[转]2007年激光产业返回盈利之路

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作者：Kathy Kincade，Stephen G. Anderson

走过黯淡的2005年之后，2006年世界激光产业经历了惊人的强势增长，这在很大程度上要归功于半导体产业好于预期的表现以及光通信产业的持续反弹。放眼未来，全球对2007年半导体领域投资水平的关注，使激光行业的发展看起来相当乐观。

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图 1.2003～2007年全球商用激光器的销售收入。

乍看上去我们的调查结果似乎与这一情况相矛盾。2006年全球所有激光器的销售收入仅比2005年增长了2%。然而，仔细审视其中的细节可以发现这一时期非二极管激光器的销售额实际增长了11%，并且2006年二极管激光器销量的正增长也被平均价格的下跌（导致销售收入下降4%）所抵消了。预计2007年全球所有激光器的销售收入将增长8%，总销售额将首次超过60亿美元（见图1）。另外还应该注意到当年发生的汇率波动也会导致价格变化，实际上二极管激光器收入的下降一部分是由于日元对美元的价格下跌所导致的。当然，另一方面，目前美元价格已连续20个月低于欧元，致使在欧元区国家制造的激光器产生了相反的效果。
美国光电子产业发展协会（OIDA，位于华盛顿）在2006年末发表的一份报告表明，光电子器件及相关产品的总销售额已经从2004年的3040亿美元增长到了2005年的3640亿美元，涨幅高达20%。OIDA表示，这一增长背后的驱动力依然是基于显示的产品和技术向消费电子和计算机市场的成功渗透，其中元件部分的大部分增长是受到太阳能电池（24%）、显示模块（20%）以及光源和探测器（10%）的驱动。
OIDA总裁兼首席执行官Michael Lebby指出：“2006年电信和数据通信市场蓬勃发展，但真正激动人心的是光电子器件正开始大量应用于消费电子、娱乐和电脑产品中”。

宏伟蓝图
作为一种长期趋势，越来越多的激光器和光电子器件的收入增长直接或间接地与消费者的花费紧密相连。结果这一产业比以往更多地受到诸如利率、外汇汇率、 贸易不平衡、石油价格、伊拉克冲突以及消费者信心等宏观经济因素的影响。

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图2.全球不同应用领域非二极管激光器的销售情况。

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在2006年的前三个季度中，美国国内生产总值表现疲软，这在很大程度上归因于自2001年起美国住宅投资（包括建筑和房地产交易）的一次最大跌幅。然而，与此同时，2006年第三个季度实际可支配的收入增长了3.7%，而第二个季度这一增长率为1.7%。另一个好消息是，2006年初预计高达4000亿美元的财政赤字，有望下降到2500亿美元。虽然通货膨胀仍然是美国关注的问题（在2005年11月和2006年11月之间核心通货膨胀率从上一年同期的2%上升到2.4%），但分析师认为，通货膨胀程度不足以对消费者的花费产生长期的负面影响。
美国联邦储备委员会的Susan Bies在2006年11月2日的一次演讲中说：“值得庆幸的是，近来住宅建设领域的疲软似乎没有波及到其他行业，在非住宅建设行业，就业程度已经获得大幅增长。此外，目前消费者信心处于长期的平均水平之上，以往房屋价格的利润提高了家庭财富，并且仍在刺激着消费。这与以前代表了普遍经济疲软的房地产市场的低迷形成了对比。”
然而，Bies解释说，尽管到目前为止房地产市场的低迷对消费者的消费影响很小，但其他因素似乎对消费起到了抑制作用。特别是2006年能源价格的上涨对家庭消费产生了很大的抑制作用，因为能源支出在家庭预算中占据很大份额。即便如此，本文所描绘的宏伟蓝图仍是美国经济中一直稳固成长的一部分，尽管成长速度低于其发展潜力。”
消费者信心背后的另一个因素是企业信心，无论是在就业、股票、房价方面，还是投资意愿方面。2006年，激光器和光电子产业得益于新型融资方式的出现以及几年前作为该行业主要融资方式的首次公开发行股票（IPO）的重新回归。
“为公司筹集资金的方式正在不断拓展，其中很多融资方式在三年前还根本不存在。”First Analysis Private Equity公司的股东兼LightWave的顾问主席John Dexheimer说，“电信泡沫破裂后，这个行业开始自身调整，并且随着市场需求的增长，以及技术的多样化和成熟度的提高，可选择的融资方式也在不断完善。”
一些激光、光学产品方面的公司，包括IPG、QPC Laser、Optium、Arasor、Opnext、Enablence Technologies和 Cynosure，均在2006年上市（QPC和Enablence通过反收购上市，其余的通过IPO上市），并且从国际投资者那里寻找新的资金来源在呈上升趋势，包括将目光转向美国之外来避免与萨班斯-奥克斯利法案（Sarbanes-Oxley Act）有关的额外成本。一些分析家认为，萨班斯-奥克斯利法案单方面降低了新兴高科技公司的发展步伐，因为它要求上市公司不断交纳行政费用，开始为500万美元，此后每年300万美元。

图3.全球不同类型的非二极管激光器的销售情况。

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Arasor公司副主席Larry Marshall表示：“萨班斯-奥克斯利法案使得整个上市成本达到1亿美元的范围，除非公司的资产在1.5亿美元范围内，否则就不值得上市。”Arasor公司于去年十月在澳大利亚首次公开上市。
据Worldview Technology Partners公司负责人Steve Eglash透露，风险投资家也正在再度展现出对与光学和光子学有关的风险投资的热情。风险投资者特别感兴趣的领域包括照明光源、生物科技、半导体应用、工业用光纤激光器、显示器、光伏器件、视频眼镜、传感器以及探测器。
“2005年，光电子领域的风险投资比2004年增长了约17%，”Eglash说，“这一趋势在2006年上半年仍在继续，甚至还有可能加速。”
近年来，虽然中小型公司受资本驱动获得了一定的发展，但少数较大的上市公司仍然主导着激光和光电子领域，依然是整个行业的领头羊。例如，相干公司宣布其2006财年的总收入从2005财年的5.16亿美元上升到了5.85亿美元。这一增长大部分归功于微电子市场，2006财年相干公司在微电子市场的收入从2005财年的1.774亿美元上升到了2.192亿美元。相干公司总裁兼首席执行官Ambroseo表示，公司在2006财年创下的金融神话，关键在于半导体产业资本支出、平板显示器以及封装应用方面持续的强劲增长。
“在半导体领域，300mm晶圆的光掩模、晶圆检查以及测量领域对激光器的需求依然强劲，”John Ambroseo说，“特别值得一提的是，在45nm节点工艺控制开发方面，相干的激光器起到了关键作用。”
2006年初，Ambroseo就将注意力转回到了微电子部分，特别是围绕着印刷电路板和芯片封装方面的应用。
Ambroseo 表示，“近来不断涌现出来的消费类电子产品（如3.5G手机），其小封装内更加密集的功能，导致结构更加复杂，这正是激光加工能真正大显身手的地方。”
同样，Newport公司2006财年的收入增长了10%，业绩增长也在很大程度上归功于半导体和微电子市场。该公司2006财年前三个季度的收入为3.3亿美元，2005财年同期的收入为3亿美元。展望未来，Newport公司光谱物理分公司营销总监Arnd Krueger预计，公司在光伏器件、基础研究以及健康与生命科学市场的业绩还将继续增长。
Arnd Krueger 表示：“2006财年，Newport在激光器方面增长显著，其中大部分收入要归功于半导体市场。针对2007年的半导体市场，公司正在与客户一起开发新产品；当下跌周期到来时，通常会影响现有的工具，而我们的顾客则能够在下跌周期使用新的工具在市场上获得竞争优势。”

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世界市场更加强势
尽管北美以外的市场混杂多样，但是一些区域市场正在复苏。据2006年底接任德国Laser 2000公司负责人的Manfred Augustin透露，在欧洲，特别是在德国、比荷卢联盟、英国以及意大利等大部分地区，电信市场已经开始反弹。作为欧洲最大的激光器及光电子器件经销商，Laser 2000在西班牙以及匈牙利、波兰、斯洛伐克共和国、捷克共和国等东欧国家的业务不断增长，特别是在光通信市场。除了光通信市场外，欧洲的其他强势市场还包括生物医学仪器、材料加工、图像艺术、消费电子、显示器以及医学诊断与治疗市场。
“我们已经看到了整个欧洲市场的稳固增长，特别是在光电子领域的收入占据了公司总收入的12%～15%，在有些公司中，这个比例甚至更高。”Augustin说。
据德国Trumpf公司报道，其2005/2006财年的销售额为16.5亿欧元（21亿美元），比上年增长了18%。该公司将这一增长主要归功于用于钣金加工的机床业务的高增长（增长23%），其中最大的收益来自东欧、美洲及环太平洋地区。Trumpf在激光技术/电子元件部分的收入为4.38亿欧元（5.61亿美元），比上年增长了8.5%。
另据德国Rofin-Sinar公司报道，尽管美元对欧元汇率的上升导致了880万美元的收入损失，其2006年的收入仍比上年增长了12%，总销售额达4.209亿美元。其中，北美洲的总销售额为1.265亿美元，比上年增加了16%；欧洲/亚洲的总销售额为2.944亿美元，比上年增加了10%。该公司董事长Peter Wirth表示，Rofin-Sinar将继续致力于专用激光器的开发，以满足医疗器械、电子工业等高速发展的市场需要。

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表1.2006～2007年全球商用非二极管激光器的销量情况。

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应该注意到，在过去的几年中，欧洲的政治和经济形势发生了根本性的变化。随着东欧国家加入欧盟（EU）为欧盟生产商创造了更加庞大的“内需”市场，以及廉价劳动力资源和低成本制造工厂为业务扩张提供的大好机遇，很多欧盟生产商较大幅度的业务增长还将继续下去。
于是，2006年很多激光和光电子公司的风险投资跨入了新的领地。Trumpf公司与俄罗斯一家公司新成立的子公司联手，在捷克共和国的利贝雷茨市（Liberec）开设了一个新的制造工厂；随着英飞凌宣布退出光纤通讯市场，西门子VDO汽车电子部门接管了英飞凌位于捷克共和国Trutnov市的制造工厂；3M公司继续在波兰投资，并宣布计划在弗罗茨瓦夫市（Wroclaw）现有的制造工厂附近建立一个LCD光学薄膜制造工厂；夏普公司也正在与波兰政府磋商在托伦市（Torun）建立一个LCD生产厂，该工厂将为大屏幕电视供应LCD模块；Schott公司在捷克共和国Valassk闋Mezir韈頎生产基地兴建的九个新熔炉中的首台熔炉已经开始运转，用于制造显示器背光源中使用的玻璃管；Jenoptik集团在俄罗斯圣彼得堡市新建的激光器和激光组件生产工厂目前正在运转，在该工厂生产的激光器将被送往耶拿组装成民用和军用的部件与系统。
与此同时，亚洲的联盟和制造机遇对欧洲公司仍然具有吸引力。2006年荷兰消费电子巨头飞利浦公司将其移动显示系统业务部门与中国台湾的统宝公司（Toppoly）合并，创建了合资公司TPO，进而为飞利浦在中国台湾和中国大陆建立低温多晶硅和有源矩阵OLED等先进移动显示技术的大批量生产工厂创造了机会。法国液体透镜先驱Varioptic公司宣布将与中国台湾的菱光科技公司（Creative Sensor）合作建立世界上第一个生产液体透镜的大规模生产线，该生产线将建在菱光科技公司位于中国无锡的制造工厂内。Bookham公司将其测试和装配产品线迁至中国深圳的生产工厂，为其产品在英国Paignton找到了新的商机。
总体而言，亚洲市场继续在激光及光电子领域显示着巨大的潜力。中国仍然更多地被认为是一个生产者而非消费者（除了不断增长的支撑无线技术的光网络基础设施），而日本则作为一个值得关注的激光器市场重新崭露头角，尤其是在光纤到户以及医疗和工业系统应用方面。
“对于Newport/光谱物理来说，亚洲市场表现得非常好，”Krueger说，“中国在研究方面做得很好，尽管往往是通过价格取胜，但是我们的二极管激光器、Q开关激光器仍然在中国的科研市场取得了一定的成功。总体来看，我们在整个环太平洋地区的业绩都很不错，除了日本市场外，还包括中国台湾、新加坡，特别是韩国，并且各种激光器的业绩都很好，而并不只是科研产品。”
然而同时，一些分析家担心由于政治或社会原因、而非商业上的合理原因，中国的大银行承担了过多的贷款。1尽管自1998年以来中国政府已经出资4000亿美元来设法补偿房地产项目或国有企业的不良贷款以缓解这一问题，然而中国的银行仍然负担着比其承认的还要多的问题贷款，人们仍然存有忧虑。尽管如此，一些世界最大的金融机构还是向这些中国的银行投资。美国银行、高盛、苏格兰皇家银行、瑞银、美林、汇丰以及美国运通都在计划的IPO之前购买了少量中国的银行股份，目前看来，这些投资是明智的。例如，中国银行在2006年年中的IPO中筹集了112亿美元；同年10月，中国最大的银行——中国工商银行售出了16%的股份，筹集资金220亿美元。

市场与数字
除了在市场中发挥作用的各种力量以外，技术层面也在发生着重要转移，其中最为显著的是在从医疗到图像艺术等许多应用中，二极管激光器正在不断地取代非二极管激光器。另外，受半导体泵浦激光器持续发展的驱动，固体激光器也在持续增长。尽管在这一点上人们对于广大的市场潜力看法不一，但光纤激光器（从2005年到2006年收入增长了55%）仍然继续挑战着已经形成的市场，特别是对于一些工业应用，其中大多数光纤激光器并非销售到新的应用领域中，而是在一些应用中取代了其他激光器。据英国光纤激光器制造商SPI公司的Stuart Woods透露，在过去的12个月中，SPI的产品生产增长了100%，合同收入增长了175%，预计这种趋势将持续到2007年及以后。SPI的市场主要集中在微电子和打标领域，但目前也正在向医疗市场扩张，并期望这一市场能够为公司带来额外的业务增长。

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表2.2006～2007年全球商用非二极管激光器的销售额（千美元）。

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“我们正在花费大量的时间研究光纤激光器尚未触及的新应用，而这些新的应用将是我们大量新收入的主要来源。”Woods说，“上述统计数字真实地反映了市场的实际增长情况。”
激光技术及其应用是一个复杂、交叉关联的市场，为了易于分析，我们将市场按照应用进行了分类。下面就今年的一些主要市场进行了简要的回顾和预测。

材料加工市场
通常，半导体制造业的增长对于光电子产业来说是个好兆头。国际半导体设备与材料协会SEMI在2006年预言：继2005年下跌了11%之后，2006年半导体设备支出将增加18%，达390亿美元；2007年市场发展平稳，但2008年将重新开始两位数的增长，突破440亿美元。
另据半导体行业协会（SIA）报道，2006年8月半导体销售额创下了月销售额205亿美元的历史纪录，比2005年同期增长了10.5%。S SIA主席George Scalise称，销售额的增长主要是受到DRAM（存储器）市场的驱动，2006年7、8月份DRAM的销售额分别比2005年同期增长了7.5%和31.4%，这也意味着PC机的销售仍然保持良好状态。此外，据集成电路研究所报道，目前半导体设备的产能利用率仍然很高，2006年中期曾小幅下滑到92%，但2006年最后一季又回升到了95%。
“随着制造商开始积极部署假期计划，用于消费应用的半导体器件（NAND闪存以及特定的消费应用半导体）显示了强劲的持续增长，”Scalise表示，“汽油价格的大幅下降似乎增强了消费者的信心，对于当前正强烈地受到消费电子产品市场驱动的半导体产业来说，这显然是个好兆头。”
或许更为重要的是，人们对于半导体行业进入周期性的平稳状态并在较长时间内保持更加稳固的增长已经形成了共识。2006年，半导体制造业再度成为激光和光电子产业增长背后的主要驱动力，针对该领域的激光器销售额比上年增长了34%。然而，展望2007年，各家的观点仍然很谨慎。
Cymer公司总裁兼首席执行官Bob Akins在宣布2006财年第三季度的收入（1.44亿美元，比2005年同期增长了44%）时表示：“在不久的将来，我们相信芯片制造商将继续按照预期的需求订购设备。对光源的需求将受到多种因素的影响，包括个别芯片部门的生产能力不足或过剩，个别芯片制造商芯片设计的萎缩速度，以及我们的直接客户对于新型光刻工具的制造能力。”
Akins还表示，目前该公司已经向客户交付了大量新型氟化氩（ArF）光源，但客户大约只安装了一半。因此预计2006年底对这些激光器的需求量将下降，但2007年上半年需求将会反弹。“随着这些光源被使用以及我们的客户实现新的制造能力，预计2007年第一个季度的交货率将达到2006年第三季度的水平。”Akins说。
Industrial Laser Solutions杂志主编David Belforte表示，用于材料加工的激光器的销售情况要好于预期。他说，一年前业界预计在激光器的销量和收入方面整体增长4%，而整个系统的收入增长8%。但实际上，2006年工业激光器的销售量增长了7%，这主要是受到低功率CO2激光器和光纤激光器强势增长的驱动所至，目前这两种激光器还在继续侵蚀着灯泵浦和二极管泵浦固体激光器市场。另外，受用于微加工的超快激光器的推动，2006年固体激光器的销售额也实现了小幅增长。这些销售额的增长被业界视为激光器向半导体加工市场渗透的一个前兆，人们对此已经期待已久。
全球钣金制品市场的持续健康发展，成为激光器销量大幅增长的重要推动力。该市场在全球采购了约9%以上的高功率（因此售价较高）CO2激光器，特别是那些6kW功率水平的激光器。此外，2006年该类激光器在日本国内市场的强势表现（比2005年国内销量增长14%）也有助于推动整体销量的增长。
Belforte还表示，就单位销量而言，激光打标仍然是一个主要的市场。受到安全和产品跟踪需求的驱动，激光打标市场在2006年呈现出了两位数的强势增长，希望这一情形能够持续多年。
2006年用于所有材料加工应用的激光器的总销售额为17亿美元，比2005年增长了11%，而销售数量基本保持平稳。预计2007年这部分市场的涨幅为7%。

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基础研究市场
科研激光器市场历来是具有超高性能的高端激光系统的试验场，其中激光器的高功率和快脉冲性能常常比价格和可靠性更为重要。但是，随着光子学研究向着生物学等新的领域进展，可靠性和易用性对于研究人员来说已经变得越来越重要，因为研究人员往往对于激光器的内部工作原理知之甚少。同时，系统复杂性的增加在促使平均价格上涨的同时，也导致了总体销量有所下滑。


2006年来自基础研究市场的总销售额为1.53亿美元，比上年增长了3%，而总销量却下降了7%，预计2007年该部分市场的总销售额将增长5%。从销售额来看，基础研究依然是非二极管激光器应用的第三大市场，尽管年增长率（约为7%）持续低迷，但这一市场位置却已经保持了许多年。

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仪器仪表市场
据Strategic Directions International公司副总裁兼Instrument Business Outlook杂志（由SDi出版）特约主编Michael Tice表示，传统的化学分析仍然是一个稳定的行业，但是生命科学研究仍然是基于激光的仪器仪表的主要市场。许多激光器制造商都表示，在过去的3年间，尽管488nm固体激光器推动了这部分市场的增长（特别在流式细胞仪和共焦显微镜应用方面），但仍有一些困难需要克服，特别是在使那些较大的仪器OEM厂商从氩离子激光器完全转换到目前更加昂贵的固体激光器方面，困难较大。


尽管如此，由于一系列固体激光器的采用以及在原有设备中对于替代气体激光器的需求不断增加，2006年生物医学仪器市场再度呈现增长态势。2006年该市场中非二极管激光器的销售额为7900万美元，比上年增长了7%。值得注意的一点是，来自非生物医学仪器部分的销售额比上年有所下降。
拉曼光谱学仍然是分子光谱学中最为活跃的领域之一。对于光谱应用，通常比较微弱的拉曼信号可以通过使用特殊材料与样品相接触而得到放大。尽管这一过程一般都是在表面增强拉曼散射（SERS）中使用金属基板实现的，但原子力显微镜（AFM）的发明者把这些材料用在AFM探针上，从而产生了探针增强拉曼散射（TERS）。SERS和TERS一般都使用532～1064nm波长范围的二极管激光器和其他类型的激光器，它们具有单分子探测的潜力，很可能成为生命科学研究中的“圣杯”，产生一种用于探测以及鉴别病原体和其他危险的有效安全装置。
传统的荧光仪器是比拉曼光谱学更加成熟的市场，但一些新的发展依然促使这个成熟的市场呈现了一定的增长。这类应用中最重要的是荧光共振能量转移（FRET），其中包括偶极-偶极相互作用引起的两个分子（通常二者都辐射荧光）之间的能量转移。如果两个分子很近地束缚在一起，那么当激光激发施主分子后，受主分子将辐射荧光。测量辐射荧光信号使研究人员能够确定分子间相互作用的束缚能和动能。
尽管FRET成像依赖于激光器，但荧光的其他有前景的应用并不完全依赖激光器。量子点作为荧光标记可由宽带光源而不是激光器激发。量子点之所以还没有广泛应用于生命科学研究是因为其有毒性，大多数量子点是基于有毒金属的。然而在2006年5月，Clemson大学的研究人员报道了一个基于碳的量子点。2尽管生物上安全的碳量子点在生物医学和医学研究中的广泛应用还需要一定的时间，但这一趋势将减少激光器在荧光应用领域的使用。
在活体实验室中，动物成像研究也取得了更加积极的进展。尽管用于动物生命科学研究的许多成像系统都是医学扫描技术（PET，CT等）的缩微版，但增长最快的市场是光学成像。VisEn Medical 公司开发了一种基于荧光分子断层扫描的光学成像系统，这个系统利用近红外二极管激光器激发动物体内的荧光标记。提供类似系统的公司还有CRi公司、ART公司以及于去年初被Caliper Life Sciences公司收购的Xenogen公司。在这些系统中，激光器可以用于对动物进行荧光激发或者外部断层扫描。