全球雷射二極體市場分析與展望

2002年全球雷射二極體市場衰退到自1999年以來的最低點。與2001年相比，全球雷射二極體市場衰退16％，市場規模24億美元，這主要是由於通訊設備市場繼續萎縮，導致通信雷射器市場萎縮；但光儲存用雷射二極體市場成長達82％，?14億美元。此外，約占全球雷射二極體市場14％的其他應用雷射二極體市場衰退8％。如果不考慮通信用雷射器，則全球雷射二極體市場強勁成長53％。

這種通信用雷射器市場連續萎縮與光存儲用雷射器市場迅速成長，引發了大幅度的市場轉變：目前光儲存雷射器占全球雷射二極體市場的最大市場佔有率。在最近幾年裏，通信用雷射器一直占全球雷射二極體市場的2/3比重以上。然而，在2002年，光存儲用雷射器卻占該市場58％的市佔率，而通信用雷射器市場佔有率則下跌至28％。

據預測，隨著光儲存市場繼續強勁的成長，2003年的全球雷射二極體市場將成長17％，達28.1億美元。在(圖一)和(圖二)中分別按雷射二極體和應用類型示出2002年和2003年的全球雷射二極體銷售額與預測額。

光儲存雷射二極體

採用雷射二極體的光儲存驅動市場是個範圍較大的用戶市場，包括CD和DVD光碟機、硬碟機、MO和全像儲存。CD類驅動（780nm波長雷射器）有CD唱機、CD-ROM（資料儲存）、CD-RW、CD-ROM視頻遊戲和視頻CD（主要在亞洲銷售）；迷你視頻盤、唯讀和燒錄；DVD（650 nm波長雷射器）類驅動有DVD視頻、DVD-ROM（資料儲存）、CD-ROM視頻遊戲、DVD±RW和DVD-RAW。

在2002年，全球光資料儲存用雷射二極體市場年營收成長82％，出貨量成長38％。主要是由於DVD機和DVD-ROM驅動器的銷售額大幅成長。此外，用於CD-RW驅動的雷射器也有大幅的出貨量成長和年營收成長。(表一)?1999～2003年全球光資料存儲用雷射二極體市場概況及預測。

表一　1999年～2003年全球光資料儲存用雷射二極體市場概況及預測

銷售量	1999年	2000年	2001年	2002年	2003年
數量（萬）	3025	3516	3556	4766	4873
金額（億美元）	0.0702	10.79	7.71	13.97	15.57

光存儲用雷射二極體是2002年雷射二極體產業表現相當好的應用。這首先是由於用戶對DVD用驅動的需求有大幅的成長；其次是由於其單價低，所以有類似於CD-RW驅動的需求成長。

在這些應用中，CD唱機是很成熟的?品，並正在緩慢成長。由於最近幾年個人電腦市場蕭條而導致CD-ROM市場有所衰退，並且越來越多的PC開始裝有CD-RW驅動或DVD驅動或二者的結合，而不再裝配CD-ROM驅動，CD-ROM視頻遊戲（如Sony Playstation）可由DVD-ROM視頻遊戲（如Playstation2和Microsoft Xbox）取代。

隨著CD類光存儲市場的需求萎縮，在2002年，DVD類驅動推動光儲存用雷射二極體市場的高度成長。雖然自1997年DVD首次進入市場以來，光儲存用雷射二極體市場一直穩定成長，但在2002年DVD機市場開始起飛，全球高速成長到5000萬台以上，由於其價格急劇下滑，一些低階?品在100美元以下，而使DVD類的數量激增。據統計，目前30％以上的美國家庭有DVD光碟機。

DVD-ROM基影碟遊戲在流行期間也有市場起伏，在2002年，播放機的銷售量在4000萬台以上，由Sony PS2領先。近幾年用於個人電腦的DVD-ROM驅動也有穩定成長的銷售金額。由於DVD光儲存產品驚人的成長，在2002年，650nm波長雷射二極體的銷售量成長到1.48億個，市場規模?4.48億美元，其中包括0.46億美元的雙波長（650nm波長和780nm波長）雷射器，Sony、夏普、東芝提供的DVD光碟機和DVD-ROM驅動幾乎都採用780nm波長雷射器，以便分別可讀CD音響和CD-ROM。在2001年前，要求分立的雷射器具有兩種波長功能，直到2002年在DVD驅動中增加了雙波長的雷射器。

除在DVD唯讀應用中採用小功率650nm波長雷射器之外，在2002年，用於DVD燒錄機（包括DVD+RW、DVD-RW和DVD-RAM）中銷售了750萬650nm波長雷射器（30mW），儘管在這個市場中不同標準增多，但用於視訊記錄的燒錄驅動日益普及，並且現在常常用於某些高階PC中，並作?獨立的視訊燒錄銷售。

在2002年，光儲存雷射二極體市場的另一個重點是CD-RW的成長。這種驅動已用於流行的「發燒CD」，可用於MP3、儲存數位圖片和一般資料備份。裝有CD-RW的個人電腦的百分比正在增加，並在內驅或外驅的後續市場中也大量銷售。在2002年，用於CD-RW驅動和燒錄遊戲機的780nm波長雷射器（40mW）?8900萬個，年營收?6.15億美元。

CD-ROM銷售額下降及DVD類驅動使用的雙波長雷射器的增加導致用於CD類驅動的780nm波長雷射器（5mW）的銷售年營收下滑。在2002年，這種雷射器的銷售額衰退了10％，?2.33億個，年營收?2.69億美元。但由於DVD類驅動的急劇成長，使該市場下降適度，大多數DVD類驅動器仍採用780nm波長的雷射器讀CD，只有少數DVD採用雙波長雷射器。

預測2003年的光存儲雷射二極體市場年收入將達15.6億美元，數量達4.87億個。值得注意的是：在2003年的總數量中，其中用於CD類驅動的小功率雷射器（780nm波長）數量將下降14％，接近總數量的1/2。

波長小於1000nm、功率小於200mW的短波長雷射二極體幾乎都是採用TO氣密封裝的商用單橫模、單條形元件，一般都安裝在熱沈上，並與用於監視雷射輸出功率的背面光電二極體（PD）一起封裝。這種類型的元件售價是：用於CD類的大體積雷射器在1美元以下；小功率650nm波長可見光雷射器約2美元；用於燒錄DVD的30mW、650nm波長雷射器約9美元。一些小型化的特殊元件售價要高得多。

在小功率750～980nm波長雷射二極體市場中，特別是在CD唱機和CD-ROM應用中，在單個管殼中進行雷射二極體晶片、探測器晶片與光學元件的整合封裝日益增加。這種整合的光拾音器比分立元件製作的光拾音器的成本低，並且使CD唱機或CD-ROM驅動製作廠商易於進行組裝。Sony在1999年採用這種方法製作了很薄（15mm）的Walkman CD隨身聽。目前這種類型的光拾音器都是由Sony、夏普及松下等公司製作的，與價格低於1美元的分立封裝雷射二極體相比，整合元件的平均價格約?1.8美元。(表二)是光存儲用雷射二極體類型及市場發展預測。

表二　光儲存用雷射二極體類型及市場

雷射二極體類型	年	銷售量（萬）	銷售額（萬美元）
＜700nm	2002	15537	51259.2
	2003	18068	59956
750～980nm ＜100mW	2002	32120	88440
	2003	30660	95724

娛樂與顯示雷射二極體

採用雷射二極體的娛樂和顯示應用包括光展示、資訊顯示、雷射指示器、顯示全像圖和雷射影碟投影。主要應用?品是雷射指示器，其市場已成熟。實際上所有的雷射指示器都是在大陸生?的。此外在這些?品中所使用的所有可見光雷射二極體也是在大陸封裝的。雷射器晶片是在臺灣生?，並且採用板上晶片方式進行封裝，成本極低。儘管一些報導認?最近幾年銷售下滑，但最新資訊顯示，該市場保持穩定，每年的需求量約4000萬個，但由於是低成本封裝，其年營收較低，?2500萬美元。雷射指示器繼續?可見光雷射二極體提供一個穩定市場。娛樂和顯示採用的是波長小於700nm的雷射二極體。預測在2003年全球娛樂和顯示用雷射二極體市場持平，但由於價格下滑，所以年營收額略有下降。(表三)為1999～2003年的全球娛樂與顯示用雷射二極體市場情況及預測。

表三1999~2003年全球娛樂與顯示用雷射二極體市場                 情況及預測

銷售量	1999年	2000年	2001年	2002年	2003年
數量（萬）	3600	3600	3000	4300	4300
金額（億美元）	0.482	0.213	0.210	0.253	0.229

影像記錄雷射二極體

影像記錄類應用包括臺式列印和商用列印及圖表藝術。主要有印表機、傳真機和影印機及商用系統（如分色器、大容量印表機和用於MRI或CT掃描器、雷達和衛星圖像儀的輸出）。由於在2001年該市場萎縮之後，CTP系統的應用迅速提升。在2002年用於商用列印的大功率雷射二極體銷售成長41％，用於臺式列印的雷射器銷售額也成長。(表四)?1999年～2003年全球影像記錄用雷射二極體市場情況及預測。

表四　1999～2003年全球影像記錄用雷射二極體市場概況及預測

銷售量	1999年	2000年	2001年	2002年	2003年
數量（萬）	1060	720	570	760	760
金額（億美元）	5890	4080	3420	4100	4440

在近幾年，用於臺式列印（雷射印表機和數位影印機）的雷射二極體）780nm波長、5mW功率）市場衰退，但在2002年其用量卻成長到750萬台，這大概是由於數位影印機普及率提昇，但其價格又大幅下降所致。

商用列印市場在2001年相對持平之後，在2002年又恢復成長。採用雷射二極體的商用印表機和圖表藝術的應用還包括電腦製版和電腦印刷出版系統（CTP）技術，採用1W的雷射陣列直接對來自數位文件的熱昇華列印版進行曝光。雖然該技術可使勞力和材料成本減少，並提高工作量和效率，但印表機要從舊的平板設備升級，其基礎建設投資相當大。而在經濟萎縮時，像這種基礎建設投資日趨下降是自然的。儘管如此，2002年用於商用列印的雷射二極體市場成長41％，?2900萬美元。

商用列印市場中的部分上升是由於用於新型CTP系統的紫光（波長約444nm）雷射二極體用量成長，該紫光雷射二極體是2001年在德國的印刷及圖像展銷會（DRUPA）上才進入市場的，主要是用於較小型（2～4頁面）印刷。紫光雷射二極體基的CTP系統正在改進光聚合物板塗覆，使其可達100萬的印數（類似熱板塗覆），所以採用更小型的印刷正在日益成長，用於大型（8頁面以上）印刷的熱系統仍然主要是CTP系統。預測2003年用於商用列印的雷射二極體將成長12％，達0.325億美元。(表五)?2002～2003年全球影像記錄用雷射二極體類型及市場。

表五2002~2003年全球影像記錄用雷射二極體類型及市場

雷射二極體類型	年	銷售量（萬）	銷售額（萬美元）
＜700nm	2002	2.2	226.4
	2003	2.3	366.4
750～980nm ＜100mW	2002	752	1186.4
	2003	752	1186.4
750～980nm 100/mW～10W	2002	9.6333	2012.8
	2003	9.5667	2000
750～980nm＞10W	2002	0.445	635
	2003	0.6	890

醫療用雷射二極體

在2002年，醫療用雷射二極體市場繼續下降。採用雷射二極體的醫療用市場包括眼科（折光度外科和光焊接）和普通外科手術、治療、成像或整容應用，不包括醫學對準用的雷射器。

採用雷射二極體的醫學應用主要還是脫毛。用於脫毛系統的雷射二極體市場在年收入及數量方面都有所下滑，其中大功率雷射二極體銷售額為4000萬美元，占醫用雷射二極體市場的89％。脫毛市場包括兩類：一類是大型的固定系統，如Lumenis LightShear；一類是小型的手持器械。大型的固定系統採用由50W的雷射二極體條構成的1kW輸出功率的堆疊元件；而小型的手持器械是採用8個分立的雷射二極體或雷射二極體條。由於分立的雷射二極體系統未通過美國FDA認可，所以主要用於美國以外地區。2002年，大的固定脫毛系統市場衰退除由於經濟衰退的原因之外，還有該市場有轉移到非雷射技術（如在密集脈衝系統中採用燈泵）的問題，估計這是由於在大的固定脫毛系統中使用堆疊雷射元件價格較高所致。

採用的大功率雷射二極體進行眼科特殊光焊接的應用市場相對較小，但市場持續穩定。採用雷射二極體的其他醫學應用還有採用可見光雷射器治療老年性色斑病變（AMD）的光熒光療法及簡單的光療。

預計醫療用雷射二極體市場在2003年有較大成長，主要醫用市場仍將是脫毛系統。(表六)?1999～2003年全球醫療用雷射二極體市場情況及預測。(表七)為醫療用雷射二極體類型分類及市場分佈。

表六1999～2003年全球醫療用雷射二極體市場概況及預測

銷售量	1999年	2000年	2001年	2002年	2003年
數量（萬）	0.42	36.42	21.18	16.77	27.17
金額（億美元）	2540	8200	6040	4400	5300

表七 2002~2003年醫療用雷射二極體類型及分類市場

雷射二極體類型	年	銷售量（萬）	銷售額（萬美元）
＜700nm	2002	0.12	44
	2003	0.23	146
750～980nm ＜100mW	2002	15.116	640
	2003	25.18	1016
750～980nm 100/mW～10W	2002	1	2000
	2003	1.2	2200
980～1550nm	2002	0.03	220
	2003	0.06	440
堆疊雷射文件	2002	0.5	1500
	2003	0.5	1500

二極體泵浦固體雷射器（DPSSL）

採用二極體泵浦的雷射器有微型雷射器、低功率DPSSL（5～20W）、光纖雷射器及大功率（kW級）工業雷射器。kW級大功率工業用DPSSL是幾年前才進入市場的，並且由於與燈泵浦相比它有較好的光束品質、較高的可靠性和較低的工作成本。所以已在工業應用中獲得了認可，其應用日益成長。

在過去10年中，用於諸如材料加工、醫療機械、儀器儀錶、基礎科學研究之類應用的二極體泵浦固體雷射器（DPSSL）市場有強勁成長。2002年也是如此，DPSSL的銷售數量成長了38％，2002年收入?1.19億美元，比2001年成長19％，泵浦雷射器仍是大功率雷射二極體的主要應用市場。用於泵浦固體雷射器的大功率雷射二極體市場隨著DPSSL市場的成長而呈線性成長。在2002年銷售額成長19％，?1.19億美元。

DPSSL包括軍用和民用兩種，在最近幾年中，大多數含有雷射器的軍事應用使DPSSL得到發展，有相當大一部分泵浦用雷射二極體市場向軍用調整。由於美國要進行反恐怖戰爭，需要擴大其軍事裝備能力，所以固體雷射器的軍用前景相當看好。已有幾個軍用平臺要採用DPSSL，分別是：Northrup Grumman Viper、Lockheed Martin C-130炮艦、BAE 聯合攻擊機和美陸軍高能量雷射器計劃。所有這些計劃都需要大功率QCW堆疊雷射元件，這些堆疊雷射元件當在高溫（55℃～70℃）下具有高的峰值功率和高效率的雷射二極體條。採用大的峰值功率脈衝雷射二極體的大多數軍事應用是用於軍事演習、導彈近炸引信和測距。

隨著商用和軍用對DPSSL及其相關泵浦雷射二極體需求的成長，預計在2003年泵浦雷射二極體市場的成長為14％，達1.35億美元。(表八)為1999～2003年全球泵浦固體雷射器用雷射二極體市場概況及預測。泵浦固體雷射器用雷射二極體類型及市場如(表九)所示。

表八　1999～2003年全球泵浦固體雷射器用雷射二極體市場概況及預測

銷售量	1999年	2000年	2001年	2002年	2003年
數量（萬）	5.18	7.14	8.88	12.28	14.41
金額（億美元）	0.536	0.85	1	1.186	1.351

表九  泵浦固體雷射器用雷射二極體類型及市場

雷射二極體類型	年	銷售量（萬）	銷售額（萬美元）
＜700nm	2002	0.0083	25
	2003	0.0167	50
750～980nm 100/mW～10W	2002	9.9333	2980
	2003	11.3533	3406
750～980nm＞10ｗ	2002	1.58	3950
	2003	2.0465	4400
堆疊雷射文件	2002	0.76	4900
	2003	0.99	5650

此外，在2002年，雖然在軍用中採用的定向雷射二極體僅?160萬美元，但卻代表著一個連續穩定的應用市場。在2003年，該市場基本上持平。有關軍用定向雷射二極體的類型及市場如(表十)所示。

表十　軍用定向雷射二極體類型及市場

雷射二極體類型	年	銷售量（萬）	銷售額（萬美元）
750～980nm              100mW～10W	2002	0.02	20
	2003	0.04	40
750～980nm ＞10Ｗ	2002	3.5	140
	2003	3.5	140
總計	2002	3.52	160
	2003	3.54	180

材料加工雷射二極體

採用定向雷射二極體的工業應用材料加工主要包括焊接、粘合劑固化、塑膠焊接、熱處理、均勻焊接。雖然在2002年材料加工用雷射二極體銷售額僅?340萬美元，但材料加工將繼續作?一些公司（如Rofin-Sinar、Nuvonyx、Lasarline）的商品化主攻市場，並開闢新的應用。預計2003年材料加工用雷射二極體市場有所成長，銷售額將達440萬美元。材料加工用雷射二極體類型及市場如(表十一)所示。

表十一　材料加工用雷射二極體類型及市場

雷射二極體類型	年	銷售量（萬）	銷售額（萬美元）
750～980nm              100mW～10W	2002	0.024	52
	2003	0.0285	59.5
750～980nm ＞10Ｗ	2002	0.066	270
	2003	0.08	310
堆疊雷射器	2002	0.005	50
	2003	0.007	70
總計	2002	0.095	372
	2003	0.1155	439.5

傳感雷射二極體

傳感類應用雷射二極體在2002年的銷售額?560萬美元，分?大功率雷射器和小功率雷射器兩種，其中小功率雷射器主要?垂直腔體表面發射雷射器（VCSEL），它正開始應用於包括光電控制、光筆和光編碼器的多種新應用中。大功率應用主要採用大的峰值功率脈衝雷射二極體，並較?成熟。其應用包括工業自動裝置、測量儀器和測距。預計2003年傳感用雷射二極體市場有成長，銷售額將達650萬美元。傳感用雷射二極體類型及市場如(表十二)所示。

表十二　傳感用雷射二極體類型及市場

雷射二極體類型	年	銷售量（萬）	銷售額（萬美元）
750～980nm ＜100mW	2002	100	300
	2003	130	390
750～980nm ＞10Ｗ	2002	6.5	260
	2003	6.5	260
總計	2002	106.5	560
	2003	136.5	650

核對總和測量雷射二極體

採用雷射二極體的核對總和測量應用市場包括測量儀器、雷射電平計、雷射槍瞄準器等。在這種應用中採用類似雷射指示器應用的低功率可見光（波長小於700nm的紅光）雷射二極體。這種雷射器大部分來自臺灣（日本提供一些高階?品元件），並且這些元件按標準的TO管殼進行封裝。該市場每年需求量約?1000萬個，在2002年市場規模?800萬美元。預測在2003年需求量及年營收額持平。

條碼掃描雷射二極體

採用低功率可見光雷射二極體的條碼掃描應用包括定位、手焊和攜帶型掃描器，多年來一直穩定成長。條碼掃描也採用波長小於700nm的雷射二極體。但在2002年，由於全球經濟發展趨緩，在數量方面較?低平，?375萬，並由於雷射器價格下降，所以年營收也下降了近23％，為1470萬美元。預測在2003年，條碼掃描用雷射二極體市場應用數量及市場規模有所成長，數量將達452萬，年營收額將達1.787億美元。（作者任職於中國電子科技集團電子44所）

本文轉載自電子產品世界；2003/10#147期