对于欧洲未来经济的增长，光子学技术所发挥的重要作用不可低估。事实上，2007年欧洲光电子产品的产量已经超过美国，预计2008年仍会超过美国。然而面对当前全球经济衰退的大环境，未来欧洲光电市场的前景是否依然光明？对此，欧洲光电行业协会（EPIC）秘书长Tom Pearsall，针对欧洲处于世界领先地位的三大关键光电市场给出了独家观点。Tom Pearsall探讨了目前的经济环境可能对欧洲的三大关键光电市场所产生的影响，以及未来一年内这些市场的发展前景。
作者：Tom Pearsall，欧洲光电行业协会（EPIC）秘书长
尽管在过去一年的大部分时间中，欧洲光电市场仍然表现出了持续增长，但是目前全球化的经济衰退无疑会影响整个行业的发展。受经济衰退影响较大的行业，如汽车制造业，将面临严峻的生存挑战；而其他一些行业，如光伏行业，则有可能渡过难关并快速迎来市场反弹。
在欧洲，光子制造业是一个高增长的行业。2007年，欧洲光子制造业的总产值超过540亿欧元（700亿美元），而同年美国光子制造业的产值约为500亿欧元（650亿美元）。估计2008年欧洲光子制造业的总产值已经达到了610亿欧元（790亿美元）。
在欧洲，光伏、国防、光学传感与系统、生产技术、自动测量与机器视觉、医疗技术以及照明这七大行业，都对欧洲整个光电市场的发展贡献着不小的力量；而且，欧洲的光伏、激光制造和照明这三大行业还处于世界领先水平（见图1）。
图1：2007年，欧洲光电市场的总产值为560亿欧元。其中，欧洲的光伏、激光制造和照明这三大行业，在世界上处于领先水平。
光伏业
2008年，光伏行业经历了又一个繁荣增长。2008年，全球范围内共安装了发电能力近6GW的太阳能/光伏（PV）设施，比2007年增加了67％，使全球太阳能发电总能力提高到了14.7GW。2008年，欧洲太阳能/光伏设施的安装量位居全球首位，占全球安装量的3/4。2008年全球安装的太阳能/光伏设施中，有40％位于西班牙，这使西班牙超过了德国、在太阳能/光伏设施安装方面居于领先地位（见图2）。
图2：2008年，超过3/4的光伏设施是在欧洲安装的。
是什么原因使欧洲成为了太阳能/光伏产业发展的热土呢？当然不是因为这里的阳光充足！各地的光伏市场都是由税收抵免或关税补贴等政府津贴的方式来推动的。在过去几年中，欧洲政府为太阳能/光伏产业提供了大力的扶持政策，特别是德国和西班牙。日本夏普公司和德国Q-cells公司是全球领先的太阳能/光伏组件制造商，这两家公司每年的产量大约分别占全球产量的11％。
在目前已经安装的光伏系统中，超过85％的系统都是基于晶体硅或多晶硅的。光伏的性能由“每瓦成本”来衡量，目前晶硅方法能获得最好的性能。但是从长远来看，晶硅技术并不具备可持续发展的特性，因为没有足够的硅原料，而且要实现光伏产业为世界能源供给作出重大贡献（即能源供给超过所需能源的10％）的目标，目前也不具备足够的硅光伏电池生产能力。因此，未来必须要开创新方法。
薄膜太阳能/光伏电池似乎前景光明。目前薄膜太阳能/光伏发电的“每瓦成本”已经与晶硅技术的成本相当，并且每年都在取得显著进展。相比之下，晶硅技术的进展则在放缓。在2008年全球所安装的太阳能/光伏设施中，有15%采用了薄膜技术。目前，非晶硅、碲化镉（CdTe）和铜铟镓硒（CuInGaSe2）是在商业化生产中较为领先的几种薄膜技术。基于二氧化钛（TiO2）纳米晶体薄膜的染料敏化太阳能电池和有机光伏薄膜电池，在开发阶段都显示出了一定的发展前途。[1] 薄膜方法也能在柔性衬底上沉积，如金属或塑料衬底。在柔性衬底上制造是迈向卷带式（roll-to-roll）制造的一个步骤，后者将有望大大降低制造成本、提高生产量。
多接面太阳能/光伏和聚集型太阳能/光伏技术，是通过提高转换效率来降低“每瓦成本”的两种不同方法。今年1月，位于德国弗赖堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所报道，多接面太阳能电池已经创下了高达41％的转换效率纪录（晶硅光伏电池的转换效率的理论极限低于27％）。
在德国，大多数太阳能/光伏设施是由个人安装的，无疑这些人想从政府津贴方面捞到好处。由于安装太阳能/光伏设施通常需要获得一定数量的贷款，2009年的安装决定可能会因为疲软的经济环境、就业的不确定性，以及难以获得信贷等因素而延迟。2007年，德国的太阳能/光伏市场增长了60％，但2008年的增长率只有40％。消费者对经济的信心将决定2009年德国太阳能/光伏市场的增长幅度。
在西班牙，大多数太阳能/光伏设施都是具备50～100MW发电能力的大型装置，并且都是由包括电力公司和地方政府的国际工程联合会安装的。2008年，西班牙安装的太阳能/光伏设施的发电能力为2.5GW。2008年10月，西班牙政府决定通过限制津贴的方式来降低该国太阳能/光伏设施的增长率，每年仅补贴500MW的建设能力。由于这项决定，2009年西班牙新安装的光伏设施的发电能力将下降80％。
美国是太阳能/光伏设施安装的第四大国，发电能力为1.2GW，这得益于美国政府全面的税收信贷计划，其在2008年10月被选定为援救银行业计划的一部分。与德国一样，消费者的信心和信贷供应能力将对2009年美国光伏市场的发展起到决定作用。
综合考虑以上诸多因素，根据目前的价格，预计2009年全球安装的光伏设施的发电能力将达3.6GW。这将比2008年创下的最高纪录下降38％。受益于成熟的市场和大规模的安装基础，2009年德国仍将在光伏发电能力方面保持世界第一的位置。到2009年年底，美国、西班牙和日本这三个国家将有可能在光伏发电能力方面达到同等水平。
激光器制造业
来自瑞士市场调研公司Optech Consulting的报告显示，2008年全球工业激光器的市场份额为65亿欧元（84.5亿美元）。激光切割和激光焊接已经通过降低成本、减少浪费、提高生产速度等优势，为生产制造业带来了一场革命。这项新技术受益最明显的行业莫过于汽车行业，这也是欧洲的一个主要行业。目前，已经有各种各样的激光技术用于材料加工领域（见图3）。用于材料加工领域的激光器的市场份额约为24亿欧元（30亿美元），目前该市场主要由CO2激光器和固体激光器所主导。
图3：2008年，全球用于材料加工的激光器的总体市场份额为24亿欧元（30亿美元），目前该市场主要由CO2激光器和固体激光器主导。CO2激光器主要用于高功率切割、焊接、打标以及各种低功率应用。固体激光器应用广泛，主要包括高功率切割与焊接、精密焊接、切割、钻孔、打标和微加工等。准分子激光器用于光刻和各种微加工应用。高功率半导体激光器用于焊接、表面处理以及塑料焊接等。（来源：Optech Consulting）
与光伏市场相比，在过去8年中，激光制造业的增长比较平缓，每年的增长率约为5％。然而，光纤激光器的出现却为这部分市场增添了新的变数。虽然在材料加工市场，光纤激光器仅占7％左右的市场份额，但是自2005年以来，其高达42%的复合年增长率却给人们留下了深刻的印象。在某些特定的材料加工应用中，光纤激光器能以更好的光束质量、更低的成本实现更快的加工速度。另外由于光纤激光器的价格定位，也使其有望在激光加工领域获得重要的市场份额。[2]
欧洲正在加强光纤激光器的研发力度，以探索和研究光纤激光器在材料加工等传统市场和医疗等新兴市场中的应用可行性。例如，欧洲一项为期4年的名为“领先的光纤激光器技术（Leadership in Fiber Laser Technology）”的研发项目，将投资1700万欧元（2200万美元）开发新型高亮度光纤激光器。
光纤激光器若要在材料加工、医疗诊断、信息技术和国防等诸多应用领域取代现有的激光技术，还需要更多的研发工作。Optech Consulting公司的Arnold Mayer强调，材料加工包含多种应用，每种应用都需要自己的一套激光参数，而光纤激光器并不能满足所有这些需求。材料加工市场远非一个应用需求相同的市场。
切割薄平面板材是材料加工领域最大的一种应用，在这种应用中，波长1µm的光纤激光器具有诸多优势。光纤激光器在该领域获得更大市场份额的关键在于其自身性能的改善，尤其是解决与光纤的光暗化效应相关的问题，以及为切割较厚的材料开发改良的加工技术。
大约超过50％的工业激光器是用于切割和焊接的。工业用激光器市场的收入主要取决于汽车行业在新型制造资源方面的投资。在2008年工业用激光器系统总收入中，有22％的收入来自微加工应用，如用于平板显示器制造或是光伏板制造的直接激光光刻应用。2009年，汽车产量的大幅削减，将会对工业用激光器的总收入产生重要的负面影响。
预计2009年工业用激光器的总体收入将下降31％，从2008年的65亿欧元（84亿美元）下降到45亿欧元（58亿美元），下降到2003年的收入水平。
罗芬公司技术总监Ulrich Hefter表示，“在日益增长的激光材料加工市场，2008年光纤激光器占据了大约7％的市场份额，2007年为6％；这表明光纤激光器正在获得更多的市场份额，但与CO2激光器和固体激光器（两者占据约72％的市场份额）相比，市场份额依然较小。当然，对于一项刚刚进入市场的新技术来讲，这种情况也是正常的。”随着光纤激光器逐渐成为一种主流的制造工具，Hefter预计，市场上将会出现多种技术共存的局面，而不会有哪种技术能占据绝对主导地位。
对于当前的业务形势，Hefter补充说：“公司的机床业务（包括激光器）已下降了约50％。这不仅受到了汽车制造业不景气的影响，而且整个行业的复苏也不单来自汽车业务。”
2009年，光纤激光器将会继续在薄金属板加工领域争得市场份额（在整体市场下滑的情况下）。在该领域，光纤激光器将凭借更快的加工速度、更低的成本和更加小巧的体积而独具优势。欧洲光电行业协会预计，2009年光纤激光器的总体收入为1.8亿欧元（2.33亿美元），将比2008年下跌26％，该下滑幅度比IPG公司预计的15％更大。IPG是光纤激光器行业的领导者，占据着75％的光纤激光器市场份额。
照明业
2007年，全球照明市场的总收入为438亿欧元（570亿美元），其中荷兰飞利浦和德国欧司朗这两家占主导地位的欧洲公司占据了42％的市场份额。在全球照明市场中，LED照明市场备受关注。超高亮度（UHB）LED市场领先的制造商是日本Nichia公司，占据了20％的市场份额；紧随Nichia之后的是欧司朗，占据的市场份额约为10％；飞利浦和剩余的几家公司占据4％～6％的市场份额。几乎有一半的UHB LED是由日本公司生产的（见图 4）。[3]
图4：2007年，日本厂商主导了全球超高亮度（UHB）LED的生产。2008年UHB LED的总体市场规模约为34亿欧元（44亿美元）。
在全球照明市场收入中，大约有1/5的收入来自出能源效率低下的白炽灯的销售，到2012年，欧洲将停止使用白炽灯。荧光灯装置及荧光灯泡占74％的销售额，高强度气体放电灯占据15％的份额，卤素灯占8％。2007年，UHB LED占据3％的照明市场。来自市场调研公司Strategies Unlimited 的数据显示，2007年全球UHB LED市场的总收入为34亿欧元（44亿美元），2008年的情况基本与2007年持平。欧司朗和飞利浦在用高效率的紧凑型荧光灯（CFL）取代白炽灯方面，打响了积极战役。大部分CFL是在中国制造的，这使CFL市场获得了较为强劲的增长。
虽然LED和CFL具有类似的电光转换效率，但两者在性能和价格上却有所不同。CFL的价格大约是LED价格的1/5，因此在未来的几年中，LED在消费照明市场上不太可能具备竞争力。然而，在能够实时控制强度、色彩再现、光线定位，并能响应实际周围环境的智能信息与通信技术（ICT）网络中所使用的LED，将使商业市场受益。因此，LED照明系统的未来，将有赖于LED与其他光源的集成，必须能充分发挥LED在提供高质量照明和智能照明方面所固有的优势。
在商业楼宇建筑中，很有可能通过开发智能LED照明，节省巨大的能源消耗。实施智能照明，将对降低温室气体排放和减缓全球变暖起到直接的积极作用。温室气体排放和全球变暖在欧洲是一个重要问题，目前德国、波兰以及许多东欧国家仍然在通过燃煤来产生大部分电力。
LED的性能仍有改善的空间。根据德国Perkin-Elmer Optoelectronics公司所做的测量报告，目前最好的UHB LED的电光转换效率还不到25％。飞利浦Color Kinetics公司的工程副总裁Kevin Dowling表示，在LED层，电子几乎100％转换为光子，而这仅仅是形成一个高性能照明器件的很多重要因素中的一个。热管理是一个必须要改善的因素，其目标是使产生的热量低于光输出功率的25％，进而减少能量损失（见图5）。
图5：LED照明光源是需要共同工作的互动子系统的一个集合。目前性能最高的LED的电光转换效率仍然不到50％，尽管器件的量子效率接近90％。LED性能可取得进展的一个关键领域是热管理。热损失是提高LED光输出功率的主要障碍。
LED在户外照明市场的增长，与能源效率的改善密切相关。2009年欧洲的LED项目建设已经计划了好几年，并且项目基金已经有了着落。2009年，户外照明用LED在销售数量方面至少将保持25％～30％的增长。然而，正如Haitz’s定律所描述的那样，随着LED技术的不断发展，产品性能将不断提高，但是其平均销售价格将会日益下降，所以预计2009年这部分市场的收入增长仅为5％～10％。
汽车行业正在经历严酷的寒冬。丰田公司（可以堪称是世界上最成功的汽车制造商）日前宣布，与2008年2月相比，2009年2月其汽车产量降低了40％。豪华轿车产量的下降幅度最大，而豪华轿车正是LED照明大量使用的地方。与建筑照明市场不同，汽车制造商正在快速响应经济衰退，他们也不大可能为市场好转而建立LED照明产品库存，特别是在有Haitz’s定律做指导的前提下。预计2009年用于汽车照明的LED的销售数量将下降50％。
平板显示器市场是全球光电市场中最大的一个市场，2007年平板显示器市场的销售额超过850亿美元。2008年，平板显示器市场趋于平稳，这在很大程度上是受经济环境恶化的影响，也是因为手机行业尚未有新一代产品推出。索尼爱立信是手机市场中的一个重要角色，其在2009年第一季度手机销量下降37％的基础上，已经发出了盈利警报。分析师预测，2009年，全球手机销量将下降15％。
总体来看，预计2009年UHB LED的销量将下降10％，总收入将为25亿欧元（32亿美元），将比去年下降27％，退回到2004-2005年的水平。然而这个预测是从全球市场考虑的，期待着欧洲市场受到的影响会小一些，因为欧洲没有平板显示器制造业务，这部分业务几乎完全集中在亚洲地区。
光子学是一个全球性的产业，欧洲光学元器件及系统的生产，正在为该地区的经济发展做出强大的、稳定的、越来越重要的贡献，其中有三个领域的贡献尤其突出：即光伏、激光制造和固态照明。目前全球性的经济衰退将会对欧洲光子生产行业产生一定的负面影响，这同世界其他地方一样。一些行业，如电信似乎比其他行业表现稍好些；而与汽车制造业联系紧密的行业，如UHB LED和高功率激光器，将面临严峻的挑战。2009年光伏市场将充满动荡，主要是受到巨大的库存和政府部门津贴变化的影响。在这场经济衰退中，了解消费者将如何树立消费信心尚且为时过早。然而，从长远来看，太阳能/光伏市场的未来依旧光明，只要经济能够重新回到稳定增长的轨道上，太阳能/光伏市场将会呈现出强劲的增长。
参考文献
1. In 2009, EPIC is organizing a workshop on thin-film and third-generation solar-PV technologies and markets. For more information see www.epic-assoc.com
2. In 2008, EPIC hosted an industry workshop in Dresden to examine the potential of fiber lasers. The report from this workshop is available through Optech Consulting (www.optechconsulting.com).
3. In 2007, EPIC organized an international workshop in Berlin in 2007 to examine both production and marketing issues for LED lighting. The report from this workshop is available through Yole Développement (www.yole.fr)
责任编辑：solar_robot
