Advanced Optics-Marktgröße, Marktanteil und COVID-19-Auswirkungsanalyse, nach Technologie (Strahl, Welle und Quanten), nach Anwendung (LiDAR, Beleuchtungslösung, optische Kommunikation, Intelligenz, Überwachung und Aufklärung (ISR), medizinische Geräte, Kamera, Metrologie Geräte, 3D-Scanner und andere), nach Endverbrauchsbranche (Handel, Industrie, Verteidigung, Medizin, Luftfahrt (Drohne), Automobil, Raumfahrt und andere) und regionale Prognose, 2021-2028

Die Größe des globalen Marktes für fortschrittliche Optik betrug im Jahr 2020 242,45 Milliarden US-Dollar. Es wird erwartet, dass der Markt von 250,93 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 auf 477,42 Milliarden US-Dollar im Jahr 2028 wächst, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9,62 % im Zeitraum 2021–2028. Die globalen Auswirkungen von COVID-19 waren beispiellos und erschütternd, wobei sich die hochentwickelte Optik inmitten der Pandemie in allen Regionen negativ auf die Nachfrage auswirkte. Basierend auf unserer Analyse verzeichnete der Weltmarkt im Jahr 2020 einen Rückgang von 18,6 % im Vergleich zum durchschnittlichen jährlichen Wachstum im Zeitraum 2017–2019. Der Anstieg der CAGR ist auf das Wachstum und die Nachfrage dieses Marktes zurückzuführen und kehrt nach dem Ende der Pandemie auf das Niveau vor der Pandemie zurück.

Eine fortschrittliche Optiklösung wird unter Verwendung einer optischen Komponente wie einem optischen Spiegel, optischen Linsen oder einem Prisma und optischem Material hergestellt. Die optischen Lösungen bieten zahlreiche Vorteile wie sichere Kommunikation, geringes Gewicht, hohe Bandbreite, hohe Flexibilität, geringen Stromverbrauch und hohe Effizienz. Aufgrund dieser Vorteile werden das fortschrittliche optische System und die Komponenten umfassend in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter hochauflösende Mikroskopie, Gyroskop, Lithographiesystem und elektrooptisches/Infrarot (EO/IR)-System, Displays, Fenster, medizinische Ausrüstung, Bildgebungssystem, Messgeräte, Beleuchtungslösungen, Sicherheits- und Überwachungssystem, Raumfahrzeugsystem, Augenheilkunde und Netzhautbildgebung und Drohnenkomponenten unter anderem. Es wird erwartet, dass die zunehmende Akzeptanz der Optik in diesen Anwendungen das Marktwachstum im Zeitraum 2021–2028 vorantreiben wird. Die verschiedenen Endverbrauchermärkte, darunter Halbleiter, industrielle Fertigung, Unterhaltungselektronik, Verteidigung und Luft- und Raumfahrt, sind aktiv an der Entwicklung robuster optischer Lösungen beteiligt, um die Leistung und Effizienz ihrer Anwendungen zu verbessern. Die zunehmende Digitalisierung und Einführung künstlicher Intelligenz, Industrie 4.0-Technologie, der Fokus auf die Produktentwicklung der nächsten Generation, große Investitionen in Verteidigung, Raumfahrt und F&E-Aktivitäten sind wichtige Faktoren, die das Marktwachstum im Prognosezeitraum unterstützen.

• Im April 2021 genehmigte das Forschungslabor der Luftwaffe in den USA eine Kooperationsvereinbarung zwischen der Abteilung für nanoelektronische Materialien der AFRL und Iris Light Technologies zur Entwicklung hybrider Siliziumlaser, die Teil der Siliziumphotonik sind.

COVID-19-AUSWIRKUNGEN

Unterbrechung der Lieferkette während der Pandemie führt zu Wachstumsrückgang

Die Pandemie hat zu Einschränkungen der internationalen Handelsaktivitäten und aller Industriebetriebe geführt. Mehrere Unternehmen sind an der Gestaltung und Entwicklung fortschrittlicher optischer Lösungen für verschiedene Endverbrauchsbranchen beteiligt, darunter Gewerbe, Industrie, Verteidigung, Medizin, Luftfahrt, Automobil, Raumfahrt und andere. Unter anderem verzeichnete die Medizinbranche (Gesundheitsbranche) im Zeitraum 2020–2021 einen Anstieg der Nachfrage nach fortschrittlichen optischen medizinischen Instrumenten, um den Patienten die beste Behandlung zu bieten. Darüber hinaus verzeichnete dieser Markt inmitten der Pandemie einen Anstieg der Nachfrage nach Drohnen, um Medikamente in ländlichen Gebieten zu liefern und verbesserte Überwachungsmöglichkeiten bereitzustellen. Die steigende Nachfrage nach Drohnen lässt die Nachfrage nach fortschrittlichen optischen Lösungen steigen. Allerdings verzeichnete der Markt aufgrund von Störungen in der Lieferkettenanalyse moderate Auswirkungen von COVID-19. Laut dem von der Organisation Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) veröffentlichten Bericht 2020 sind 75 % aller OEMs kleine und mittlere Unternehmen. Diese kleinen Unternehmen mussten aufgrund der vorübergehenden Schließung im Zuge der COVID-19-Pandemie enorme Auswirkungen auf ihre Umsatzgenerierung verzeichnen. Dieser Faktor führte zu begrenzten Investitionen in Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten.

NEUESTE TRENDS

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Einführung von KI in fortschrittlicher Optik, um in naher Zukunft verschiedene Möglichkeiten zu eröffnen

Künstliche Intelligenz (KI) ist ein weites Feld der Wissenschaft ermöglicht es Computern, Probleme zu lösen, indem sie komplizierte biologische Prozesse wie Lernen, Denken und Selbstkorrektur simulieren. KI-Einheiten und -Systeme können biologische Prozesse nachahmen, um Vorgänge durchzuführen, die dem Lernen und der Entscheidungsfindung ähneln, wobei der Schwerpunkt auf menschlichen kognitiven Prozessen liegt. Der Einsatz von KI in optischen Lösungen ist im letzten Jahrzehnt zu einem Forschungsgebiet geworden. Darüber hinaus für die Einführung von KI in optischen Kommunikations-Convolutional Neural Networks (CNNs), Recurrent Neural Networks (RNNs), Generative Adversarial Networks (GANs), Deep Reinforcement Learning (DRL), End-to-End-Lernen auf Basis von Auto-Encodern usw Ihre Varianten haben wesentliche Beiträge zu Bereichen wie Netzwerkverkehrsdaten, Routing, Ressourcenzuweisung und automatischer Konfiguration geleistet. KI wird häufig zur proaktiven Erkennung von Faserschnitten eingesetzt. DIE Nokia GMPLS-Wellenlängen-Routing-Lösung bietet eine Lösung für den Schutz und die Wiederherstellung von Stromnetzen. Dadurch werden Backup-Glasfaserrouten berechnet, um Netzwerkressourcen für die Verwendung höherer Routen neu zu konfigurieren.

ANTRIEBSFAKTOREN

Steigende Nachfrage nach photonikfähigen Produkten zur Verbesserung der Systemeffizienz zur Förderung des Wachstums

Hauptanwendungen von Photonikgeräten sind Glasfaser-Telekommunikation, optische Datenspeicherung, Displays und Laserdruck. Photonik-fähige Geräte bieten eine höhere Energieeffizienz, eine längere Produktlebensdauer, eine bessere Präzision und einen schnelleren Betrieb. Infolgedessen greifen Verbraucher auf photonikfähige Geräte zurück. Photonische Entwicklungen wie LiDAR und additive Fertigung sind auf dem Vormarsch. Die photonischen Geräte werden für Mehrkanalwellenlängen mit hoher Bandbreite und optischer Kommunikation verwendet.

• Im August 2021 unterzeichneten Bridger Photonics und das südkalifornische Gasunternehmen einen Vertrag über 12 Millionen US-Dollar zur Untersuchung von Gaslecks mit seiner LiDAR-Technologie.

Der Photonik-Markt wird hauptsächlich von siliziumbasierten Photonik-Anwendungen angetrieben. In Telekommunikations- und Rechenzentrumsanwendungen werden hybride Siliziumlaser (Silizium und Halbleiter der Gruppe III–V) eingesetzt, die von den Lichtemissionsfähigkeiten von III–V-Halbleitermaterialien profitieren.

• Im Februar 2021 unterzeichneten iXblue Photonics und Photonics Bretagne eine Vereinbarung über den weltweiten Vertrieb von mikrostrukturierten und Multicore-Fasern. Diese neuen Fasern finden Anwendung bei industriellen und medizinischen Lasern, im Bereich der Sensorik (Temperatur, Dehnung).
  

Steigende F&E-Investitionen in fortschrittliche Optiktechnologie sollen das Marktwachstum ankurbeln

Adaptive Optiken wurden zunächst für die Verteidigungsindustrie entwickelt und werden weltweit in verschiedenen Verteidigungsanwendungen eingesetzt, darunter Wandbildgebungssysteme, Raketenschutzsysteme und andere. Mit ihren großen Verteidigungsbudgets und einem gut entwickelten industriellen Verteidigungskomplex nutzen die USA weiterhin adaptive Optik, um hochenergetische Lasersysteme und andere Anwendungen zu entwickeln. An Universitäten und Forschungslaboren auf der ganzen Welt wird kontinuierlich an den Anwendungen optischer Systeme im Gesundheitswesen geforscht. Faseroptische Sensoren im medizinischen Bereich helfen bei der Überwachung von Druck, Temperatur und Sauerstoffkonzentration. Darüber hinaus können in medizinischen Geräten verwendete Glasfaserkabel in anderen Anwendungen wie Fernspektrophotometrie, endoskopischer Bildgebung, Druck- und Positionserkennung eingesetzt werden.

• Im Februar 2021 stellte die indische Regierung 195,00 Millionen US-Dollar für die Telekommunikationsinfrastruktur bereit, einschließlich der Fertigstellung eines auf Glasfaserkabeln basierenden Netzwerks für Verteidigungsdienste. Im Juli 2020 arbeitete Europas Terabit-fähiges Netzwerk GEANT für seine nächste Entwicklungsphase mit der optischen 600G-Übertragungstechnologie von Infinera zusammen.

EINHÄNGENDE FAKTOREN

Komplexes Design und Optimierung von optischen Lösungen für den Weltraum, um das Marktwachstum zu behindern

Weltraumoptik ist aufgrund der Komplexität beim Entwurf und der Optimierung robuster Optiksysteme schwierig zu implementieren. Zur Optimierung des Materials müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, wie z. B. die Raumumgebung, die thermische Bedingungen vorgibt, kalter Hintergrund, Betriebsschwankungen und variierende Temperaturgradienten. Darüber hinaus wird der Markt für adaptive Optik durch die intensiven Berechnungen gebremst, die für die Modellierung moderner optischer Systeme erforderlich sind, und durch die Schwierigkeiten bei der Erkennung nicht gemeinsamer Pfadaberrationen (NCPA). Bei der Verwendung eines adaptiven Optiksystems zur Erzeugung modifizierter Bilder in einem kosmischen Instrument sind Nicht-Common-Path-Aberrationen (NCPA) ein häufiges Problem. Die gebräuchlichste Methode zur Korrektur von NCPA besteht darin, einen Versatz in den Signalen des Wellenfrontsensors (WFS) zu induzieren, der mit der korrigierten Aberration korreliert.

Um solche Schwierigkeiten zu überwinden, haben Forscher verschiedene Instrumente wie das James Webb Space Telescope (JWST) und die Laser Interferometer Space Antenna (LISA) entwickelt, die solchen Bedingungen und höheren Preisen standhalten können. Es wird erwartet, dass diese Faktoren das Wachstum des Marktes für fortschrittliche Optik behindern.

SEGMENTIERUNG

Durch Technologieanalyse

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Das Quantenoptik-Segment verzeichnet aufgrund steigender Investitionen in die Entwicklung energieeffizienter Lösungen ein schnelles Wachstum

Aufgrund der Technologie ist der Markt in Strahlen, Wellen und Quanten unterteilt.

Das Quantenoptik-Segment dürfte im Basisjahr das größte Segment sein. Dieses Segment wird voraussichtlich auch im Zeitraum 2021–2028 das am schnellsten wachsende Segment sein. Steigende Investitionen in die Entwicklung energieeffizienter fortschrittlicher Photoniklösungen dürften das Marktwachstum ankurbeln. Darüber hinaus unterstützt die steigende Nachfrage nach Quantenoptiklösungen in mehreren Endverbrauchsbranchen, darunter Telekommunikation, Halbleiter, Medizin, Verteidigung und Raumfahrt, die Ausweitung der Marktgröße im Prognosezeitraum.

• Im Juli 2021 hatte ADVA Optical Networking SE die branchenweit erste optische Transportlösung auf den Markt gebracht, die durch Post-Quanten-Kryptographie (PQC) gesichert ist. Die optische Verschlüsselungslösung FSP 3000 ConnectGuard schützt Daten vor Cyberangriffen von Quantencomputern, die die heutigen kryptografischen Algorithmen zerstören könnten.

Das Wellenoptik-Segment hatte im Jahr 2020 den niedrigsten Marktanteil. Es wird jedoch erwartet, dass das Segment im Prognosezeitraum ein deutliches Wachstum verzeichnen wird. Erhöhte Nachfrage nach Light Detection and Ranging (LiDAR)-Lösungen von Es wird erwartet, dass die Verteidigungsindustrie das Marktwachstum unterstützen wird.

Nach Anwendungsanalyse

Segment für optische Kommunikation wächst dank wachsender Smart-City-Projekte mit höherer CAGR

Basierend auf der Anwendung wird der Markt in LiDAR, Beleuchtungslösung, optische Kommunikation, Intelligenz, Überwachung und Aufklärung (ISR), medizinische Ausrüstung, Kamera, Messgeräte, 3D-Scanner und andere unterteilt.

Das Segment der Beleuchtungslösungen verzeichnete im Jahr 2020 den größten Marktanteil und wird voraussichtlich im gesamten Prognosezeitraum dominant bleiben. Die wachsenden Smart-City-Projekte weltweit treiben die Nachfrage nach fortschrittlichen LED-Beleuchtungslösungen mit Steuerungstechnik voran. Darüber hinaus wird erwartet, dass der zunehmende Einsatz optischer Laserlichtsysteme für die Präzisionsfertigung das Marktwachstum ankurbeln wird. Das Wachstum des Segments wird durch sinkende Kosten pro Watt bei LEDs und höhere Wertschöpfung bei intelligenten und auf den Menschen ausgerichteten Beleuchtungssystemen weiter vorangetrieben.

Das Segment der optischen Kommunikation dürfte im Prognosezeitraum mit der höchsten durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate wachsen. Das Wachstum des Segments ist auf die zunehmende Entwicklung in der Telekommunikationsbranche zurückzuführen. Es wird erwartet, dass die steigende Nachfrage nach fortschrittlichen optischen Netzwerklösungen zur Leistungssteigerung das Marktwachstum ankurbeln wird. Darüber hinaus steigert die zunehmende Verbreitung der 5G-Technologie die Nachfrage nach optischen Kommunikationslösungen.

Nach Analyse der Endverbrauchsbranche

Das kommerzielle Segment dominierte den Markt mit wachsender Einführung optischer Lösungen im Jahr 2020

Basierend auf der Endverbrauchsindustrie ist der Markt in kommerzielle, industrielle, Verteidigungs-, medizinische, Luftfahrt- (Drohnen-), Automobil-, Raumfahrt- und andere Märkte unterteilt.

Das kommerzielle Segment verzeichnete im Jahr 2020 den größten Marktanteil. Die Dominanz des Segments ist auf die zunehmende Akzeptanz fortschrittlicher Photonik und anderer optischer Lösungen für die Anzeige von Bildern, Beleuchtung, mobilen Displays, AR/VR-Geräten und anderen Verbrauchergeräten zurückzuführen . Darüber hinaus steigern die wachsenden Smart-City-Projekte in wachstumsstarken Regionen die Nachfrage nach optischen LED-Leuchten.

Das Industriesegment hatte im Basisjahr aufgrund des wachsenden Halbleiter- und Telekommunikationsmarktes einen erheblichen Anteil Industrien und Fertigungsindustrien weltweit. Die zunehmende Einführung der Industrie 4.0-Technologie steigert die Nachfrage nach fortschrittlichen optischen Lösungen für industrielle Anwendungen.

Die Raumfahrt-Endnutzungsindustrie dürfte im Prognosezeitraum das am schnellsten wachsende Segment sein. Es wird erwartet, dass zunehmende Satellitenstarts und Investitionen in Weltraumforschungs- und -entwicklungsaktivitäten das Marktwachstum ankurbeln.

REGIONALE EINBLICKE

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Der globale Markt für fortschrittliche Optik ist je nach Region in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum und den Rest der Welt unterteilt.

Asien-Pazifik dominierte den Markt im Jahr 2020. Die Marktgröße lag im Jahr 2020 bei 96,98 Milliarden US-Dollar und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit der höchsten Wachstumsrate wachsen. Es wird erwartet, dass die Präsenz mehrerer OEMs in China, Japan, Indien, Südkorea und Australien das Marktwachstum im Zeitraum 2021–2028 ankurbeln wird. Darüber hinaus wachsen Smart-City-Projekte und die sich entwickelnden Branchen Telekommunikation, Luftfahrt, Verteidigung, Gesundheitswesen und Halbleiter in den genannten Ländern, um das Marktwachstum im Prognosezeitraum zu unterstützen.

Nordamerika verzeichnete im Jahr 2020 einen erheblichen Anteil. Es wird erwartet, dass die zunehmende Einführung fortschrittlicher optischer Technologien wie Quantenoptik in der Verteidigungs-, Luftfahrt-, Industrie- und Handelsindustrie das Marktwachstum in Nordamerika ankurbeln wird. Darüber hinaus unterstützen hohe Verteidigungsausgaben und die Präsenz mehrerer wichtiger Akteure in den USA das wachsende Marktwachstum in Nordamerika.

Der Markt in Europa wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer erheblichen Wachstumsrate wachsen. Es wird erwartet, dass die wachsende Halbleiter-, Gesundheits-, Automobil- und Fertigungsindustrie in Großbritannien, Deutschland und Frankreich das Marktwachstum in Europa vorantreiben wird.

Der Markt im Rest der Welt verzeichnete inmitten der Pandemie aufgrund von Störungen im Lieferkettenmanagement ein langsames Wachstum. Es wird jedoch erwartet, dass ein zunehmender Einsatz von Photoniklösungen zur Entwicklung moderner Infrastruktur in Saudi-Arabien und den Vereinigten Arabischen Emiraten in den kommenden Jahren lukrative Wachstumschancen auf dem Markt schaffen wird.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE

Kontinuierliche Produktinnovations- und Entwicklungsstrategien von Corning Inc. werden übernommen, um die Position zu behaupten

Corning Inc. ist ein Pionier in der Entwicklung fortschrittlicher Optik für industrielle und wissenschaftliche Betriebe, Keramik, Spezialglas und verwandte Materialien. Der starke Fokus auf F&E-Aktivitäten und Produktinnovationen, um den Kunden eine Vielzahl von Produkten anzubieten, kann das Unternehmen dabei unterstützen, seine Marktposition zu behaupten.

Die anderen wichtigen Marktteilnehmer konzentrieren sich auf die Einführung fortschrittlicher Technologien wie künstlicher Intelligenz, um die Produktion hocheffizienter optischer Systeme und Komponenten zu verbessern.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM PROFIL

• Signify N.V. (Niederlande)


• Shin-Etsu Chemical Co. Ltd (Japan)


• Nikon Corporation (Japan)
  
• Cisco Systems Inc. (USA)


• Corning Inc. (USA) )


• Hoya Corporation (Japan)


• Schott AG (Deutschland)


• II-VI Inc. (USA)


• GlobalFoundries Inc. (USA)


• AGC Inc. (Japan)


• Hamamatsu Photonics K.K. (Japan)


• Gooch & Housego PLC (Großbritannien)


• Excelitas Technologies Corp. (USA)


• Imagine Optic SA (Frankreich)


• Iris AO, Inc (USA)


• Boston Micromachines Corporation (USA)


• Flexible Optical B.V. (Niederlande)


• Active Optical Systems, LLC (USA)


• Northrop Grumman Corporation (USA)

WICHTIGE INDUSTRIEENTWICKLUNGEN:

• August 2021 – Nikon Corporation gab eine strategische Zusammenarbeit mit Aeva bekannt, einem führenden Anbieter von Sensor- und Wahrnehmungssystemen. Die Unternehmen werden sich auf die Entwicklung eines frequenzmodulierten Dauerstrich-4D-LiDAR (FMCW) mit einzigartiger Messfähigkeit im Mikrometerbereich für hochpräzise industrielle Automatisierungs- und Messanwendungen konzentrieren.


• Juli 2021 – Nikon Corporation unterzeichnete eine gemeinsame Entwicklungsvereinbarung mit Unistellar SAS, um die Entwicklung eines digitalen astronomischen Teleskops zu unterstützen. Es wird erwartet, dass diese Vereinbarung innovative Lösungen für Verbraucher im Bereich der astronomischen Beobachtung bietet.

BERICHTSBEREICH

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Berichtsumfang und Segmentierung