有悠久的精密光學研究、設計及製造的歷史與傳統,誕生了以 Carl Zeiss、Leica、Jenoptik、Schneider 為代表的世界精密光學巨頭,其在精密光學領域的技術水平一直處於國際領先地位。目前,德國主要發展現代光電技術,如集成光學、纖維光學、全息和雷射技術等,光學元組件的生產製造業務已大部分轉移至其他國家和地區。

日本光學工業利用具有吸引力的性價比後來居上,在全球精密光學市場中逐漸占據優勢。除少量高精度的光學元組件加工外,日本已基本退出了光學元組件製造業務,重點向光學設計領域發展,並在光學加工、鍍膜以及檢測設備製造方面居世界領先地位,擁有 Canon(佳能)、Nikon(尼康)、Fuji(富士)、Olympus、Ohara 等知名精密光學企業。

美國的精密光學產業起步晚於德國、日本等國家,但光電結合技術的突破使得美國成為全球光電子技術研究的中心。目前,美國已經擁有全球著名的三大光學研究中心,在精密光學領域掌握了權威及前沿的理論和技術。美國知名精密光學企業包括 II-VI Incorporate(貳陸)、Excelitas 及 Edmund 等。

伴隨著經濟全球化、中國製造優勢的崛起及已開發國家及地區光電產業結構調整,全球精密光學產品的製造環節向國內深度轉移。隨著國內經濟、技術水平的發展以及產業體系的完善,在全球形成了顯著的供應鏈優勢,中國大陸逐步成為世界精密光學產業的主要生產基地,在理論研究、技術創新、生產製造等方面也逐漸縮小與全球領先國家和地區的差距。

(2)國內競爭格局

國內精密光學企業主要聚焦於不同產品或領域實施競爭。近年來,隨著智慧型手機快速普及、汽車智能駕駛程度不斷提升以及視頻監控應用場景逐步拓展,消費電子、車載光學與安防監控領域需求的增長直接帶動了上游精密光學產業的高速發展。在此契機下國內也湧現出如舜宇光學、聯合光電、宇瞳光學等很多具有國際影響力的優質光學企業,該等領域向規模化、大批量生產發展。

與此同時,高端裝備製造、科學研究、專業儀器設備等領域對精密光學產業提出了高精密、小批量、定製化要求,以茂萊光學、丹耀光學等為代表的企業,緊緊圍繞醫療診斷、生命科學、航天航空、半導體、工業檢測、精密儀器等科學技術領域,在各自技術優勢的細分領域具有較強的市場影響力,但部分技術指標與國際領先企業仍存在一定差距。

4、行業主要壁壘

(1)人才壁壘

精密光學元組件行業通常涉及光學設計、光學檢測、精密設備調試等技術,在技術開發和工藝改進過程中需要具備多領域專業知識、掌握核心技術的技術型人才,精密光學產品一般具有定製化、高精度等特點,在生產過程中需要具有較高技能水平和豐富生產經驗的生產型人才,培養周期較長。

此外,精密光學元組件行業還需要深刻理解市場需求變化、具備較強管理經驗的管理人才,才能夠準確把握行業的未來發展趨勢,促進企業合理布局。新進入者難以在短時間內獲得並積累一批具備豐富加工技術經驗、擁有各類專業素養的優秀人才。因此,行業具有較高的人才壁壘。

(2)技術壁壘

精密光學元組件行業具有典型的技術密集型特徵,生產工藝涉及光學、機械、材料、化學、數學、計算機、電子等多個學科。伴隨著現代科技飛速發展,醫療與生命科學、工業檢測與控制等領域對光學元組件在規格、性能和精度上的要求不斷提高,並呈現差異化的特點,要求精密光學企業具備較高的技術研發能力和差異化適應能力。

精密光學元組件具有較高的定製化和需求多樣化特徵,需要經過全面的技術積累沉澱和先期的重點技術開發,才能深刻理解和掌握下遊客戶對技術工藝的差異化需求,在較短時間內通過技術工藝研發以適應其差異化帶來的變化。行業新進入者難以在較短時間內形成有競爭力的技術儲備和製造能力。因此,行業存在較高的技術壁壘。

(3)資金壁壘

精密光學行業對企業的規模和資金實力有較高要求。一方面,精密光學元組件生產過程中需要投入高精度的加工、檢測等關鍵設備。為了保證產品精度、質量和穩定性,企業需要購買部分價格較高的進口設備,資金投入較大,企業需要具有一定的資金實力,才能滿足固定資產投入的需求。

另一方面,針對客戶定製化的需求,企業需要根據客戶提出的產品需求進行技術開發和工藝改進,新產品的試製和新工藝的開發都需要較長的周期,企業需要投入一定規模的資金,以保障研發和生產的可持續性。因此,行業存在較高的資金壁壘。

(4)客戶壁壘

精密光學元組件行業客戶主要為全球知名光學製造企業,該等企業對產品的質量和穩定性要求高,具有嚴格的供應商管理制度,對供應商的技術水平、產品質量、生產能力、管理體系以及售後服務等有嚴格的要求,考核周期較長,通過認證的難度較高。

在確定合作關係後,該等企業與供應商合作的粘性相對較高。對於行業新進入者而言,需要在產品質量、技術水平、生產能力等方面顯著超過原有供應商,才有可能獲得產品訂單。因此,行業存在較高的客戶壁壘。

更多行業資料請參考普華有策諮詢《2023-2029年精密光學元組件行業深度調研及投資前景預測報告》,同時普華有策諮詢還提供產業研究報告、產業鏈諮詢、項目可行性報告、項目後評價報告、十四五規劃、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、IPO募投可研、IPO工作底稿諮詢等服務。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/7518dfc0ac749fd05800c853b2950870.html