冷暖交织,光学元器件行业在低潮中变革
微纳光学在基础研究和设计制造技术方面的进步,正在变革传统光学与技术的发展路线,促进了光学系统微型化、集成化的发展。当前复杂环境下,如何把握住产业机遇,踩准产业发展节奏?国际合作创新已是共识之道。
光学元器件行业低潮
2023年度,在复杂多变的国内外经济形势和消费端整体疲软影响下,中国的光学元器件行业出现市场竞争加剧,行业规模持续下滑的局面。中国光学光电子行业协会通过对市场上主要的光学企事业、科研院所进行调研和不完全统计得出,2023年度中国光学材料及元器件行业(含部分光学仪器)的市场规模约为1650亿元人民币,连续第二年下滑。

▲ 2023年度中国主要光学企业营收情况(来源:中国光学光电子行业协会)
光学元器件的下游主要应用——智能手机、安防、投影等领域的需求自2022年开始逐年下降。而智能家居、车载光学、机器视觉、无人机及运动摄影、视讯会议、AR、医疗等新兴的细分应用市场持续发展向好。光学类新产品和新技术相辅相成,正在推动行业新变革。
微纳光学如火如荼
传统光学类产品主要通过铣磨、抛光等传统冷加工工艺生产包括棱镜、透镜、窗口片及滤光片等各类产品,主要应用于望远镜、显微镜、照相机、投影仪等。随着下游应用对成像、显示、传感的要求不断提高,目前技术端亦驱动光学技术从传统的几何光学走向自由曲面和物理光学,不仅从光学设计层面迎来了技术转变,在产品端也要求加工精度从微米级一直提升到纳米级,在工艺上要更多采用半导体、纳米压印、超快激光等技术手段实现。
2017年,苹果发布的iPhone X是首款搭载ToF(飞行时间)传感器和结构光摄像头的手机,它的诞生引爆了3D成像和传感市场,晶圆级光学(WLO)由此成为传统光学厂商的重点研发方向。
国内一批光学领域企业在近几年转向微纳光学。例如:
- 2017年,炬光科技(688167)收购了在全球微光学领域技术领先的LIMO GmbH,2023年,又收购瑞士公司 SMO(SUSS MicroOptics SA)100%股权,切入微纳光学制造领域。
- 水晶光电(002273)于2017年成立的中央研究院,承担了新产品、新技术、新工艺的研究,着力于光学元器件、汽车电子、AR/VR等领域产品的开发。下设薄膜、微纳、自动化、硅梦、XR五大研究所。2019年与 DigiLens合作探索衍射光波导技术的应用。
- 2019年,舜宇光学科技(2382.HK)与日本SCIVAX株式会社、上海鲲游光电科技有限公司成立宁波舜宇奥来技术有限公司,布局AR光波导片、AR光机及光传感器等核心零部件的研发及生产。
- 2020年,中光学(002189)设立中光学(上海)科技有限公司,进行微纳光学技术及产品的研发,提供微纳光学产品开发解决方案。
- 2022年,天孚通信(300394)全资收购日本Tsuois Mold株式会社,拥有Lens Array纳米级模具设计开发能力;全资收购北极光电(深圳)有限公司,拥有高端LWDM镀膜技术、TFF微光学组件、DWDM无源器件(ODM)。
微纳光学制造技术也在不断推成出新,纳米压印、光刻等类半导体工艺制造技术正逐步用于AR、3D感知、机器视觉等应用领域的微纳光学元器件的研发和制造,国内已诞生数十家专注于微纳光学元器件研发和小批量制造的先驱企业,光学与物联网、人工智能、半导体等领域交叉融合发展加速,下游产品的更新换代也在加速,在新兴下游应用领域的驱动下,微纳光学元器件的热度逐步升温。
集成光子技术加速产业化
目前,微纳光学最大的驱动力来自于集成光子产业的发展。近两年人工智能(AI)的应用大爆发,带动了数据中心的需求,推动“集成光路”代替“集成电路”。Yole Intelligence发布的硅光市场的最新报告《Silicon Photonics 2023》指出,硅光子(集成光子技术主要路线之一)扩展到可见光谱具有未来发展的可能性,提供了广泛的创新应用。2022年,硅光子学市场价值6800万美元,预计到2028年将以44%的年复合增长率(CAGR 2022-2028)增长到6亿美元以上。

一半是海水,经济不景气环境下,传统产业增长乏力。
一半是火焰,创新是压力也是动力,正在推动新市场成长。
拥抱新技术、打开新市场,是产业发展永恒的旋律。
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