一、精密光學(xué)行業(yè)向工業(yè)級(jí)消費(fèi)市場不斷拓展
精密光學(xué)是一種高度精確的技術(shù)，其應(yīng)用范圍涵蓋了很多領(lǐng)域，如航天、國防、醫(yī)療、通訊等。它主要關(guān)注設(shè)計(jì)和制造各種高精度的光學(xué)元件和系統(tǒng)，例如透鏡、棱鏡、反射鏡、光柵等。這些光學(xué)元件可以用于調(diào)節(jié)和控制光線的傳輸和聚焦，并且在各種高精度的設(shè)備中被廣泛應(yīng)用。
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國精密光學(xué)行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與投資前景預(yù)測報(bào)告（2023-2030年）》顯示，光學(xué)器件（或“光學(xué)元件”）是指利用光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)各種觀察、測量、分析記錄、信息處理、像質(zhì)評(píng)價(jià)、能量傳輸與轉(zhuǎn)換等功能的光學(xué)系統(tǒng)中的主要器件，是各種光學(xué)儀器、圖像顯示產(chǎn)品、光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備核心部件的重要組成部分。根據(jù)精度和用途的不同，可分為傳統(tǒng)光學(xué)器件和精密光學(xué)器件，其中精密光學(xué)器件根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同可進(jìn)一步細(xì)分為消費(fèi)級(jí)精密光學(xué)器件及工業(yè)級(jí)精密光學(xué)器件。
精密光學(xué)器件分類
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細(xì)分類型 |
精度要求 |
應(yīng)用領(lǐng)域 |
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傳統(tǒng)光學(xué)器件 |
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①面形：面形差于 N=10/△N=3 ②鍍膜：增透膜，R＜1% 高反膜，R＞90% ③表面光潔度：差于60/40 |
傳統(tǒng)照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等傳統(tǒng)光學(xué)產(chǎn)品 |
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精密光學(xué)器件 |
消費(fèi)級(jí)精密光學(xué)器件 |
①面形：面形精度相當(dāng)于 N=5/△N=2 ②鍍膜：增透膜，Ravg＜0.5% 高反膜，R＞95% 分光膜，T/R=1:1，7:3? ③表面光潔度：差于40/20 |
智能手機(jī)、投影機(jī)、數(shù)碼類照相機(jī)、攝像機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品 |
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工業(yè)級(jí)精密光學(xué)器件 |
①面形：面形精度相當(dāng)于 N=2/△N=0.5 ②鍍膜：增透膜，Ravg＜0.25% Rmin＜0.5% 高反膜，R＞99.5% 高端濾光片，T＞92%，OD＞8 ③表面光潔度：優(yōu)于20/10 |
多光譜相機(jī)、工業(yè)測量、激光雷達(dá)、AR/VR 檢測儀器、基因測序儀、遙感衛(wèi)星、半導(dǎo)體封裝與檢測等 |
精密光學(xué)鏡頭是以精密光學(xué)器件為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的模組，組裝、加工而成的光 學(xué)組件，對(duì)分辨率、對(duì)比度、景深以及各種像差等成像質(zhì)量的關(guān)鍵性指標(biāo)起著決定性的作用。根據(jù)光學(xué)鏡頭產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性、制造工藝的難易程度不同，可分為傳統(tǒng)光學(xué)鏡頭和精密光學(xué)鏡頭。
光學(xué)鏡頭分類及特點(diǎn)
| 分類 | 特點(diǎn) |
| 傳統(tǒng)光學(xué)鏡頭 | ①基本為定焦鏡頭產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)簡單，所涉及零部件較少，對(duì)開發(fā)設(shè)計(jì)要求不高；②產(chǎn)品技術(shù)、工藝較為簡單；③生產(chǎn)廠家數(shù)量眾多，市場競爭激烈；④產(chǎn)品毛利率相對(duì)較低 |
| 精密光學(xué)器件 | ①部分產(chǎn)品具備變焦功能，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鏡片數(shù)量≥10 片，F(xiàn)/#≤2.0，對(duì)開發(fā)設(shè)計(jì)要求非常高；②零件精度：鏡片加工偏心≤1'，中心厚度公差≤0.02mm，膠合件膠合需要保證無應(yīng)力，鍍膜可能存在特殊要求，例如膜層損失閾值要求等，粗糙度需要達(dá)到 1nm 以內(nèi)的超光滑等；③裝配精度：鏡片裝調(diào)偏心≤1'，空氣間隔公差≤0.02m，并且絕大多數(shù)鏡片需要根據(jù)最終的性能做空氣間隔或者偏心的主動(dòng)裝調(diào)，以達(dá)到更高的性能；④最終性能：分辨率≥80％衍射極限，并且要求在一定景深和焦深范圍內(nèi)依然能夠貼近衍射極限 |
資料來源：網(wǎng)絡(luò)，觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
人工智能的日益普及和自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的廣泛推廣，掀起了自動(dòng)化試驗(yàn)、自動(dòng)化檢測、自動(dòng)化測量儀器和設(shè)備的研制浪潮。自動(dòng)化的光學(xué)系統(tǒng)/儀器主要承擔(dān)了將光學(xué)信息數(shù)字化的功能，將生成的數(shù)字化圖像、頻譜信息、掃描點(diǎn)云等數(shù)字信息，結(jié)合各種圖像處理算法，提取出目標(biāo)信息，用以在線指導(dǎo)和輔助人們的工作、進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量的自動(dòng)鑒別，結(jié)合專家系統(tǒng)對(duì)樣本進(jìn)行快速篩選，減少后續(xù)人工判斷的工作量。
精密光學(xué)系統(tǒng)/儀器分類及特點(diǎn)
| 分類 | 特點(diǎn) | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
| 傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)/儀器 | 人工檢查產(chǎn)品的外觀缺陷，耗費(fèi)大量人力及時(shí)間；使用特定系統(tǒng)/儀器對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行性能檢測，耗時(shí)耗力；使用替代的尺寸指標(biāo)控制光學(xué)性能，靈敏度不夠；利用專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)樣本/病理樣本進(jìn)行詳細(xì)分析及查看，資源有限，檢測吞吐量小 | 產(chǎn)品檢測/精密裝配/樣本分析領(lǐng)域 |
| 精密光學(xué)器件 | 利用快速圖像采集及形態(tài)學(xué)方法，進(jìn)行產(chǎn)品缺陷的自動(dòng)檢測，高效且錯(cuò)誤率低；結(jié)合機(jī)械手臂/自動(dòng)傳送裝置等產(chǎn)品分級(jí)測量系統(tǒng)；直接利用光學(xué)圖像法自動(dòng)檢測光學(xué)性能指標(biāo)，取代傳統(tǒng)探測量；利用人工智能算法在大量樣本中甄別關(guān)注特征信息，并提交專家作最終判斷，提高效率，減低人員負(fù)荷 | 自動(dòng)化產(chǎn)品檢測/精密裝配/樣本分析領(lǐng)域 |
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近年來，受到生命科學(xué)、半導(dǎo)體以及生物識(shí)別等下游應(yīng)用領(lǐng)域需求的驅(qū)動(dòng)，工業(yè)級(jí)精密光學(xué)市場從2018年的103.2億人民幣上升到2022年的146.9億人民幣。作為當(dāng)前科技發(fā)展的前沿陣地，半導(dǎo)體和生命科學(xué)在未來幾年仍將吸引大量投入，對(duì)工業(yè)級(jí)精密光學(xué)產(chǎn)品的需求有望擴(kuò)大。此外，在元宇宙、大數(shù)據(jù)、AI、等技術(shù)概念的驅(qū)動(dòng)下，加之人們生活與消費(fèi)理念的持續(xù)升級(jí)，無人駕駛以及AR/VR等領(lǐng)域呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展的趨勢(shì)，為工業(yè)級(jí)精密光學(xué)產(chǎn)品帶來廣闊的空間。預(yù)計(jì)全球工業(yè)級(jí)精密光學(xué)市場規(guī)模2023年將達(dá)到163.8億元。
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二、行業(yè)挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，企業(yè)需補(bǔ)足短板
1、行業(yè)優(yōu)勢(shì)
（1）良好政策環(huán)境為精密光學(xué)發(fā)展提供有利保障
近年來，國家陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)政策，持續(xù)引導(dǎo)和鼓勵(lì)精密光學(xué)行業(yè)的發(fā)展。例如，《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出，加快研制高功率光纖激光器、掃描振鏡、動(dòng)態(tài)聚焦鏡及高性能電子槍等配套核心器件，提升軟硬件協(xié)同創(chuàng)新能力。《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出，研制滿足高速光通信設(shè)備所需的光電子集成器件；突破光電子器件制造的標(biāo)準(zhǔn)化難題和技術(shù)瓶頸，建立和發(fā)展光電子器件應(yīng)用示范平臺(tái)和支撐技術(shù)體系，推動(dòng)我國信息光電子器件技術(shù)和集成電路設(shè)計(jì)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
（2）科技創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，推動(dòng)市場需求不斷增加
精密光學(xué)行業(yè)是集光學(xué)設(shè)計(jì)、超精密加工、材料學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)、電子學(xué)等先進(jìn)科技于一體的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。隨著電子信息技術(shù)的日新月異，更新?lián)Q代速度越來越快，光學(xué)產(chǎn)品精密度要求愈加提高，光學(xué)鏡頭及其模組等光學(xué)產(chǎn)品在各類高端產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的重要性不斷提升，市場需求將持續(xù)保持增長。同時(shí)受益于科技的快速發(fā)展和創(chuàng)新，精密光學(xué)產(chǎn)品可以更多地和電子通信產(chǎn)品相結(jié)合，創(chuàng)造更多的市場需求，帶動(dòng)精密光學(xué)行業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展。
2、行業(yè)劣勢(shì)
（1）知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)難度大
精密光學(xué)技術(shù)和產(chǎn)品推出市場后容易被模仿和復(fù)制，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)難度較大，侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)高。同時(shí)由于我國知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)還不完善，企業(yè)維權(quán)成本較高，不利于行業(yè)整體的進(jìn)步和創(chuàng)新，容易造成行業(yè)惡性競爭和不良競爭。
（2）環(huán)保要求高
由于精密光學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中需要使用大量化學(xué)品和能源，對(duì)環(huán)境的影響較大。同時(shí)由于環(huán)保污染的產(chǎn)生，需要企業(yè)使用大量資金和精力處理環(huán)保問題。因此，環(huán)保問題的存在使得企業(yè)經(jīng)營壓力較大，壓縮了行業(yè)的經(jīng)營利潤。
3、行業(yè)機(jī)會(huì)
（1）由消費(fèi)級(jí)邁向工業(yè)級(jí)，精密光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)張
精密光學(xué)行業(yè)的發(fā)展受下游整機(jī)設(shè)備產(chǎn)品需求的變化而變化。近幾年，隨著智能手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等消費(fèi)類電子產(chǎn)品普及率的快速提升，行業(yè)整體進(jìn)入飽和期。與此同時(shí)，隨著國家大力推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，提升創(chuàng)新能力，進(jìn)一步發(fā)展壯大新一代信息技術(shù)、高端裝備等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，新興領(lǐng)域需求的高速成長帶動(dòng)了精密光學(xué)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。光電產(chǎn)業(yè)下游產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整帶動(dòng)了處于產(chǎn)業(yè)鏈中游的精密光學(xué)行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，向半導(dǎo)體、生命科學(xué)、AR/VR檢測等高端科技應(yīng)用領(lǐng)域靠攏。未來，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，精密光學(xué)在該等領(lǐng)域的應(yīng)用將朝縱深化發(fā)展，終端市場的需求增長亦將拉動(dòng)精密光學(xué)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈整體市場規(guī)模增長。
（2）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)移帶動(dòng)我國精密光學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展
隨著經(jīng)濟(jì)全球化和發(fā)達(dá)國家光電產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整加快，全球光學(xué)產(chǎn)業(yè)正逐漸向中 國內(nèi)地轉(zhuǎn)移，德國、美國、日本、我國臺(tái)灣地區(qū)的知名光學(xué)企業(yè)已在中國大陸設(shè)廠，帶動(dòng)了國內(nèi)精密光學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著技術(shù)水平的不斷提升，本土精密光學(xué)企業(yè)正在逐步追趕國際先進(jìn)水平，出現(xiàn)了一批技術(shù)與裝備先進(jìn)、自動(dòng)化程度較高、有較強(qiáng)的品質(zhì)保證與過程控制能力、精密光學(xué)批量化生產(chǎn)水平具有國際市場競爭力的企業(yè)，能夠立足全球精密光學(xué)產(chǎn)業(yè)平臺(tái)并全面參與全球高端市場的競爭，為中國精密光學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的市場機(jī)會(huì)。
4、行業(yè)威脅
（1）核心設(shè)備依賴進(jìn)口
精密光學(xué)行業(yè)是一個(gè)資金密集并融合了光學(xué)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)等諸多當(dāng)代先進(jìn)科技的技術(shù)引領(lǐng)型產(chǎn)業(yè)。一方面，精密光學(xué)行業(yè)對(duì)自動(dòng)化精密生產(chǎn)、檢測設(shè)備的投入要求較大；另一方面，精密光學(xué)行業(yè)的技術(shù)含量較高，核心工藝設(shè)備的先進(jìn)水平直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和良品率高低，直接決定企業(yè)在市場競爭中的成本優(yōu)勢(shì)，并對(duì)產(chǎn)能規(guī)模提升形成制約。長期以來，我國行業(yè)相關(guān)的關(guān)鍵制造、檢測設(shè)備較為依賴進(jìn)口，例如德國萊寶生產(chǎn)的鍍膜機(jī)等，而國內(nèi)生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備可靠性較低，從而給我國精密光學(xué)行業(yè)的發(fā)展帶來了一定的挑戰(zhàn)。
（2）高端人才短缺
精密光學(xué)行業(yè)在方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要系統(tǒng)利用光學(xué)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、電子控制、軟件設(shè)計(jì)和精密加工等諸多技術(shù)；生產(chǎn)組裝環(huán)節(jié)對(duì)部件加工精度、組裝精度、自動(dòng)化設(shè) 備及工具都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時(shí)還需要生產(chǎn)廠商具備精益求精的工藝，以嚴(yán)格管控機(jī)電配合、零件加工精度、組裝偏芯、零件內(nèi)部應(yīng)力、鏡片間隙及零件熱脹冷縮；檢驗(yàn)環(huán)節(jié)則通常需要超高精度加工檢測設(shè)備，以及經(jīng)驗(yàn)豐富、功底深厚的專家團(tuán)隊(duì)。因此，精密光學(xué)行業(yè)對(duì)于多學(xué)科復(fù)合型人才、經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)工程人員的要求較高。但是目前，我國勞動(dòng)力供求的結(jié)構(gòu)性矛盾突出，能滿足精密光學(xué)行業(yè)需要的高端技術(shù)人才較為短缺，成為業(yè)內(nèi)企業(yè)規(guī)模擴(kuò)張的重要挑戰(zhàn)
精密光學(xué)行業(yè)SWOT圖
資料來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
當(dāng)前行業(yè)的優(yōu)勢(shì)主要來自于良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和政治環(huán)境，機(jī)會(huì)主要來自于下游需求市場的擴(kuò)大以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的需要。行業(yè)的劣勢(shì)主要來自于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的不完善以及嚴(yán)峻的環(huán)保問題，此外企業(yè)還需要面對(duì)核心設(shè)備依賴進(jìn)口的問題。因此精密光學(xué)企業(yè)需要把握好市場機(jī)會(huì)，并不斷加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，避免核心設(shè)備“卡脖子”的問題。
三、細(xì)分領(lǐng)域較大，行業(yè)競爭格局較為分散
目前，我國精密光學(xué)行業(yè)整體市場空間較廣闊，但市場集中度較高，2021年，CR5為46%；市場分散且廣闊，呈現(xiàn)差異化競爭格局，尚未形成激烈的爭奪。主要是因?yàn)槲覈芄鈱W(xué)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈較長，細(xì)分領(lǐng)域產(chǎn)品種類眾多，不同領(lǐng)域之間存在較大的技術(shù)壁壘，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益較小。2022年，新進(jìn)入行業(yè)的企業(yè)數(shù)量有所增加，行業(yè)競爭加劇，行業(yè)集中度有所下降，預(yù)計(jì)2022年行業(yè)集中度CR5為40%。
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全球市場上，歐美精密光學(xué)企業(yè)處于領(lǐng)先地位，美國 Newport 公司、德國 Jenoptik 公司為全球精密光學(xué)行業(yè)的標(biāo)桿企業(yè)。國內(nèi)市場上，頭部企業(yè)的主營業(yè)務(wù)均含有精密光學(xué)，業(yè)務(wù)占比大部分都高于20%。主要企業(yè)有福光股份、永新光學(xué)、福特科、藍(lán)特光學(xué)、騰景科技。
主要企業(yè)簡介
| 公司名稱 | 主要產(chǎn)品 | 市場地位 |
| 福光股份 | 光學(xué)鏡頭、光電系統(tǒng)及光學(xué)元組件，分為定制產(chǎn)品和非定制產(chǎn)品 | 國內(nèi)最重要的特種光學(xué)鏡頭、光電系統(tǒng)提供商之一； 2017 年在全球安防視頻監(jiān)控鏡頭銷量市場占有率達(dá)到 11.8%，全球排名第三，其中變焦鏡頭全球銷量排名第 二，市場占有率約為 8.9%；2016 年在全球 4K 高清鏡頭 的市場占有率達(dá)到 65.8%；2018 年率先設(shè)計(jì)開發(fā)出25-300mm、8K高清連續(xù)變焦鏡頭。 |
| 永新光學(xué) | 光學(xué)顯微鏡、光學(xué)器件組件和其他光學(xué)產(chǎn)品 | 專注光學(xué)元件組件加工領(lǐng)域與顯微鏡研發(fā)及生產(chǎn)領(lǐng)域，研發(fā)能力、生產(chǎn)工藝水平、快速響應(yīng)客戶需求能力、生產(chǎn)成本控制能力均處于行業(yè)領(lǐng)先地位，客戶包括新美亞、日本尼康、徠卡相機(jī)、徠卡顯微系統(tǒng)、德國蔡司、美國捷普等知名企業(yè)。 |
| 福特科 | 精密光學(xué)元組件、精密光學(xué)鏡頭 | 業(yè)務(wù)規(guī)模居于國內(nèi)光學(xué)企業(yè)的第二梯隊(duì)。2018 年在全球安防視頻監(jiān)控鏡頭市場占有率達(dá)到 5.6%，全球排名第六。在 720P-960P、4K 等高清、超高清視頻監(jiān)控鏡頭市場占有率分別排名第四和第三。在精密光學(xué)元件組件領(lǐng)域，擁有 DANAHER、ALIGN、TRUMPF、NOVA 等知名客戶，精密光學(xué)鏡頭領(lǐng)域的主要客戶包括華為、大華股份、宇視科技、高德紅外等。 |
| 藍(lán)特光學(xué) | 光學(xué)棱鏡、玻璃非球面透鏡、玻璃晶圓、汽車后視鏡、玻璃球面透鏡、玻璃平片、光學(xué)鏡頭 | 在光學(xué)棱鏡、玻璃非球面透鏡、玻璃晶圓、汽車后視鏡四大領(lǐng)域均處于行業(yè)先進(jìn)水平，與 AMS 集團(tuán)、康寧集團(tuán)、麥格納集團(tuán)、舜宇集團(tuán)等知名企業(yè)有穩(wěn)定的合作關(guān)系。在 AMS 集團(tuán)（蘋果供應(yīng)鏈中光學(xué)傳感器最主要的供應(yīng)商）3D 結(jié)構(gòu)光人臉識(shí)別部件雙面紅外反射長條棱鏡產(chǎn)品上占據(jù)同類產(chǎn)品采購總量的80%以上。 |
| 騰景科技 | 精密光學(xué)元件、光纖器件 | 公司的數(shù)據(jù)中心用 CWDM 濾光片、應(yīng)用于 WSS 模塊的光學(xué)元件、高功率鍍膜光纖線等產(chǎn)品具有較高的市場影響力；與全球主要的光模塊廠商 Finisar、Lumentum 和主要的激光器廠商IPG、銳科激光等均建立了合作。 |
資料來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理(Qmm)
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