2024全球光电子业面临的重大挑战

一年前，首届“光电百人会”（Photonics100）谈及行业面临的最大阻力是供应链的问题。令人遗憾的是，一年时间过去了，目前大多数的人都认为，关键光电子原材料的限制和延迟仍然是未来12个月行业面临的最大威胁。从许多方面来看，2024年似乎并不比2023年容易。

COVID-19疫情和俄乌战争造成的贸易限制余波未平，但今年又面临通胀飙升和贸易路线受阻的额外负担——胡塞叛军在红海发动的无人机袭击导致集装箱船避开苏伊士运河，而巴拿马运河地区的干旱也影响了航运。

在今年的对谈中，除了让受访人提出光子学面临的最大挑战外，更重要的是这些行业先锋对如何缓解这些问题的意见。他们提出的解决方案包括供应商多样化、投资研发、更有效地利用材料，当然也有人希望在未来12-18个月内上线的更多工厂产能，以及芯片法案和科学法案等立法的影响将会有所帮助。

供应链问题凸显，多元化或成解决之道

巴斯大学物理系主任兼英国皇家学会研究员Ventsislav Valev：最大的挑战可能是供应链中断。乌克兰战争、国家间政治两极分化加剧以及贸易紧张局势都加剧了这一问题。可持续发展问题、资源竞争、环境影响和日益加剧的经济不确定性，进一步凸显了供应链问题的紧迫性。对此的解决办法是促进合作伙伴之间的合作，实现供应多样化，减少对有限能源和资源的依赖。为此，各行各业需要采用节能技术，并计划在回收后对关键资源进行再利用。同样重要的是投资于尖端研发，以保持技术竞争力。

Thorlabs Crystalline Solutions经理Garrett Cole：供应链问题仍然是最令人生畏的问题，即使我们已经走出了大流行病的阴影。具体到我所在小组的工作，在基础材料供应方面遇到的交货期过长问题，这对公司的商业生产和研发工作都产生了负面影响。在疫情大流行之前，超级抛光光学基底材料的典型交付周期大致为4-6周，对于复杂的要求可能需要8-10周。

相比之下，我们现在需要等待4-6个月的时间。这导致了销售损失并严重减缓了研发速度。我看到，随着高质量合成熔融石英供应的稳定和各供应商负荷的减轻，情况会有所改善，但要等待数月才能采购到以往需要数周才能买到的产品，仍然令人相当沮丧。   

亚利桑那大学副教授Judith Su：后疫情时代的供应链问题，包括材料和人员方面将继续给行业带来挑战。光电子行业严重依赖各种组件和材料的全球供应链。供应链的中断，如地缘政治紧张局势或Covid-19等流行病造成的中断，已导致生产延误和成本增加。为了克服这一问题，需要供应商的多样化、关键部件的本地化采购以及战略储备。

Biomimetic首席技术官Evangelos Skoulas：在未来12个月内，光电子行业可能会面临供应链中断、技术快速进步和法规不断变化等挑战。应对这些挑战的方法包括：实现供应商多元化、投资研发、保持合规、培训人才、采用可持续发展的做法、创新以提高竞争力、加强数据安全、建立弹性合作关系，以及与道德和社会期望保持一致。灵活性和前瞻性战略将是克服这些障碍、确保行业增长的关键。

EKSPLA高级激光工程师Romaldas Antanavičius：供应链受到Covid-19疫情和全球地缘政治事件的严重影响。激光器和组件的需求自然超过了供应。一方面，这种增长对商业来说是积极的消息，也是对创新驱动的重要投入。另一方面，它带来了不确定性，并干扰了客户和开发人员之间的反馈。

埃德蒙光学欧洲成像部经理Boris Lange：光子学和光学行业具有强大的价值主张，并为持续成功做好了准备。我认为，最重大的挑战是宏观经济方面的，可能会影响到我们所依赖的供应链的稳定性。为了克服这些挑战，积极主动的战略如供应商多样化、实施应急计划和促进行业内的合作，有助于减轻潜在干扰。

Mynaric公司首席技术官Joachim Horwath：虽然情况正在改善，但供应链问题仍然是行业面临的挑战。我们一直在努力寻找简化流程的方法，但面临的真正挑战是如何以极具成本效益的方式每天建造8个或更多这样的复杂系统。要想在这方面取得成功，我们知道需要尽早开始设计。我们需要回答一些问题，比如需要多少光学表面才能保证在宽视场范围内进行优于衍射限制的操作，或者如何最好地使用光子集成电路，或者尽可能摆脱机械装置。

LightSolver首席执行官兼联合创始人Ruti Ben Shlomi：未来几个月，电子和光电行业面临的重大挑战之一是电子和光电供应链的中断。这种短缺有可能阻碍生产进度，并导致延迟向客户交付产品。为了克服这一挑战，企业可以使其供应链来源多样化，并与可靠的供应商建立战略合作伙伴关系。此外，实施有效的库存管理和需求预测系统有助于优化资源分配。此外，探索不那么依赖于受限电子供应链的替代技术或组件，可以为潜在的中断提供缓冲。

Stealth Start-up光子学领域技术负责人Mark Filer：供应链问题仍未从疫情时代的瓶颈中完全解决，某些部件的交付周期仍然过长。计划在未来12-18个月内投产的更多晶圆厂产能，以及为支持人工智能/机器学习驱动的带宽增长而不断扩大的制造能力（亚洲、中美洲和北美洲），应有助于缓解光电子方面的供应紧张残余。

降低制造成本，既是机遇又是挑战

LIGENTEC产品经理Anton Stroganov：一个巨大的挑战是政治分割影响了与半导体和芯片制造领域相关的核心技术，以及人工智能、量子技术等战略领域。虽然从各国的技术主权角度来看，这一点可以理解，但这种“去全球化”仍然设置了某些界限，使以前有可能实现的潜在高影响力项目变得更加困难，而且显然导致需要在不同地区重复和复制已完成的工作，从而降低了创新的整体效率，影响了可能的供应链和可应对市场。

通快航空航天与医疗行业经理Eliana Fu：全球经济似乎并不景气，因此一个非常现实的风险就是工业支出普遍减少。人们不愿意在新技术上花钱，而是选择固守已有的技术，而不是将其视为通过高效、现代化的流程来切实改善业务的机会。

 
弗劳恩霍夫激光技术研究所科学员工Marc Hummel：近年来，光子产业已成为各行各业的关键技术。为了进一步扩大光子元件的生产规模并降低其价格，必须开展大量的研究工作。研发步骤必须能够跟上行业需求，光子元件的制造成本必须降低几个数量级，全球制造元件的产量必须提高几个数量级。只有这样，才能满足未来对光子元件的高需求。

   
Zero Point Motion首席执行官Lia Li：光子学现在已经成为主流消费设备的一部分，像智能手机厂商这样的大公司都在内部进行光子学研发。虽然这对商业领域来说是件好事，但我们可能会看到学术界和初创企业的创新停滞不前，因为信息变得更加隐蔽，或工艺变得专有。

我将此比作ASIC领域。在该领域，只有通过非常昂贵的软件才能获得最佳软件、设计规则检查和布局自动化，而进行晶圆带外包的成本超出了教育机构或初创企业的承受能力。光子集成电路的许多布局和仿真工具最初都是开源的，而现在这种访问权限被置于更多的付费墙之后。因此，这是未来创新和劳动力人才培养的一大挑战。    

TriLite Technologies联合创始人兼首席技术官Jörg Reitterer：光电子行业需要高技能的专业人才，而专业知识人才的短缺会阻碍行业发展。通过投资劳动力发展和教育计划，以及与大学和机构合作培养人才梯队，可以克服这一问题。与许多其他行业一样，光电子行业也容易受到供应链中断的影响，包括关键部件和材料的短缺。这可以通过实现供应来源多样化和保持关键部件的战略储备来缓解。   

Princeton Infrared Technologies总裁兼首席执行官Martin Ettenberg：人工智能与成像产品相结合，使人们可以在街上被识别，这可能会破坏隐私，损害整个成像行业。尽管成像技术的用途非常广泛，但处理能力与成像技术的结合可能会让我们“倒退”许多年。   

Precitec Optronik研发项目部主管 Markus Kogel-Hollacher：有些人认为人工智能是一种威胁。在数据处理方面，基于人工智能算法的评估方法将是未来的趋势。我们将能够更准确、更快速地从大量数据中得出正确的结论，从而设计出更强大的流程。

来源：荣格-《国际工业激光商情》

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