光学光电子元器件发展状况

光学光电子元器件发展状况 一、 光学光电子元器件发展状况 光学光电子元器件行业是以光电子技术为核心，与成像、传感、通信、人工智能等技术发展紧密相联。真空镀膜技术在光学镜头、光学传感器等部件的生产制造中均有广泛的应用。随着科技的进步，现代光学和光电子在技术和应用领域紧密交叉、互相融合，应用日益广泛。 目前光学光电子元器件的应用领域中，各类摄像头模组、生物识别技术产品、5G通讯技术和设备的创新是未来光学光电子元器件的主要增量市场。从产业链来看，下游及终端客户对上游光学光电子元器件的要求更加精密、轻薄，加工工艺更加高效、精准、复杂。随着下游智能手机摄像、识别模组的升级、自动驾驶技术的成熟、安防监控摄像机的智能化到无人机的普及等，直接带动光学光电子元器件的市场需求。随着移动通信技术从4G到5G的发展，生物识别技术在消费电子中的应用、芯片材料的改良改进等外部技术的进步，光学光电子元器件行业迎来了良好的发展机遇。据Wind资讯统计，我国2021年光学电子器件产量为10，606．80亿套，较2020年度增长了9．09%。 二、 发展背景：传统电镀危害程度高，促使真空镀膜成为行业发展主流趋势 目前，在电镀行业发展的背景下，出现了越来越多的问题，其中包括粉尘危害、环境污染、触电危险等等。传统的水电镀不仅对环境造成较大的污染，还对人体也造成较大的伤害，并且镀膜的质量不高。随着环保治理和生态红线的刚性倒逼，真空镀膜以高性价比、低污染的优势成为表面处理业内主流技术，一方面，迎合了国家可持续发展的战略，另一方面能够减少不必要的损耗和浪费，起到了节能环保作用。 我国的真空膜技术最早出现在20世纪30年代，直到80年代才出现大规模的应用。当前，我国已成为全球真空镀膜大国，覆盖产品品种超过80%，真空镀膜作为我国的新兴产业，在中低端领域，行业发展速度较快，形成特色鲜明的工艺和产品，并且凭借价格优势逐步占据一部分市场份额。从总体上来看，我国真空镀膜行业经济运行处于平稳状态，且稳中有进。 三、 镀膜设备发展趋势 （一）产能结构有望挑战 我国真空镀膜机行业发展较为成熟，真空镀膜技术创新能力不断增强，产品类型不断丰富，但低档真空镀膜机产能过剩，高档真空镀膜机产品供给不足，大多依赖进口，整体真空镀膜机行业的产品结构有待调整。 （二）产品自动化智能化环保化 真空镀膜技术应用广泛，各种大小型工业产品基本都需要进行镀膜处理，未来真空镀膜机的市场增长趋势稳健，发展前景良好。未来随着计算机技术、微电子技术与真空镀膜技术的结合应用，真空镀膜机的产品性能将进一步提高，尤其是精确性、高效性、稳定性等综合控制性能将大幅度改善，而且高新技术的应用将促使真空镀膜机设备越来越自动化、智能化、环保化。 （三）产品精确性稳定性等逐渐提高 从真空镀膜工艺应用来看，真空镀膜工艺可用于信息记载和存储介质，也可用于传感器、光学仪器中，在集成电路制造、装饰品、显示器、玻璃镀膜等领域也可大量使用。随着工业不断发展进步，对工业产品制作材料的性能要求不断提高，相应的镀膜产品的精确性、稳定性等要求也逐渐提高。 四、 真空镀膜产业现状及趋势分析 在我国大力发展半导体、新一代信息产业、新材料、新能源、航天航空等产业的背景下，我国真空镀膜行业将秉承高质量发展路线，进一步提升技术水平，增强核心竞争力。 真空镀膜是一种由物理方法产生薄膜材料的技术。在真空室内材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上。此项技术最先用于生产光学镜片，如航海望远镜镜片等。后延伸到其他功能薄膜，唱片镀铝、装饰镀膜和材料表面改性等。如手表外壳镀仿金色，机械刀具镀膜，改变加工红硬性。在真空中制备膜层，包括镀制晶态的金属、半导体、绝缘体等单质或化合物膜。 虽然化学汽相沉积也采用减压、低压或等离子体等真空手段，但一般真空镀膜是指用物理的方法沉积薄膜。真空镀膜有三种形式，即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。 真空镀膜是指在真空环境下，将某种金属或金属化台物以气相的形式沉积到材料表面（通常是非金属材料），属于物理气相沉积工艺（PVD）。因为镀层常为金属薄膜，故也称真空金属化。广义的真空镀膜还包括在金属或非金属材料表面真空蒸镀聚合物等非金属功能性薄膜。真空镀膜有三种形式，即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。其中，蒸发物质的分子被电子碰撞电离后，以离子沉积在固体表面，称为离子镀。这种技术是D．麦托克斯于1963年提出的。离子镀是真空蒸发与阴极溅射技术的结合。真空离子镀膜又可分为电弧离子镀、磁控溅射离子镀、空心阴极离子镀膜三种方式。真空镀膜的功能是多方面的，这也决定了其应用场合非常丰富。总体来说，真空镀膜的主要功能包括赋子被镀件表面高度金属光泽和镜面效果，在薄膜材料上使膜层具有出色的阻隔性能，提供优异的电磁屏蔽和导电效果。如手表外壳镀仿金色，机械刀具镀膜等。表面处理的快速发展及广泛应用被认为是制造领域中的重要进展，以其实用性和优质、高效、低耗的特点在制造业、维修业中占领了市场，并且呈稳步上升的态势。目前技术成熟并投入工业实际应用的表面处理技术已多达上百种，表面加工技术不仅是产品内在质量得以保证的关键，也是产品外观质量保证的重要手段。 真空镀膜应用广泛，从较为传统的五金、塑胶、建筑应用等装饰膜产业至光学光电子元器件、集成电路、太阳能光伏、新能源动力电池、医疗器械等功能膜战略新兴产业均有应用。高端、核心真空镀膜技术是解决我国智能装备制造、新材料等领域的关键环节之一，是重要的基础性产业。 五、 中国真空镀膜设备市场发展趋势预测 从真空镀膜工艺应用来看，真空镀膜工艺可用于信息记载和存储介质，也可用于传感器、光学仪器中，在集成电路制造、装饰品、显示器、玻璃镀膜等领域也可大量使用。随着工业不断发展进步，对工业产品制作材料的性能要求不断提高，相应的镀膜产品的精确性、稳定性等要求也逐渐提高。 真空镀膜技术应用广泛，各种大小型工业产品基本都需要进行镀膜处理，未来真空镀膜机的市场增长趋势稳健，发展前景良好。未来随着计算机技术、微电子技术与真空镀膜技术的结合应用，真空镀膜机的产品性能将进一步提高，尤其是精确性、高效性、稳定性等综合控制性能将大幅度改善，而且高新技术的应用将促使真空镀膜机设备越来越自动化、智能化、环保化。 真空镀膜设备，主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，MBE分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。主要思路是分成蒸发和溅射两种。 在全球范围内，由于真空抽气系统的发明，真空镀膜设备产业步入了真正意义上的发展，20世纪上半叶主要是真空镀膜设备制造初步发展阶段，该阶段真空镀膜设备制造及其镀膜工艺相对简单，以功能实现为目的，真空镀膜技术及设备以蒸发镀膜为主，溅射镀膜和离子镀膜技术尚未量产应用，产业未形成规模化体系。20世纪后半段至今，真空镀膜设备制造获得了迅速发展，一是真空镀膜技术的不断补充和完善，溅射镀膜技术以及离子镀膜技术全面应用于真空镀膜，二是随着半导体、微电子等产业的起步和发展，真空镀膜被提升至产业化发展高度，其次是伴随着应用材料、日本光驰、德国莱宝等公司逐步发展壮大，真空镀膜技术应用被充分市场化，引领行业持续迅速发展。 以美国日韩欧洲等国家地区为代表的国外厂商，凭借其先进的技术和长时间的行业经验积累，以及配套的设备结构组件（如真空泵、电源、检测仪器等）和高纯度靶材的优势，在真空镀膜设备及其技术应用方面处于领先地位，行业优秀人才也大部分集中在上述国家地区和领先企业中。我国因庞大的市场需求和强大的产能制造能力，真空镀膜产业近三十年发展迅速，在不同应用领域内呈现出不同的竞争格局，如在传统的五金、塑胶、钟表卫浴等行业，国内真空镀膜设备具备低成本、服务便捷的优势。在消费电子等领域，国产设备已主要参与市场份额竞争，进口替代特征明显，而在集成电路、高端光学（光电）产业，平板显示等产业，国内企业与国外龙头企业差距仍较为明显。近几年，下游行业对真空镀膜设备的需求量一直保持稳定增长。2020年全球真空镀膜设备市场规模为339．78亿美元，2021年全球真空镀膜设备市场规模增长至351．33亿美元。 从国内市场来看，我国真空镀膜设备制造业起步于20世纪60年代，国家计划经济的背景下，我国真空镀膜主要研发投入生产集中在以机械工业部/中科院等所属国企、科研单位等特殊领域，市场化程度不高，包含真空、低温、压力容器等各方面的研究生产。随着我国改革开放和市场经济的发展，90年代起在塑胶、金属制品加工需求的推动下，我国出现一批以代理、贸易为主要业态模式的真空镀膜民营经济体，同时由于国内市场对整机成套设备的需求基本上依赖进口所导致的维修服务缺失，国内真空镀膜企业逐渐形成了以贸工技的发展路线，构成了我国真空镀膜设备制造市场经济的初步发展。进入21世纪，手机普及率的快速上升，应用于手机产业链的塑胶外壳、按键等真空镀膜迅速兴起，国内企业技术积累得到了长足进步，另外在我国基础设施建设迅速发展的背景下，工业玻璃深加工产业（建筑节能玻璃）也进一步推动真空镀膜产业规模增长和技术积累。近十年，智能手机快速取代功能手机，以苹果为代表的消费电子、屏幕显示等产业对真空镀膜需求高速增长，我国真空镀膜产业逐渐从单一的规模增长转变为进口替代的结构化增长，比亚迪、京东方、立讯精密、蓝思科技等一批规模大、工艺技术先进的企业参与全球市场竞争，进一步促进了我国真空镀膜设备产业的高质量发展。在我国大力发展半导体、新一代信息产业、新材料、新能源、航天航空等产业的背景下，我国真空镀膜行业将秉承高质量发展路线，进一步提升技术水平，增强核心竞争力，2021年中国真空镀膜设备行业市场规模485．81亿元，同比增长9．13%，预计2022年中国真空镀膜设备行业市场规模将达到591．51亿元。其中，2021年中国PVD镀膜设备市场规模为268．75亿元，占真空镀膜设备整体规模的55．32%，占比最大；CVD铍膜设备市场规模为178．17亿元，占真空镀膜设备整体规模的36．67%；磁控溅射设备市场规模为33．77亿元，占真空镀膜设备整体规模的6．95%。 六、 镀膜设备市场现状 目前中国正大力发展半导体、新一代信息产业、新材料、新能源、航天航空等产业，在此背景下真空镀膜行业将秉承高质量发展路线，进一步提升技术水平，增强核心竞争力。2021年中国真空镀膜设备行业市场规模485．81亿元，同比增长9．13%，预计2022年中国真空镀膜设备行业市场规模将达到591．51亿元。2021年中国PVD镀膜设备市场规模为268．75亿元，占真空镀膜设备整体规模的55．32%，占比最大；CVD铍膜设备市场规模为178．17亿元，占真空镀膜设备整体规模的36．67%；磁控溅射设备市场规模为33．77亿元，占真空镀膜设备整体规模的6．95%。 七、 中国真空镀膜设备市场发展趋势预测：市场增长趋势稳健，发展前景良好 真空镀膜技术应用广泛，各种大小型工业产品基本都需要进行镀膜处理，未来真空镀膜机的市场增长趋势稳健，发展前景良好。未来随着计算机技术、微电子技术与真空镀膜技术的结合应用，真空镀膜机的产品性能将进一步提高，尤其是精确性、高效性、稳定性等综合控制性能将大幅提升。 我国真空镀膜机行业发展较为成熟，真空镀膜技术创新能力不断增强，产品类型不断丰富，但低档真空镀膜机产能过剩，高档真空镀膜机产品供给不足，大多依赖进口，整体真空镀膜机行业的产品结构有待调整。当前我国真空镀膜设备行业等传统制造业产能过剩已经显现，倒逼效应显著，国家大力发展环保产业，对传统电镀行业予以取缔或转型或限产，这正是离子镀膜行业发展的大好时机。 随着国家对环境保护的日益重视，真空镀膜的高性价比、低污染的特点将成为表面处理业内主流技术。一方面，表面处理技术发展趋势是向低耗能无污染的技术方向发展，真空镀膜技术依附其环保节能、安全可控的特性，配合国家可持续发展战略，市场覆盖率迅速扩大;另一方面，表面处理技术对于被处理对象的表面进行各种改性改造，增强了被处理对象表面的耐磨性、耐腐蚀性、光滑度等属性，