機遇與挑戰：
- 歐洲光電市場仍然表現出了持續增長
- 歐洲的光伏、激光制造和照明這三大行業還處于世界領先水平
相關數據：
- 2007年，歐洲光子制造業的總產值超過540億歐元
- 估計2008年歐洲光子制造業的總產值已經達到了610億歐元
對于歐洲未來經濟的增長，光子學技術所發揮的重要作用不可低估。事實上，2007年歐洲光電子產品的產量已經超過美國，預計2008年仍會超過美國。然而面對當前全球經濟衰退的大環境，未來歐洲光電市場的前景是否依然光明？對此，歐洲光電行業協會（EPIC）秘書長Tom Pearsall，針對歐洲處于世界領先地位的三大關鍵光電市場給出了獨家觀點。Tom Pearsall探討了目前的經濟環境可能對歐洲的三大關鍵光電市場所產生的影響，以及未來一年內這些市場的發展前景。
盡管在過去一年的大部分時間中，歐洲光電市場仍然表現出了持續增長，但是目前全球化的經濟衰退無疑會影響整個行業的發展。受經濟衰退影響較大的行業，如汽車制造業，將面臨嚴峻的生存挑戰；而其他一些行業，如光伏行業，則有可能渡過難關并快速迎來市場反彈。
在歐洲，光子制造業是一個高增長的行業。2007年，歐洲光子制造業的總產值超過540億歐元（700億美元），而同年美國光子制造業的產值約為500億歐元（650億美元）。估計2008年歐洲光子制造業的總產值已經達到了610億歐元（790億美元）。
在歐洲，光伏、國防、光學傳感與系統、生產技術、自動測量與機器視覺、醫療技術以及照明這七大行業，都對歐洲整個光電市場的發展貢獻著不小的力量；而且，歐洲的光伏、激光制造和照明這三大行業還處于世界領先水平（見圖1）。
圖1：2007年，歐洲光電市場的總產值為560億歐元。其中，歐洲的光伏、激光制造和照明這三大行業，在世界上處于領先水平。
光伏業
2008年，光伏行業經歷了又一個繁榮增長。2008年，全球范圍內共安裝了發電能力近6GW的太陽能/光伏（PV）設施，比2007年增加了67％，使全球太陽能發電總能力提高到了14.7GW。2008年，歐洲太陽能/光伏設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/光伏設施中，有40％位于西班牙，這使西班牙超過了德國、在太陽能/光伏設施安裝方面居于領先地位（見圖2）。
圖2：2008年，超過3/4的光伏設施是在歐洲安裝的。
是什么原因使歐洲成為了太陽能/光伏產業發展的熱土呢？當然不是因為這里的陽光充足！各地的光伏市場都是由稅收抵免或關稅補貼等政府津貼的方式來推動的。在過去幾年中，歐洲政府為太陽能/光伏產業提供了大力的扶持政策，特別是德國和西班牙。日本夏普公司和德國Q-cells公司是全球領先的太陽能/光伏組件制造商，這兩家公司每年的產量大約分別占全球產量的11％。
在目前已經安裝的光伏系統中，超過85％的系統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。但是從長遠來看，晶硅技術并不具備可持續發展的特性，因為沒有足夠的硅原料，而且要實現光伏產業為世界能源供給作出重大貢獻（即能源供給超過所需能源的10％）的目標，目前也不具備足夠的硅光伏電池生產能力。因此，未來必須要開創新方法。
薄膜太陽能/光伏電池似乎前景光明。目前薄膜太陽能/光伏發電的“每瓦成本”已經與晶硅技術的成本相當，并且每年都在取得顯著進展。相比之下，晶硅技術的進展則在放緩。在2008年全球所安裝的太陽能/光伏設施中，有15%采用了薄膜技術。目前，非晶硅、碲化鎘（CdTe）和銅銦鎵硒（CuInGaSe2）是在商業化生產中較為領先的幾種薄膜技術。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光伏薄膜電池，在開發階段都顯示出了一定的發展前途。[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）制造的一個步驟，后者將有望大大降低制造成本、提高生產量。
多接面太陽能/光伏和聚集型太陽能/光伏技術，是通過提高轉換效率來降低“每瓦成本”的兩種不同方法。今年1月，位于德國弗賴堡的弗勞恩霍夫太陽能系統研究所報道，多接面太陽能電池已經創下了高達41％的轉換效率紀錄（晶硅光伏電池的轉換效率的理論極限低于27％）。
在德國，大多數太陽能/光伏設施是由個人安裝的，無疑這些人想從政府津貼方面撈到好處。由于安裝太陽能/光伏設施通常需要獲得一定數量的貸款，2009年的安裝決定可能會因為疲軟的經濟環境、就業的不確定性，以及難以獲得信貸等因素而延遲。2007年，德國的太陽能/光伏市場增長了60％，但2008年的增長率只有40％。消費者對經濟的信心將決定2009年德國太陽能/光伏市場的增長幅度。
在西班牙，大多數太陽能/光伏設施都是具備50～100MW發電能力的大型裝置，并且都是由包括電力公司和地方政府的國際工程聯合會安裝的。2008年，西班牙安裝的太陽能/光伏設施的發電能力為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太陽能/光伏設施的增長率，每年僅補貼500MW的建設能力。由于這項決定，2009年西班牙新安裝的光伏設施的發電能力將下降80％。
美國是太陽能/光伏設施安裝的第四大國，發電能力為1.2GW，這得益于美國政府全面的稅收信貸計劃，其在2008年10月被選定為援救銀行業計劃的一部分。與德國一樣，消費者的信心和信貸供應能力將對2009年美國光伏市場的發展起到決定作用。
綜合考慮以上諸多因素，根據目前的價格，預計2009年全球安裝的光伏設施的發電能力將達3.6GW。這將比2008年創下的最高紀錄下降38％。受益于成熟的市場和大規模的安裝基礎，2009年德國仍將在光伏發電能力方面保持世界第一的位置。到2009年年底，美國、西班牙和日本這三個國家將有可能在光伏發電能力方面達到同等水平。
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激光器制造業
來自瑞士市場調研公司Optech Consulting的報告顯示，2008年全球工業激光器的市場份額為65億歐元（84.5億美元）。激光切割和激光焊接已經通過降低成本、減少浪費、提高生產速度等優勢，為生產制造業帶來了一場革命。這項新技術受益最明顯的行業莫過于汽車行業，這也是歐洲的一個主要行業。目前，已經有各種各樣的激光技術用于材料加工領域（見圖3）。用于材料加工領域的激光器的市場份額約為24億歐元（30億美元），目前該市場主要由CO2激光器和固體激光器所主導。
圖3：2008年，全球用于材料加工的激光器的總體市場份額為24億歐元（30億美元），目前該市場主要由CO2激光器和固體激光器主導。CO2激光器主要用于高功率切割、焊接、打標以及各種低功率應用。固體激光器應用廣泛，主要包括高功率切割與焊接、精密焊接、切割、鉆孔、打標和微加工等。準分子激光器用于光刻和各種微加工應用。高功率半導體激光器用于焊接、表面處理以及塑料焊接等。（來源：Optech Consulting）
與光伏市場相比，在過去8年中，激光制造業的增長比較平緩，每年的增長率約為5％。然而，光纖激光器的出現卻為這部分市場增添了新的變數。雖然在材料加工市場，光纖激光器僅占7％左右的市場份額，但是自2005年以來，其高達42%的復合年增長率卻給人們留下了深刻的印象。在某些特定的材料加工應用中，光纖激光器能以更好的光束質量、更低的成本實現更快的加工速度。另外由于光纖激光器的價格定位，也使其有望在激光加工領域獲得重要的市場份額。[2]
歐洲正在加強光纖激光器的研發力度，以探索和研究光纖激光器在材料加工等傳統市場和醫療等新興市場中的應用可行性。例如，歐洲一項為期4年的名為“領先的光纖激光器技術（Leadership in Fiber Laser Technology）”的研發項目，將投資1700萬歐元（2200萬美元）開發新型高亮度光纖激光器。
光纖激光器若要在材料加工、醫療診斷、信息技術和國防等諸多應用領域取代現有的激光技術，還需要更多的研發工作。Optech Consulting公司的Arnold Mayer強調，材料加工包含多種應用，每種應用都需要自己的一套激光參數，而光纖激光器并不能滿足所有這些需求。材料加工市場遠非一個應用需求相同的市場。
切割薄平面板材是材料加工領域最大的一種應用，在這種應用中，波長1µm的光纖激光器具有諸多優勢。光纖激光器在該領域獲得更大市場份額的關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相關的問題，以及為切割較厚的材料開發改良的加工技術。
大約超過50％的工業激光器是用于切割和焊接的。工業用激光器市場的收入主要取決于汽車行業在新型制造資源方面的投資。在2008年工業用激光器系統總收入中，有22％的收入來自微加工應用，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用。2009年，汽車產量的大幅削減，將會對工業用激光器的總收入產生重要的負面影響。
預計2009年工業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。
羅芬公司技術總監Ulrich Hefter表示，“在日益增長的激光材料加工市場，2008年光纖激光器占據了大約7％的市場份額，2007年為6％；這表明光纖激光器正在獲得更多的市場份額，但與CO2激光器和固體激光器（兩者占據約72％的市場份額）相比，市場份額依然較小。當然，對于一項剛剛進入市場的新技術來講，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預計，市場上將會出現多種技術共存的局面，而不會有哪種技術能占據絕對主導地位。
對于當前的業務形勢，Hefter補充說：“公司的機床業務（包括激光器）已下降了約50％。這不僅受到了汽車制造業不景氣的影響，而且整個行業的復蘇也不單來自汽車業務。”
2009年，光纖激光器將會繼續在薄金屬板加工領域爭得市場份額（在整體市場下滑的情況下）。在該領域，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具優勢。歐洲光電行業協會預計，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公司預計的15％更大。IPG是光纖激光器行業的領導者，占據著75％的光纖激光器市場份額。
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照明業
2007年，全球照明市場的總收入為438億歐元（570億美元），其中荷蘭飛利浦和德國歐司朗這兩家占主導地位的歐洲公司占據了42％的市場份額。在全球照明市場中，LED照明市場備受關注。超高亮度（UHB）LED市場領先的制造商是日本Nichia公司，占據了20％的市場份額；緊隨Nichia之后的是歐司朗，占據的市場份額約為10％；飛利浦和剩余的幾家公司占據4％～6％的市場份額。幾乎有一半的UHB LED是由日本公司生產的（見圖 4）。[3]
圖4：2007年，日本廠商主導了全球超高亮度（UHB）LED的生產。2008年UHB LED的總體市場規模約為34億歐元（44億美元）。
在全球照明市場收入中，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，高強度氣體放電燈占據15％的份額，鹵素燈占8％。2007年，UHB LED占據3％的照明市場。來自市場調研公司Strategies Unlimited 的數據顯示，2007年全球UHB LED市場的總收入為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，打響了積極戰役。大部分CFL是在中國制造的，這使CFL市場獲得了較為強勁的增長。
雖然LED和CFL具有類似的電光轉換效率，但兩者在性能和價格上卻有所不同。CFL的價格大約是LED價格的1/5，因此在未來的幾年中，LED在消費照明市場上不太可能具備競爭力。然而，在能夠實時控制強度、色彩再現、光線定位，并能響應實際周圍環境的智能信息與通信技術（ICT）網絡中所使用的LED，將使商業市場受益。因此，LED照明系統的未來，將有賴于LED與其他光源的集成，必須能充分發揮LED在提供高質量照明和智能照明方面所固有的優勢。
在商業樓宇建筑中，很有可能通過開發智能LED照明，節省巨大的能源消耗。實施智能照明，將對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重要問題，目前德國、波蘭以及許多東歐國家仍然在通過燃煤來產生大部分電力。
LED的性能仍有改善的空間。根據德國Perkin-Elmer Optoelectronics公司所做的測量報告，目前最好的UHB LED的電光轉換效率還不到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％轉換為光子，而這僅僅是形成一個高性能照明器件的很多重要因素中的一個。熱管理是一個必須要改善的因素，其目標是使產生的熱量低于光輸出功率的25％，進而減少能量損失（見圖5）。
圖5：LED照明光源是需要共同工作的互動子系統的一個集合。目前性能最高的LED的電光轉換效率仍然不到50％，盡管器件的量子效率接近90％。LED性能可取得進展的一個關鍵領域是熱管理。熱損失是提高LED光輸出功率的主要障礙。
LED在戶外照明市場的增長，與能源效率的改善密切相關。2009年歐洲的LED項目建設已經計劃了好幾年，并且項目基金已經有了著落。2009年，戶外照明用LED在銷售數量方面至少將保持25％～30％的增長。然而，正如Haitz’s定律所描述的那樣，隨著LED技術的不斷發展，產品性能將不斷提高，但是其平均銷售價格將會日益下降，所以預計2009年這部分市場的收入增長僅為5％～10％。
汽車行業正在經歷嚴酷的寒冬。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月其汽車產量降低了40％。豪華轎車產量的下降幅度最大，而豪華轎車正是LED照明大量使用的地方。與建筑照明市場不同，汽車制造商正在快速響應經濟衰退，他們也不大可能為市場好轉而建立LED照明產品庫存，特別是在有Haitz’s定律做指導的前提下。預計2009年用于汽車照明的LED的銷售數量將下降50％。
平板顯示器市場是全球光電市場中最大的一個市場，2007年平板顯示器市場的銷售額超過850億美元。2008年，平板顯示器市場趨于平穩，這在很大程度上是受經濟環境惡化的影響，也是因為手機行業尚未有新一代產品推出。索尼愛立信是手機市場中的一個重要角色，其在2009年第一季度手機銷量下降37％的基礎上，已經發出了盈利警報。分析師預測，2009年，全球手機銷量將下降15％。
總體來看，預計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。然而這個預測是從全球市場考慮的，期待著歐洲市場受到的影響會小一些，因為歐洲沒有平板顯示器制造業務，這部分業務幾乎完全集中在亞洲地區。
光子學是一個全球性的產業，歐洲光學元器件及系統的生產，正在為該地區的經濟發展做出強大的、穩定的、越來越重要的貢獻，其中有三個領域的貢獻尤其突出：即光伏、激光制造和固態照明。目前全球性的經濟衰退將會對歐洲光子生產行業產生一定的負面影響，這同世界其他地方一樣。一些行業，如電信似乎比其他行業表現稍好些；而與汽車制造業聯系緊密的行業，如UHB LED和高功率激光器，將面臨嚴峻的挑戰。2009年光伏市場將充滿動蕩，主要是受到巨大的庫存和政府部門津貼變化的影響。在這場經濟衰退中，了解消費者將如何樹立消費信心尚且為時過早。然而，從長遠來看，太陽能/光伏市場的未來依舊光明，只要經濟能夠重新回到穩定增長的軌道上，太陽能/光伏市場將會呈現出強勁的增長。
