精密光学行业分析报告：发展概况市场规模产能布局未来趋势.docx

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1、精密光学行业分析报告：发展概况、市场规模、产能布局、未来趋势一、精密光学行业概览根据中国光学光电子行业协会报告，光学产业链较长且涉及行业范围广泛。光学的上游主要为光学原材料制造，参与者主要为生产光学玻璃的材料企业。光学材料产业是整个光学产业的基础组成部分，已处于市场成熟阶段；中游为光学元件及其组件，是将光学玻璃通过加工、镀膜等工艺，生产成光学元件及镜头等产品的环节，可分为传统光学元件及组件、精密光学元件及组件；下游行业则主要包括消费电子、仪器仪表、半导体制造、车载镜头、激光器、光通信等行业，是光学元件的最终应用领域。光学和I.戊品制总光小M械顿楼第工日的燃/Q招竿产M生产辅鞫饿靛M科稣浦洗辅料

2、中游行业下游行业外金杈川愉线仪赛仪农Uf中苗体H造女M监控*JtS光学行业上游的光学材料是整个光学产业的基础和重要组成部分，光学玻璃在所有光学材料中用途最广且市场份额最大，2019年度光学材料30亿元左右的市场规模中，光学玻璃占据90%以上份额。光学玻璃经过多年的发展已经处于成熟期，全球的光学玻璃市场呈现产能过剩和竞争加剧的基本态势，市场需求增长不大。随着智能消费品产品不断升级，以及城市安防，汽车安全辅助、运动摄像等新兴市场的不断发展，高透过率、高均匀性、特殊性能的光学玻璃，以及红外材料、激光玻璃、光纤材料等高端光学材料的市场需求在不断增长，且精密压型光学产品的市场容量日益增大，已经形成了一定

3、的产业规模。光学行业中游的光学元件和组件，是将光学玻璃等材料通过冷加工、镀膜等工序生产成具有特定效果的光学元器件。其中，磨制成特定的光学镜片等元件的过程即为光学冷加工，冷加工的技术含量相对较低；为实现不同的功能，光学元件表面需要进行光学镀膜，这些薄膜赋予光学元件各种不同使用性能，在实现光学仪器的功能和影响光学仪器的质量方面起着重要或决定性的作用。中游产业链往下则是光学镜头，光学镜头的制造，涉及光学、机械、电子和软件等多个领域，属于高精密产品。在高分辨率定焦、大倍率变焦、超高清、光学防抖、安防监控一体机镜头等中高端光学镜头方面，参与者以舜宇光学、联合光电、宇Ia光学等为代表的国内上市企业为主。光

4、学行业下游领域方面，随着智能手机的爆发式发展和普及，智能手机用光学元件及镜头市场己成为整个光学领域市值最大、技术迭代快且频繁的领域，智能手机用光学元件及镜头占据整个光学市场份额超过70%,其次为安防监控镜头、车载镜头、机器视觉镜头等。近年来，随着前沿科技应用场景的不断成熟，以移动智能终端、物联网、云计算、生物识别技术、AR/VR、运动摄像等为代表的新兴市场的需求量持续增长，物联网、人工智能信息系统将视频图像信息作为重要的数据来源，为光学镜头使用场景带来了更大的市场空间。新一代信息技术为保证对信息数据运算的精度和效率，对光学镜头可靠性和成像质量提出更高的要求,促使镜头企业的技术加速升级。我国的高

5、端光学技术起步较晚，凭借近十几年的积累与进步，中国精密光学市场快速发展。根据中国光学光电子行业协会统计，目前我国大型精密光学企业聚焦于不同应用领域差异化竞争，并在各细分领域市场集中度较高。同时，由于消费级精密光学商业应用成熟，除消费级光学元件及镜头竞争较为激烈外，应用于高端装备制造、前沿科学研究、专业设备等领域的精密光学制造商，在各自技术优势的细分应用领域差异化竞争。例如，消费电子光学领域的蓝特光学、舜宇光学等，安防监控镜头领域的联合光电、福光股份、宇瞳光学等，专用精密光学镜头领域的福特科、永新光学等制造商。1精密光学器件光学器件（或“光学元件”）是指利用光学原理实现各种观察、测量、分析记录、

6、信息处理、像质评价、能量传输与转换等功能的光学系统中的主要器件，是各种光学仪器、图像显示产品、光学存储设备核心部件的重要组成部分。根据精度和用途的不同，可分为传统光学器件和精密光学器件，其中精密光学器件根据应用领域的不同可进一步细分为消费级精密光学器件及工业级精密光学器件。精密光学器件分类分类细分类型精度要求应用产品/领域传统光学器件-面形：面形差于N=10ZN=3M膜：增透膜，R90%表面光洁度：差于60/40传统照相机、望远镜、显微镜等传统光学产品精密光学器件消费级精密光学器件面形：面形精度相当于N=5ZN=2膜：增透膜，Ravg95%分光膜，TZR=11,7:3表面光洁度：差于40/20

7、智能手机、投影机、数码类照相机、摄像机等消费电子产品工业级精密光学器件面形：面形精度相当于N=24N=05膜：增透膜，RaVgVO.25%RminVo.5%高四，R99.5%前S滤光片，T92%,OD8表面光洁度：优于20/10多光谱相机、工业测量、激幡达、AR/VR检测仪器、基因测序仪、遥感卫星、半导体封装与检测等精密光学器件较传统光学器件在面型、镀膜和表面光洁度的精度上大大提高，且通常包含多个精密光学器件胶合在一起。在精密光学器件的制造过程中，计算机技术、数控加工技术、自动控制与精密多层镀膜技术、胶合技术和高速精磨、高速抛光以及精加工、超细微精密加工技术相结合，显著提高了光学器件的精度和质

8、量。工业级精密光学器件是应用于工业测量、半导体、生命科学、无人驾驶、生物识别、AR/VR检测等高科技行业的关键配套器件，这些行业对于精密光学器件的工艺参数、技术性能、应用环境、作用效果等方面要求较为苛刻，从而推动精密度更高的工业级精密光学器件行业的发展。工业级精密光学器件的特点可以归纳如下：一是尺寸超大或超小化，典型超大尺寸已经达到甚至超过1m；二是在往尺寸两极化发展的同时对面型和表面粗糙度提出更高要求，在超大尺寸的同时最高的面型精度要求达到人/200、表面粗糙度达到S1nm以下。这些技术参数往往还要在特殊的光学材料上实现，除了熔石英、光学玻璃等典型的硬脆材料，还出现了超硬脆性材料，如碳化硅，

9、以及软脆材料，如磷酸二氢钾（KDP）激光晶体等特殊材料，这对光学器件的超精密制造提出了更高难度的要求。2 .精密光学镜头精密光学镜头是以精密光学器件为基础，利用先进的模组，组装、加工而成的光学组件，对分辨率、对比度、景深以及各种像差等成像质量的关键性指标起着决定性的作用。根据光学镜头产品设计、生产技术的先进性、制造工艺的难易程度不同，可分为传统光学镜头和精密光学镜头。光学镜头分类及特点分类特点传统光学镜头基本为定焦镜头产品，结构简单，所涉及零部件较少，对开发设计要求不高；产品技术、工艺较为简单：生产厂家数量众多，市场竞争激烈；产品毛利率相对较低精密光学镜头部分产品具备变焦功能，结构复杂，镜片数

10、量210片，F/#W2.0,对开发设计要求非常高；零件精度：镜片加工偏心W1中心厚度公差W0.02mm,胶合件胶合需要保证无应力，镀膜可能存在特殊要求，例如膜层损失阈值要求等，粗糙度需要达到Inm以内的超光滑等；装配精度：镜片装调偏心W1空气间隔公差0.02m,并且绝大多数镜片需要根据最终的性能做空气间隔或者偏心的主动装调，以达到更高的性能；最终性能：分辨率280%衍射极限，并且要求在一定景深和焦深范围内依然能够贴近衍射极限近年来，精密机械制造技术和高精度检测技术的快速发展，进一步推动了精密光学镜头制造技术的革新，例如各类遥感镜头、军用及天文望远镜、航空航天相机镜头、强激光镜头、光刻机镜头等，

11、均在功能和性能方面得到快速发展。3 .精密光学系统/仪器人工智能的日益普及和自动化生产设备的广泛推广，掀起了自动化试验、自动化检测、自动化测量仪器和设备的研制浪潮。自动化的光学系统/仪器主要承担了将光学信息数字化的功能，将生成的数字化图像、频谱信息、扫描点云等数字信息，结合各种图像处理算法，提取出目标信息，用以在线指导和辅助人们的工作、进行产品质量的自动鉴别，结合专家系统对样本进行快速筛选，减少后续人工判断的工作量。精密光学系统/仪舞分类及特点分类特点应用领域传统光学系统/仪器人工检查产品的外观缺陷，耗费大量人力及时间；使用特定系统/仪器对产品进行性能检测，耗时耗力；使用替代的尺寸指标控制光学

12、性能，灵敏度不够；利用专业人员的经验，对试验样本/病理样本进行详细分析及查看，资源有限，检测吞吐量小产品检测/精密装配/样本分析领域精密光学系统/仪器利用快速图像采集及形态学方法，进行产品缺陷的自动检测，高效且错误率低：结合机械手臂/自动传送装置等产品分级测量系统；直接利用光学图像法自动检测光学性能指标，取代传统探测量;利用人工智能算法在大量样本中甄别关注特征信息，并提交专家作最终判断，提高效率，减低人员负荷自动化产品检测/精密装配/样本分析领域近年来随着自动精密执行机构、光电探测器件、计算机图形处理能力、图像处理算法、人工智能算法的快速进步，与这些技术紧密结合的光学信息传递系统呈现蓬勃发展的

13、势头。二、精密光学行业发展概况1 .精密光学行业市场规模自上世纪中期激光技术诞生以来，精密光学逐渐成为支撑21世纪高科技发展的核心技术之一。尤其是自上世纪90年代末数字化风潮席卷光电应用产品后，包括精密光学细分领域在内的光电行业迎来了发展机遇，精密光学应用行业范围也越来越广，各类影像输出、输入基本均要使用各式光学产品，为整个行业的长足发展奠定基础。近年来，全球精密光学发展迅速，在工业测量、高端装备制造、激光雷达、航空航天、生命科学、智能设备、军事、科研等领域已被广泛应用。随着上述市场领域的快速发展，精密光学产品需求进一步增加，为世界精密光学行业发展提供了良好的市场前景。德国机械设备制造业联合会

14、(Mechanica1Engineering1ndustryAssociation,VDMA)发布的PhotonicsinGermanyZO19数据显示，2017年全球精密光学产业市场规模约为5,300亿欧元，到2023年将达到8,000亿欧元。自2000年以来，光学器件和光电应用产业步入了快速发展阶段。我国国家层面先后出台的鼓励政策及发展规划，将高精密光学器件加工提升到战略新兴技术层面，为行业提供了良好的发展环境。与此同时.，随着国际精密光学企业大量在中国设厂并与国内光学加工企业建立外协关系，国内优质精密光学企业抓住产业转移的机遇，向现代光学加工企业转型，逐步缩小了与国际先进水平的差距，出现

15、了一批技术与装备较为先进、自动化程度较高、有较强的品质保证与过程控制能力、精密光学产品批量化生产水平具有国际市场竞争力的企业。2 .精密光学应用市场随着现代科学技术的发展，精密光学逐渐向高精度发展，其应用范围也正变得日益广泛。传统光学主要应用于传统照相机、望远镜、显微镜等传统光学产品；消费级精密光学作为智能手机、安防监控摄像机、车载摄像机等产品的核心部件，成为影响终端产品应用效果的重要因素；而工业级精密光学则主要应用于工业测量、激光雷达、航空航天、生命科学、半导体、AR/VR检测等国家重点发展的战略新兴领域，行业空间得到不断释放。目前:越来越多的精密仪器运用了光机电相结合的新技术，推动了其实现了多功能、高性能和低成本的要求，促进了精密光学生产技术的发展及加工工艺的变革。此外，尖端科学技术领域特别是国防工业的技术进步对超精密光学产品提出了新的要求o例如，载人航天、激光武器的光学系统、光纤通讯元件、光集成电路中的微型光学器件，都属于超精密光学器件，其加工精度可达纳米级。国务院国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2023年），确定了极大规模集成电路制造技术及成套工艺、大型飞机、载人航天与探月工程等十六个重大专项，这些重大专项是我国科技发展的重中之重。精密光学技术与产品面向科