機(jī)遇與挑戰(zhàn)：
- 歐洲光電市場(chǎng)仍然表現(xiàn)出了持續(xù)增長(zhǎng)
- 歐洲的光伏、激光制造和照明這三大行業(yè)還處于世界領(lǐng)先水平
相關(guān)數(shù)據(jù)：
- 2007年，歐洲光子制造業(yè)的總產(chǎn)值超過540億歐元
- 估計(jì)2008年歐洲光子制造業(yè)的總產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到了610億歐元
對(duì)于歐洲未來經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，光子學(xué)技術(shù)所發(fā)揮的重要作用不可低估。事實(shí)上，2007年歐洲光電子產(chǎn)品的產(chǎn)量已經(jīng)超過美國(guó)，預(yù)計(jì)2008年仍會(huì)超過美國(guó)。然而面對(duì)當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)衰退的大環(huán)境，未來歐洲光電市場(chǎng)的前景是否依然光明？對(duì)此，歐洲光電行業(yè)協(xié)會(huì)（EPIC）秘書長(zhǎng)Tom Pearsall，針對(duì)歐洲處于世界領(lǐng)先地位的三大關(guān)鍵光電市場(chǎng)給出了獨(dú)家觀點(diǎn)。Tom Pearsall探討了目前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境可能對(duì)歐洲的三大關(guān)鍵光電市場(chǎng)所產(chǎn)生的影響，以及未來一年內(nèi)這些市場(chǎng)的發(fā)展前景。
盡管在過去一年的大部分時(shí)間中，歐洲光電市場(chǎng)仍然表現(xiàn)出了持續(xù)增長(zhǎng)，但是目前全球化的經(jīng)濟(jì)衰退無疑會(huì)影響整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。受經(jīng)濟(jì)衰退影響較大的行業(yè)，如汽車制造業(yè)，將面臨嚴(yán)峻的生存挑戰(zhàn)；而其他一些行業(yè)，如光伏行業(yè)，則有可能渡過難關(guān)并快速迎來市場(chǎng)反彈。
在歐洲，光子制造業(yè)是一個(gè)高增長(zhǎng)的行業(yè)。2007年，歐洲光子制造業(yè)的總產(chǎn)值超過540億歐元（700億美元），而同年美國(guó)光子制造業(yè)的產(chǎn)值約為500億歐元（650億美元）。估計(jì)2008年歐洲光子制造業(yè)的總產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到了610億歐元（790億美元）。
在歐洲，光伏、國(guó)防、光學(xué)傳感與系統(tǒng)、生產(chǎn)技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量與機(jī)器視覺、醫(yī)療技術(shù)以及照明這七大行業(yè)，都對(duì)歐洲整個(gè)光電市場(chǎng)的發(fā)展貢獻(xiàn)著不小的力量；而且，歐洲的光伏、激光制造和照明這三大行業(yè)還處于世界領(lǐng)先水平（見圖1）。
圖1：2007年，歐洲光電市場(chǎng)的總產(chǎn)值為560億歐元。其中，歐洲的光伏、激光制造和照明這三大行業(yè)，在世界上處于領(lǐng)先水平。
光伏業(yè)
2008年，光伏行業(yè)經(jīng)歷了又一個(gè)繁榮增長(zhǎng)。2008年，全球范圍內(nèi)共安裝了發(fā)電能力近6GW的太陽能/光伏（PV）設(shè)施，比2007年增加了67％，使全球太陽能發(fā)電總能力提高到了14.7GW。2008年，歐洲太陽能/光伏設(shè)施的安裝量位居全球首位，占全球安裝量的3/4。2008年全球安裝的太陽能/光伏設(shè)施中，有40％位于西班牙，這使西班牙超過了德國(guó)、在太陽能/光伏設(shè)施安裝方面居于領(lǐng)先地位（見圖2）。
圖2：2008年，超過3/4的光伏設(shè)施是在歐洲安裝的。
是什么原因使歐洲成為了太陽能/光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱土呢？當(dāng)然不是因?yàn)檫@里的陽光充足！各地的光伏市場(chǎng)都是由稅收抵免或關(guān)稅補(bǔ)貼等政府津貼的方式來推動(dòng)的。在過去幾年中，歐洲政府為太陽能/光伏產(chǎn)業(yè)提供了大力的扶持政策，特別是德國(guó)和西班牙。日本夏普公司和德國(guó)Q-cells公司是全球領(lǐng)先的太陽能/光伏組件制造商，這兩家公司每年的產(chǎn)量大約分別占全球產(chǎn)量的11％。
在目前已經(jīng)安裝的光伏系統(tǒng)中，超過85％的系統(tǒng)都是基于晶體硅或多晶硅的。光伏的性能由“每瓦成本”來衡量，目前晶硅方法能獲得最好的性能。但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，晶硅技術(shù)并不具備可持續(xù)發(fā)展的特性，因?yàn)闆]有足夠的硅原料，而且要實(shí)現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)為世界能源供給作出重大貢獻(xiàn)（即能源供給超過所需能源的10％）的目標(biāo)，目前也不具備足夠的硅光伏電池生產(chǎn)能力。因此，未來必須要開創(chuàng)新方法。
薄膜太陽能/光伏電池似乎前景光明。目前薄膜太陽能/光伏發(fā)電的“每瓦成本”已經(jīng)與晶硅技術(shù)的成本相當(dāng)，并且每年都在取得顯著進(jìn)展。相比之下，晶硅技術(shù)的進(jìn)展則在放緩。在2008年全球所安裝的太陽能/光伏設(shè)施中，有15%采用了薄膜技術(shù)。目前，非晶硅、碲化鎘（CdTe）和銅銦鎵硒（CuInGaSe2）是在商業(yè)化生產(chǎn)中較為領(lǐng)先的幾種薄膜技術(shù)。基于二氧化鈦（TiO2）納米晶體薄膜的染料敏化太陽能電池和有機(jī)光伏薄膜電池，在開發(fā)階段都顯示出了一定的發(fā)展前途。[1] 薄膜方法也能在柔性襯底上沉積，如金屬或塑料襯底。在柔性襯底上制造是邁向卷帶式（roll-to-roll）制造的一個(gè)步驟，后者將有望大大降低制造成本、提高生產(chǎn)量。
多接面太陽能/光伏和聚集型太陽能/光伏技術(shù)，是通過提高轉(zhuǎn)換效率來降低“每瓦成本”的兩種不同方法。今年1月，位于德國(guó)弗賴堡的弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所報(bào)道，多接面太陽能電池已經(jīng)創(chuàng)下了高達(dá)41％的轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄（晶硅光伏電池的轉(zhuǎn)換效率的理論極限低于27％）。
在德國(guó)，大多數(shù)太陽能/光伏設(shè)施是由個(gè)人安裝的，無疑這些人想從政府津貼方面撈到好處。由于安裝太陽能/光伏設(shè)施通常需要獲得一定數(shù)量的貸款，2009年的安裝決定可能會(huì)因?yàn)槠＼浀慕?jīng)濟(jì)環(huán)境、就業(yè)的不確定性，以及難以獲得信貸等因素而延遲。2007年，德國(guó)的太陽能/光伏市場(chǎng)增長(zhǎng)了60％，但2008年的增長(zhǎng)率只有40％。消費(fèi)者對(duì)經(jīng)濟(jì)的信心將決定2009年德國(guó)太陽能/光伏市場(chǎng)的增長(zhǎng)幅度。
在西班牙，大多數(shù)太陽能/光伏設(shè)施都是具備50～100MW發(fā)電能力的大型裝置，并且都是由包括電力公司和地方政府的國(guó)際工程聯(lián)合會(huì)安裝的。2008年，西班牙安裝的太陽能/光伏設(shè)施的發(fā)電能力為2.5GW。2008年10月，西班牙政府決定通過限制津貼的方式來降低該國(guó)太陽能/光伏設(shè)施的增長(zhǎng)率，每年僅補(bǔ)貼500MW的建設(shè)能力。由于這項(xiàng)決定，2009年西班牙新安裝的光伏設(shè)施的發(fā)電能力將下降80％。
美國(guó)是太陽能/光伏設(shè)施安裝的第四大國(guó)，發(fā)電能力為1.2GW，這得益于美國(guó)政府全面的稅收信貸計(jì)劃，其在2008年10月被選定為援救銀行業(yè)計(jì)劃的一部分。與德國(guó)一樣，消費(fèi)者的信心和信貸供應(yīng)能力將對(duì)2009年美國(guó)光伏市場(chǎng)的發(fā)展起到?jīng)Q定作用。
綜合考慮以上諸多因素，根據(jù)目前的價(jià)格，預(yù)計(jì)2009年全球安裝的光伏設(shè)施的發(fā)電能力將達(dá)3.6GW。這將比2008年創(chuàng)下的最高紀(jì)錄下降38％。受益于成熟的市場(chǎng)和大規(guī)模的安裝基礎(chǔ)，2009年德國(guó)仍將在光伏發(fā)電能力方面保持世界第一的位置。到2009年年底，美國(guó)、西班牙和日本這三個(gè)國(guó)家將有可能在光伏發(fā)電能力方面達(dá)到同等水平。
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激光器制造業(yè)
來自瑞士市場(chǎng)調(diào)研公司Optech Consulting的報(bào)告顯示，2008年全球工業(yè)激光器的市場(chǎng)份額為65億歐元（84.5億美元）。激光切割和激光焊接已經(jīng)通過降低成本、減少浪費(fèi)、提高生產(chǎn)速度等優(yōu)勢(shì)，為生產(chǎn)制造業(yè)帶來了一場(chǎng)革命。這項(xiàng)新技術(shù)受益最明顯的行業(yè)莫過于汽車行業(yè)，這也是歐洲的一個(gè)主要行業(yè)。目前，已經(jīng)有各種各樣的激光技術(shù)用于材料加工領(lǐng)域（見圖3）。用于材料加工領(lǐng)域的激光器的市場(chǎng)份額約為24億歐元（30億美元），目前該市場(chǎng)主要由CO2激光器和固體激光器所主導(dǎo)。
圖3：2008年，全球用于材料加工的激光器的總體市場(chǎng)份額為24億歐元（30億美元），目前該市場(chǎng)主要由CO2激光器和固體激光器主導(dǎo)。CO2激光器主要用于高功率切割、焊接、打標(biāo)以及各種低功率應(yīng)用。固體激光器應(yīng)用廣泛，主要包括高功率切割與焊接、精密焊接、切割、鉆孔、打標(biāo)和微加工等。準(zhǔn)分子激光器用于光刻和各種微加工應(yīng)用。高功率半導(dǎo)體激光器用于焊接、表面處理以及塑料焊接等。（來源：Optech Consulting）
與光伏市場(chǎng)相比，在過去8年中，激光制造業(yè)的增長(zhǎng)比較平緩，每年的增長(zhǎng)率約為5％。然而，光纖激光器的出現(xiàn)卻為這部分市場(chǎng)增添了新的變數(shù)。雖然在材料加工市場(chǎng)，光纖激光器僅占7％左右的市場(chǎng)份額，但是自2005年以來，其高達(dá)42%的復(fù)合年增長(zhǎng)率卻給人們留下了深刻的印象。在某些特定的材料加工應(yīng)用中，光纖激光器能以更好的光束質(zhì)量、更低的成本實(shí)現(xiàn)更快的加工速度。另外由于光纖激光器的價(jià)格定位，也使其有望在激光加工領(lǐng)域獲得重要的市場(chǎng)份額。[2]
歐洲正在加強(qiáng)光纖激光器的研發(fā)力度，以探索和研究光纖激光器在材料加工等傳統(tǒng)市場(chǎng)和醫(yī)療等新興市場(chǎng)中的應(yīng)用可行性。例如，歐洲一項(xiàng)為期4年的名為“領(lǐng)先的光纖激光器技術(shù)（Leadership in Fiber Laser Technology）”的研發(fā)項(xiàng)目，將投資1700萬歐元（2200萬美元）開發(fā)新型高亮度光纖激光器。
光纖激光器若要在材料加工、醫(yī)療診斷、信息技術(shù)和國(guó)防等諸多應(yīng)用領(lǐng)域取代現(xiàn)有的激光技術(shù)，還需要更多的研發(fā)工作。Optech Consulting公司的Arnold Mayer強(qiáng)調(diào)，材料加工包含多種應(yīng)用，每種應(yīng)用都需要自己的一套激光參數(shù)，而光纖激光器并不能滿足所有這些需求。材料加工市場(chǎng)遠(yuǎn)非一個(gè)應(yīng)用需求相同的市場(chǎng)。
切割薄平面板材是材料加工領(lǐng)域最大的一種應(yīng)用，在這種應(yīng)用中，波長(zhǎng)1µm的光纖激光器具有諸多優(yōu)勢(shì)。光纖激光器在該領(lǐng)域獲得更大市場(chǎng)份額的關(guān)鍵在于其自身性能的改善，尤其是解決與光纖的光暗化效應(yīng)相關(guān)的問題，以及為切割較厚的材料開發(fā)改良的加工技術(shù)。
大約超過50％的工業(yè)激光器是用于切割和焊接的。工業(yè)用激光器市場(chǎng)的收入主要取決于汽車行業(yè)在新型制造資源方面的投資。在2008年工業(yè)用激光器系統(tǒng)總收入中，有22％的收入來自微加工應(yīng)用，如用于平板顯示器制造或是光伏板制造的直接激光光刻應(yīng)用。2009年，汽車產(chǎn)量的大幅削減，將會(huì)對(duì)工業(yè)用激光器的總收入產(chǎn)生重要的負(fù)面影響。
預(yù)計(jì)2009年工業(yè)用激光器的總體收入將下降31％，從2008年的65億歐元（84億美元）下降到45億歐元（58億美元），下降到2003年的收入水平。
羅芬公司技術(shù)總監(jiān)Ulrich Hefter表示，“在日益增長(zhǎng)的激光材料加工市場(chǎng)，2008年光纖激光器占據(jù)了大約7％的市場(chǎng)份額，2007年為6％；這表明光纖激光器正在獲得更多的市場(chǎng)份額，但與CO2激光器和固體激光器（兩者占據(jù)約72％的市場(chǎng)份額）相比，市場(chǎng)份額依然較小。當(dāng)然，對(duì)于一項(xiàng)剛剛進(jìn)入市場(chǎng)的新技術(shù)來講，這種情況也是正常的。”隨著光纖激光器逐漸成為一種主流的制造工具，Hefter預(yù)計(jì)，市場(chǎng)上將會(huì)出現(xiàn)多種技術(shù)共存的局面，而不會(huì)有哪種技術(shù)能占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。
對(duì)于當(dāng)前的業(yè)務(wù)形勢(shì)，Hefter補(bǔ)充說：“公司的機(jī)床業(yè)務(wù)（包括激光器）已下降了約50％。這不僅受到了汽車制造業(yè)不景氣的影響，而且整個(gè)行業(yè)的復(fù)蘇也不單來自汽車業(yè)務(wù)。”
2009年，光纖激光器將會(huì)繼續(xù)在薄金屬板加工領(lǐng)域爭(zhēng)得市場(chǎng)份額（在整體市場(chǎng)下滑的情況下）。在該領(lǐng)域，光纖激光器將憑借更快的加工速度、更低的成本和更加小巧的體積而獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。歐洲光電行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)，2009年光纖激光器的總體收入為1.8億歐元（2.33億美元），將比2008年下跌26％，該下滑幅度比IPG公司預(yù)計(jì)的15％更大。IPG是光纖激光器行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，占據(jù)著75％的光纖激光器市場(chǎng)份額。
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照明業(yè)
2007年，全球照明市場(chǎng)的總收入為438億歐元（570億美元），其中荷蘭飛利浦和德國(guó)歐司朗這兩家占主導(dǎo)地位的歐洲公司占據(jù)了42％的市場(chǎng)份額。在全球照明市場(chǎng)中，LED照明市場(chǎng)備受關(guān)注。超高亮度（UHB）LED市場(chǎng)領(lǐng)先的制造商是日本Nichia公司，占據(jù)了20％的市場(chǎng)份額；緊隨Nichia之后的是歐司朗，占據(jù)的市場(chǎng)份額約為10％；飛利浦和剩余的幾家公司占據(jù)4％～6％的市場(chǎng)份額。幾乎有一半的UHB LED是由日本公司生產(chǎn)的（見圖 4）。[3]
圖4：2007年，日本廠商主導(dǎo)了全球超高亮度（UHB）LED的生產(chǎn)。2008年UHB LED的總體市場(chǎng)規(guī)模約為34億歐元（44億美元）。
在全球照明市場(chǎng)收入中，大約有1/5的收入來自出能源效率低下的白熾燈的銷售，到2012年，歐洲將停止使用白熾燈。熒光燈裝置及熒光燈泡占74％的銷售額，高強(qiáng)度氣體放電燈占據(jù)15％的份額，鹵素?zé)粽?％。2007年，UHB LED占據(jù)3％的照明市場(chǎng)。來自市場(chǎng)調(diào)研公司Strategies Unlimited 的數(shù)據(jù)顯示，2007年全球UHB LED市場(chǎng)的總收入為34億歐元（44億美元），2008年的情況基本與2007年持平。歐司朗和飛利浦在用高效率的緊湊型熒光燈（CFL）取代白熾燈方面，打響了積極戰(zhàn)役。大部分CFL是在中國(guó)制造的，這使CFL市場(chǎng)獲得了較為強(qiáng)勁的增長(zhǎng)。
雖然LED和CFL具有類似的電光轉(zhuǎn)換效率，但兩者在性能和價(jià)格上卻有所不同。CFL的價(jià)格大約是LED價(jià)格的1/5，因此在未來的幾年中，LED在消費(fèi)照明市場(chǎng)上不太可能具備競(jìng)爭(zhēng)力。然而，在能夠?qū)崟r(shí)控制強(qiáng)度、色彩再現(xiàn)、光線定位，并能響應(yīng)實(shí)際周圍環(huán)境的智能信息與通信技術(shù)（ICT）網(wǎng)絡(luò)中所使用的LED，將使商業(yè)市場(chǎng)受益。因此，LED照明系統(tǒng)的未來，將有賴于LED與其他光源的集成，必須能充分發(fā)揮LED在提供高質(zhì)量照明和智能照明方面所固有的優(yōu)勢(shì)。
在商業(yè)樓宇建筑中，很有可能通過開發(fā)智能LED照明，節(jié)省巨大的能源消耗。實(shí)施智能照明，將對(duì)降低溫室氣體排放和減緩全球變暖起到直接的積極作用。溫室氣體排放和全球變暖在歐洲是一個(gè)重要問題，目前德國(guó)、波蘭以及許多東歐國(guó)家仍然在通過燃煤來產(chǎn)生大部分電力。
LED的性能仍有改善的空間。根據(jù)德國(guó)Perkin-Elmer Optoelectronics公司所做的測(cè)量報(bào)告，目前最好的UHB LED的電光轉(zhuǎn)換效率還不到25％。飛利浦Color Kinetics公司的工程副總裁Kevin Dowling表示，在LED層，電子幾乎100％轉(zhuǎn)換為光子，而這僅僅是形成一個(gè)高性能照明器件的很多重要因素中的一個(gè)。熱管理是一個(gè)必須要改善的因素，其目標(biāo)是使產(chǎn)生的熱量低于光輸出功率的25％，進(jìn)而減少能量損失（見圖5）。
圖5：LED照明光源是需要共同工作的互動(dòng)子系統(tǒng)的一個(gè)集合。目前性能最高的LED的電光轉(zhuǎn)換效率仍然不到50％，盡管器件的量子效率接近90％。LED性能可取得進(jìn)展的一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域是熱管理。熱損失是提高LED光輸出功率的主要障礙。
LED在戶外照明市場(chǎng)的增長(zhǎng)，與能源效率的改善密切相關(guān)。2009年歐洲的LED項(xiàng)目建設(shè)已經(jīng)計(jì)劃了好幾年，并且項(xiàng)目基金已經(jīng)有了著落。2009年，戶外照明用LED在銷售數(shù)量方面至少將保持25％～30％的增長(zhǎng)。然而，正如Haitz’s定律所描述的那樣，隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品性能將不斷提高，但是其平均銷售價(jià)格將會(huì)日益下降，所以預(yù)計(jì)2009年這部分市場(chǎng)的收入增長(zhǎng)僅為5％～10％。
汽車行業(yè)正在經(jīng)歷嚴(yán)酷的寒冬。豐田公司（可以堪稱是世界上最成功的汽車制造商）日前宣布，與2008年2月相比，2009年2月其汽車產(chǎn)量降低了40％。豪華轎車產(chǎn)量的下降幅度最大，而豪華轎車正是LED照明大量使用的地方。與建筑照明市場(chǎng)不同，汽車制造商正在快速響應(yīng)經(jīng)濟(jì)衰退，他們也不大可能為市場(chǎng)好轉(zhuǎn)而建立LED照明產(chǎn)品庫(kù)存，特別是在有Haitz’s定律做指導(dǎo)的前提下。預(yù)計(jì)2009年用于汽車照明的LED的銷售數(shù)量將下降50％。
平板顯示器市場(chǎng)是全球光電市場(chǎng)中最大的一個(gè)市場(chǎng)，2007年平板顯示器市場(chǎng)的銷售額超過850億美元。2008年，平板顯示器市場(chǎng)趨于平穩(wěn)，這在很大程度上是受經(jīng)濟(jì)環(huán)境惡化的影響，也是因?yàn)槭謾C(jī)行業(yè)尚未有新一代產(chǎn)品推出。索尼愛立信是手機(jī)市場(chǎng)中的一個(gè)重要角色，其在2009年第一季度手機(jī)銷量下降37％的基礎(chǔ)上，已經(jīng)發(fā)出了盈利警報(bào)。分析師預(yù)測(cè)，2009年，全球手機(jī)銷量將下降15％。
總體來看，預(yù)計(jì)2009年UHB LED的銷量將下降10％，總收入將為25億歐元（32億美元），將比去年下降27％，退回到2004-2005年的水平。然而這個(gè)預(yù)測(cè)是從全球市場(chǎng)考慮的，期待著歐洲市場(chǎng)受到的影響會(huì)小一些，因?yàn)闅W洲沒有平板顯示器制造業(yè)務(wù)，這部分業(yè)務(wù)幾乎完全集中在亞洲地區(qū)。
光子學(xué)是一個(gè)全球性的產(chǎn)業(yè)，歐洲光學(xué)元器件及系統(tǒng)的生產(chǎn)，正在為該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出強(qiáng)大的、穩(wěn)定的、越來越重要的貢獻(xiàn)，其中有三個(gè)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)尤其突出：即光伏、激光制造和固態(tài)照明。目前全球性的經(jīng)濟(jì)衰退將會(huì)對(duì)歐洲光子生產(chǎn)行業(yè)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，這同世界其他地方一樣。一些行業(yè)，如電信似乎比其他行業(yè)表現(xiàn)稍好些；而與汽車制造業(yè)聯(lián)系緊密的行業(yè)，如UHB LED和高功率激光器，將面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。2009年光伏市場(chǎng)將充滿動(dòng)蕩，主要是受到巨大的庫(kù)存和政府部門津貼變化的影響。在這場(chǎng)經(jīng)濟(jì)衰退中，了解消費(fèi)者將如何樹立消費(fèi)信心尚且為時(shí)過早。然而，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，太陽能/光伏市場(chǎng)的未來依舊光明，只要經(jīng)濟(jì)能夠重新回到穩(wěn)定增長(zhǎng)的軌道上，太陽能/光伏市場(chǎng)將會(huì)呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)。
