一、前言
光電產業是利用光的力量創造應用與新的解決方案。應用於農業、通訊、醫療保健、礦業、國防等許多領域。全球每年光電產值約在6千億美金，年複合成長率6%。南澳洲政府致力於利用關鍵技術推動創新，解決問題並吸引投資。該報告顯示南澳洲於過去六年，在生醫光學、雷射、光學感測器、特殊玻璃與光纖(Specialty Glass /Optical Fibres)等關鍵光電領域中核心技術的進展，此外，光電新興領域「量子光電」(Quantum Photonics)，南澳洲亦處於領先地位。

南澳洲政府工業創新與科學部委託Lumoptix LLC光電顧問公司、University of Adelaide的推動產業人才能力鑑定中心(Industry Professional Assessment System, IPAS)進行此份產業報告，期望能評估南澳洲光電業現狀、提出未來藍圖，有三個目標：(1)審查自2016年以來，業界與供應鏈的技術發展對生態的改善；(2)分析自2016年以來，全球業界發展，及南澳洲在其中的發展定位；(3)評估南澳洲光電技術與未來的市場的契合度。

二、光電經濟
光電工程包含光波與光子的傳輸、控制與偵測。南澳洲在光電領域中的優勢分別是：高功率光纖雷射製造；光學偵測器、雷射與顯像器的醫學應用；光纖與網路；遙測與電腦視覺的國防應用。

(一)光電產業的社經影響
2022年統計，全球光電核心元件與材料市值有3千億美金；組裝成高附加價值產品，市值達6千億美金；擴展到全面性統計，2019年由光電技術製造的所有商品市值更在2萬億美金規模。若光電技術消失，全球市值即刻會蒸發140兆澳幣(92兆美金)，並涉及370萬個就業機會。光學應用橫跨通訊、能源、醫療保健、環境保護、國防等多個領域，是當今文明的核心技術。

(二)光電關鍵領域與技術
2020年澳洲政府針對光電業定義了七大關鍵領域(1)先進材料與製造：以高能雷射作物料加工、製程中感測的光學偵測器、用於機械人製造的成像系統。(2)人工智慧，運算與通訊：四種用於通訊的基礎技術；積體光學量子記憶與處理應用在量子通訊。(3)生物與基因科技，疫苗：光學生物感測器用於疾病偵測、雷射用於手術治療、一般光學感測用於食安檢測。(4)能源與環境：高效能發光燈具可提高能源效率、偵測器可運用於工業與環境的有毒物質偵測。(5)量子科技：量子計算、量子通訊、量子模擬的基礎研究。(6)感測、計時與導航：以光學頻率的物理性質來做為時間、重力場、磁場偵測、結構安全領域中偵測環境應變與溫變；(7)運輸、機械人與太空科技：以光學偵測對道路橋樑安全性監測、光學與影像處理用於導航、太空中紅外線通訊與利用雷射進行星際探礦與資源開發。

(三)全球光電產品與元件市場概況
光電產業為經濟增長引擎，雖然受到Covid-19影響，2020年的全球實際銷售仍與先前預測相符(即6千億美金)，市場預估在2026年可以達到9千億美金，2023年的年複合成長約在7~9%左右，2022年全球光電受雇人員將超越410萬。光電產值統計與2026年的成長預測均顯示：前三大領域分別為電信、顯示器、太陽能光電。以區域來看，因生產成本較低，亞太地區佔據優勢地位(53%)。然而運輸成本與到貨時間因素將引起供應鏈移轉，預期將使得北美與歐洲的生產比重拉高。這顯示全球供應鏈的脆弱，因此澳洲必須選擇成本效應優勢的領域才能避免供應鏈斷裂與持續成長，意味著澳洲並不能在所有光電領域中均有競爭力。例如亞太地區主導生產的電信產品已進入價格競銷，澳洲毫無生產成本優勢；受限市場競銷與運輸成本，澳洲的太陽能光電產業也僅能內銷；加拿大國防工業無以匹敵「美國本土製造」，難以打入美國市場的難題，也適用在澳洲軍工產業。

三、應用產業市場
卓越的學術研究為澳洲光電產業奠定了堅實的基石。光電總體經濟產出估計為43億澳元，465家公司雇用了近一萬人。 每名員工增加值(Gross Value Added, GVA)約為125,000澳元，與澳洲製造業、礦業、建築設備、醫療業的水準相當。產業聚落集中的澳洲東部的都會地區，產業中的70%是50名員工以下的小企業。出口產值2016~2020年由2億倍增到4.12億美金，顯示產業的蓬勃發展。全球光電產值將在2026年達到9000億美金規模，南澳洲政府則會專注在生醫光電、雷射、光纖、感應器與量子光學的自身優勢領域，致力成為產業中的關鍵參與者。

(一)生醫光學產業(Biophotonics)
一份2016年的報告指出，生醫光學市場在2020年產值將達847億美元，到2026年成長為1260億美元。預計在2026年，所有生醫光學領域都會成長，醫療診斷和治療應用佔78％，制藥應用佔12％，環境應用佔5.5％，農業和食品加工佔不到5％。醫學影像應用從2020年的150億美元，在2026年預計成長到240億美元。生醫光學主要銷售地區為北美60%，歐洲20%。

(二)雷射產業
雷射總產值預估年複合成長率為7%，並在2026年達到240億美元的規模，前三大領域分為別為通信(69%)、感測器(15%)、醫療應用(8%)。光纖雷射(Fiber Laser)指的是以光纖作為媒介來增強雷射的材料加工應用，預計以年複合成長率12%速度，在2026年達47億美元規模。以雷射光譜來區別，通常需要參入稀土氟化物的中紅外線頻率發光範圍的雷射，擁有顯著的成長，主要應用為軍工產業(59%)。2021年的統計表示，受惠電信、材料加工、顯示器製造的需求，雷射主要市場是在亞太地區(50%)、北美(30%)。

(三)光纖感測器產業
過去光纖感測的需求發生在傳統能源，但正逐漸減少，而在非傳統能源中逐年增加，特別是在風力發電的葉片感應。而IPAS開發的探捕捉與儲存(Carbon Capture and Storage, CCS)技術應用在光纖技術已臻成熟，感測器可以偵測原油層氣體揮發濃度，因此這類需求會有所成長。另外，全球政治局勢催生的國防支出會增益光纖感測的成長；以及智慧通訊的基礎建設需求也會推波助瀾。

(四)分布式光纖感測器產業
由多個感應器組成偵測系統的「分布式光纖感測器」(Distributed Fibre Optic Sensors, DFOS)應用在結構中應變與溫度感變等物理性質偵測，雖然在21世紀初期的發展仍不成熟，但隨著石油與天然氣的資源探勘與偵測的需求增加，推動了各類型DFOS的技術發展。過去最市佔率最大的拉曼散射式將由2014年的36%，到2026年時下降至27%，原因是其他技術更符合市場需求，如聲能感應式將上升到26%、其次是布拉格光栅式也會達到22%。

(五)其他光學感應器產業
除了光纖感應器，南澳洲在雷射感應器、微光學與積體光學感應器中，也占據一席之地。雷射感應器在2021~2026年的市值，將由13億暴增到34億美金；微光學與積體光學感應器主要應用在化學檢測。其中光子積體電路(Photonic Integrated Circuit, PIC)晶片感應器在成熟的半導體製造技術中，堅固耐用、體積小、能耗少，特別適用在太空與軍事用途，大規模生產更可以產生具價格競爭力的商業化產品，應用在手機中偵測食安與疾病等高附加價值，未來會有爆炸式發展前景。

(六)特殊光纖產業(Specialty Fibre)
應用在感測領域的特殊光纖預計在2026年達到1.02億美金市場規模，若將通信與先進雷射領域也納入計算的話，總額會來到20億美金的規模。

(七)量子光學(Quantum Photonics)產業
市場預估從2020~2026年將從6.5億增加到15億美金，主導技術是矽光子(silicon photonics)，其次是矽玻璃(silica glass)。應用領域分類：電腦(40%)、電信(30%)、感應器(15%)、醫療(10%)。地區分類：北美(40%)、亞太(35%)、歐洲(20%)。

(八)光學太空產業
市場預估2016~2026年將從30億激增至260億美金，分別應用在通訊、導航、科學成像和感測技術。

四、結語
南澳洲光電業在既有的學術領先優勢中，民間企業陸續參與，加上聯合國教科文組織對南澳洲的大學的投資研究，以及澳洲國防科技組織的支持，南澳洲在業界的領先正在鞏固與不斷擴大中，完全符合2016年市場報告的預測，尤其是雷射領域與開發新穎的光電應用。如下：
(一)雷射：半導體與玻璃結構的突破發展，南澳洲在固態雷射上創造新的光源系統，有望在領先的雷射產業中再次創造業績的提升。
(二)量子：相關的光電產業預計在未來十年內迎來商業化成果，這也是南澳洲的優勢技術。
(三)光纖與特殊玻璃是許多領域的基礎技術，南澳洲在此領域研究屬於世界一流。
(四)阿德萊德大學在生醫光電取得新的突破，讓新的應用獲得可能，並且與軍方將投入軍用光電產品的製造。
(五)南澳洲對於光學偵測器運用在交通建設與建築的結構安全監控始終處於領先地位。
(六)南澳洲可創造太空通訊領域的就業機會。
(七)醫療： 雷射手術的醫療領域創造南澳洲大量收益。

南澳洲致力發展光電通訊製造，較少競爭者、投資報酬較高，使南澳洲在光電產業中的耀眼成果傲視澳洲的其他州郡，是一個相當成功的策略。