在2025年，硫族玻璃光电技术的变革：改变红外应用，推动下一波光子设备。探索塑造行业未来的市场力量、突破性技术和战略展望。
- 执行摘要：关键趋势和2025年市场快照
- 市场规模、增长率和2025-2030年预测
- 核心应用：红外传感、成像及其他
- 技术创新：材料、制造和集成
- 竞争格局：主要参与者和战略举措
- 供应链和制造发展
- 新兴市场和区域机会
- 挑战：材料局限性、可扩展性和成本
- 法规、标准和行业倡议
- 未来展望：颠覆性趋势和长期预测
- 来源与参考
执行摘要：关键趋势和2025年市场快照
硫族玻璃光电技术在2025年有望实现重大进展，因为这种材料具有独特的红外（IR）透明度、高折射率和非线性光学特性。这些特性正日益被广泛用于电信、传感、国防和新兴量子技术等领域的应用中。全球市场对基于硫族材料的组件需求激增，特别是在中红外（mid-IR）光子学领域，传统的基于硅石的材料无法满足需求。
主要行业参与者如施特劳斯公司 (SCHOTT AG)和无定形材料公司 (Amorphous Materials Inc.)持续扩展其硫族玻璃产品组合，提供用于红外成像、光谱分析和激光系统的块材、光纤和精密光学组件。施特劳斯公司已在扩大红外透过硫族玻璃的生产规模方面进行了显著投资，目标市场包括国防和工业市场。与此同时，无定形材料公司则继续作为定制光学组件的关键供应商，支持快速原型制作和低产量制造，以满足研究和商业客户的需求。
到2025年，硫族玻璃在光子集成电路（PIC）的集成正在加速，像LioniX国际公司和莱昂纳多股份公司 (Leonardo S.p.A.)等公司正在探索其在下一代传感器和芯片内光源中的应用。这些努力得到了与研究机构和政府机构的持续合作的支持，旨在克服制造挑战，提高设备的可靠性。硫族玻璃光纤在中红外激光传输和环境监测的应用也在扩展，莱昂纳多股份公司积极开发用于航空航天和安全应用的光纤解决方案。
展望未来，硫族玻璃光电技术的前景依然强劲。预计该行业将受益于量子光子学投资的增加，因为硫族材料的非线性特性使得高效的光子生成和调控成为可能。此外，对先进医疗诊断和环境传感的需求推动了基于硫族材料的红外组件的进一步创新。随着制造工艺的成熟和供应链的稳定，行业有望提供更具成本效益和可扩展性的解决方案，将硫族玻璃光电技术定位为未来光子技术的基石。
市场规模、增长率和2025-2030年预测
硫族玻璃光电行业预计在2025年至2030年之间将实现显著增长，主要受到红外（IR）光学、光纤激光、传感器和下一代通信领域应用扩展的推动。硫族玻璃主要由硫、硒或碲组成，以其广泛的红外透明度、高折射率和非线性光学特性而受到重视。这些特性使其在热成像、环境监测和中红外光子学等领域不可或缺。
到2025年，全球硫族玻璃光电市场估计将在数亿美金的低端，年复合增长率（CAGR）预计将在低十位数到高十位数之间。这种增长得益于对国防、汽车（特别是激光雷达和夜视）和医疗诊断领域红外光学需求的增长。中红外光子集成电路和基于光纤的设备的普及也在加速该技术的应用。
主要行业参与者包括施特劳斯公司 (SCHOTT AG)，这是一家德国跨国企业，以其先进的特种玻璃和硫族材料而闻名，以及位于美国的无定形材料公司 (Amorphous Materials Inc.)，它在硫族玻璃坯料和红外光学产品的制造方面专注。牛津仪器公司 (Oxford Instruments)也积极参与该领域，提供硫族玻璃制造和设备集成的支持技术。在亚洲，宏达公司 (HOYA Corporation)是硫族玻璃应用于红外的特种光学材料的知名供应商。
近年来，针对硫族玻璃的可扩展制造和精密加工的投资有所增加，像施特劳斯公司这种公司扩展了其红外玻璃产品组合，以满足国防和工业领域日益增长的需求。硫族玻璃光纤的开发用于中红外传输是另一个增长点，涉及光谱分析、化学传感和医学诊断等应用。将硫族材料集成到光子集成电路中的能力预计将进一步扩大可寻址市场，特别是当硅光子学平台在中红外范围内达到其极限时。
展望2030年，硫族玻璃光电市场预计将继续受益于材料纯度、光纤拉伸技术以及与半导体平台的混合集成方面的不断进步。该行业的前景依然强劲，国防、汽车和生命科学领域持续的需求，以及量子光子学和环境传感的新兴机会，促使材料供应商、设备制造商和系统集成商之间的战略合作关系至关重要，以提升生产规模和加速创新。
核心应用：红外传感、成像及其他
硫族玻璃光电技术在2025年及未来几年预计将在红外（IR）传感、成像及新兴应用领域实现重大进展。硫族玻璃主要由硫、硒或碲组成，独特地适用于在中波和长波红外（MWIR和LWIR）谱段操作的光电设备，在这些波长下，传统的硅石光学材料则显得不透明。这种特性支撑了它们在国防、环境监测、医学诊断和工业过程控制等重要领域的日益采用。
红外传感和成像是一个核心应用领域。硫族玻璃光纤和透镜正越来越多地集成到热成像相机、夜视系统和气体检测设备中。例如，施特劳斯公司作为全球特种玻璃的领导者，继续扩大其硫族玻璃产品组合，用于红外光学，支持国防和民用市场。他们的IRG系列玻璃广泛用于热成像和光谱分析，提供2-12微米范围内的高传输率和良好的环境耐久性。
另一个主要参与者无定形材料公司专注于硫族玻璃坯料和精密光学，向红外传感器和成像系统提供组件。他们的材料经过特别定制，适用于高性能应用，包括高光谱成像和非接触式温度测量，预计这些领域的需求将随着自动化和智能传感的普及而增加。
在医疗领域，硫族玻璃光纤通过红外内窥镜和组织分析实现了微创诊断。像莱昂纳多水晶公司（Leonardo Cristalli）这样的公司正在推进硫族光纤光学用于生物医学成像的制造，借助这些玻璃的生物相容性和广泛的红外透明度。这预计将推动新的诊断模式的形成，特别是在早期癌症检测和代谢监测方面。
超越传统成像，硫族光电技术在红外通信和量子技术的集成光子电路中将发挥关键作用。硫族玻璃独特的非线性光学特性使其在芯片内频率转换和超连续谱生成中备受青睐，目前在多个工业和学术中心正在进行相关研究和原型开发。像康宁公司（Corning Incorporated）这样的公司正在探索基于硫族的解决方案，以开发下一代光子设备，旨在满足日益增长的紧凑和高性能红外组件的需求。
随着红外传感和成像市场的扩展，特别是在安全、环境和健康领域的推动下，硫族玻璃光电技术预计在2025年及以后的发展中将实现强劲的增长与多元化。持续在材料精炼、可扩展制造和设备集成方面的投资将进一步巩固其在先进光子技术核心的角色。
技术创新：材料、制造和集成
随着行业进入2025年，硫族玻璃光电技术在材料工程、制造技术和设备集成方面正在经历创新的激增。硫族玻璃主要由硫、硒或碲组合与砷或锗等元素，因其广泛的红外（IR）透明度、高折射率和强的非线性光学特性而备受青睐。这些特性使其在中红外（mid-IR）光子学、传感和下一代光学通信中至关重要。
在材料纯度和成分控制方面的最新进展，正在使得硫族玻璃的生产过程减少光学损耗并增强稳定性。像施特劳斯公司和无定形材料公司等公司走在前沿，为批量和光纤应用提供高质量的硫族玻璃材料。施特劳斯公司已将其产品组合扩展至包括专门针对激光功率传输和红外成像的玻璃，而无定形材料公司则专注于光谱分析和传感市场的定制玻璃配方。
在制造方面，行业见证了如超快激光刻蚀、化学气相沉积和先进成型等精密技术的成熟。这些方法使得创建具有亚微米精度的复杂光子结构（如波导、微谐振器和光子集成电路（PIC））成为可能。莱昂纳多DRS和IRflex公司在硫族光纤的拉伸和特种红外光纤组件方面表现突出，支持国防、医疗诊断和环境监测等应用。
将硫族玻璃光电技术与硅及其他半导体平台的集成是2025年及以后的一个关键趋势。正在开发混合集成策略，将硫族玻璃的非线性和红外能力与硅光子技术的可扩展性结合在一起。这预计将加速中红外光子芯片在化学传感、自由空间通信和量子光子学中的部署。像莱昂纳多DRS和施特劳斯公司正投资于研究合作伙伴关系和试点生产线，以应对这些集成挑战。
展望未来，硫族玻璃光电技术的前景依然强劲。改进的材料质量、可扩展制造和先进集成的融合使得基于硫族的设备成为环境监测、医疗诊断和安全通信等新兴市场的重要推动者。随着行业领导者继续优化其工艺并扩大产品供应，未来几年预计将看到硫族光电技术的更广泛商业化和采用。
竞争格局：主要参与者和战略举措
在2025年，硫族玻璃光电技术的竞争格局由一系列特种玻璃制造商、创新初创企业和垂直整合的光子公司相结合所构成。随着对中红外（mid-IR）光子组件在传感、医疗诊断、国防和下一代电信等应用中的需求增长，该领域正在经历更为活跃的动态。
在这一领域的重要参与者是施特劳斯公司 (SCHOTT AG)，这是一家全球特种玻璃的领导者，持续拓展其硫族玻璃在红外光学中的产品组合。施特劳斯公司的IRG系列硫族玻璃广泛用于热成像和光谱分析，近期公司已投资于扩大生产能力，以满足国防和工业部门日益增长的需求。另一主要制造商，无定形材料公司，专注于硫族玻璃坯料和精密光学产品，向光子和传感器市场的OEM供应。他们对高纯度材料和定制配方的专注，使其成为先进光子集成的首选供应商。
在亚太地区，宏达公司 (HOYA Corporation)因其在特种玻璃，包括硫族材料的研发而著名。宏达对研发和制造基础设施的持续投资，旨在抓住日益增长的红外光子市场份额，特别是在汽车和环境监测领域。
新兴公司也在塑造竞争动态。IRphotonics专注于硫族光纤和波导解决方案，目标是医疗激光传输和工业传感。他们的专有光纤拉伸技术和材料工程使得中红外光子学的新设备架构成为可能。同时，位于中国的LumiSpot Tech正迅速扩展其硫族玻璃光学生产，利用国内需求和政府对光子创新的支持。
2024-2025年的战略举措包括产能扩张、垂直整合和合作研发。像施特劳斯公司和无定形材料公司正希望通过自动化和质量控制投资，确保高容量应用的一致性。玻璃制造商与光子设备集成商之间的合作伙伴关系日益普遍，旨在加速硫族传感器和集成光子电路的商业化进程。
展望未来，预计竞争格局将更加激烈，因为新进入者正在利用在玻璃化学和制造方面的进步。对小型化、高性能中红外光子设备的推动可能会促使领先参与者之间进一步整合和战略联盟，聚焦于供应链的韧性和以应用为驱动的创新。
供应链和制造发展
硫族玻璃光电技术的供应链和制造格局正在经历重要转变，因中红外（mid-IR）光子组件的需求在2025年加速增长。硫族玻璃主要由硫、硒或碲与砷或锗等元素结合，其广泛的红外透明度和非线性光学特性使其在环境传感、医学诊断、国防和下一代电信等应用中至关重要。
硫族玻璃供应链的主要参与者包括特种玻璃制造商、光纤生产商和集成光子公司。施特劳斯公司作为全球特种玻璃的领导者，持续扩展其硫族玻璃产品组合，专注于高纯材料和可扩展生产方法，以满足行业不断增长的需求。美国的无定形材料公司 (AMI) 仍然是硫族玻璃坯料和定制成分的主要供应商，支持研究和商业设备制造。
在光纤光学方面，LEONI光纤和Coractive因其在硫族光纤的开发和供应方面而引人注意，这对于中红外激光传输和传感系统至关重要。这些公司正在投资流程自动化和质量控制，以确保光纤性能的一致性，作为设备集成要求日渐严格的关键因素。
集成光子技术是另一个快速发展的领域。LioniX国际公司正在推进硫族材料在光子集成电路（PIC）中的集成，创造紧凑、稳健且可扩展的中红外解决方案。他们的努力得到了与光谱分析和环境监测领域研究机构和终端用户的合作支持。
供应链的韧性成为日益关注的问题，尤其是在高纯硫族元素的采购和处理相关的环境与安全法规方面。公司越来越多地投资于回收和净化技术，以确保材料的可用性并减少环境影响。此外，材料供应商与设备制造商之间的合作关系正在加强，开展联合开发协议，旨在优化特定光子应用的玻璃成分。
展望未来，硫族玻璃光电行业预计将看到进一步的垂直整合，制造商向上游确保原材料采购，并向下游提供增值的设备组装。自动化、数字化和先进计量方法正在被采纳，以改善生产效率和可追溯性。随着对中红外光子技术的市场需求不断增加，尤其是在环境和医疗领域，供应链预计将经历整合与创新，确保为2025年及以后的新兴应用提供稳健支持。
新兴市场和区域机会
全球硫族玻璃光电技术的市场格局正迅速演变，新兴市场和区域机会塑造着该行业在2025年及以后的发展轨迹。由于硫族玻璃具有独特的红外（IR）传输特性和非线性光学特性，其在红外成像、光纤光学、环境传感和下一代光子设备等应用中正受到越来越多的青睐。
亚太地区有望成为主要的增长引擎，因其在光子制造和研究领域的投资不断增加。中国，特别是在特种玻璃生产领域，正在不断扩展国内能力，像中国建材集团（CNBM）和中国葛洲坝集团公司（CGGC）等公司正在投资于包括硫族产品的先进材料。这些努力得到了政府倡导的本地化高价值光子组件和降低进口依赖，特别是在国防和环境监测应用方面的支持。
在欧洲，法国和德国仍然是硫族玻璃创新的前沿。全球玻璃和高级材料领导者圣戈班（Saint-Gobain）继续开发用于红外光学和光子集成电路的硫族基材。同时，施特劳斯公司在德国也在扩展其特种玻璃产品组合，包括专为中红外传输和激光应用量身定制的硫族配方。这些公司受益于强大的区域光子集群和合作研发框架，例如欧洲光子行业联盟（EPIC）。
北美，包括美国，正经历新一轮的关注，国防、航空航天和医学成像领域推动了对高性能红外材料的需求。康宁公司（Corning Incorporated）利用其在特种玻璃方面的专业知识来探索新的硫族配方，同时一些较小公司和初创企业也专注于红外传感和量子光子技术的利基市场。美国政府对国内半导体和光子供应链的重视，预计将进一步刺激这一领域的投资。
展望未来几年，地方机会可能会因光子技术与人工智能、环境监测和量子技术的结合而受到影响。东南亚、印度和中东的新兴市场正在开始投资光子基础设施，为硫族玻璃的采用提供新的渠道。随着全球供应链的多元化和技术壁垒的减少，该行业预计将实现强劲增长，既有的领导企业和敏捷的新进入者都有望争夺这一动态领域的主导地位。
挑战：材料局限性、可扩展性和成本
尽管硫族玻璃光电技术在中红外（mid-IR）光学、非线性光子学和集成光子电路应用中前景看好，但在2025年及展望未来的过程中，依然面临着许多与材料局限性、可扩展性和成本相关的持续挑战。这些挑战是行业从研究转向普遍商业部署的重要关键。
主要的材料限制是许多硫族玻璃的脆弱性和化学不稳定性，特别是那些基于砷或硒的材料。这些材料容易氧化和受潮降解，从而可能危及设备的使用寿命和性能。提升环境稳定性的努力——例如成分工程和保护涂层——仍在进行中，但尚未产生普遍有效的解决方案。例如，主要的玻璃制造商康宁公司（Corning Incorporated）持续研究新型硫族配方，以增强其耐久性和光学性能，但在稳定性与理想光学特性之间的权衡依然是技术瓶颈。
可扩展性是另一个显著的障碍。制造高质量的硫族玻璃组件，尤其是用于集成光子电路，要求对成分和结构进行精确控制。传统的熔融淬火和挤出方法难以大规模生产复杂的光子设备。虽然正在探索化学气相沉积和精密模具等先进技术，但这些过程尚不如用于硅基光子学的工艺那样成熟或具成本效益。像施特劳斯公司和无定形材料公司正在积极开发可扩展的制造过程，但该行业在实现高产量时仍面临一致性质量的挑战。
成本依然是更广泛采用的关键障碍。觉得基于硫族的原材料，特别是含碲或高纯度硒的材料，价格昂贵并且容易受到供应链波动影响。此外，处理这些材料所需的专业设备和洁净室环境也增加了生产成本。因此，硫族玻璃光电设备的价格往往显著高于硅或聚合物的对应产品，限制了其在红外传感、国防和医疗诊断等高价值细分市场之外的应用。行业领导者如Thorlabs, Inc.和莱昂纳多电子公司（Leonardo Electronics）虽然提供硫族基组件，但其产品线与更成熟的光子材料相比仍相对有限。
展望未来，克服这些挑战的前景是谨慎乐观的。持续对新玻璃化学、可扩展制造方法和成本降低策略的研究预计将在未来几年内带来渐进式的改进。然而，除非在材料稳定性和制造经济学方面取得突破，否则硫族玻璃光电技术仍可能仅是一种用于高要求光学应用的专业解决方案，而不是主流的光子平台。
法规、标准和行业倡议
硫族玻璃光电技术的法规框架和标准化努力正在推动，应对材料在红外光学、光纤激光和集成光子电路中的日益广泛应用。到2025年，硫族玻璃主要由硫、硒或碲和其他元素组成，仍然是行业和监管机构关注的焦点，原因在于其独特的光学特性和在国防、电信和传感领域的潜在应用。
包括硫族玻璃在内的光学材料的国际标准主要由如国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）等组织监督。这些机构正在努力更新和扩展有关光学传输、环境耐久性和中红外光子组件安全性的标准。在2024年和2025年，ISO/TC 172（光学和光子学）和IEC/TC 86（光纤光学）内的工作组已启动审核，以满足硫族设备的特定需求，包括光纤和平面波导，草案标准预计在2025年底前会分发进行评论。
在业内，领先制造商如无定形材料公司和康宁公司（Corning Incorporated）正在积极参与标准制定和行业合作组织。无定形材料公司因其用于红外光学的特种硫族玻璃产品而闻名，康宁公司则利用其在特种玻璃方面的专业知识，探索硫族光纤和平面基材的可扩展制造。两家公司正与研究机构和行业团体协作，以确保新标准反映材料纯度、环境稳定性和设备集成等最新进展。
基于环境和安全的法规也在审查中，特别是涉及到硒和碲的使用，这在某些地区因其毒性问题而受限。欧洲的《有害物质限制指令（RoHS）》和亚欧及北美的类似框架促使制造商开发符合规定的配方，并记录材料在整个供应链中的可追溯性。
展望未来，预计接下来的几年将会为硫族玻璃光电技术正式制定新的国际标准，这将促进其在商业和国防领域的更广泛应用。行业倡议如联合规划努力和前竞争性研究协作机会，将加速开发强大、标准化的硫族光子组件，以支持该行业的增长和在下一代光学系统中的整合。
未来展望：颠覆性趋势和长期预测
硫族玻璃光子学在2025年及未来几年有望实现显著进展，这得益于硫族材料独特的光学特性，比如高红外透明度、大非线性系数和广泛的传输窗口。这些特性在电信、传感和中红外（mid-IR）光子学应用中日益重要。全球对下一代光学网络的推动及中红外技术在环境监测、医疗诊断和国防的扩展预计将加速硫族玻璃组件的采用。
一个关键趋势是将硫族玻璃集成到光子集成电路（PIC）中，使得用于经典和量子光子学的紧凑型高性能设备成为可能。像康宁公司（Corning Incorporated）和施特劳斯公司正在积极开发专为可扩展光子设备制造而设计的硫族玻璃配方和制造过程。这些努力得到了像无定形材料公司这样的专业供应商的支持，他们为研究和工业提供一系列硫族玻璃坯料和光纤。
在2025年，预计中红外光子学领域将出现颠覆性趋势，硫族玻璃相比传统硅石材料提供更优越的性能。低损耗的硫族光纤和波导的发展正在推动新一代中红外激光器、超连续光源和传感器的出现。莱昂纳多股份公司和Thorlabs, Inc.是推动中红外光子组件发展的企业，专注于环境气体传感、工业过程监测和医疗诊断。
在非线性和量子光子学中，硫族玻璃的快速进展也是另一个关注点。其高非线性和广泛透明度使其理想用于频率转换、全光开关和光子对生成。这引起了既有光子制造商和新兴创业公司的兴趣，目标是将量子光子设备商业化。
展望未来，硫族玻璃光电技术的前景依然强劲。先进制造技术的融合——如3D打印和精密成型——和硫族材料的固有优势预计将有助于降低成本并扩大应用范围。随着对中红外及更广泛光子设备的高性能需求不断增长，硫族玻璃技术将在2025年及下一个十年中在塑造光子技术的未来中发挥关键作用。
来源与参考
- 施特劳斯公司 (SCHOTT AG)
- 无定形材料公司 (Amorphous Materials Inc.)
- LioniX国际公司
- 莱昂纳多股份公司 (Leonardo S.p.A.)
- 牛津仪器公司 (Oxford Instruments)
- 宏达公司 (HOYA Corporation)
- LumiSpot Tech
- Coractive
- Thorlabs, Inc.
- 国际标准化组织 (International Organization for Standardization)
