光子学市场规模2023年预计8000亿美元,细数六大应用市场

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光子学是研究并利用光子底部形态的有5个 物理学分支,因此 ,光子学市场由众多基于光技术的独立但相关的市场组成。光子学市场规模庞大且不断增长,整体市场规模到2023年预计将接近20000亿美元。其市场成功的意味着着在于,基于光的技术在现代生活中的方方面面都发挥着关键作用,类似于于电信、数据存储、医疗诊断、自动驾驶、绿色能源、农业以及工业等。据介绍,光子学市场从整体上来看,激光器、探测器、传感器和成像器件细分市场预计在未来几年内的增长率最高。本文将关注光子学产业的5个重要细分市场,分别探究其中短期内的驱动因素、增长和机遇。

光子集成电路(PIC)

光子集成电路(PIC)涉及的材料众多,包括硅(Si)、磷化铟(InP)、二氧化硅(SiO2)、铌酸锂(LinBo3)、氮化硅(SiN)、聚合物或玻璃,因此 时要依托定制的制造工艺平台。与传统光学器件相比,PIC的优势包括:尺寸更小的光学芯片、更高的数据数率、更低的功耗、更低的比特数据成本和更高的可靠性,推动了其蓬勃发展。PIC的最大需求市场来自通信网络和数据中心互联(或称DCI),以及即将推出的5G无线技术、汽车或医疗传感器等新应用。从材料来看,InP是最常用的材料,但Si增长变快。

基于InP的光子集成电路应用纵览,资料来源:《磷化铟晶圆和外延片市场-光子和射频应用》

基于PIC的收发器主要材料为硅光子和InP,整体市场规模将从2018年约40亿美元增长到2024年的190亿美元,出货量从2000万个增长到约1.6亿个。其中,硅光子市场的复合年增长率最高,达44.5%,将从2018年的约4.55亿美元(至少1200万个)增长到2024年的约40亿美元(至少23200万个)。

PIC市场的主要厂商包括:Finisar、TE Connectivity、Hewlett-Packard、Neophotonics、Luxtera、Avago Technologies、JDS Uniphase、Alcatel-Lucent、Intel、Infinera和Agilent等。2018年,Lumentum以约18亿美元收购了Oclaro。这两家行业领导者的专业技术积累,预计将为光纤组件、高速通信模块和3D传感市场带来一位更全能的竞争者。

光子集成电路(PIC)材料体系总览,资料来源:《硅光子和光子集成电路技术和市场-2019版》

激光二极管

激光二极管是直接将电能转换为光的半导体器件。因此 激光二极管在工作中,电子的能量转变过程只涉及有5个 能阶,这麼间接带隙造成的能量损失,很多数率相对高。除了数率高,激光二极管还具有体积小、寿命长的优点,批量生产的产品单价低于1美元。目前,激光二极管类型主要有单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW),市场上的产品能提供从紫外光到长波红外光的各种波长:中心波长由器件底部形态和半导体材料决定。

激光二极管应用包括工业切割和焊接、光纤通信、激光指示器、光学读取/记录设备、激光打印机、增材制造、激光扫描、医疗、测距、汽车前灯以及包括激光雷达(LiDAR)在内的自动驾驶应用等。工业应用是激光二极管的主要市场。尽管激光系统早在制造业实现互联控制以前就因此 在工厂中运行,现在,激光器因此 成为互联制造或工业4.0的核心。

激光二极管领域的主要竞争厂商包括:Coherent、IPG Photonics、Eagleyard、Osram、Trumpf、Jenoptik、Toptica、Trioptics、Hamamatsu、Laser Components和Lumics等。

激光二极管市场预测:2029年全球激光二极管市场将增长到约120亿美元,资料来源:《激光二极管和直接二极管激光器-2019版》

光子传感器

光子传感器是将光转换为电信号的器件。它们被广泛用于激光雷达、雷达、激光诱导荧光、量热法、闪烁检测、光谱学、生物荧光检测、太阳能和风能、自动驾驶汽车、机器视觉、光网络、医疗诊断和自动化制造等领域。

随着“工业4.0”和智能制造的提出和发展,对互联、人工智能(AI)和数率的需求,使光子传感器的应用激增。Hamamatsu Photonics看后了这个 领域的机遇,并正在建设一座新工厂,以满足其光电半导体模块产品不断增长的市场需求。

光子传感器市场的主要厂商包括:Hamamatsu、Omron、STmicroelectronics、ON Semiconductor、Samsung、Sony、Keyence、Pepperl + Fuchs以及Laser Components和Prime Photonics等。预计,光子传感器市场将以14%的复合年增长率增长。

无损检测

根据美国无损检测學會的定义,无损检测是在不破坏部件或系统使用的前提下,检测或评估材料、组件的不连续性或底部形态差异的过程。

据报道,2017年无损检测设备市场规模为23.8亿美元,预计到2025年将增长至47.2亿美元,2017年——2025年期间的复合年增长率(CAGR)为9.0%。

无损检测市场的挑战包括过高 熟练的专业人员,以及自动化测试设备的高成本。此人 面,新兴经济体的基础设施发展以及对无损检测设备的应用,为无损检测产业带来了巨大的增长机遇。

无损检测已广泛用于各个行业,包括汽车运输以及能源和电力等。因此 全球汽车需求和益产的增长,2017年——2025年期间,预计汽车和运输应用的无损检测市场复合年增长率最高,可达10.6%。能源和电力应用占2017年无损检测总市场份额的近三分之一,并将在2025年保持其领导地位,主很多因此 发电厂及相关测试设备的数量持续增长。无损检测也被用于可再生能源领域,这是有5个 机遇充裕的新领域。

无损检测市场的主要厂商包括:Olympus Corporation、Intertek Group Plc、SGS SA、Teledyne Dalsa、Ashtead Technology、General Electric、Sonatest、Zetec、YXLON International、Mistras Group和Magnaflux Corporation等。

脑成像

随着脑损伤和脑癌发病率的上升,人口老龄化面临的阿尔茨海默症风险提高,以及对人类认知功能和人类行为的研究关注,对脑成像的需求也在持续增长。与脑成像需求增长相一致的是图像技术的太快了 了 发展。到2029年底,脑成像系统市场规模预计将达到70亿美元,复合年增长率约为7%。

功能性磁共振成像(fMRI)、功能性近红外光谱技术(fNIR)和正电子发射型计算机断层显像(PET)是脑成像市场的领先光学技术。fMRI利用血氧水平依赖(BOLD)对比,反映出脑组织局部活动功能。PET通过注射放射性同位素,参与人体的代谢过程,放射性同位素在体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机出理 后产生清晰的图象。fNIR与fMRI一样,也是这个 依赖BOLD对比的成像法律方法。不过,它比fMRI成本更低,更便携,但在测量皮质活动的深度1方面受到限制。

脑成像系统被用于诊断和外科手术。MRI引导的神经外科消融技术可用于深部脑刺激,以及肿瘤和病变的激光消融治疗。预计该市场到2026年期间将以4.5%的复合年增长率增长,市场总规模达到56亿美元。

脑成像系统市场的主要厂商包括:Koninklijke Philips N.V.、General Electric、Canon Medical Systems Corporation、EB Neuro S.p.A.、MinFound Medical Systems、Neurosoft、Medtronic、Nihon Kohden、Hitachi Medical、Elekta和Siemens AG等。

夜视

夜视主要用于安防监控、军事、汽车、此人 视觉系统(PVS)和消防等。使用的技术包括热成像、图像增强以及传感器融合技术。图像增强提高了从近红外到长波红外波段的可见度。传感器融合技术生成图像的电子格式,传输到中央系统进行信息派发和识别。

随着易用性的提高和成本的降低,夜视也被用于这个 消费类应用,类似于于家庭安全和监控系统,户外活动以及夜间摄影等。户外消费类应用市场形势喜人,也是全球红外市场的重要贡献者。此人 视觉系统主要包括便携式双目夜视镜、单目夜视镜和瞄准器,它们被广泛用于边界巡逻、执法,以及日益增长的户外消费类应用,类似于于山地运动和狩猎等。

根据Yole近期发布的《非制冷红外成像仪和探测器技术及市场趋势-2019版》报告,受太快了 了 扩张的商用市场推动,非制冷红外成像仪预计在2018——2024年期间出货量的复合年增长率(CAGR)可达15.8%。

该市场的主要厂商包括FLIR systems、Lynred、SEEK Thermal、Excelitas、Nicera、Murata、Melexis以及Heimann等。

文章来源:麦姆斯咨询