2023年精密光学行业市场规模、市场应用及产业区域布局
思瀚产业研究院 茂莱光学    2023-11-22

（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（Mechanical Engineering Industry Association，VDMA）发布的《Photonics in Germany 2019》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 2022 年将达到 8,000 亿欧元。思瀚发布《2023-2028年中国精密光学行业市场现状及投资前景综合研究报告》

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。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（2006-2020 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技前沿，作为重大技术装备的核心配套部件，在“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”、“大型飞机”、“高分辨率对地观测系统”、“载人航天与探月工程”等国家科技重大专项中，光学系统都起到了关键性作用，为国家科技战略发展提供了重要支撑。

近年来，国内精密光学制造商日益重视技术革新和产品创新工作，不断提高自身产品设计、制造、检测等关键环节技术水平，较大提升了自身产品的品质和稳定性，从而提高了中国精密光学企业的全球竞争力。国内领先的精密光学企业经过持续研发积累，以优质的服务和成本优势，与欧美发达国家知名精密光学企业在高科技、高附加值的工业级精密光学领域展开竞争，国产化替代正在加速。

（3）精密光学应用逐渐从消费级走向工业级

随着智能手机、平板电脑、数码相机等传统 3C 消费电子产品普及率的快速提升，其市场已逐渐成熟，形成了较为稳定的竞争格局。在此背景下，生命科学、半导体、无人驾驶、生物识别、AR/VR 检测等下游领域的发展对精密光学系统提出了更高要求，从而推动了应用领域逐渐从消费级向工业级迈进。

例如，光学系统要传输更高能量密度的激光束，如惯性约束核聚变（ICF）系统和战术激光武器系统等；光学系统要接收和分辨更微弱的光能量，如深空探测系统和高分辨对地观测系统等；光学系统要在极紫外等光学波长的极限波段保持高分辨成像性能，如极紫外光刻系统等。

在科学界，精密光学制造技术正朝着人类制造能力极限迈进，世界各国通过实施各类大型光学工程发展科技、展现国力，助推先进制造、空间探测、航天事业等领域的发展。例如，在深空探测领域，航空器使用的大型口径光学器件在实现超大尺寸（超过 1.5m）的同时，要满足轻量化和超精密的要求，包括λ/10 面型精度和纳米量级表面粗糙度，涉及的材料包括熔石英、零膨胀玻璃及碳化硅等。

在半导体领域，为了满足集成电路制造技术发展的要求，极紫外光刻正在成为世界多个国家发展的核心技术，对光学器件面型精度的要求达到λ/200，表面粗糙度低于 0.1nm，这两项指标均达到甚至超过了当前光学制造技术的极限。

根据弗若斯特沙利文发布的《全球及中国精密光学市场独立行业研究报告》，近年来，受到生命科学、半导体以及生物识别等下游应用领域需求的驱动，工业级精密光学市场从 2019 年的 110.6 亿人民币上升到 2021 年的 135.7 亿人民币，年均复合增长率达到 10.8%。作为当前科技发展的前沿阵地，半导体和生命科学在未来几年仍将吸引大量投入，对工业级精密光学产品的需求有望扩大。

此外，在元宇宙、大数据、AI等技术概念的驱动下，加之人们生活与消费理念的持续升级，无人驾驶以及 AR/VR 等领域呈现爆发式发展的趋势，为工业级精密光学产品带来广阔的空间。预计全球工业级精密光学市场规模将从 2022 年的 159.4 亿人民币增长到 2026 年的 267.6 亿人民币，年均复合增长率为 13.8%。

工业级精密光学设计能力和制造技术的提升是光学技术发展的必然要求，更是科技发展进步的重要基础。目前，我国正在经历经济和科学技术的快速发展期，我国有望抓住多项国家工程实施的有利时机，建立起具有自主知识产权的工业级精密光学制造技术的制造体系。

（4）全球精密光学器件产业区域布局

当前，世界精密光学行业发展已较为成熟，逐渐形成了欧美、日本等发达国家主要从事光机电系统设计，中国等发展中国家偏重于光学器件、系统的制造的产业格局。从全球范围内看，世界精密光学产业主要集中在德国、日本、韩国和中国台湾等发达国家和地区。其中，德国、日本占据着全球精密光学技术的制高点，中国则逐渐成为世界精密光学产业的生产基地。

光学镜片和镜头的研究与制造在德国具有悠久的历史与传统，诞生了以徕卡（Leica）和卡尔 蔡司（Carl Zeiss）等为代表的世界精密光学巨头，尤其是蔡司镜头至今仍为世界镜头制造技术的典型代表。根据德国机械设备制造业联合会（VDMA）发布的数据，德国精密光学产业规模从 2011 年的 270 亿欧元增长至 2018 年的 380 亿欧元，年均增长 5%。

日本精密光学工业自第二次世界大战之后进步迅速，其利用具有吸引力的性能价格比后来居上，在全球精密光学市场中逐渐占据优势，生产企业主要包括佳能（Canon）、尼康（Nikon）、富士（Fuji）、奥林巴斯（Olympus）、智能泰克（Chinontec）、关东辰美（Kantatsu）等。

为进一步降低精密光学产品的制造成本，日本的光学技术逐渐向邻近国家和地区扩散，中国台湾、韩国以及中国大陆在精密光学领域的生产规模日益扩大，涌现出了像台湾亚洲光学、今国光学、大立光等一批具有世界先进水平的精密光学企业。

中国大陆正逐渐成为世界精密光学产业的生产基地。近年来，随着全球发达国家和地区光电产业结构调整的加快，全球精密光学制造正逐渐向中国大陆地区转移。目前，日本、韩国、中国台湾、美国和德国等国家和地区的知名精密光学企业均已在中国大陆设厂生产，市场竞争日趋激烈。

此外，随着国内经济、技术水平的快速提升，各类电子设备制造产业体系逐渐趋于完善，对于精密光学的需求也与日俱增，中国内地正逐步成为世界精密光学的主要生产基地，在理论研究、技术创新、生产制造等方面也逐渐与全球领先企业缩小差距。

未来，全球光学光电子行业向中国大陆转移的趋势仍将延续，这在一定程度上为我国通过技术水平及产品附加值提升从而获得行业重新分工创造了机会，也有利于国内精密光学企业在较高层次上参与全球市场的竞争，为中国精密光学产业发展提供了良好的市场机遇。