HET ECONOMISCH BELANG VAN FOTONICA IN VLAANDEREN

UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE ACADEMIEJAAR: 2012-2013

HET ECONOMISCH BELANG VAN FOTONICA IN VLAANDEREN Masterproef voorgedragen tot het bekomen van de graad van Master of Science in de Bedrijfseconomie

Jonas De Troyer onder leiding van Prof. Dr. Van De Velde Els

PERMISSION

i

Permission Ondergetekende verklaart dat de inhoud van deze masterproef mag geraadpleegd en/of gereproduceerd worden, mits bronvermelding.

Jonas De Troyer, december 2012

WOORD VOORAF

ii

Woord vooraf Mijn vooropleiding als industrieel ingenieur in de elektronica heeft bijgedragen tot het kiezen van dit onderwerp voor mijn masterproef. De keuze was dan ook snel gemaakt toen mijn oog op dit onderwerp viel. Deze thesis was een omvangrijke opdracht. Hierbij wil ik dan ook mijn dank betuigen aan iedereen die heeft bijgedragen aan de realisatie ervan. Eerst en vooral wens ik mijn promotor Prof. Dr. Els Van De Velde (vakgroep Management, Innovatie en Ondernemerschap) te bedanken voor het aanreiken van het boeiende onderwerp en haar wetenschappelijke ondersteuning. Verder wil ik Katharina Flaig (Photonics21) bedanken voor haar deskundige informatie. Zij heeft mij op weg gezet om relevante informatie te verzamelen. Ten slotte wil ik zeker mijn vriendin en mijn ouders bedanken voor hun steun en het kritisch nalezen van deze masterproef.

Jonas De Troyer, december 2012

INHOUDSOPGAVE

iii

Inhoudsopgave Permission

i

Woord vooraf

ii

Inhoudsopgave

ii

Gebruikte afkortingen

vi

Lijst van figuren

viii

Lijst van tabellen

x

1 Algemene inleiding 1.1 Het begrip ‘fotonica’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Doelstelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Indeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 1 2 3

2 Technologische trends in de fotonica 2.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Trends in de automobielsector . . . . . . 2.3 Trends in de landbouw . . . . . . . . . . 2.4 Metamaterialen en transformatie-optica

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

4 4 6 8 11

3 Toepassing van optische technologie¨ en in verschillende sectoren 3.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Verschillende sectoren in de fotonica-industrie . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Productietechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2 Optische Meetinstrumenten en Machine Vision . . . . . . . . . . 3.2.3 Medische Technologie en Biowetenschappen . . . . . . . . . . . . 3.2.4 Optische communicatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.5 IT: Consumentenelektronica, Kantoorautomatisering en Printen 3.2.6 Verlichting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.7 Displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.8 Zonne-energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.9 Defensie en veiligheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

13 13 15 15 17 18 20 22 23 25 27 28

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

INHOUDSOPGAVE

iv

3.2.10 Optische systemen en componenten

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 Analyse van de fotonica-industrie in Europa 4.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Sleuteltechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Economische analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.1 Positionering in de wereldmarkt . . . . . . . . . . . . . 4.3.2 Impact van fotonica op de volledige Europese economie 4.4 Sociale analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Ecologische analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 SWOT-analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

. . . . . . . .

31 31 31 32 32 37 38 39 40

. . . . .

41 41 42 43 44 44

6 Onderzoeksmethodologie 6.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Methodiek voor het selecteren van ondernemingen . . . . . . . . . . . . . . .

46 46 47

7 Economische analyse van de Vlaamse fotonica-industrie 7.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 Typering van de Vlaamse fotonica-industrie . . . . . . . . 7.2.1 Onderverdeling in sectoren . . . . . . . . . . . . . 7.2.2 Oprichtingsdatum . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.3 Geografische ligging . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.4 Aantal werknemers . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.5 Groei van het aantal werknemers . . . . . . . . . . 7.2.6 Opleidingsniveau en geslacht van de werknemers . 7.2.7 Omzet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.8 Groei van de omzet . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.9 Grootte van de ondernemingen . . . . . . . . . . . 7.2.10 Bedrijfskostenstructuur . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.11 Toegevoegde waarde . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3 Ratio-analyse van de Vlaamse fotonica-industrie . . . . . 7.3.1 Solvabiliteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3.2 Liquiditeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3.3 Investeringratio 1 - Vernieuwingsgraad . . . . . . . 7.3.4 Investeringratio 2 - Investeringsgraad . . . . . . . . 7.3.5 Arbeidsproductiviteit . . . . . . . . . . . . . . . .

53 53 54 54 55 58 59 61 63 63 65 66 68 70 72 73 74 76 78 79

5 Ondersteunende clusters 5.1 Inleiding . . . . . . . . 5.2 Photonics21 . . . . . . 5.3 OPERA2015 . . . . . 5.4 Photonik 2020 . . . . 5.5 ACTMOST . . . . . .

in . . . . . . . . . .

de . . . . . . . . . .

Europese fotonica-industrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

INHOUDSOPGAVE

v

8 Besluit

81

Bibliografie

84

A Belgische ondernemingen in de databank van Photonics21

87

B NACE-BEL-codes voor de Belgische ondernemingen uit de databank van Photonics21 90 C Selectie van Vlaamse fotonica-ondernemingen

93

GEBRUIKTE AFKORTINGEN

Gebruikte afkortingen AC

Alternating Current

BTW

Belasting over de Toegevoegde Waarde

BVBA

Besloten Vennootschap met Beperkte Aansprakelijkheid

CATV

Cable Television

CCD

Charge-Coupled Device (Ladinggekoppeld component)

CCTV

Closed Circuit Television

Cd

Compact Disc

CMOS

Complementary Metal Oxide Semiconductor

CR

Computed Radiography

DCS

Digital Circuit Switching

DR

Digital Radiography

Dvd

Digital Versatile Disc

Fax

Telefacsimile

FTTH

Fiber-To-The-Home

HD

High Definition

IP

Internet Protocol

IR

Infrarood

IT

Informatietechnologie

KMO

Kleine en Middelgrote Onderneming

LAN

Local Area Network

Laser

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

Lcd

Liquid Crystal Display

Led

Light-Emitting Diode

MFP

Multifunctionele Printer

vi

GEBRUIKTE AFKORTINGEN NV

Naamloze Vennootschap

OCS

Optical Circuit Switching

Oled

Organic Light-Emitting Diode

POD

Printing-On-Demand

PPP

Photonics Public-Private Partnership

R&D

Research and Development (Onderzoek en Ontwikkeling)

SONET

Synchronous Optical Networking

SSL

Solid State Lighting

SWOT

Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats

UV

Ultraviolet

VoIP

Voice over IP

VTE

Voltijds Equivalent

WDM

Wavelength-Division Multiplexing

vii

LIJST VAN FIGUREN

viii

Lijst van figuren 2.1

Breking van een lichtstraal aan het oppervlak tussen twee materialen (Bron: RP-Photonics). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

4.1 4.2

Wereldmarkt van fotonica per sector in 2008 (Bron: Optech Consulting). . . Europese markt van fotonica per sector in 2005 (Bron: Optech Consulting). .

33 34

6.1

Frequentie van de NACE-BEL-categorieën bij de ondernemingen uit de Photonics21databank. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Bronnen van geselecteerde ondernemingen (Eigen selectie). . . . . . . . . . . 52

6.2 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14

Vlaamse fotonica-industrie verdeeld in sectoren in 2011. . . . . . . . . . . . . Europese fotonica-industrie verdeeld in sectoren in 2008. (Bron: Photonics21) Oprichtingsdatum van Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie. . . . Aantal ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie. . . . . . . . . . . . . Leeftijd van de verschillende sectoren in de Vlaamse fotonica-industrie. . . . . Geografische ligging van Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie in 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geografische verdeling van de werknemers in de Vlaamse fotonica-industrie in 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Grootte van de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie in 2011 op basis van het aantal werknemers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Grootte van de ondernemingen in de Europese fotonica-industrie in 2008 op basis van het aantal werknemers. (Bron: Photonics21) . . . . . . . . . . . . . Aantal werknemers in de verschillende sectoren in de Vlaamse fotonica-industrie in 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verloop van het totaal aantal werknemers in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2001 en 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verloop van het totaal aantal werknemers in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2001 en 2011 op basis van de grootte van de ondernemingen. . . . . . Opleidingsniveau en geslacht van de Vlaamse werknemers in de fotonica-industrie in 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Omzet van Vlaamse ondernemingen in fotonica-industrie in 2011 zonder extrapolatie (in duizend euro). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54 55 56 56 57 58 58 59 60 61 62 62 63 64

LIJST VAN FIGUREN 7.15 Lineair verband tussen aantal werknemers en omzet voor kleine ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie in 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.16 Evolutie van de omzet in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2001 en 2011. 7.17 Evolutie van de omzet in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2001 en 2011 voor KMO’s en grote ondernemingen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.18 Grootte van de Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie in 2011. . . . 7.19 Grootte van de onderneming waar de werknemers in de Vlaamse fotonicaindustrie tewerk gesteld zijn in 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.20 Verdeling van de bedrijfskosten aan de hand van de grootte van de onderneming in 2010. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.21 Evolutie van de toegevoegde waarde in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2004 en 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.22 Evolutie van de toegevoegde in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2004 en 2011 voor KMO’s en grote ondernemingen, in miljoen euro. . . . . . . . . . . 7.23 Niveau van de solvabiliteit van de Vlaamse ondernemingen in de fotonicaindustrie in 2010. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.24 Niveau van de current ratio van de Vlaamse ondernemingen in de fotonicaindustrie in 2010. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.25 Verloop van materiële vaste activa in de ondernemingen in de Vlaamse fotonicaindustrie tussen 2004 en 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.26 Verloop van de vernieuwingsgraad voor grote bedrijven en KMO’s tussen 2004 en 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.27 Verloop van de investeringsgraad voor grote bedrijven en KMO’s tussen 2004 en 2011. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.28 Verloop van de arbeidsproductiviteit tussen 2004 en 2011 in de Vlaamse fotonicaindustrie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ix

65 66 67 68 68 70 71 72 74 75 77 78 79 80

LIJST VAN TABELLEN

x

Lijst van tabellen 1.1

Onderzoeksvragen met betrekking tot de Vlaamse fotonica-industrie. . . . . .

2

2.1

Energieverbruik van traditionele versus LED autoverlichting (Bron: LaserFocusWorld). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

3.2

Fotonica: sectoren en productgroepen (Bron: Optech Consulting). . . . . . .

14

4.1 4.2

Hefboomeffect: overzicht van be¨ınvloede industrieën en consumentenmarkten(Bron: Photonics21). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 SWOT-analyse van de Europese fotonica-industrie. (Wilkens and Bressler, 2011) 40

6.1 6.2

Aantal actieve, Vlaamse ondernemingen per NACE-BEL-categorie. . . . . . . Aantal geselecteerde ondernemingen per NACE-BEL-categorie. . . . . . . . .

50 51

7.1 7.2

Definitie van grootte van ondernemingen door de Europese Commissie. . . . . Verdeling van de bedrijfskosten aan de hand van de grootte van de onderneming in 2010. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Solvabiliteit van de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie in 2010. Current ratio van de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie in 2010.

67

7.3 7.4

69 73 75

HOOFDSTUK 1. ALGEMENE INLEIDING

1

Hoofdstuk 1

Algemene inleiding 1.1

Het begrip ‘fotonica’

Nieuwe technologieën evolueren snel en be¨ınvloeden ons dagelijks leven. Ledverlichting, beeldschermen, zonnepanelen en optische glasvezel zijn dagelijks zichtbaar en maken meer en meer een deel uit van de samenleving. Al deze producten zijn toepassingen van fotonica. De term ‘fotonica’ is in het leven geroepen in 1967 door Pierre Aigrain, een Franse wetenschapper (Mihalache, 2011). De definitie die hij aan het begrip ‘fotonica’ gaf is de volgende: ‘Photonics is the science of the harnessing of light. Photonics encompasses the generation of light, the detection of light, the management of light through guidance, manipulation, and amplification, and most importantly, its utilisation for the benefit of mankind.’ Fotonica of opto-elektronica is de technologie van fotonen en licht. Dit omvat het volledige spectrum van het zichtbaar en onzichtbaar licht, zoals microgolven en x-stralen. Toepassingen worden mogelijk gemaakt door licht te laten interageren met materie. Dankzij de unieke eigenschappen van licht is het mogelijk om nieuwe functionaliteiten en componenten te ontwikkelen die zonder het gebruik van licht niet mogelijk zouden zijn. Licht kan bijvoorbeeld met enorm veel signalen tegelijk in één kabel passen, wat met de traditionele elektronica onmogelijk is. Ook is het mogelijk om licht zonder verliezen door materialen te leiden, wat als voordeel heeft dat optische chips, in tegenstelling tot elektronische processoren, niet warm worden (Koenderink, 2010). In de diagnostiek wordt de intrede van fotonica ook als baanbrekend beschouwd. Kwetsbare voorwerpen kunnen nu onderzocht worden zonder schade aan te brengen, de onderliggende structuur van een duur schilderij kan bekeken worden, of men kan een kijkje nemen binnen het menselijk lichaam zonder pijn of complexe operaties voor de patiënt. Waar men vroeger aangewezen was op dure en tijdrovende laboratoriumanalyses, biedt optische spectrometrie goedkope oplossingen voor metingen van voedselkwaliteit, bodemonderzoek, enz.

1.2 Doelstelling

2

Het is duidelijk dat controle en kennis over licht een basis vormt voor een breed en groeiend scala aan toepassingen en het biedt unieke oplossingen waar de traditionele technologieën hun limieten hebben bereikt op vlak van snelheid, capaciteit en nauwkeurigheid.

1.2

Doelstelling

Fotonica is een jonge en sterk evoluerende industrietak. Over de fotonica-industrie in Vlaanderen is echter relatief weinig bekend. De fotonica-industrie wordt vooralsnog vaak gezien als onderdeel van andere industrietakken zoals consumentenelektronica, ICT of engineering. Er bestaat evenmin een aparte NACE-BEL-categorie voor de bedrijven die binnen deze industrietak produceren of goederen en diensten aanbieden. Mede daardoor is relatief weinig statistisch en bruikbaar cijfermateriaal beschikbaar. Dit is opvallend aangezien de fotonicaindustrie enorm veel potentieel biedt aan de samenleving op ecologisch, economisch en sociaal gebied. Het is vanuit bovenstaande achtergrond dat deze masterproef het economische belang van de Vlaamse fotonica-industrie in kaart wil brengen. Studies in dienst van de Europese Commissie tonen reeds het enorme potentieel van deze industrietak aan voor Europa (Butter et al., 2011; Photonics21, 2010; Snijders et al., 2008; Mayer, 2007). Steunend op deze Europese studies, wordt in deze masterproef de focus gelegd op fotonica in Vlaanderen. Onderzoeksvraag

Indicatoren

Typering van de Vlaamse fotonica-industrie

Geografische ligging, sector, oprichtingsdatum, aantal ondernemingen, grootte van de ondernemingen

Bijdrage van de Vlaamse fotonica-industrie aan de economische groei

Jaarlijkse groei van de omzet, tewerkstelling en toegevoegde waarde

Productie en werkgelegenheid in de Vlaamse fotonica-industrie

Omzet, toegevoegde waarde, tewerkstelling, opleiding en geslacht van de werknemers

Bijdrage van de fotonica-industrie aan de regionale en structurele ontwikkelingen

Omzet, toegevoegde waarde, aantal ondernemingen, werkgelegenheid volgens regio of structuur van de industrie

Economische efficiëntie van de Vlaamse fotonica-industrie

Kostenstructuur, solvabiliteit, liquiditeit , arbeidsproductiviteit

Innovatie in de Vlaamse fotonica-industrie

Investeringsuitgaven, investeringsratio, vernieuwingsgraad

Tabel 1.1: Onderzoeksvragen met betrekking tot de Vlaamse fotonica-industrie.

De analyse in deze masterproef heeft als doel een globaal beeld te schetsen van het economisch belang, de problemen en de kenmerken van de Vlaamse fotonicasector. In tabel 1.1 zijn de

1.3 Indeling

3

onderzoeksvragen en de indicatoren ervan weer te vinden. Op deze vragen zal verder in deze masterproef een antwoord gezocht worden.

1.3

Indeling

Na de inleiding worden in hoofdstuk 2 een aantal technologische trends besproken binnen de fotonica die door de auteur van de masterproef als interessant beschouwd worden. In hoofdstuk 3 wordt de fotonica-industrie in verschillende sectoren verdeeld en wordt de positie van Europa hierbinnen besproken. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een analyse van de internationale literatuur. Hoofdstuk 4 sluit aan bij hoofdstuk 3 met de bespreking van de resultaten uit een aantal studies over de positie van fotonica in Europa. Hierbij staat het belang van fotonica op de economie, de maatschappij en het milieu centraal. De positie van Europa in de globale fotonicamarkt wordt voorgesteld aan de hand van een SWOT-analyse. In hoofdstuk 5 wordt het belang van clustervorming in een innovatieve en technologische industrie als fotonica besproken en worden een aantal opmerkelijke organisaties in Europa en België voorgesteld. Vervolgens wordt in hoofdstuk 6 verder ingegaan op de situatie in Vlaanderen. De methodiek voor het selecteren van Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie wordt verduidelijkt. De gegevens van de geselecteerde bedrijven worden opgehaald uit de balanscentrale van de Nationale Bank van België en de Bel-First databank. Op basis van deze gegevens zal de economische analyse van de Vlaamse fotonica-industrie gebeuren. In hoofdstuk 7 volgen de resultaten en de analyse van de studie. Deze analyse gebeurt aan de hand van een interpretatie van de boekhoudkundige gegevens van de ondernemingen in de Vlaamse fotonicasector en een ratio-analyse. Indien mogelijk worden de resultaten vergeleken met Europese gegevens. Hoofdstuk 8 geeft tenslotte een besluit omtrent het economische belang van fotonica in Vlaanderen en een antwoord op de hierboven vermelde onderzoeksvragen.

HOOFDSTUK 2. TECHNOLOGISCHE TRENDS IN DE FOTONICA

4

Hoofdstuk 2

Technologische trends in de fotonica 2.1

Inleiding

Fotonica belooft één van de belangrijkste technologieën te worden van de 21ste eeuw, net zoals micro-elektronica was voor de 20ste eeuw (Baets et al., 2009). De uitvinding van de transistor in 1947 en de ge¨ıntegreerde schakeling in 1958 heeft een snelle (r)evolutie van de elektronica met zich meegebracht. De eerste optische componenten werden gedemonstreerd in 1960 met de uitvinding van de laser en de laserdiode. Vanaf dan zouden aan snel tempo heel wat verschillende lasertypes ontwikkeld worden. Een volgende grote innovatie was er in de jaren 1970 met de ontwikkeling van optische vezels als medium om informatie te verzenden. Hiervoor werden lichtbronnen gebruikt als zender van de signalen. De globale expansie van het internet was het resultaat van deze ontwikkeling in de fotonica en de hele wereld kon met elkaar verbonden worden. Vandaag de dag is er een groot gamma van wetenschappelijke en technologische toepassingen binnen de fotonica zoals productie met lasers, biologische en chemische sensoren, medische diagnoses en therapieën, verlichting, displays en optische computers. Als deze trend zich blijft doorzetten zullen de komende decennia nog sterker be¨ınvloed worden door fotonica. Meest invloedrijke fotonicatoepassingen Het tijdschrift ‘EOS’ vroeg in het voorjaar van 2012 aan zijn experts om de meest invloedrijke fotonicatoepassingen voor te stellen en dat leverde een top-vijf op (Baets and Berghmans, 2012). Op 5 staat de ledverlichting die de traditionele verlichting kan vervangen (Paschotta, 2012). Ledlampen zijn nog zuiniger en duurzamer dan spaarlampen. Doordat ledlampen haast onbreekbaar, schokbestendig, waterbestendig en bestand tegen koude en trillingen zijn, kan de levensduur ruim hondderdduizend branduren bedragen. De elektrische energie wordt rechtstreeks omgezet in lichtenergie en de warmteproductie is gering. Ledverlichting heeft ook geen opwarmtijd nodig zoals dat bij een spaarlamp of TL-lamp het geval is. Daardoor is het ideaal om te gebruiken voor digitale sturing.

2.1 Inleiding

5

Op plaats 4 staan oled-beeldschermen (Yaschenko, 2003; Paschotta, 2012). In tegenstelling tot lcd-televisies hebben deze geen lcd nodig om een scherm van kleur te doen veranderen. Hierdoor verbruiken de oled-televisies momenteel tot 2 keer minder dan lcd-televisies. Verwacht wordt dat in de toekomst dit verbruik nog eens met een factor 10 omlaag zal gaan. Daarbij zal zwart ook echt zwart zijn, dit komt doordat oled-beeldschermen geen achtergrondverlichting nodig hebben. Dit is ook een reden voor het geringe stroomverbruik in vergelijking met lcddisplays. Doordat een oled-beeldscherm zelf licht uitzendt is ook de kijkhoek veel groter en kunnen de beeldschermen ook bij grote formaten zeer dun worden uitgevoerd. De beeldkwaliteit van oled-displays is enorm hoog. Om optimaal te kunnen genieten van deze oled-televisies is het ook nodig dat het beeldmateriaal in HD opgeslagen is. De oudere toepassingen zoals cd’s en dvd’s zijn hiervoor ontoereikend, maar blu-ray heeft voldoende opslagcapaciteit om deze zware bestanden op te slaan. De experts van EOS plaatsten dan ook blu-ray op plaats 3 in hun lijst. Dit formaat laat toe om informatie op een optische schijf op te slaan. De uitlezing gebeurt met behulp van violet laserlicht met een golflengte van 405 nm. Normale dvd’s en cd’s gebruiken een rode laser met een golflengte van respectievelijk 650nm en 780nm (Paschotta, 2012). Door de kleinere golflengte van de laser is het mogelijk een hogere informatiedichtheid te bereiken zodat meer informatie op dezelfde schijf kan opgeslagen worden. Een blu-rayschijf heeft hierdoor een capaciteit van 25 GB. Het is eveneens mogelijk om verschillende lagen boven elkaar op de schijf te zetten. Hierdoor is het mogelijk om tot 150 GB op één schijf te zetten. Op plaats 2 staan zonnecellen of fotovolta¨ısche cellen. Om de uitstoot van broeikasgassen te beperken en de uitputting van fossiele brandstoffen tegen te gaan, is het nodig om over te stappen op duurzame en schone energie. Zonnecellen zijn hiervoor de ideale oplossing. Het belangrijkste onderdeel van een fotovolta¨ısche cel is een stuk halfgeleidend materiaal met een scheidingsvlak tussen p-type en n-type dotering (Paschotta, 2012). Als er zonlicht op de zonnecel valt, worden elektronen losgestoten en veroorzaakt de cel elektrische stroom. Door zonnecellen te integreren in een zonnepaneel kan in de praktijk elektrische energie opgewekt worden. Via een omvormer kan de gevormde gelijkstroom uit het zonnepaneel omgevormd worden tot bruikbare wisselstroom. Plaats 1 is voorbehouden voor het internet. Dit is ongetwijfeld de meest invloedrijke toepassing van fotonica tot nu toe. Langeafstandsverbindingen met diverse kanalen zijn onmogelijk zonder glasvezelkabels, dus zonder lichttechnologie zou internet wegens praktische redenen niet bestaan hebben zoals we het nu kennen. Met ‘Fiber-to-the-home’ netwerken kunnen bandbreedte-intensieve diensten zoals IP-video, VoIP en gaming zonder problemen uitgevoerd worden (Baets et al., 2009). In de praktijk wordt het uitrollen van FTTH-netwerken

2.2 Trends in de automobielsector

6

nog vaak uitgesteld door operatoren omwille van het kostenplaatje dat er aan verbonden is. Hiervoor zou de volledige bestaande infrastructuur moeten vervangen worden. Er moeten glasvezelverbindingen tot aan elke woning komen. De transceiver is ook een grote kostfactor. Deze zet het lichtsignaal van de vezel om in een elektrisch signaal en omgekeerd. Desondanks is fotonica in staat om de capaciteit van het internet te verhogen tot een capaciteit van multi-terabits. Deze uiterst snelle verbinding laat toe om nieuwe producten en diensten op de samenleving los te laten. De impact hiervan op het bedrijfsleven is groot door nieuwe mogelijkheden in de IT en vernieuwende businessmodellen.

2.2

Trends in de automobielsector

Fotonica biedt de producenten van voertuigen een enorme basis aan opties om te verbeteren op het vlak van veiligheid, efficiëntie en design. Als het nu gaat over ledverlichting, veiligheidssystemen met ‘night-vision’, ontsteking door middel van lasers of radartoepassingen om ongevallen te voorkomen, elk van deze toepassingen is erg kansrijk door een laag energieverbruik en sterke prestaties (Overton, 2009). Fotonica heeft zeker en vast zijn nut in de automobielindustrie. Energieverbruik (W) Soort verlichting

Halogeen

Dagrijverlichting

13

Gloeilamp

LED 5

Achterlicht

5,0 - 14,5

2,2

Knipperlicht vooraan

16

9

Knipperlicht achteraan

21

6,7

Achteruitrijlichten

21

5

Stoplichten

21

5,4

Mistlampen achteraan

21

3

Tabel 2.1: Energieverbruik van traditionele versus LED autoverlichting (Bron: LaserFocusWorld).

Ledoplossingen De kostprijs voor ledoplossingen in auto’s ligt nog steeds een stuk hoger dan gloeilampen of halogeenlampen als koplampen en interieurverlichting. Toch zijn de voordelen van leds groot genoeg voor autoproducenten om deze te gebruiken in de ontwikkeling en de productie van nieuwe voertuigen. De redenen die hiervoor gegeven worden zijn de langere levensduur van leds, de snellere responstijd van remlichten, het lager energieverbruik en de nieuwe mogelijkheden op het vlak van design.

2.2 Trends in de automobielsector

7

In tabel 2.1 is het energieverbruik van traditionele autoverlichting vergeleken met ledverlichting. Elke traditionele lamp kan vervangen worden door een ledoplossing die beduidend minder energie verbruikt. Desondanks zijn er nog slechts een beperkt aantal modellen op de markt met een complete ledoplossing. Het gebruik ervan brengt verschillende technologische uitdagingen met zich mee. Een auto is dikwijls onderhevig aan stof, vocht en mechanische schokken. Samen met een temperatuur die kan oplopen tot 90°C, kunnen leds in een voertuig heel wat te verduren krijgen. De prestaties van leds dalen naarmate de temperatuur ervan verhoogd, dus koeling is noodzakelijk voor dergelijke ledtoepassingen met hoog vermogen. Meestal worden drie verschillende optische systemen gebruikt om één gloeilamp te vervangen als koplamp: een systeem voor het symmetrische onderste gedeelte, één voor het asymmetrische gedeelte en een laatste voor de lichtbundel die de weg verlicht. Bij het gebruik van gloeilampen is slechts één lichtbron vereist aangezien deze een hoge intensiteit hebben en er geen afstelling tussen diverse systemen nodig is. Hoewel er dus talrijke uitdagingen voor toepassingen met ledverlichting zijn, kunnen deze meer dan 50% energie besparen ten opzichte van de gloeilamp. Niet alleen zijn deze toepassingen energiezuiniger, ze hebben ook hun nut op het vlak van verkeersveiligheid. Dankzij wiskundige modellen en software-algoritmes kan het gegenereerde licht gereflecteerd worden naar de specifieke delen van de weg die verlicht moet worden. Het verblinden van tegenliggers door felle verlichting kan zo tot een minimum beperkt worden, wat uiteraard de veiligheid ten goede komt. Omwille van deze voordelen hebben reeds talrijke autoproducenten ledverlichting ingewerkt in hun nieuwe modellen. Op die manier kan men zich onderscheiden van de concurrentie. Night-vision De veiligheid van autobestuurders en zwakke weggebruikers wordt ook gestimuleerd door het gebruik van ‘night-visionsystemen’. Voertuigen worden uitgerust met een infraroodsensor die de weg scant op voetgangers en andere objecten. Deze sensoren zien minstens drie keer verder dan een bestuurder die dimlichten gebruikt (Overton, 2009). Een systeem dat reeds gebruikt wordt in de BMW-7 series is het Night-Vision-2-systeem van Autoliv, een bedrijf uit Zweden met een afdeling in België (Autoliv, 2012). Als een object wordt gedetecteerd zal dit systeem de omgeving en de snelheid van het voertuig analyseren om het risico van een botsing met het object te bepalen. Indien nodig zal een signaal uitgezonden worden naar de bestuurder via een display die zich in het voertuig bevindt. Het systeem is intelligent genoeg om de situatie goed in te schatten. In drukke gebieden in de stad met veel voetgangers zal het systeem een kleinere en kortere afstand van de weg controleren om te voorkomen dat er te veel waarschuwingen gegeven worden. Buiten stedelijke gebieden zal het systeem een breder en langer bereik hebben aangezien ook de snelheid van het voertuig daar een stuk hoger zal liggen.

2.3 Trends in de landbouw

8

Ook Siemens VDO uit Duitsland heeft een gelijkaardig systeem ontwikkeld dat infrarood night-vision gebruikt om de veiligheid van voetgangers in het verkeer te verhogen (Goroncy and Sterbak, 2005). Het systeem heeft een zicht tot 150m en genereert een real-time afbeelding van de weg op een display in het voertuig. Levende voorwerpen worden weergegeven als heldere objecten op het scherm. ’s Nachts rijden wordt meteen een stuk veiliger door dit extra paar ogen. Laserontsteking Onderzoekspapers rond ontsteking met lasers zijn reeds verschenen in de late jaren 1970 maar voorlopig is er nog geen enkel automodel op de markt uitgerust met het systeem (Fokker, 2009). Dankzij de eigenschap van lasers dat ze kunnen splitsen in meerdere stralenbundels, kunnen dergelijke systemen met verschillende ontstekingsbronnen de kans van een volledige verbranding in de motor verhogen. Andere voordelen zijn de vermindering van emissies en een verhoogde efficiëntie in koude en vochtige omstandigheden. Door een gedeelte van de laserenergie te reflecteren kan informatie over de status van de motor beoordeeld worden en indien nodig kunnen automatische correcties aangebracht worden aan de lucht- en brandstofmengeling in de motor voor een beter gebruik van de brandstof. De bougie kan vervangen worden door een laservonk in een glasvezelkabel. Deze neemt minder ruimte in dan een bougie en laat toe dat er grotere motorkleppen met hogere efficiëntie aangebracht kunnen worden in de motor. Ondanks alle voordelen van deze nieuwe ontstekingsmethode laat het gebruik ervan in motoren nog steeds op zich wachten. Al meer dan honderd jaar zorgt de bougie voor de ontsteking van het lucht- en brandstofmengsel in gas- en benzinemotoren. Sinds het eerste type van Bosch in 1903 op de markt kwam, is er veel aan geperfectioneerd. Doordat er zoveel geproduceerd zijn in de voorbije eeuw is de bougie zeer betrouwbaar en goedkoop geworden en is de omschakeling naar een ander ontstekingsmechanisme niet evident. Het ontstekingsmechanisme met lasers is voorlopig nog te duur om massaal te implementeren in personenauto’s en het vinden van geschikte optische vezels om het laserlicht naar de cilinders te sturen blijkt een erg moeilijke opdracht te zijn. Zolang de problemen met de vezels en de kostprijs niet opgelost kunnen worden, zal de bougie nog niet aan marktaandeel moeten inleveren.

2.3

Trends in de landbouw

Ook in de landbouwsector zijn er diverse toepassingen voor lichttechnologie. De landbouwsector is de voorbije millennia geëvolueerd van zeer primitief naar hoogtechnologisch. Technologieën en strategieën hebben zich aangepast aan veranderende omgevingen, gewassen en behoeften. Optische technieken helpen om de bodem sterker te maken, de vruchten op de


9

juiste momenten te plukken, de waterkwaliteit te monitoren en het voedsel veiliger te maken om op te eten. Automatische sproeier De job van landbouwer is geen eenvoudige opgave. De consumenten verwachten dat de producten steeds van betere kwaliteit, van betere smaak en 100% veilig zijn. De gewassen op de akkers zijn onderhevig aan regen, koude en wind en elk jaar opnieuw moet men kunnen omgaan met deze wisselende factoren. Frequent en voldoende de gewassen water geven is een basisvereiste voor een gezonde oogst. Dankzij de uitvinding van de automatische optische sproeier hebben boeren een hulpmiddel gekregen de irrigatie zorgvuldig uit te voeren zonder nodeloos water te verspillen (Kelley, 2009). In veel delen van de wereld is water namelijk een schaars goed en moet de verkwisting van water zo veel mogelijk vermeden worden. In sommige gebieden wordt het gebruik van water zelfs ingeperkt door de overheid, dus de beschikbare hoeveelheid water zo goed mogelijk gebruiken is een must. Water kan beschouwd worden als de belangrijkste grondstof in de landbouw. De automatische optische sproeier bestaat uit een detectiesysteem met lasers die de hoeveelheid vocht in de lucht boven de akkers kunnen detecteren (The Economist Intelligent Unit, 2009). Deze informatie kan gebruikt worden om te beslissen wanneer irrigatie van de velden nodig is. De opstelling van het systeem bestaat uit een laser aan de ene kant van de akker en een telescoop aan de andere kant. De laser straalt boven de gewassen en de hoeveelheid water die verdampt is, kan gemeten worden door de schittering in de laserstraal. Een computer verwerkt deze informatie en kan zo de vochtigheid van de bodem bepalen. Indien nodig springen de sproeiers aan voor een bepaalde tijd. In plaats van laserstralen kunnen ook thermische infraroodsensoren gebruikt worden. Deze zijn ook in staat om de verdamping aan de hand van de luchtvochtigheid boven de akkers te bepalen. ‘Hyperspectral imaging’ Een technologie waarvan veel verwacht wordt in de voedingsindustrie is deze van de ‘hyperspectral imaging’ (Duré, 2009). Deze technologie combineert de belangrijkste kenmerken van spectroscopie met deze van traditionele beeldverwerking om ruimtelijke en spectrale informatie van objecten te verkrijgen. De inspectie van voedselkwaliteit en -veiligheid kan zo op een niet-destructieve manier gebeuren. Het licht dat door een object wordt uitgezonden, wordt gereflecteerd en door een prisma gescheiden in verschillende golflengtes. Voor elke golflengte wordt de reflectiecoëfficiënt berekend. Deze geeft de intensiteit van het gereflecteerde licht aan. Met deze informatie kan een hyperspectraal beeld gevormd worden dat gebruikt kan worden om zeer nauwkeurig fysische en geometrische karakteristieken zoals kleur, grootte, vorm en textuur te onderscheiden. Enkele voorbeelden in de voedingsinspectie zijn: de detectie van


10

gewasaantasting door ziekten en insecten, de bepaling van de malsheid van rundvlees, kneusdetectie bij appels en de opvolging van kwaliteit van paddenstoelen. Hoogwaardige gewassen zoals druiven en walnoten moeten met precisie behandeld worden om een winstgevende oogst te leveren. Een ander voorbeeld is het gebruik ervan bij het kweken van tomaten. Mits goede informatie kan het beste plukmoment bepaald worden. Zo kan vermeden worden dat tomaten te vroeg of te laat geplukt worden. Als ze te groen geplukt worden, verliezen de tomaten heel wat smaak en zijn ze minder sappig. Maar als ze te rijp geplukt worden, is er groter gevaar op gekneusde plekken door het vervoer van de vruchten. Door ‘hyperspectral imaging’ bij de tomaten kan de chemische samenstelling ervan bepaald worden en kan er geoogst worden op het ideale moment. Niet alleen voor de inspectie van voedsel kan ‘hyperspectral imaging’ gebruikt worden. Door satellieten of vliegtuigjes uit te rusten met hyperspectrale camera’s kan informatie over bepaalde gebieden opgenomen worden. Dit was vroeger niet mogelijk met gewone kleurencamera’s. Gegevens over de aanwezigheid van water, olie, gas of mineralen kunnen op deze manier geregistreerd worden. Deze inspectie verloopt zeer snel en effectief. Honderden hectares kunnen door één vliegtuigje gemonitord worden en de beschikbaarheid van informatie komt de kwaliteit van de gewassen ten goede. De gegevens die op deze manier verzameld worden, bevatten informatie over wat geplant zou moeten worden, waar het te planten en wanneer het te oogsten. Momenteel zijn hyperspectrale camera’s nog zeer duur en groot. Er is ook nog enorm veel rekenkracht vereist voor het verwerken van de verzamelde data. De technologie evolueert echter snel en de camera’s worden steeds kleiner, goedkoper en efficiënter. ‘Hyperspectral imaging’ lijkt door de unieke combinatie van ruimtelijke en biochemische informatie dan ook een groot potentieel te hebben naar de toekomst toe. Ledverlichting Een laatste toepassing van fotonica die in de landbouwsector frequent terug te vinden is, is het gebruik van ledverlichting voor de belichting van gewassen die binnen gekweekt worden. Door het gebruik van deze energiezuinige verlichting is het mogelijk om het hele jaar door groenten en fruit te kweken in periodes en gebieden waar het anders niet zo evident is om buiten gewassen te laten groeien. Onderzoek heeft uitgewezen dat vooral het gebruik van rood- en blauw ledlicht positieve effecten vertoont aan gewassen en hierdoor is het gebruik ervan erg populair geworden. Rood ledlicht bevordert de groei van wortelen, terwijl blauw ledlicht de groei van bladeren en de aanmaak van chlorofyl stimuleert. Een ander voordeel van ledverlichting is dat de lamp zijn warmte niet direct in de richting van de plant afgeeft. Hierdoor kan de verlichting dicht bij de planten worden geplaatst en gaat er minder energie verloren.

2.4 Metamaterialen en transformatie-optica

2.4

11

Metamaterialen en transformatie-optica

De evolutie van optische materialen die gebruikt worden in de fotonica gaat enorm snel. Dankzij geoptimaliseerde productieprocessen zijn er reeds spectaculaire verbeteringen gebeurd aan de optische eigenschappen zoals transparantie en zuiverheid. Hierdoor is het mogelijk geweest om optische vezels te ontwikkelen met lagere verliezen zodat de capaciteit en het bereik van telecommunicatienetwerken enorm gestegen zijn. Naast het optimaliseren van bestaande materialen zijn ook talrijke nieuwe materialen ge¨ıntroduceerd in de fotonica, bijvoorbeeld halfgeleiders voor optische lichtbronnen zoals lasers en leds. De miniaturisatie van optische componenten is één van de grootste uitdagingen in het hedendaagse onderzoek van de fotonica. Miniaturisatie is noodzakelijk voor een hogere densiteit van componenten op een chip. Dit zorgt ervoor dat de chip kan werken aan een hogere snelheid en een lager verbruik. Voor de opslag van licht worden tot vandaag optische microresonators gebruikt. Deze hebben als beperking dat ze onmogelijk licht kunnen opslaan in een volume dat kleiner is dan de golflengte van het licht. Ze houden het licht gevangen door opeenvolgende reflecties tussen spiegels. Onlangs heeft onderzoek aangetoond dat met het gebruik van metamaterialen deze beperking kan omzeild worden (Ginis et al., 2012). Dergelijke materialen laten toe een soort van onzichtbaarheidsmantel te ontwikkelen waarbij licht op een vloeiende manier rond een voorwerp wordt gebogen. Zo kan het voorwerp onzichtbaar gemaakt worden. Door de onzichtbaarheidsmantel binnenstebuiten te keren kan een resonator ontwikkeld worden. Hiermee kan licht opgesloten worden zonder het te spiegelen, maar door het vloeiend in cirkels te buigen. Op die manier kan licht opgeslagen worden in volumes die veel kleiner zijn dan die van de traditionele optische resonators. De ontwerptechniek die aan de basis ligt van dit concept is de transformatieoptica.

Figuur 2.1: Breking van een lichtstraal aan het oppervlak tussen twee materialen (Bron: RPPhotonics).

2.4 Metamaterialen en transformatie-optica

12

Metamaterialen zijn structuren waarvan men de materiaaleigenschappen zelf kan ontwerpen of waarmee nieuw materiaalgedrag kan bekomen worden (Boltasseva and Shalaev, 2008). Ze worden meestal gefabriceerd met behulp van nanotechnologie. De bouwstenen ervan zijn kleine elektrische circuits die kleiner zijn dan de golflengte van licht. Op die manier is het mogelijk om artificieel materiaalgedrag zoals een negatieve brekingsindex te creëren. Metamaterialen die gekarakteriseerd worden door een negatieve brekingsindex worden negatieve materialen genoemd. Bij breking tussen twee traditionele materialen ligt de gebroken lichtstraal altijd aan de andere kant van de invallende straal ten opzichte van een loodrechte op het oppervlak (links in figuur 2.1). De hoek waaronder deze lichtstraal zich voortplant verandert en kan ofwel groter of kleiner worden, afhankelijk van de gebruikte materialen. Bij de breking van een lichtstraal tussen een traditioneel materiaal en een negatief materiaal ligt de gebroken lichtstraal aan dezelfde kant ten opzichte van de loodrechte (rechts in figuur 2.1). Er is nu sprake van negatieve breking (Paschotta, 2012). Het gebruik van metamaterialen laat toe om precies te controleren welke kant licht uitgaat. Door licht langs een voorwerp te buigen ontstaat er een onzichtbaarheidsmantel. Nieuwe effecten zoals negatieve breking kunnen ontstaan door traditionele en negatieve materialen te combineren. De combinatie van deze materialen in bestaande niet-lineaire optische componenten leidt zo tot het ontwerp van talrijke nieuwe optische componenten. Een voorbeeld van een vernieuwd component is de perfecte optische resonator (Ginis, 2009). Deze is in staat om licht op te sluiten in een volume dat kleiner is dan de golflengte van het licht. Bij de huidige technologie wordt licht meestal opgesloten in diëlektrische microresonators. Dit zijn sferische of cilindrische componenten waarin het licht rondcirkelt door totale interne reflectie op de wanden. De kwaliteit van de reflectie hangt echter af van de kwaliteit van de spiegels. Ook heeft de traditionele resonator een minimale afmeting die gelijk is aan de golflengte van licht. De technologie van de onzichtbaarheidsmantels laat toe om een perfecte resonator te verwezenlijken. In plaats van dat het licht wordt afgebogen zodat het een bepaald object niet kan binnendringen, wordt de onzichtbaarheidsmantel als het ware binnenstebuiten gedraaid zodat verhinderd wordt dat lichtgolven uit een bepaald volume kunnen ontsnappen. De lichtstralen worden zo getransformeerd dat deze binnen de structuur gesloten curves volgen en het licht wordt opgesloten zonder reflecties op de wanden. Hierdoor kan elke frequentie van het licht opgesloten worden voor een onbepaalde tijd. De mogelijkheden met deze nieuwe componenten zijn enorm groot. Dergelijke perfecte optische resonatoren kunnen gebruikt worden als geheugenelement voor optische gegevensverwerking, filter in netwerkverbindingen, ultragevoelige biosensor of als vernieuwende lichtbron. Door verschillende optische resonators te koppelen kunnen volledig optische datacommunicatiesystemen met een laag vermogen ontworpen worden.

¨ IN VERSCHILLENDE HOOFDSTUK 3. TOEPASSING VAN OPTISCHE TECHNOLOGIEEN SECTOREN 13

Hoofdstuk 3

Toepassing van optische technologie¨ en in verschillende sectoren 3.1

Inleiding

De fotonica-industrie op zich is niet erg herkenbaar doordat ze zeer heterogeen is en tot diverse sectoren behoort. In de IT-sector zijn er ondernemingen die zich toeleggen op optische vezeltechnologie, beeldschermen, laserprinters, cd-, dvd- of bluray-technologie, enz. In de metaalbewerkingssector zijn er bedrijven die lasersystemen voor materiaalbewerking ontwikkelen. In de energiesector zijn er lampfabrikanten en zonnecelfabrikanten. In de sector van de sensoren zijn er bouwers van microscopen, spectroscopen, infraroodsensoren, nachtvisiesystemen, glasvezelsensoren, enz. Om een degelijke beeld te hebben op de volledige fotonica-industrie is het dus nuttig om deze op te delen op basis van onderzoeks- en industriële activiteiten. In tabel 3.2 zijn de 10 verschillende sectoren weergegeven waarin fotonica-toepassingen voorkomen, met de voornaamste bijhorende productgroepen (Mayer, 2007). De bespreking van de sectoren is gebaseerd op deze onderverdeling van Photonics21 en andere publicaties die tot stand gekomen zijn in samenwerking met deze organisatie(Photonics21, 2011, 2010; Snijders et al., 2008). Sommige technologieën kennen hun toepassing in verschillende sectoren en beogen daardoor een ander doel. Zo kennen beeldvormingssystemen hun toepassing zowel in de medische sector als in defensie en productietechnologie. In dit hoofdstuk zullen de 10 sectoren besproken worden samen met de belangrijkste geografische gebieden in elke sector. De focus wordt hiervoor gelegd op Europese landen aangezien deze de beste referenties zijn voor Vlaanderen.

3.1 Inleiding

14

Sectoren Productietechnologie

Optische Meetinstrumenten en Machine Vision

Medische Technologie en Biowetenschappen

Optische communicatie IT: Consumentenelektronica, Printen

Kantoorautomatisering,

Verlichting

Displays

Zonne-energie Fotonica voor Defensie en Veiligheid

Optische Systemen en Componenten

Productgroepen Materiaalverwerking m.b.v. Lasers Lithografische Systemen Lasers voor Productietechnologie Objectieven voor Wafersteppers Systemen en Componenten voor Machine Vision Spectrometers en Spectrometermodules Binaire Sensoren Meetsystemen voor Halfgeleiderindustrie Meetsystemen voor Optische Communicatie Meetsystemen voor Andere Toepassingen Lenzen voor Brillen en Contactlenzen Lasersystemen voor Medische Therapie en Cosmetica Endoscoopsystemen Microscopen en Operatiemicroscopen Medische Beeldvormingssystemen (enkel fotonicagebaseerde systemen) Oogheelkundige en Andere Vivo-Diagnostische systemen Systemen voor In-Vitro-Diagnostiek, Farmaceutische en Biotechnologische R&D Optische Netwerksystemen Componenten voor Optische Netwerksystemen Optische Harde Schijven Laser Printers en Kopieertoestellen, POD, Fax en MFPs Digitale Camera’s en Camcorders, Scanners Barcode Scanners Systemen voor Commercieel Printen Lasers voor IT Sensoren (CCD, CMOS) Lampen Leds Oleds Lcd-schermen Plasmaschermen Oleds en Andere Schermen Schermglas en Vloeibare Kristallen Zonnecellen Zonnepanelen Beeld- en Beeldvormingssystemen, waaronder Periscopische Beeldvorming Infrarood- en Night Vision systemen Detectiesystemen Munitie/Raket Geleidingssystemen Militaire Ruimtebewakingssystemen & Beeldschermen voor Luchtvaartelektronica Beeldsensoren Lasers Optische Componenten en Optisch Glas Optische Systemen (“Klassieke” Optische Systemen) Optische en Opto-Elektrische Systemen en Componenten (Restgroep)

Tabel 3.2: Fotonica: sectoren en productgroepen (Bron: Optech Consulting).

3.2 Verschillende sectoren in de fotonica-industrie

3.2 3.2.1

15

Verschillende sectoren in de fotonica-industrie Productietechnologie

Omschrijving van de sector Moderne productietechnologie zonder het gebruik van lasers is nauwelijks nog denkbaar (Kramprich, 2010a). Nieuwe productieprocessen van een uitstekende kwaliteit laten toe om maatwerk op grote schaal te verwezenlijken dankzij een snelle productie zonder fouten. Innovatieve processen met behulp van lasers brengen een groot competitief voordeel voor de verwerkende industrie met zich mee. Er wordt gebruik gemaakt van optische systemen in de materiaalverwerking met behulp van lasers, in lithografische systemen, in lasers voor productietechnologie en in objectieven voor wafersteppers. Een eerste grote toepassing van optische technologieën in de sector van de productiechnologie zijn de lithografische systemen. Hieronder vallen de wafersteppers en ‘step-and-scan machines’. Voor de productie van ge¨ıntegreerde schakelingen wordt gebruik gemaakt van wafers. Via een fotografisch proces worden patronen op siliciumwafers aangebracht. Een laser projecteert een afbeelding van die patronen via een verkleinde lens en dankzij een film van lichtgevoelig materiaal verschijnt een laag van het transistorpatroon op de wafer. Nadien kan de wafer verder ontwikkeld en behandeld worden tot een groep ge¨ıntegreerde schakelingen. Een tweede groep van toepassingen bestaat uit materiaalverwerking en productie met behulp van lasers. Productie met lasers laat een uiterst flexibele productie ‘on-demand’ toe. Naast toepassingen voor het versnijden en lassen van diverse materialen worden lasers ook nog gebruikt voor de productie van displays en de productie van zonnecellen. Hierbij kan de efficiëntie verhoogd worden doordat lasers een preciezere structuur kunnen aanbrengen. Recente ontwikkelingen hebben het aantal optische toepassingen voor materiaalverwerking snel doen stijgen ten opzichte van de traditionele bewerking van materialen. Dit is onder andere het resultaat van nieuwe, goedkope glasvezellasers. Deze hebben een groot koelgebied, een hoge kwaliteitsstraal en geringe afmetingen. Ze worden gebruikt in hoge precisiemachines, maar ook in medische toepassingen. Ook de ontwikkeling van industriële kortepulslasers heeft ervoor gezorgd dat het gebruik van lasers in de materiaalverwerking sterk gestegen is. Lasers vertonen geen slijtage na veelvuldig gebruik, ze zijn efficiënter dan traditionele snijmachines en er zijn meer mogelijkheden om verschillende materialen te bewerken. Een laatste ontwikkeling op het vlak van materiaalverwerking met behulp van lasers is de opkomst van productie met additieve lagen. Deze techniek van 3D-printen bestaat uit lasers die onderdelen kunnen laten ‘groeien’ uit een poeder of een gel. Deze techniek heeft als voordeel dat er voorzichtig kan omgesprongen worden met kostbare grondstoffen of complexe onder-


16

delen. Als onderdelen gefabriceerd worden uit een stuk vaste stof, zijn de verliezen veel groter. Onderzoek binnen de productietechnologie gaat vooral uit naar lasers. De sector van de productietechnologie is naast de communicatiesector de grootste gebruiker van lasers. Men voert onderzoek naar lasers met kortere pulsen, een groter spectraal bereik, lagere kosten, een hoger vermogen, een hogere helderheid, een betere energie-efficiëntie, een langere levensduur en nieuwe architecturen. Positie van Europa in de wereldmarkt De sector van de productietechnologie in Europa behaalt jaarlijks een omzet van 5,8 miljard euro. Dit is ongeveer 45% van de totale omzet ter wereld, die jaarlijks 12,8 miljard euro bedraagt. De 3 grootste ondernemingen binnen deze sector in Europa (ASML uit Nederland, Trumpf uit Duitsland en Carl Zeiss uit Duitsland) zijn verantwoordelijk voor meer dan 50% van de jaarlijkse omzet in de sector. De 10 grootste behalen zelfs meer dan 80% van die omzet. Toch zijn er ook nog meer dan 100 kleinere bedrijven in de sector van de productietechnologie die de overige 20% van de Europese omzet behalen. Voor lithografische systemen hebben ASML, op het vlak van wafersteppers, en Carl Zeiss, op het vlak van objectieven voor wafersteppers, een sterke positie vergaard voor Europa. Ook laserwriters worden geproduceerd in Europa met Micronic in Zweden en een aantal kleinere bedrijven in Duitsland. De totale omzet in de lithografische productgroep is ruim 3 miljard euro voor Europa. Enkel de Verenigde Staten behalen jaarlijks een grotere omzet in deze productgroep. De jaarlijkse omzet in de ondernemingen die materiaalverwerking met optische systemen uitvoeren in Europa bedraagt 2,5 miljard euro. De ondernemingen die hieronder vallen zijn voornamelijk KMO’s, maar er zijn ook een aantal grote globale ondernemingen actief in Europa. Deze zijn vooral gesitueerd in Duitsland. Dit land is dan ook verantwoordelijk voor ongeveer de helft van de Europese omzet in de materiaalverwerking. Er kan een onderscheid gemaakt worden tussen macro- en microverwerking van materialen. De grootste groep is deze van de macroverwerking en omvat vooral snijden, lassen en markeren. Europese ondernemingen hebben hierin een dominante positie verworven door de productie van lasers en lasersystemen. In de groep van microverwerking domineren ondernemingen uit Noord-Amerika en Japan de markt. Vooral dan op het vlak van productie van halfgeleiders, displays en ‘printed circuit boards’. In het opkomend gebied van de productie van zonnecellen met behulp van lasers hebben de Europese ondernemingen wel een gunstige marktpositie verworven. De meerderheid van de basiscomponenten die voor toepassingen binnen de productietechnologie worden gebruikt, hebben typisch een lage kostprijs en worden gemaakt in grote hoe-


17

veelheden. De productie daarvan gebeurt voornamelijk in Azië. Materiaalverwerking vereist laserdiodes van hoge kwaliteit en daarvan wordt een significant deel, zowat 40%, geproduceerd in Europa en Noord-Amerika. Op het vlak van lasers die niet gemaakt zijn uit diodes, zoals vrije-elektronenlasers, zijn Europese ondernemingen de grootste producent. Deze lasers zijn typisch van hoge kwaliteit en die worden niet in massaproductie gemaakt.

3.2.2

Optische Meetinstrumenten en Machine Vision

Omschrijving van de sector Het bereik van deze sector is enorm breed. Moderne meettoestellen zijn in staat om 1-, 2- of 3-dimensionale beelden vast te leggen en te verwerken. Niet alleen beelden kunnen opgenomen worden maar ook diverse andere fysische grootheden kunnen gemeten en omgezet worden in leesbare signalen. Binnen de industrie zijn meetinstrumenten cruciaal om het productieproces correct te laten verlopen. Zij worden vooral gebruikt voor de kwaliteitscontrole, het markeren en positioneren van producten. Zo zijn er systemen die toelaten dat de productie volledig geautomatiseerd verloopt en zijn er detectiesystemen voor productiefouten. Beide systemen zijn voornamelijk terug te vinden in hoogtechnologische industrieën, zoals de productie van micro-elektronica. Maar ook in de laagtechnologische industrieën zoals voedselproductie worden ze gebruikt. Optische meetinstrumenten variëren van kleine temperatuursensoren, sensoren voor chemische samenstellingen en afstandsmeters tot grote systemen die onder andere gebruikt worden in de astronomie. De voornaamste productgroepen zijn systemen en componenten voor ‘machine vision’, spectrometers en spectrometermodules, binaire sensoren, meetsystemen voor de halfgeleiderindustrie en meetsystemen voor optische communicatie. Toepassingen van ‘machine vision’ zijn vooral te vinden in de industrie voor gebruik tijdens het productieproces. Onderzoek binnen deze sector gaat voornamelijk uit naar de verdere miniaturisatie van sensoren, het bereiken van hogere kwaliteit, een snellere responstijd en betere signaalverwerking en beeldvorming. Positie van Europa in de wereldmarkt De wereldmarkt van deze sector behaalt jaarlijks een omzet van 18,9 miljard euro, bestaande uit 6,7 miljard euro voor ‘machine vision’ en 12,2 miljard euro voor optische meetsystemen. Het aandeel van de Europese industrie binnen de wereldmarkt is 35% met een jaarlijkse omzet van 6,6 miljard euro. De totale sector van optische meetinstrumenten wordt in Europa gekenmerkt door een tiental grote bedrijven en vele kleinere ondernemingen. De grote (voornamelijk Duitse) bedrijven produceren voornamelijk standaardproducten zoals binaire sensoren en spectrometers. De kleinere ondernemingen zijn typisch meer consumentgericht


18

en produceren onder andere afstandsmeters, deeltjesmeters, snelheidsmeters, enz. ‘Machine vision’ behaalt in Europa een omzet van ongeveer 2,0 miljard euro. Alle andere optische meetsystemen behalen een jaarlijkse omzet van 4,6 miljard euro. Duitsland heeft een aandeel van ongeveer 50% binnen de Europese productie van ‘machine visionsystemen’. Andere gebieden met een grote productie zijn Frankrijk, het Verenigd Koninkrijk, Italië, de Benelux en Scandinavië. De productie in Europa van binaire sensoren bestrijkt 42% van de wereldmarkt. Wederom is Duitsland hier de meest dominante met een aandeel van 66% binnen de Europese productie. Ook Frankrijk heeft een behoorlijk groot aandeel met ruim 20%. De productie van geometrische, dynamische, landmeetkundige en bouwkundige meetsystemen is ook goed vertegenwoordigd in Europa. Duitsland heeft met zijn activiteiten binnen de spectrometers en optische meetsystemen voor de geometrie en dynamica een Europees aandeel van 29% vergaard. Landen als Frankrijk, het Verenigd Koninkrijk en Zwitserland volgen op een afstand. De productie van meetsystemen voor de halfgeleiderindustrie en meetsystemen voor optische netwerken vinden eerder buiten Europa plaats. Europese activiteiten hierin gebeuren voornamelijk in Frankrijk en Duitsland, maar deze zijn beperkt. De productie van basiscomponenten zoals eenvoudige lenzen, chips en lichtbronnen gebeurt vooral in Azië. Ook het grootste deel van de ontwikkeling van beeldvormingssoftware gebeurt in Azië. Voor een aantal hoogwaardige basiscomponenten heeft Europa wel een significante positie bekomen. Vooral componenten die gebruikt worden binnen defensie en beveiliging, astronomie en gezondheid zijn aanwezig in Europa. Meetsystemen binnen deze sectoren vereisen het gebruik van hoogwaardige componenten omwille van de grote precisie en de kleine foutenmarge.

3.2.3

Medische Technologie en Biowetenschappen

Omschrijving van de sector Door de vergrijzing van de maatschappij en het nijpend tekort aan verzorgend personeel is de medische technologie een zeer aantrekkelijke sector voor innovatie. Nieuwe systemen voor geneesmiddelenontwikkeling, diagnostische systemen, microscopen en lasersystemen zijn toepassingen die ondersteunend werken voor de traditionele geneeskunde. Radicale nieuwe medische methodes zorgen voor een evolutie van de huidige, kostenintensieve manier van behandelen naar detectie en preventie van ziektes en tumoren in een zo vroeg mogelijk stadium. Dit zorgt ervoor dat patiënten een grotere overlevingskans hebben, een minder intensieve behandeling nodig hebben en uiteindelijk ook minder kosten voor de behandeling moeten


19

ophoesten. Dankzij minder invasieve chirurgische methodes kunnen operaties effectiever verlopen. Het genezingsproces van de patiënten verloopt op deze manier veel sneller. Nieuwe monitoringsystemen zorgen voor een beter beeld op het menselijk lichaam. Zo worden kijkoperaties in sommige gevallen overbodig. De sector van de medische technologie omvat therapeutische systemen en diagnostische systemen. Optische producten zijn endoscoopsystemen, lasersystemen, CR-systemen, DR-systemen, operatiemicroscopen, contactlenzen, enz. Ook in de biowetenschappen worden optische systemen gebruikt voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen. Veel toepassingen die onder de sector van de meetinstrumenten vallen, zijn ook terug te vinden in de medische sector. De diagnose van ziektes of letsels gebeurt tegenwoordig aan de hand van geavanceerde beeldvormingssystemen. Innovatie in de medische sector is een situatie van voortdurende verbetering. Diagnose en behandeling kunnen nooit efficiënt en effectief genoeg verlopen. Onderzoek binnen de medische sector gaat daarom vooral naar het verbeteren van bestaande toepassingen en de ontwikkeling van nieuwe toestellen. Positie van Europa in de wereldmarkt Wereldwijd behaalt de sector een omzet van 17,5 miljard euro. Europa heeft daarin een aandeel van 33% met een totaal omzet van 5,7 miljard euro. Drie ondernemingen in Europa (Carl Zeiss uit Duitsland, Leica Microsystems uit Duitsland en Essilor uit Frankrijk) zijn verantwoordelijk voor ongeveer 50% van de jaarlijkse omzet in de medische sector. Talrijke kleinere ondernemingen behalen samen de overige 50% van de omzet. De productie van contactlenzen en brillenglazen is het grootste segment in deze sector met 2,7 miljard euro en het bestrijkt daarmee bijna de helft van de Europese omzet in de medische sector. De grootste producenten van lenzen in Europa zijn ondernemingen uit Duitsland, het Verenigd Koninkrijk en Frankrijk. De marktleider wereldwijd is gevestigd in Frankrijk, namelijk Essilor. Deze produceert lenzen, brillenglazen en professionele apparatuur voor opticiens en optometristen. Naast Frankrijk is Essilor ook vertegenwoordigd in meer dan 100 andere landen in de wereld. Lenzen worden ook nog geproduceerd in Italië en Nederland en in beperkte mate in verschillende andere Europese landen. Microscopen en endoscopen vormen de tweede grootste productgroep binnen de medische sector in Europa. De grootste producent van microscopen en endoscopen is Duitsland. Operatiemicroscopen worden ook in Zwitserland geproduceerd. Therapeutische lasersystemen worden voornamelijk geproduceerd in Duitsland en Italië. De productie van kleine hoeveelheden endoscopen vindt ook plaats in het Verenigd Koninkrijk, Hongarije, Polen, Letland en


20

Estland. Overige optische toepassingen zoals medische beeldvormingssystemen, oogheelkundige systemen en therapeutische lasersystemen worden maar beperkt in Europa geproduceerd. Duitsland is goed voor 50% van de Europese omzet in de medische sector. Het Verenigd Koninkrijk behaalt 14% en Frankrijk 11%. Ook Zwitserland en Italië hebben een behoorlijk aandeel in de jaarlijkse omzet. Europa is vooral sterk op het gebied van geavanceerde microscopie, lenzen en innovatieve medische apparaten. De productie van basiscomponenten gebeurt voornamelijk in Azië. Europa is marktleider in producten voor hoogwaardige markten zoals diagnostische systemen gebaseerd op biofotonica, lichtmicroscopie en geavanceerde scansystemen.

3.2.4

Optische communicatie

Omschrijving van de sector De kernbegrippen in deze sector zijn informatie en kennis. Toepassingen als internet, televisie en telecommunicatie behoren hiertoe. Maar ook recenter met de opkomst van de smartphone en IPTV wordt de vraag naar snelle datacommunicatie steeds groter. Het digitaal communicatieproces doorloopt een aantal cruciale stappen. Eerst en vooral is er nood aan informatie, die de input vormt voor communicatie. Een tweede stap is de transformatie van de informatie naar een formaat dat eenvoudig kan overgedragen worden. Meestal wordt een digitaal formaat gebruikt door middel van datacompressie en conversie. Vervolgens volgt de actuele overdracht van de data door datacommunicatienetwerken. Een laatste stap is de conversie van de data naar een formaat dat door de ontvanger kan gebruikt worden. In elk van deze stappen kan fotonica van cruciaal belang zijn en vertoont het gebruik ervan voordelen ten opzichte van traditionele elektrische communicatie. Optische communicatienetwerken werken in tegenstelling tot traditionele communicatienetwerken met lichtsignalen in plaats van elektrische signalen. Lasers en modulatoren worden gebruikt om de elektrische informatie in licht om te zetten en optische kabels en versterkers worden gebruikt om de data te verzenden. Uiteindelijk zetten optische ontvangers het optisch signaal terug om tot elektrische signalen die verder kunnen gebruikt worden. Aangezien elektrische verbindingen steeds meer hun limieten dreigen te bereiken, is het gebruik van optische communicatie een aangewezen alternatief geworden. Niet alleen voor grote afstanden kunnen optische vezels gebruikt worden, meer en meer worden optische verbindingen ook ingezet voor toepassingen met kleinere afmetingen zoals verbindingen tussen en binnen optische microchips. Dankzij immuniteit voor elektromagnetische interferentie, een lager vermogenverbruik en een grotere totale bandbreedte hebben optische verbindingen de elektrische


21

verbindingen bijna volledig verdrongen. Er kan een onderscheid gemaakt worden tussen optische netwerksystemen en componenten voor optische netwerksystemen. De eerste groep omvat de telecommunicatiesystemen zoals LAN-systemen, WDM, SONET, DCS, OCS, CATV en CCTV. De tweede groep omvat de componenten waaruit deze telecommunicatiesystemen bestaan. Hieronder vallen lasers, isolatoren, koppelaars, optische zenders, optische ontvangers en versterkers. Glasvezelkabels worden niet beschouwd als onderdeel van fotonica. Onderzoek binnen de communicatiesector gaat vooral uit naar de verdere ontwikkeling van informatie-, communicatie- en netwerksystemen. Dit gaat van inzichten in nieuwe materialen voor het gebruik in datacommunicatie tot de verdere ontwikkeling van apparaten en software om grotere hoeveelheden data met een grotere verwerkingskracht te behandelen. Positie van Europa in de wereldmarkt De omzet die de Europese bedrijven jaarlijks behalen in deze sector is ongeveer 3,0 miljard euro. Dit is 25% van de 12,0 miljard euro die jaarlijks wereldwijd wordt behaald. AlcatelLucent (Frankrijk), Ericsson-Marconi (Verenigd Koninkrijk en Italië) en Nokia-Siemens (Duitsland) domineren de productie van optische netwerksystemen in Europa met samen een jaarlijkse omzet van 2,5 miljard euro. Ongeveer 50 kleinere bedrijven zijn verantwoordelijk voor de overige 0,5 miljard euro omzet die jaarlijks in Europa wordt behaald in de sector van optische communicatie. De productie van telecommunicatiesystemen behaalt wereldwijd een jaarlijkse omzet van 9,9 miljard euro. In Europa is dat bijna 3,0 miljard euro of ongeveer 33%. De productie van componenten is goed voor een omzet van 2,1 miljard euro per jaar in de wereld. Europa bestrijkt daar echter een klein aandeel in van minder dan 0,5 miljard euro. De massaproductie van basiscomponenten zoals laserdiodes en optische zenders en -ontvangers gebeurt vooral in Aziatische landen aan lage kosten. Europese ondernemingen leggen zich eerder toe op de productie van complexere hardware. Een significante hoeveelheid halfgeleiders voor communicatietoepassingen worden gemaakt in Europa, al worden ze dikwijls nog naar Azië verstuurd voor verpakking. Opvallend binnen deze sector is dat vaak het land waar een bedrijf zijn hoofdkwartier heeft, niet noodzakelijk het land met de grootste productie voor dat bedrijf is. Grote bedrijven hebben dikwijls dochterondernemingen, verspreid over de hele wereld, om hun productie uit te besteden. De reden hiervoor is dat er elders voor lagere kosten kan geproduceerd worden. Maar ook de versnippering door het barsten van de telecombubble in het jaar 2000 heeft hier voor gezorgd.


22

Op het vlak van telecominfrastructuren en netwerkdesign heeft Europa een aantal sterke troeven op de wereldmarkt. Vooral de grote bedrijven uit Frankrijk, het Verenigd Koninkrijk en Duitsland zijn belangrijke spelers. De kleinere bedrijven in de sector leggen zich toe op de productie van componenten en subsystemen. Ook verschillende bedrijven met een hoofdkwartier in Noord-Amerika en Taiwan hebben een productieafdeling in Europa. Dit is meestal onder de vorm van een dochterbedrijf van een multinational.

3.2.5

IT: Consumentenelektronica, Kantoorautomatisering en Printen

Omschrijving van de sector De IT-sector is een zeer grote sector binnen de fotonica. De voorbije decennia was deze sector gebaseerd op elektronen (Kramprich, 2010a). De grenzen van de elektronica zijn echter bijna bereikt. Dankzij fotonica is er een toekomst binnen deze sector waarbij alles sneller, veiliger en kleiner kan worden. In de fotonica-industrie zijn toepassingen te vinden op het gebied van consumentenelektronica, kantoorautomatisering en printen. Er kan onderscheid gemaakt worden tussen twee productgroepen. Tot de eerste groep behoren alle systemen voor kantoorautomatisering en consumentenelektronica. Hiertoe behoren de digitale camera’s, optische harde schijven, scanners, laser- en ledprinters, digitale kopieertoestellen, multifunctionele printers, faxtoestellen en barcodelezers. De tweede groep bestaat uit componenten zoals lasers en beeldsensoren. Beeldsensoren vinden hun toepassing in allerlei soorten camera’s, zowel voor video als voor digitale fotografie. Ook in bijvoorbeeld een optische muis worden dergelijke beeldsensoren gebruikt. Onderzoek binnen de IT-sector gaat vooral uit naar de verdere ontwikkeling van bestaande toepassingen en software om deze continu te verbeteren. De focus ligt op snelheid, veiligheid en compactheid. Radicale innovaties komen tegenwoordig minder voor binnen deze sector. Positie van Europa in de wereldmarkt Na de displaysector is de IT-sector wereldwijd de grootste met een omzet van 50,0 miljard euro, maar Europa is slechts verantwoordelijk voor ongeveer 4% hiervan met een omzet van 2,0 miljard euro. Het is de enige sector binnen de fotonica waarin een trend merkbaar is van dalende productie. Aangezien deze sector in Europa echter niet zo sterk vertegenwoordigd is, is dit effect op de totale Europese fotonica-industrie relatief beperkt. De grootste ondernemingen in Europa binnen deze sector behalen samen een jaarlijkse omzet van ongeveer 1,5 miljard euro. Italië is de grootste Europese producent in de IT-sector met Olivetti en Datalogic. Olivetti produceert laserprinters, multifunctionele printers, kopieertoestellen en faxtoestellen. Datalogic doet de productie van barcodelezers. Andere grote ondernemingen


23

bevinden zich in Duitsland (Druckmaschinen), België (Barco) en Nederland (Océ). Zeker in de productie van componenten is het aandeel van Europa erg beperkt. Zo goed als de volledige omzet wordt behaald door ondernemingen die systemen voor kantoorautomatisering en consumentenelektronica produceren. De grootste productgroep binnen de IT-sector is die van de digitale camera’s. In Europa worden deze slechts in zeer kleine hoeveelheden geproduceerd. Ook de productie van optische harde schijven, printers en digitale kopieertoestellen is beperkt in Europa. De grootste productgroep binnen de IT-sector voor de Europese fotonica-industrie is deze van systemen voor de printerindustrie met een aandeel van ongeveer 35% op de wereldmarkt. De nadruk ligt hierbij vooral op systemen die in een professionele omgeving kunnen worden gebruikt. Printers voor de consumentenmarkt worden net als componenten hoofdzakelijk in Azië geproduceerd.

3.2.6

Verlichting

Omschrijving van de sector Deze sector houdt zich bezig met activiteiten rond ‘solid state lighting’ (SSL). Leds en oleds zijn een waardig alternatief geworden voor de traditionele verlichting (Kramprich, 2010a). Leds zijn felle puntbronnen terwijl oleds grotevlakkenstralers zijn, beiden gebaseerd op de halfgeleidertechnologie. Ze combineren een hoge energie-efficiëntie met een goede kleurkwaliteit en lichtintensiteit. 19% van het energiegebruik wereldwijd is te wijten aan verlichting, dus energiezuinige alternatieven zijn zeker nodig. In combinatie met een intelligent controlesysteem die de lichtintensiteit aanpast aan het moment van de dag zijn leds en oleds een stuk energiezuiniger dan gloeilampen of halogeenlampen. Eveneens is de levensduur van dit type verlichting een stuk langer. Voor commercieel succes is een verdere reductie van de productiekosten immers essentieel. De initiële kost van ledverlichting wordt nog te vaak gezien als een obstakel om ze aan te schaffen. De investering betaalt zichzelf nochtans snel terug doordat ze veel efficiënter is dan traditionele verlichting. Nu de verkoop van gloeilampen echter verboden is in de Europese Unie sinds september 2012, zal de vraag naar ledverlichting waarschijnlijk meer en meer toenemen en zullen de prijzen kunnen dalen. De meeste types van halogeenverlichting blijven nog bestaan tot 2016 maar daarna mogen ook deze niet meer verkocht worden in Europa. Volgens schattingen is een daling van 30% van het huidig energieverbruik voor verlichting mogelijk door de afschaffing van de gloeilampen. In de toekomst wordt verwacht dat de prestaties van SSL deze van de spaarlampen en de tl-lampen nog meer zullen overtreffen. In combinatie


24

met intelligente lichtmanagementsystemen is een reductie in het elektriciteitsverbruik mogelijk van 70% ten opzichte van het huidige elektriciteitsverbruik. Leds worden niet alleen voor verlichting of signalisatie gebruikt, ze vinden ook hun toepassing als IR-leds voor afstandsbedieningen of andere communicatie. Naast de productie van leds en oleds, behoort ook de productie van gloeilampen, ontladingslampen en UV-lampen voor lithografie, waterzuivering of het harden van lijm ook tot deze sector. De grens tussen de verlichtingssector en de displaysector is vaag. Leds en oleds worden tegenwoordig ook gebruikt als lichtbron voor lcd-displays. Er wordt onderzoek gevoerd naar het gebruik van nieuwe materialen voor leds en oleds om een hogere energie-efficiëntie en betere kleurkarakteristieken te ontwikkelen. Maar ook het productieproces tracht men continu te verbeteren om zo de dure productiekosten te verminderen. Een ander onderzoeksgebied is de menselijke ervaring ten opzichte van licht. Door nieuwe inzichten hierin te verwerven, is het mogelijk om nieuwe toepassingen met licht te ontwikkelen. Een bestaand voorbeeld hiervan is lichttherapie om slapeloosheid of futloosheid te verminderen. Onderzoek binnen de verlichtingssector valt over het algemeen samen met onderzoek in de displaysector. Positie van Europa in de wereldmarkt Wereldwijd wordt in de verlichtingssector een omzet van ongeveer 18,5 miljard euro per jaar gehaald. De Europese productie behaalt een jaarlijkse omzet van 3,9 miljard euro, een aandeel in de wereldmarkt van 21%. De productie van verlichting in Europa wordt gedomineerd door Philips en Osram met samen meer dan 3 miljard euro omzet per jaar. Beide ondernemingen hebben afdelingen in verschillende Europese landen. Een grote groep kleinere ondernemingen is verantwoordelijk voor de overige 1 miljard euro omzet. De omzet door de productie van lampen is 13 miljard euro wereldwijd en die van leds 5,5 miljard euro. De productie van leds in Europa wordt geschat op een jaarlijkse omzet van 0,23 miljard euro, of een aandeel van 4% in de wereldmarkt. De productie van lampen is goed voor 3,7 miljard euro of 28% van de wereldmarkt. Het totale marktaandeel van alle Europese ondernemingen is echter hoger dan de productie in Europa alleen. Dit marktaandeel is geschat op 50% voor lampen en 15% voor leds. De reden waarom deze cijfers afwijken komt door het feit dat veel Europese bedrijven elders dan in Europa hun productie uitvoeren. Bij de productie van lampen zijn de grootste concurrenten van de Europese industrie GE uit de Verenigde Staten en NEC en Toshiba uit Japan. China heeft hierin weliswaar ook een groot aantal kleinere producenten. Voor de productie van leds zijn Osram en Philips marktleiders in de wereld. Toch wordt ook de productie van leds gedomineerd door talrijke kleinere


25

Aziatische bedrijven, die samen verantwoordelijk zijn voor ongeveer 80% van de omzet in deze productgroep. De productie van standaard ledchips valt grotendeels samen met de productie van displays waarvan de grootste producenten gevestigd zijn in Azië. Een recente trend is dat de Europese fabrikanten van deze componenten hun productie uitvoeren naar de Aziatische landen. De outsourcing van deze standaardproducten laat massaproductie aan kostprijs toe. Europese ondernemingen leggen zich meer toe op gespecialiseerde systemen en op maat gemaakte verlichting. Door de expertise in design voor verlichting en een groeiende sterkte in fotonica in het algemeen, worden Europese ondernemingen meer en meer dominant in verlichting van hoge kwaliteit met een laag verbruik. Dankzij de kennis van diverse toepassingen in een aantal grote ondernemingen en in meer dan duizend KMO’s, is Europa perfect gepositioneerd om de opkomende concurrentie van de Aziatische markt op te vangen.

3.2.7

Displays

Omschrijving van de sector Displays zijn cruciaal voor de visualisatie van informatie. Wereldwijd is de displaysector in de fotonica-industrie veruit de grootste sector. De laatste decennia is er een explosie geweest van het aantal toepassingen die gebruik maken van displays. Ook de kwaliteit ervan evolueert enorm snel. De focus ligt vooral op vlakke beeldschermen maar ook toestellen zoals ‘HeadMounted-Displays’ of projectiedisplays behoren hiertoe. De toepassingen zijn talrijk, van het gebruik in mobiele telefoons, televisie, computers tot grote reclamepanelen en schermen voor sport- of andere publieke evenementen. Een technologie die recent is ontwikkeld en die veel potentieel heeft is die van de flexibele displays. Deze zijn gemaakt van dunne polymere films of van een andere dunnefilmtechnologie. De displays zijn erg duurzaam aangezien de gebruikte materialen nagenoeg onverwoestbaar zijn. Toepassingen van flexibele displays zijn niet alleen te vinden in de markten van mobiele telefoons en tabletcomputers. Ook de productie van bijvoorbeeld een elektrische krant behoort tot de mogelijkheden. Een andere toepassing is de implementatie van dergelijke schermen in kleding. Het meest fundamentele onderzoek gebeurt naar nieuwe types displays. Zo is er onderzoek naar de ontwikkeling van gekleurde elektronische inkt, flexibele displays, picoprojectie en ‘near to eye’-displays. Andere onderzoeksgebieden zijn beeldcompressie, nieuwe displayformaten zoals 3D en touchscreen-interfaces. Prestatieverbetering en innovaties in het productieproces


26

zijn ook belangrijk. Zo tracht men de levensduur, helderheid, kleurdekking, energie-efficiëntie, responstijd en resolutie van beeldschermen continu te verbeteren. Naast prestatieverbetering wordt er veel aandacht besteed aan kostprijsreductie in het productieproces. Voornamelijk voor nieuwe soorten displays is het belangrijk om snel kostenefficiënt aan hoge volumes te produceren. Enkel op die manier is een succesvolle marktintroductie mogelijk. De sector van de displays is nauw verbonden met de verlichtingssector en de sector van optische communicatie. De technologie die gebruikt wordt bij het fabriceren van displays leunt zeer dicht aan bij de leden oled-technologie zoals reeds vermeld is in paragraaf 3.2.6. Displays zijn ook niet weg te denken bij communicatie, ze geven de informatie weer die dataverbindingen versturen. De afstelling tussen alle samenwerkende systemen moet dus goed geregeld zijn. Positie van Europa in de wereldmarkt De displaysector is wereldwijd de grootste sector in de fotonica maar dit is niet het geval in Europa. Met de daling van de verkoop van de kathodestraalbuis heeft Europa een groot stuk van zijn marktaandeel verloren in de displaysector. Wereldwijd haalt de sector jaarlijks een omzet van 61,1 miljard euro maar in Europa behaalt de sector slechts een jaarlijkse omzet van ongeveer 1 miljard euro, dit is een marktaandeel van minder dan 2%. De grootste Europese onderneming in de displaysector is Merck uit Duitsland met de fabricatie van vloeibare kristallen. Hiermee behaalt het een jaarlijkse omzet van 0,74 miljard euro. Alle andere Europese ondernemingen zijn een stuk kleiner. De displaysector kan opgesplitst worden in 2 productgroepen. De eerste bestaat uit verschillende types schermen zoals lcd-schermen, plasmaschermen en andere soorten vlakke beeldschermen. De andere groep omvat producten zoals vloeibare kristallen en schermglas voor flatscreens. De productie van flatscreens behaalt wereldwijd een omzet van 56 miljard euro per jaar, waarvan 0,25 miljard in Europa. De productie van materialen is goed voor 5,1 miljard euro omzet per jaar en daarvan wordt 0,85 miljard euro in Europa gehaald. De productie van displays gebeurt voornamelijk in Azië door China en Korea. Europese ondernemingen richten zich op lage volumes, hoge prestaties en design. Deze producten zijn minder bedoeld voor de consumentenmarkt maar eerder voor de automobiel-, gezondheids- en beveiligingsindustrie. Hierbinnen zijn het Verenigd Koninkrijk en Duitsland relatief sterk vertegenwoordigd. Merck uit Duitsland heeft een aandeel van 69% op de markt van de vloeibare kristallen in de wereld. De markt van schermglas voor displays wordt gedomineerd door Amerikaanse en Aziatische bedrijven. Het is interessant voor deze ondernemingen om zich dicht bij de fabrikanten van displays te vestigen.


3.2.8

27

Zonne-energie

Omschrijving van de sector De meest directe impact van fotonica op het milieu is merkbaar in de sector van de zonneenergie. Fotovolta¨ısche cellen die ingebouwd zijn in zonnepanelen hebben de eigenschap om zonlicht om te vormen tot elektriciteit. Generatie van elektriciteit door middel van zonnecellen is nog steeds duurder dan met traditionele fossiele brandstoffen of nucleaire technologieën en het gebruik ervan op grote schaal gebeurt voorlopig enkel in landen als Duitsland en Spanje waar er hoge feed-in tarieven zijn voor zonne-energie. De grootste afnemers van zonne-energie zijn privé-investeerders zoals particulieren en bouwbedrijven. Nutsbedrijven en overheden hebben slechts een kleine rol als klant. Desondanks is het overheidsbeleid een belangrijke factor in deze sector. Door feed-in tarieven in te stellen maken ze de terugverdientijd van installaties voor zonne-energie aantrekkelijker voor privé-investeerders. Verschillende nieuwe technologieën zijn in ontwikkeling om een grotere efficiëntie te behalen met zonne-energie. Zo is er wereldwijd intensief onderzoek naar polykristallijne zonnepanelen, amorfe zonnepanelen, kleurstofzonnecellen en geconcentreerde zonnepanelen. Het gebruik van dergelijke systemen groeit snel. Daardoor is de fotovolta¨ısche sector de snelst groeiende sectoren in de fotonica. Wereldwijd wordt tegen 2015 een jaarlijkse groei voorspeld van 13,2%. Binnen de hernieuwbare energiebronnen is zonne-energie dan ook de sector met het meeste potentieel. Bescherming van het milieu, grondstoffen en het klimaat is een positief gevolg van het gebruik van zonne-energie. Zonnepanelen zijn een geruisloze, milieuvriendelijke en duurzame energiebron. Met de komst van nanofotonica en nieuwe lasertoepassingen kan ook de efficiëntie van dergelijke systemen verhoogd en kan de kostprijs van zonnecellen en -modules gereduceerd worden (Kramprich, 2010a). Onderzoek omvat niet alleen onderzoek naar materialen voor het verbeteren van de fotovolta¨ısche cellen, maar er is ook onderzoek naar het productieproces van deze cellen. Aangezien één zonnepaneel verschillende hoogwaardige zonnecellen bevat, is het aangewezen om het productieproces ervan te optimaliseren. Er is ook onderzoek naar de opslag en distributie van de opgewekte energie en dan in het bijzonder naar omvormers om de lage DCuitgangsspanning van de fotovolta¨ısche systemen om te vormen naar een hoge AC-spanning die kan gebruikt worden in elektrische toepassingen.

Positie van Europa in de wereldmarkt De wereldmarkt voor zonne-energie is 9,0 miljard euro groot. Europa behaalt jaarlijks een omzet van 3,0 miljard euro in deze sector dus dat is gelijk aan een marktaandeel van 33%. Wereldwijd is Japan de grootste producent met de bedrijven Sharp en Kyocera. Ander grote


28

producenten zijn Taiwan en China. In Europa zijn de grootste producenten van zowel zonnepanelen als zonnecellen Duitse bedrijven. Duitsland heeft een Europees marktaandeel van 57% in deze sector. Voor zonnecellen is Q-cells de marktleider samen met Schott Solar. Deze laatste is ook actief in de markt van de zonnepanelen. Solon, Solarwatt en Aleo Solar zijn de grootste producenten van zonnepanelen. Ook Spanje heeft met Isophoton een grote onderneming in de fotovolta¨ısche sector. Andere landen met een relatief groot aandeel in de Europese markt zijn dus Spanje met 13%, Portugal met 7%, het Verenigd Koninkrijk met 7% en Frankrijk met 6%. De overige 10% van de jaarlijkse omzet wordt gehaald in verschillende Europese landen met een beperkte activiteit in de sector. De fotovolta¨ısche sector kan onderverdeeld worden in zonnepanelen en zonnecellen. De omzet voor de markt van de zonnecellen is 4,0 miljard euro en dat voor zonnepanelen is 5,0 miljard euro. Europa heeft een aandeel van 28% in de productie van zonnecellen met een jaarlijkse omzet van 1,1 miljard euro. Het aandeel van de productie van zonnepanelen bedraagt 37% met een omzet van 1,9 miljard euro. De productie van zonnepanelen, zonnecellen en omvormers gebeurt typisch door een beperkt aantal grote bedrijven, omwille van de schaalvoordelen. De vraag naar deze componenten stijgt jaarlijks met 45% en dankzij grondig onderzoek kunnen de kosten jaarlijks met 10% dalen. De productie van deze componenten is daardoor zeer competitief. Om zijn positie ten opzichte van de opkomende Aziatische landen te behouden is het belangrijk dat de Europese ondernemingen de efficiëntie en productiviteit van de zonnepanelen continu blijven verbeteren. Enkel op die manier kan het competitief blijven met de lagekostenproductie in Azië.

3.2.9

Defensie en veiligheid

Omschrijving van de sector Een breed scala aan toepassingen zijn beschikbaar voor defensie en veiligheid. Om de veiligheid te waarborgen, is de controle van mensen en goederen aan de landsgrenzen onmisbaar geworden. Veel van deze controles worden uitgevoerd door slimme en gevoelige optische sensoren. Deze kunnen alle nodige informatie detecteren, zoals de herkenning van verdachte personen aan de iris of de vingerafdrukken. Via deze controles is de uitbraak van een pandemie ook beter in de hand te houden. Mensen kunnen aan de landsgrenzen gecontroleerd worden of ze drager zijn van een of ander gevaarlijk virus. Door deze metingen te doen met optische systemen worden de scans op afstand uitgevoerd en in real-time waarbij de wachttijden aan de luchthavens, landsgrenzen en zeehavens gereduceerd kunnen worden. Zonder daarbij afbreuk te doen aan de veiligheid.


29

Niet alleen het in- en uitgaande personenverkeer kan grondig gecontroleerd worden met optische systemen. De voordelen voor het goederenverkeer zijn ook groot. Dit omvat onder andere de ontwikkeling van nieuwe vensters in het elektromagnetische spectrum zoals straling in het TeraHertz gebied waarmee door vele verpakkingsmaterialen kan gekeken worden (Mihalache, 2011; Kramprich, 2010a). In het bijzonder hebben drugs en explosieven karakteristieke kenmerken in het TeraHertz gebied waardoor deze producten beter kunnen gedetecteerd worden tussen andere goederen. Militaire toepassingen behoren uiteraard ook tot deze sector. Systemen die hierbinnen passen zijn beeldvormingssystemen waaronder periscopisch zicht, infrarood- en night vision systemen, handheld-systemen, afstandsmeters, raketgeleidingssystemen, raketafweersystemen en allerhande displays. Componenten die daarvoor veelvuldig gebruikt worden zijn beeldsensoren en lasers. Onderzoek binnen deze sector gaat vooral uit naar nieuwe beeldvormingssystemen, nieuwe lasertechnieken en het gebruik ervan in militaire- of beveiligingstoepassingen. Onderzoek binnen deze sector ligt vaak nauw samen met onderzoek in de sector van optische meetinstrumenten. In veel gevallen is er overlapping tussen de gebruikte systemen en componenten, maar het toepassingsgebied is verschillend. Positie van Europa in de wereldmarkt De wereldmarkt van fotonica voor defensie en veiligheid bedraagt een kleine 20 miljard euro. De Europese omzet is ongeveer 27% van de wereldmarkt met 5 miljard euro per jaar. Productie binnen deze sector is vooral gelokaliseerd in Noord-Amerika maar ook in Europa. Andere met een aanzienlijke productie zijn Israël, Rusland, China en Japan. Een aantal grote bedrijven zijn gespecialiseerd in defensie en beveiliging binnen Europa. De drie grootste zijn Thales (Verenigd Koninkrijk en Frankrijk), Finmechanica (Italië en het Verenigd Koninkrijk) en Safran (Frankrijk). Talrijke kleinere bedrijven zijn over heel Europa verspreid. De globale productie van systemen is goed voor een omzet van 15 miljard euro per jaar en de productie van componenten voor 3 tot 4 miljard euro. Europa behaalt jaarlijks een omzet van ruim 4 miljard euro dankzij de productie van systemen. Dat is 27% van de wereldmarkt. Het aandeel van de productie van componenten is ruim 1 miljard euro, ook ongeveer 27% van de wereldmarkt. Voor de productie van hoogwaardige basiscomponenten heeft Europa een significante positie verworven. Algemene beeldvorming wordt beschouwd als een sterkte van Europa en in het groeiend gebied van geavanceerde beeldverwerking zoals toegevoegde realiteit (‘augmented reality’) of het automatiseren van cameratoezicht, kan Europa zich sterk positioneren op de wereldmarkt. De massaproductie van goedkope componenten en lasersystemen voor wapens wordt buiten Europa gevoerd.


3.2.10

30

Optische systemen en componenten

Omschrijving van de sector De sector van de optische systemen en componenten bestaat uit allerlei producten die gebruikt worden in de volledige fotonica-industrie. De producten en segmenten die in deze groep opgenomen worden, kunnen in verschillende andere sectoren gebruikt worden. De productgroep van optische componenten bestaat uit optisch glas, lenzen en beeldopnamebuizen. Optische systemen bestaan uit objectieflenzen die niet voor wafersteppers gebruikt worden, klassieke optische systemen zoals telescopen en optische kijkers en professionele video- en televisiecamera’s. Optische systemen en componenten dienen vaak als enabler voor innovatieve producten in verschillende industrieën (Kramprich, 2010a). De productie van optische polymeren gebeurt reeds op waferniveau en ook nieuwe etstechnieken zorgen ervoor dat optisch microglas economisch kan gefabriceerd worden. Onder andere cameramodules in mobiele telefoons maken gebruik van dit microglas. Optisch glas tussen één en drie millimeter in diameter is voorlopig nog erg moeilijk te produceren. De vraag naar deze componenten neemt echter toe doordat optische systemen complexer worden. De behoefte aan een degelijk productieproces voor deze componenten is groot. Onderzoek binnen deze sector gaat voornamelijk uit naar optimalisatie van bestaande componenten en systemen. Positie van Europa in de wereldmarkt De omzet van Europese ondernemingen in de sector van optische systemen en componenten is 5 miljard euro. Vergeleken met een wereldmarkt van 12 miljard euro is dat een aandeel van 41%. Een tiental grote ondernemingen zijn actief in deze sector in Europa. De grootste zijn Carl Zeiss en Arri uit Duitsland. Maar toch wordt de sector voornamelijk gekarakteriseerd door kleine ondernemingen. In Europa alleen al zijn er zo meer dan 500. Samen behalen ze ruim 50% van de Europese omzet in deze sector. De totale omzet in Europa wordt verdeeld onder ruim 1 miljard euro voor optische componenten en ruim 3 miljard euro voor optische systemen. Dat is een marktaandeel van respectievelijk 27% en 58% in de wereldmarkt. Veel optische componenten zoals lenzen voor digitale camera’s worden tegenwoordig geproduceerd in Azië. Toch blijft Europa een sterke positie behouden in het gebied van klassieke optische systemen. De productgroepen met de grootste omzet in Europa zijn: optisch glas, prisma’s, spiegels, gemonteerde lenzen, telescopen, optische toestellen en onderdelen voor optische toestellen.

HOOFDSTUK 4. ANALYSE VAN DE FOTONICA-INDUSTRIE IN EUROPA

31

Hoofdstuk 4

Analyse van de fotonica-industrie in Europa 4.1

Inleiding

In dit hoofdstuk worden de resultaten uit bestaande Europese studies besproken en conclusies getrokken op basis van de besprekingen uit het vorige hoofdstuk. Verschillende organisaties hebben reeds het belang van fotonica voor de samenleving aangetoond met studies over de impact ervan op de Europese economie (Butter et al., 2011; Photonics21, 2010; Snijders et al., 2008; Mayer, 2007). Dit hoofdstuk is dan ook gebaseerd op de resultaten uit deze studies. In sommige sectoren heeft Europa een dominante positie verworven maar in andere sectoren bekleedt het slechts een marginale rol. Door de volledige industrie op te splitsen in sectoren is het mogelijk om een duidelijker beeld te krijgen van de situatie in Europa.

4.2

Sleuteltechnologie

Fotonica is een ‘enabling technology’ (Wilkens and Bressler, 2011). Het is met andere woorden een technologie die door haar unieke eigenschappen en door de waarde die ze toevoegt aan andere soorten technologie, dingen mogelijk maakt die voorheen onmogelijk geacht werden (High Level Expert Group, 2011). De groei van de fotonica-industrie ligt ver boven het algemeen gemiddelde van de Europese industrie en voortdurend duiken nieuwe markten op. De fotonica-industrie bevindt zich nog in een vroeg stadium in zijn ontwikkeling en toch heeft het al een sterke hefboomwerking op de rest van de industrie. Daarom is het zeer belangrijk dat R&D goed ondersteund wordt. Sinds 2009 wordt de fotonica-industrie samen met 5 andere hoogtechnologische industrieën beschouwd als sleuteltechnologie door de Europese Commissie. Door een gemeenschappelijke strategie te ontwikkelen voor deze zes industrieën, kan Europa de nodige technologische basis leggen om te concurreren met de rest van de wereld. Typisch worden sleuteltechnologieën geassocieerd met een hoge graad van R&D, snelle inno-

4.3 Economische analyse

32

vatiecycli, grote kapitaalafhankelijkheid en nood aan hooggeschoold personeel. De vijf andere sleuteltechnologieën zijn nanotechnologie, micro- en nano-elektronica, industriële biotechnologie, geavanceerde materialen en geavanceerde fabricagetechnieken (Giannopapa, 2010). Deze sleuteltechnologieën worden gezien als essentieel voor de ontwikkeling van nieuwe, hoogwaardige producten in de diverse sectoren. Combinaties van de verschillende sleuteltechnologieën leiden tot de meest geavanceerde producten (High Level Expert Group, 2011). Zo is een elektrische auto een combinatie van geavanceerde materialen voor batterijen, microcomponenten voor vermogenelektronica, fotonica voor efficiënte verlichting, industriële biotechnologie voor banden met beperkte wrijving en geavanceerde productieprocessen om deze voertuigen te kunnen fabriceren aan een concurrerende kostprijs. Het macro-economisch belang van deze sleuteltechnologieën bestaat erin dat ze volledig nieuwe markten kunnen creëren of bestaande markten ondersteunen en versterken. De integratie van de toepassingen leidt tot economische groei en een verhoogd concurrentievermogen. Door in deze technologieën te investeren kan de economie opnieuw een boost krijgen na de financieel-economische crisis.

4.3 4.3.1

Economische analyse Positionering in de wereldmarkt

Nieuwe technologie is essentieel voor een gezonde economie. Het afgelopen decennium heeft innovatie binnen de fotonicasector een groot hefboomeffect gehad op het wetenschappelijke, industriële en economische landschap. Ondanks de huidige financieel-economische crisis, is de geschatte wereldwijde groei van de fotonica-industrie ongeveer 6,6% per jaar voor de periode tussen 2005 en 2015 (High Level Expert Group, 2011). De laatst beschikbare gegevens van de wereldmarkt komen uit studies van 2005 en 2008 (Butter et al., 2011). Door de beschikbaarheid van deze data kunnen reeds een aantal trends beschreven worden. De meeste sectoren hebben een gelijkaardig aandeel in de wereldproductie in 2005 en 2008. Enkel de sector van informatietechnologie is gedaald van 21% naar 18% en de sector van de zonne-energie is in belang gestegen van 4% naar 10%. Deze laatste sector groeit dan ook het snelst binnen de fotonica-industrie met een geschatte jaarlijkse groei van 13,2%. De oorzaak hiervoor wordt meestal gelegd bij de politieke aandacht voor het energieprobleem samen met een betere efficiëntie en lagere kosten van de producten in deze sector. Tussen 2005 en 2008 groeide de globale fotonicamarkt van 228 miljard euro tot 277 miljard euro en er wordt verwacht dat deze trend zich nog verder doorzet in de toekomst door de ontwikkeling van beter gecoördineerde strategieën en nieuwe innovaties. De huidige grootte van de wereldmarkt van fotonica wordt geschat op 300 miljard euro, ondanks de financieel-economische crisis blijft de


33

groei dus aanhouden. De verwachte grootte in 2015 is 480 miljard euro, dat is meer dan een verdubbeling vergeleken met 2006 (Agentschap NL, 2010). In figuur 4.1 is de spreiding van de wereldmarkt voor fotonica te zien in 2008. De sectoren van displays en IT zijn wereldwijd de grootste. Azië, en dan vooral Japan, Korea en Taiwan domineren de globale fotonicaindustrie.

Figuur 4.1: Wereldmarkt van fotonica per sector in 2008 (Bron: Optech Consulting).

Het aandeel van Europa binnen de wereldmarkt is ongeveer 20%. De totale marktwaarde van fotonica in Europa in 2005 was gelijk aan 43,5 miljard euro. Hoewel er geen recentere informatie beschikbaar is over de volledige fotonica-industrie in Europa is, volgens schattingen, de totale Europese omzet reeds gestegen tot 58,5 miljard euro in 2008. Dit is een groei van ongeveer 10% per jaar, beduidend meer dan de 6,6% wereldwijd (Photonics21, 2011). De groei van de fotonica-industrie resulteerde zo in de creatie van meer dan 40.000 nieuwe jobs in de periode tussen 2005 en 2008. Meer dan 5000 bedrijven, voornamelijk KMO’s maar ook een aantal multinationals, stelden in 2008 samen ongeveer 290.000 mensen te werk (Kramprich, 2010a). Dat zijn inderdaad 44.000 mensen meer vergeleken met 2005, toen er 246.000 mensen in de Europese fotonica-industrie tewerk gesteld waren. Het grootste gedeelte van de ondernemingen in de Europese fotonica-industrie bevinden zich in Duitsland, Frankrijk en het Verenigd Koninkrijk, maar in de meeste Europese landen is er een basis voor succesvolle ondernemingen binnen de fotonica. De grootte van de sectoren in de Europese fotonica-industrie in 2005 is weergegeven in figuur 4.2. De verdeling van de Europese markt verschilt aanzienlijk met de wereldmarkt. Waar wereldwijd de sectoren van de IT en displays de grootste waren, hebben deze in Europa respectievelijk een aandeel binnen de


34

fotonica-industrie van 5% en 3%. In Europa zijn de grootste sectoren deze van de verlichting, optische meetinstrumenten, medische technologie en productietechnologie. Het marktaandeel van deze sectoren ligt tussen de 25% en 45% op de wereldmarkt. De nadruk van de Europese industrie ligt duidelijk meer op maatschappelijke sectoren dan op de consumentgerichte sectoren.

Figuur 4.2: Europese markt van fotonica per sector in 2005 (Bron: Optech Consulting).

De grootste verandering in de samenstelling van de sectoren in de wereldmarkt wordt verwacht in de fotovolta¨ısche sector en de IT-sector. Hierdoor zal het aandeel van de fotovolta¨ısche sector in Europa groter worden ten opzichte van 2005. Het aandeel van de IT-sector is maar een kleine fractie van de totale Europese markt, dus deze impact is beperkt. Deze veronderstellingen worden bevestigd door een Duitse studie van Optech Consulting die constateerde dat de omzet van de fotovolta¨ısche sector in Duitsland in 2008 gestegen is met 45,5% ten opzichte van 2007 (Optech Consulting, 2010). De andere sectoren waren in dat jaar gemiddeld slechts met 6,8% gegroeid. Duitsland is representatief voor de Europese markt, aangezien het verantwoordelijk is voor ongeveer 39% van de jaarlijkse Europese omzet. 87% van de Europese ondernemingen die zich bezighouden met fotonica hebben minder dan 250 werknemers in dienst. 54% doet het zelfs met minder dan 25 werknemers. Wat reeds opgevallen was in de bespreking van de verschillende sectoren en wat door deze cijfers opnieuw bevestigd wordt, is dat in de meeste sectoren een aantal grote bedrijven naar voor komen, maar dat de fotonica-industrie vooral gedomineerd wordt door KMO’s. De grote bedrijven kunnen makkelijker concurrentie aangaan met landen buiten Europa, onder andere door schaalvoordelen. Het innovatieve karakter van de industrie vraagt ook heel wat kapitaal


35

en dat is meer beschikbaar in grote ondernemingen. Zij zijn dan ook meer in staat om te concurreren met groeiende markten, voornamelijk in Azië. KMO’s kunnen echter sneller reageren op nieuwe trends, wat zeer belangrijk is in een innovatieve industrie zoals fotonica. Een stijgende vraag kan door KMO’s goed opgevangen worden door proportioneel meer werknemers in dienst te nemen. De sectoren van verlichting, productietechnologie, optische communicatie en defensie worden gedomineerd door een aantal grote ondernemingen in Europa. KMO’s hebben daar een klein aandeel in de totale omzet. In de meeste andere sectoren wordt de jaarlijkse behaalde omzet verdeelt onder een aantal grote ondernemingen en een grote groep KMO’s. Enkel de sector van optische meetinstrumenten en machine vision wordt zo goed als volledig gedomineerd door KMO’s in Europa. Het aandeel van grote bedrijven in deze sector is beperkt. De crisis die de economie heeft getroffen sinds 2008 heeft natuurlijk ook zijn impact gehad op de fotonica-industrie. Recente marktonderzoeken tonen echter dat de groei al in 2010 terug het niveau van 2008 bereikt heeft, dus van voor de financieel-economische crisis. De fotonica-industrie is ondanks de crisis erg levendig, en heeft het potentieel om de economie de nodige boost te geven. Investeringen in R&D kan daarom een gedeeltelijke oplossing bieden om uit de financieel-economische crisis te geraken. De crisis zou wel eens de grootste impact kunnen hebben op de fotovolta¨ısche sector. Zoals reeds werd aangehaald heeft deze sector het grootste groeipotentieel maar is ze ook sterk afhankelijk van overheidsfinanciering. De groei in deze sector kan vertragen doordat de overheid onder druk komt te staan om zijn uitgaven te reduceren. In de meeste andere sectoren wordt de impact van de crisis niet zo sterk verwacht. Zo blijft de vraag naar snelle datacommunicatie steeds groeien, wordt ledverlichting goedkoper en biedt het een hogere efficiëntie dan traditionele verlichting, staat de medische sector onder druk door de stijgende vraag naar efficiënte en effectieve gezondheidszorg en bieden verschillende nieuwe mogelijkheden in de productiesector een hogere efficiëntie van het productieproces. De impact van de crisis hangt af van de sector maar over het algemeen is de impact op de fotonica-industrie beperkt. Er is een enorme verscheidenheid aan sectoren waar toepassingen van fotonica zichtbaar zijn. Maar de positie van Europa is niet overal even sterk binnen de gehele sector. In het algemeen is de Europese positie in de productie aan lage kosten en met grote volumes beperkt. De Aziatische markt is hierin zeer sterk gepositioneerd, zij leggen zich vooral toe op massaproductie van goedkope producten. Anderzijds is Europa over het algemeen goed gepositioneerd in de productie van op maat gemaakte, hoogtechnologische producten en productiesystemen. Deze kwaliteitsvolle producten worden aan een hogere prijs op de markt gebracht. Innovatie en de ontwikkeling van nieuwe producten is een belangrijk aspect van de fotonica-industrie. Onderzoek is noodzakelijk om optimaal de economische mogelijkheden te blijven benutten.


36

Dankzij nieuwe optische technologieën kunnen Europese landen competitief blijven ten opzichte van massaproductie in landen met lage kosten. Op die manier kunnen jobs in Europa gehandhaafd blijven ondanks de dreiging dat bedrijven hun productie verhuizen naar deze landen. Hoewel fotonica een industrie is die verkeert in een constante staat van verandering, is de sector binnen Europa behoorlijk goed voorbereid voor de toekomst. Dit omdat onderzoek en innovatie van een hoog niveau zijn en er zo nieuwe producten en markten gecreërd worden. De samenwerking tussen verschillende entiteiten in de waardeketen is van groot belang. Connecties tussen universiteiten en de industrie is cruciaal voor de toekomstige positie van de ondernemingen. Onderzoeksprojecten moeten publiek en privaat ondersteund worden om de innovatieve capaciteiten van de Europese ondernemingen gaaf te houden. Het ondersteunen van alle mogelijke onderzoeksgebieden is echter niet effectief en niet mogelijk. De steun voor zwakke onderzoeksgebieden zou beperkt kunnen worden en sterke onderzoeksgebieden zouden kunnen versterkt worden met toekomstige ontwikkelingen in gedachten. Door het dynamische en jonge karakter van de fotonica-industrie is het echter ook belangrijk om kleinere en opkomende gebieden van onderzoek en innovatie voldoende te ondersteunen. Een industrie in ontwikkeling wordt gekenmerkt door heel wat nieuw opkomende markten. Deze nieuwe markten hebben heel wat steun nodig om succesvol te worden. Doordat de fotonica-industrie voornamelijk bestaat uit KMO’s is steun voor deze ondernemingen van groot belang om ze te verbinden met onderzoeksgroepen en om ze te stimuleren om radicale innovaties door te voeren. De afweging die gemaakt moet worden door beleidsmakers is deze van ‘backing the winners’ versus ‘steun voor nieuwkomers’. Gevestigde, sterke markten moeten optimaal benut worden maar innovatie en het ontdekken van nieuwe markten mag niet verwaarloosd worden. Een hoogtechnologische industrie zoals fotonica vereist veel hoogopgeleide mensen. De beschikbaarheid van geschikte werknemers is echter beperkt. Tegen 2015 is er in Europa bijvoorbeeld nood aan 700.000 extra werknemers in de IT-sector. Er is gezamenlijke actie nodig van basisonderwijs tot universitair niveau. Via een goed uitgewerkt programma moet fotonica gepromoot worden in scholen. De industrie en de universiteiten moeten samenwerken om interessante opleidingen en bijscholingen aan te bieden aan zowel studenten als mensen die reeds in de fotonica-industrie werken. En hoewel onderzoek binnen de industrie zelf zeer belangrijk is, hebben universiteiten ook een rol om onderzoek te ondersteunen dat wordt gedreven door nieuwsgierigheid en verbeelding. Het Europees onderzoek naar fotonica is momenteel van een zeer hoog niveau. In verschillende sectoren behoort Europa tot de wereldtop. Het is noodzakelijk dat dit niveau behouden blijft zodat Europa verzekerd is van voortdurend succes en toenemende economische groei. Een industrie zoals fotonica die nog volop in ontwikkeling is, vereist een degelijke ondersteuning voor onderzoek en ontwikkeling.


37

Europa telt ongeveer 2000 onderzoeksgroepen die werken in het domein van de fotonica. De sterke onderzoekslanden in Europa vallen hoofdzakelijk samen met de sterke producerende landen. Duitsland, Frankrijk en het Verenigd Koninkrijk zijn samen goed voor meer dan 50% van de onderzoeksactiviteiten. Europees onderzoek gaat vooral uit naar lasertechnologie, dunnefilmtechnologie, design en nanofotonica.

4.3.2

Impact van fotonica op de volledige Europese economie

De groei van de fotonica-industrie ligt ver boven het gemiddelde van de totale Europese industrie en de technologie opent voortdurend deuren naar nieuwe markten. De industrie vertoont alle karakteristieken om zich nog in de vroege fase van ontwikkeling te bevinden. De impact van fotonica op andere industriële sectoren zoals de automobielsector, bouwsector, en consumentenelektronica is groot. Fotonica heeft een belangrijk hefboomeffect op de totale Europese economie (Butter et al., 2011). Het hefboomeffect kan beschouwd worden als de afhankelijkheid van een product of een dienst van fotonica. Dus indien fotonica er niet zou geweest zijn, welke functionaliteiten zouden er dan ontbreken of verschillen aan het eindproduct? Dit effect kan verschillende oorzaken hebben. Gevolgen van dit hefboomeffect zijn indirecte werkgelegenheid en toegevoegde waardecreatie. Dankzij fotonica kan de waarde van een eindproduct of dienst verbeterd worden doordat het productieproces erachter verbeterd of doordat er een volledig nieuw of verbeterd product of dienst kan geproduceerd worden. Dankzij innovatie binnen de fotonica, en dan vooral de sector van de productietechnologie, kunnen productieprocessen efficiënter, sneller en goedkoper verlopen. Een voorbeeld van een radicale verandering dankzij fotonica is het gebruik van het internet. De wereldwijde mogelijkheden die het internet heeft ge¨ıntroduceerd zijn enorm. Een tweede hefboomeffect is de stijging van de werkgelegenheid. Sommige ondernemingen, zoals toeleveringsbedrijven, zijn sterk afhankelijk van fotonica. Groei in de fotonica-industrie heeft dus ook indirecte gevolgen voor deze ondernemingen. De belangrijkste industrieën en consumentenmarkten waar fotonica een belangrijke invloed op heeft, zijn weergegeven in tabel 4.1. De studie van Photonics21 toont aan dat 20% tot 30% van alle Europese sectoren be¨ınvloed wordt door fotonica. Ongeveer de helft van deze sectoren heeft een behoorlijk grote afhankelijkheid voor de competitiviteit van hun activiteiten. De andere helft vertoont een beperkte afhankelijkheid. Deze laatste groep gebruikt de beschikbare technologieën maar ze kunnen evengoed zonder deze technologieën competitief zijn. Bij deze raming werd er geen rekening

4.4 Sociale analyse

38

gehouden met de grootte van de afzonderlijke sectoren. Als er hiermee rekening gehouden wordt, heeft fotonica invloed op minstens 10% van de Europese economie. De industrieën die het sterkst afhangen van fotonica zijn de elektronica-industrie, telecom en de media. 10% van de actieve werknemers in Europa hebben fotonica nodig om hun job veilig, efficiënt en effectief uit te voeren. Zowel de invloed op het werk zelf als de werkomgeving worden hiervoor in beschouwing genomen. Betere verlichting, betere diagnoses, veiligere werkomgeving door nieuwe beeldvormingssystemen, betere efficiëntie van de productie en betere toegang tot informatie zijn een paar voorbeelden van hoe de werkomgeving kan verbeterd worden. Er wordt verwacht dat de komende tien jaar de afhankelijkheid van fotonica nog zal toenemen. Vooral in industrieën waarvan de afhankelijkheid momenteel nog beperkt is, zal de afhankelijkheid enkel maar toenemen. De reden hiervoor is logisch, er is nog veel ruimte voor verbetering aanwezig in deze industrieën. Het feit dat fotonica zich nog steeds in een vroege fase van ontwikkeling bevindt, draagt bij tot deze redenering. Industrie¨ en Vervaardiging van elektrische apparatuur

Consumentenmarkten

Vervaardiging van voertuigen en grote machines

Defensie en veiligheid

Vervaardiging van fijne chemicaliën en geneesmiddelen

Luchtvaart en ruimtevaart

Vervaardiging van textiel en kledij

Transport en logistiek

Media (productie en uitzending)

Telecommunicatie

Productie van drank en levensmiddelen

Wetenschap, onderzoek en ontwikkeling

Print- en publicatie-activiteiten

Elektriciteitsopwekking en -levering

Olie- en gaswinning

Bouw

Geneeskunde en gezondheidszorg

Milieu Recreatie, cultuur, educatie Retail en diensten Tabel 4.1: Hefboomeffect: overzicht van be¨ınvloede industrieën en consumentenmarkten(Bron: Photonics21).

4.4

Sociale analyse

Globaal gezien is de impact van fotonica positief op de levenskwaliteit van de samenleving (Butter et al., 2011). Nieuwe en verbeterde producten bieden een verhoogde kwaliteit van de gezondheidszorg. Er kan gewerkt worden aan preventie en diagnoses zullen steeds vroeger en

4.5 Ecologische analyse

39

correcter kunnen gesteld worden. Nieuwe ontwikkelingen doen eveneens de kwaliteit van de werken leefomgeving stijgen. Er worden extra jobs gecreëerd doordat de markt groeit en verschillende producten zullen ons het leven nog aangenamer maken. Ook op vlak van educatie kunnen toepassingen binnen het domein van fotonica voordelen bieden. Voorbeelden zijn smartboards en tabletcomputers. Visuele ondersteuning helpt studenten leerstof sneller te begrijpen. Een ander sociaal domein waar fotonica een impact op heeft, is veiligheid. Zowel in industriële toepassingen, zoals videomonitoring van productieprocessen, als in controle van goederen en personen aan de landsgrenzen om de publieke veiligheid te stimuleren. Het aanpakken van het veiligheidsgevoel van de burgers is een grote uitdaging voor de 21ste eeuw. Met de toename van technologische toepassingen en producten op de markt, stijgt ook het risico dat sommige groepen in de samenleving uitgesloten worden tot bepaalde netwerken of dat er op de arbeidsmarkt geen plaats meer is voor hen. Daarom is het belangrijk dat toegang tot verscheidene netwerken kan verleend worden aan iedereen die dat wenst en dat ook laaggeschoolde werknemers nog steeds hun plaats hebben op de arbeidsmarkt.

4.5

Ecologische analyse

De impact van de fotonica-industrie op het milieu is moeilijk in te schatten, maar wordt over het algemeen als positief gezien (Butter et al., 2011). Diverse nieuwe technologieën openen mogelijkheden tot vermindering in energieconsumptie en dragen zo bij tot een groenere en duurzamere economie. Bedrijven kunnen groener produceren en producenten kunnen gebruik maken van energiezuinige producten. Twee technologieën zijn vooral verantwoordelijk voor de reductie van de energieconsumptie. Langs de ene kant is er het toenemend gebruik van leds voor SSL. Deze technologie laat niet alleen toe dat het energieverbruik verminderd wordt, het is ook kostenbesparend ten opzichte van traditionele verlichting. Langs de andere kant zijn er de zonnecellen voor de productie van energie. Groene fotonica omvat verder geavanceerde detectie voor het monitoren van het milieu, nieuwe energie-efficiënte communicatietechnologieën en schonere productie door het gebruik van lasers. Zowel in de creatie van groene energie als in zuiniger energieverbruik kan fotonica een belangrijke rol spelen. Het positieve effect van deze technologieën wordt echter tegengewerkt door twee afzonderlijke effecten. Door de wegwerpcultuur en verhoogd gebruik van fotonicaproducten, ontstaat anderzijds meer complex afval dat moeilijk kan gerecycleerd worden. Een ander effect is dat het verhoogd gebruik van technologische producten leidt tot meer energieverbruik. Door een hogere efficiëntie en populariteit van nieuwe producten wordt de consument gestimuleerd om deze producten meer te gebruiken. Het resulterend effect wordt het reboundeffect genoemd. Ondanks verhoogde efficiëntie kan door meer algemeen gebruik, het totale energieverbruik toch stijgen. Het is duidelijk dat het niet eenvoudig is om dit reboundeffect te bepalen.

4.6 SWOT-analyse

4.6

40

SWOT-analyse

De sterktes en zwaktes van de Europese fotonica-industrie die naar voor gekomen zijn in de vorige paragrafen worden hieronder nog eens samengevat in tabel 4.2 in een SWOT-analyse (Andrews, 1971). De kansen en bedreigingen voor de huidige Europese fotonica-industrie worden daar eveneens in weergegeven. Strengths

Weaknesses

• Technologisch leiderschap

• Gefragmenteerde en ongecoördineerde ontwikkelingsstrategie • Teveel producten sterven in de ‘valley of death’ door tekort aan demonstratie en commercialisatie • Beperkte toegang tot startkapitaal voor innovatieve KMO’s • Weinig mogelijkheden voor een versnelde marktadoptie van innovatieve producten • Gefragmenteerd patentensysteem in Europa • Tekort aan hoogopgeleide werknemers belemmert de expansie van de industrie • Beperkte productie van hoge volumes

• Sterk Europees onderzoek met hoogwaardige onderzoeksorganisaties, bedrijven en clusters • Marktleider in belangrijke sectoren • Goed uitgewerkte banden tussen gebruikers en industrie • Gevarieerde industrie, gedreven door KMO’s • Bekwame werknemers • Brede toepassingsgebieden • Grote focus op hoogwaardige markten Opportunities • Fotonica biedt competitieve voordelen aan vitale producerende industrieën in Europa •Snel groeiend marktaandeel •Bredere toepassingen •Vraag naar groene technologie en koolstofvrije energie •Vraag naar grotere bandbreedtes •Noden in de gezondheidszorg voor ouder wordende bevolking •Grote vraag en snel groeiende markten in defensie en veiligheid

Threats •Verhoogde concurrentie, vooral van Aziatische landen in nagenoeg elke sector •Goedkope productie •Grote investeringen buiten Europa

Tabel 4.2: SWOT-analyse van de Europese fotonica-industrie. (Wilkens and Bressler, 2011)

HOOFDSTUK 5. ONDERSTEUNENDE CLUSTERS IN DE EUROPESE FOTONICA-INDUSTRIE

41

Hoofdstuk 5

Ondersteunende clusters in de Europese fotonica-industrie 5.1

Inleiding

De Europese Commissie heeft het belang van fotonica reeds erkend door de industrie te benoemen tot een van de 6 sleuteltechnologieën voor Europa (Kramprich, 2010b). De meeste Europese lidstaten hebben deze technologie dan ook erkend en spenderen hun R&D-budgetten in functie ervan. De 27 lidstaten hebben verschillende posities ingenomen en focussen zich op de sectoren die ze het belangrijkste vinden. Landen zoals Duitsland, het Verenigd Koninkrijk en Frankrijk hebben reeds een nationale fotonicastrategie uitgewerkt voor de komende jaren. Andere Europese landen zijn niet noodzakelijk minder actief, maar ze kunnen niet altijd even gemakkelijk fotonica ondersteunen. Dit komt vooral door de afwezigheid van grote ondernemingen. Om de volledige Europese fotonica-industrie echter optimaal te versterken is het nodig dat instanties op alle niveaus samenwerken, zowel Europees, nationaal als regionaal. Enkel op die manier is het mogelijk om voldoende wetenschappelijke kennis op te bouwen om op Europees vlak te concurreren met opkomende concurrentie uit Azië en de rest van de wereld. Een goed uitgebouwde technologische basis is immers noodzakelijk om maximaal de economische voordelen uit de volgende generatie van optische producten te halen. De Europese Commissie bemoedigt de oprichting van technologische platformen. Deze publieke en private samenwerkingsverbanden hebben als doel om snel en effectief R&D-programma’s te ontwikkelen. Het Europees platform is Photonics21 en ondertussen zijn talrijke nationale technologieplatformen opgericht zoals PHORIT in Italië of OptecNet in Duitsland (Photonics Unit, 2010). De Europese industrie en onderzoeksgroepen die zich bezig houden met fotonica moeten samenwerken met de Europese Commissie en de nationale overheden om een effectieve en gezamenlijke visie inzake innovatie te hebben en om investeringen te delen. Hierbij is een snelle ontwikkeling van nieuwe producten en het minimaliseren van de tijd om

5.2 Photonics21

42

deze producten op de markt te krijgen noodzakelijk. Over het algemeen duurt het lang binnen de Europese fotonica-industrie om nieuw ontwikkelde technologieën op de markt te brengen. De tijd tussen ontwikkeling en effectieve producten in de winkels duurt beduidend langer dan bij internationale concurrenten in de Verenigde Staten of Azië. Vele innovaties komen te laat op de markt of sterven in de ‘valley of death’. Op dit moment is er nog geen mechanisme in Europa die de kloof tussen ontwikkeling van een prototype en succesvolle marktintroductie overbrugt. Enkel mits gezamenlijke inspanningen is het mogelijk om efficiënte en marktgeoriënteerde programma’s op te zetten tussen publieke en private stakeholders. Mede door de financieeleconomische crisis is het belang van samenwerking nog toegenomen. Op de jaarlijkse bijeenkomst van Photonics21 in maart 2012, heeft de vicepresident van de Europese Commissie, Neelie Kroes, haar steun betuigd voor de creatie van een samenwerkingsverband tussen publieke en private instellingen (PPP) om de financieel-economische crisis in Europa aan te pakken en om de positie van Europa in de fotonica-industrie te waarborgen. De prioriteiten van de PPP zijn het versterken van het industrieel leiderschap, het innovatiepotentieel en de concurrentiekracht van Europa. Het samenwerkingsverband wordt gecreëerd binnen het ‘Horizon 2020’ project samen met ‘Photonics21’. Het ‘Horizon2020’ project gaat uit van de Europese Unie en is het nieuwe programma om groei en jobs te creëren door te investeren in onderzoek en innovatie. Het programma loopt van 2014 tot 2020 en er is een budget van 80 miljard euro voor vrijgemaakt. Het dynamisch en heterogeen karakter van de fotonica-industrie maakt een gedegen beleid niet eenvoudig. Veel Europese onderzoeksgroepen en ondernemingen, vooral KMO’s, zijn reeds gegroepeerd rond regionale clusters. Deze spelen een belangrijke rol in het vergemakkelijken van de ontwikkeling van fotonica op nationaal en Europees niveau. Ze brengen industrie, onderwijs en publieke instanties samen om zo meer druk te kunnen uitoefenen op het beleid op lokaal en regionaal niveau en om onderzoek en industrie beter op elkaar af te stemmen naar de noden van de economie. Om de samenwerking tussen al deze verschillende instanties gecoördineerd te laten verlopen zijn er in Europa een aantal technologieplatformen en projecten opgericht. Via conferenties en Europese studies kunnen informatie en ideeën uitgewisseld worden en dat opent de weg naar een gezamenlijke Europese strategie. De meest opmerkelijke organisaties en initiatieven ter ondersteuning van de Europese fotonica-industrie worden hieronder besproken.

5.2

Photonics21

Photonics21 is een Europees fotonicatechnologieplatform dat is opgericht in 2005 met steun van de Europese Commissie. Het is een vrijwilligersorganisatie van verschillende ondernemin-

5.3 OPERA2015

43

gen, onderzoeksgroepen en universiteiten die zich bezighouden met fotonica. De organisatie verenigt het grootste deel van de belangrijke ondernemingen en verschillende onderzoeksgroepen uit alle sectoren met de hele economische waardeketen in Europa. Leden uit de industrie omvatten zowel producenten als gebruikers van optische technologieën. Ongeveer driekwart van de industriële leden zijn KMO’s. Met Photonics21 heeft de Europese fotonica-industrie een initiatief genomen om het Europees onderzoek inzake fotonica een vorm te geven en om een gecoördineerde strategie aan te nemen. Ondertussen is het ledenaantal gegroeid van 250 in 2005 tot meer dan 1400 uit 49 verschillende landen, waaronder de 27 lidstaten van de Europese Unie. Het technologieplatform bestaat uit zeven werkgroepen: informatie en communicatie; industriële productie en kwaliteit; biowetenschappen en gezondheid; verlichting en displays; veiligheid, meetinstrumenten en sensoren; componenten en systemen; en opleidingen en training voor fotonica-onderzoek. De organisatie heeft als voornaamste doel om een gezamenlijke Europese strategie met middellange tot lange termijnvisie te ontwikkelen. In 2006 publiceerde Photonics21 zijn eerste ‘Strategic Research Agenda’ waarin de prioriteiten voor Europees onderzoek voor de komende vier jaar werden voorgesteld. In 2010 werd een tweede ‘Strategic Research Agenda’ voorgesteld om het Europees wetenschappelijk, technologisch en economisch leiderschap verder te ontwikkelen. Verder verzamelt Photonics21 gedetailleerde informatie over de economische impact van fotonica in Europa sinds het OPERA2015project. Hiervoor houdt het een databank bij met de voornaamste fotonica-ondernemingen en onderzoeksgroepen in Europa. Dankzij deze initiatieven is Photonics21 het belangrijkste adviesorgaan geworden voor de Europese Commissie in het opzetten van strategische financieringsprogramma’s en wordt de maatschappij bewust gemaakt van het belang van fotonica voor toekomstige maatschappelijke uitdagingen. Door dit technologieplatform kan de volledige fotonicagemeenschap door één organisatie vertegenwoordigd worden. Vroeger moest de Europese Commissie naar 30 verschillende verantwoordelijken uit 20 verschillende landen en organisaties luisteren.

5.3

OPERA2015

Het OPERA2015-project1 werd gelanceerd in 2005 met de steun van de Europese Commissie, met als doel om een inventaris te maken van de bestaande Europese fotonica-ondernemingen en onderzoekscentra (OPERA2015, 2005). Met de verzamelde informatie is er een beter inzicht in de samenstelling van de Europese fotonica-industrie en kan een langetermijnstrategie voor de industrie en onderzoek ontwikkeld worden. De inventaris bevat gegevens over de belangrijkste karakteristieken van de ondernemingen zoals productgroepen waarin ze actief zijn, marktbereik, afzetgebieden en grootte. Het was de eerste keer dat zoveel informatie 1

Optics and Photonics in the European Research Area

5.4 Photonik 2020

44

over fotonica op bedrijfsniveau werd verzameld en gepubliceerd. Meer dan 2000 bedrijven werden ge¨ıdentificeerd. Voor de lancering van dit project was er geen sprake van een Europese fotonicagemeenschap en was de industrie erg versnipperd door het heterogene karakter ervan. Het is deze versnippering die de erkenning van fotonica als industriële sector heeft vertraagd. Door gemeenschappelijke belangen over de volledige industrie te bundelen, kan een gemeenschappelijke strategie ontwikkeld worden. Er werd een website opgericht dat het meest uitgebreide forum voor fotonica in Europa werd. Het project werd beëindigd op 20 april 2008 met een eindrapport. OPERA2015 werkte nauw samen met Photonics21. De verzamelde gegevens van het project worden nu bijgehouden door Photonics21. De belangrijkste resultaten van het eindrapport werden reeds besproken in vorige hoofdstukken.

5.4

Photonik 2020

De fotonica-industrie in Duitsland telde een omzet van 22 miljard euro in 2008 en is daarmee de grootste fotonica-natie in Europa. Fotonica is één van de belangrijkste technologieën van de Duitse economie. In verschillende sectoren in de fotonica-industrie zijn Duitse bedrijven marktleider op de wereldmarkt. Dit technologisch leiderschap is gebaseerd op een langdurige samenwerking tussen industrie, wetenschap en overheid. Om in de toekomst dit leiderschap te behouden en verder uit te bouwen is men in Duitsland in 2010 gestart met een strategisch proces om tot een gezamenlijke agenda te komen met de betrokken partijen. Gedurende 15 verschillende workshops hebben meer dan 300 experts samengewerkt aan een plan voor een doelgerichte ondersteuning van de fotonica-industrie. De onderzoeksgebieden en -activiteiten waar de komende 10 jaar de focus wordt op gelegd werden bepaald. Het traject werd in juni 2011 afgesloten met de publicatie van ‘Agenda Photonik 2020’. Hierin werd besloten dat de Duitse fotonica-industrie tot 20 miljard euro zal investeren in R&D in de komende tien jaar. Dit is gelijk aan ongeveer 10% van de totale omzet in de industrietak. De Duitse overheid is ook bewust van het belang van fotonica en ze steunen toegepast onderzoek in optische technologieën. De aanbevelingen die aan de overheid gericht worden in de ‘Agenda Photonik 2020’ komen overeen met andere Europese onderzoeken: meer geld voor R&D, meer afgestudeerden in de branche, meer venture capital en een betere publieke-private samenwerking (Leibinger, 2011; Optech Consulting, 2010).

5.5

ACTMOST

B-PHOT2 is een onderzoeksgroep van de faculteit ingenieurswetenschappen aan de Vrije Universiteit Brussel (). Er zijn 45 onderzoekers aangesloten en hun onderzoeksactiviteiten staan onder leiding van Professor Hugo Thienpont. B-PHOT is internationaal erkend voor het onderzoek in de micro-optica en micro-fotonica (Thienpont, 2012; 2

Brussels Photonics Team

5.5 ACTMOST

45

Hayes, 2009). Om innovatie te stimuleren in Europa werd ACTMOST3 opgericht door BPHOT (ACTMOST, 2012). Het is een technologieplatform dat de industrie toegang geeft tot fotonica-experten en microfotonica technologieën. ACTMOST biedt snel professionele oplossingen aan Europese ondernemingen, en in het bijzonder KMO’s. Zij kunnen bij de ontwikkeling van nieuwe producten professionele, snelle en goedkope ondersteuning vragen. Dit gaat van technologische ondersteuning op het vlak van microfotonica tot complete oplossingen voor samenwerkingsverbanden en training van de werknemers. De top van de Europese onderzoeksinstituten helpen bij het bieden van deze ondersteuning. ACTMOST kan de beste specialisten uit Europa aanreiken evenals een volledige technologieketen van optisch ontwerp, meten, prototypering, integratie, het bouwen van demonstratoren en lagevolume productie. Doordat de ACTMOST partners gesubsidieerd worden door de Europese Commissie kan deze technologische ondersteuning tot op een zekere hoogte kosteloos gebeuren. Dankzij gratis workshops probeert men Europese bedrijven in te lichten over het bestaan van ACTMOST en de mogelijkheden ervan.

3

Access Centre To Micro-Optics Expertise, Services and Technologies

HOOFDSTUK 6. ONDERZOEKSMETHODOLOGIE

46

Hoofdstuk 6

Onderzoeksmethodologie 6.1

Inleiding

Om tot bruikbare gegevens te komen, zijn een aantal verschillende stappen noodzakelijk. Ten eerste wordt een lijst van bedrijven opgesteld. Ten tweede worden de geselecteerde bedrijven in categorieën opgedeeld om de gegevens bruikbaar en interpreteerbaar te maken. Er wordt onderscheid gemaakt op basis van de grootte van de ondernemingen en de sector waarin de ondernemingen actief zijn. Ten derde worden onvolledige gegevens aangevuld door andere bronnen aan te spreken of door extrapolatie van basisgegevens. Tenslotte kan er overgegaan worden tot de verwerking van de verzamelde gegevens. In dit hoofdstuk wordt de methodiek voor het selecteren van ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie voorgesteld. De overige stappen zijn het onderwerp van hoofdstuk 7. Om de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie te identificeren wordt voornamelijk beroep gedaan op secundaire bronnen. Om een inventaris te maken van de Vlaamse fotonicaindustrie is de beste bron van economisch relevante informatie de Bel-First databank van de Nationale Bank van België (Bureau van Dijk Electronic Publishing, 2006). Deze databank is uitgebracht door Bureau van Dijk en bevat de financieel-boekhoudkundige informatie van meer dan 540.000 Belgische en Luxemburgse vennootschappen (NV’s, BVBA’s, coöperatieve vennootschappen,...), die hun jaarrekening minstens één keer hebben neergelegd tijdens de laatste tien boekjaren bij de Nationale Bank van België en die verwerkt zijn door de balanscentrale. Zowel identificatiegegevens (adres, telefoon, e-mail, website, juridische vorm, oprichtingsdatum, NACE-BEL-code1 , BTW-nummer, enz.) als jaarrekeningen, balansen, informatie over fusies en overnames, en eventueel beursinformatie en financiële ratio’s zijn te raadplegen. De neergelegde jaarrekeningen van de geselecteerde ondernemingen vormen de belangrijkste bron van informatie voor deze studie, al zijn sommige gegevens niet steeds voor1

De NACE-BEL-nomenclatuur is een officiële lijst van professionele activiteiten. De lijst bevat per codenummer een activiteitsomschrijving en wordt gebruikt om sectoren in te delen naar hun activiteit.

6.2 Methodiek voor het selecteren van ondernemingen

47

handen van alle bedrijven. Het beschikbaar economisch cijfermateriaal wordt opgezocht tot zo recent mogelijk. De laatste de editie van de Bel-First software bevat voor de meeste ondernemingen boekhoudkundige gegevens tot en met 2010. Boekhoudkundige informatie over het boekjaar 2011 kan verzameld worden in de Balanscentrale van de Nationale Bank van België. De geografische benadering wordt beperkt tot ondernemingen die hun hoofdzetel in Vlaanderen hebben.

6.2

Methodiek voor het selecteren van ondernemingen

Om een zo volledig mogelijk beeld van de fotonica-industrie in Vlaanderen te krijgen, is het belangrijk om een betrouwbare selectie te maken van zoveel mogelijk ondernemingen die een hoofdactiviteit binnen de fotonica hebben. Tijdens de inventarisatie van de Vlaamse fotonicaindustrie wordt snel duidelijk dat er geen volledige lijst van bedrijven beschikbaar is die alle ondernemingen in deze industrietak omvat. Vandaar blijkt het noodzakelijk om zelf een lijst op te stellen van ondernemingen die tot de Vlaamse fotonica-industrie behoren. Over het aantal ondernemingen in Vlaanderen die zich gedeeltelijk of volledig toeleggen op fotonica zijn geen afdoende gegevens beschikbaar. Dankzij de Bel-First software is het echter mogelijk om ondernemingen te selecteren op basis van hun activiteiten. Het is echter niet mogelijk om een eenduidige NACE-BEL-code te gebruiken waaronder alle fotonica-ondernemingen vallen. Ook het selecteren van ondernemingen op basis van hun hoofdactiviteiten lijkt geen correcte selectie op te leveren, aangezien sommige NACE-BEL-categorieën te breed zijn gedefinieerd. Zo bevat de categorie 26400 (‘Vervaardiging van consumentenelektronica’) wel degelijk relevante bedrijven binnen de fotonica-industrie, maar is de categorie veel te breed gedefinieerd om volledig op te nemen in de selectie. Een ander probleem is dat verschillende ondernemingen die wel geselecteerd kunnen worden op basis van hun hoofdactiviteit te veel nevenactiviteiten hebben die niets met fotonica te maken hebben. Door deze ondernemingen op te nemen in de analyse, zouden verkeerde conclusies getrokken kunnen worden. Als aanknopingspunt voor de selectie van Vlaamse bedrijven in de fotonica-industrie wordt de databank van Photonics21 geraadpleegd. De databank bevat 2609 Europese ondernemingen die bezig zijn met fotonica. Voor België zijn er 63 ondernemingen opgenomen, maar deze lijst is onvolledig. Daarom worden de gegevens van al deze Vlaamse, Waalse en Brusselse bedrijven opgezocht in de Bel-First databank om de overeenkomstige NACE-BEL-categorieën te bepalen. Op die manier is het mogelijk om een inzicht te verwerven in de verschillende NACEBEL-categorieën en de voornaamste te ontdekken waaronder de meeste fotonica-bedrijven vallen. Van de 63 Belgische ondernemingen worden in Bel-First de gegevens teruggevonden van 35 Vlaamse bedrijven en 17 Waalse of Brusselse bedrijven. Van de overige 11 werden geen gegevens teruggevonden. Deze zijn ofwel verhuisd, van naam veranderd, failliet gegaan of niet opgenomen in de Bel-First databank. De 52 ondernemingen zijn allemaal onderver-


48

deeld in minstens één van de NACE-BEL-categorieën uit bijlage B. In figuur 6.1 wordt het

Figuur 6.1: Frequentie van de NACE-BEL-categorieën bij de ondernemingen uit de Photonics21databank.

aantal ondernemingen weergegeven per NACE-BEL-categorie waaronder de 52 Belgische ondernemingen uit de databank van Photonics21 zijn gecatalogeerd. De categorieën die slechts één keer terugkomen worden niet getoond (met uitzondering van categorie ‘23140: Vervaardiging van glasvezels’). Met dit inzicht kan geconcludeerd worden dat de meeste Belgische fotonica-ondernemingen vallen onder één of meerdere van volgende categorieën: • 71121: Ingenieurs en aanverwante technische adviseurs, exclusief landmeters • 46693: Groothandel in elektrisch materiaal, inclusief installatiemateriaal • 26700: Vervaardiging van optische instrumenten en van foto- en filmapparatuur • 25620: Verspanend bewerken van metalen • 26510: Vervaardiging van meet-, controle- en navigatie-instrumenten en -apparatuur • 46433: Groothandel in foto-en filmapparatuur en in andere optische artikelen • 27402: Vervaardiging van verlichtingsapparaten • 32500: Vervaardiging van medische en tandheelkundige instrumenten en benodigdheden • 23140: Vervaardiging van glasvezels Volgende categorieën komen niet terug bij de bedrijven in de databank van Photonics21 maar worden ook mee opgenomen: • 26800: Vervaardiging van magnetische en optische media


49

• 27310: Vervaardiging van kabels van optische vezels In totaal worden 11 verschillende NACE-BEL-categorieën gekozen waaronder de meeste fotonicaondernemingen in Vlaanderen zouden moeten gecatalogeerd zijn. 42 van de 52 ondernemingen uit de databank van Photonics21 vallen onder minstens één van deze categorieën en zouden dus op basis van deze categorieën geselecteerd worden. Hieronder zijn 26 Vlaamse bedrijven. De 10 andere ondernemingen die door Photonics21 wel beschouwd werden als actief in de fotonica-industrie maar niet onder de bovenstaande 11 gecatalogiseerd zijn, vallen onder volgende NACE-BEL-categorieën: • 62010: Ontwerpen en programmeren van computerprogramma’s • 63110: Gegevensverwerking, webhosting en aanverwante activiteiten • 26110: Vervaardiging van elektronische onderdelen • 62090: Overige diensten op het gebied van informatietechnologie en computer • 46620: Groothandel in gereedschapswerktuigen • 46180: Handelsbemiddeling gespecialiseerd in andere goederen • 28210: Vervaardiging van ovens en branders • 46699: Groothandel in andere machines en werktuigen, n.e.g. • 46900: Niet-gespecialiseerde groothandel • 72190: Overig speur- en ontwikkelingswerk op natuurwetenschappelijk gebied • 46499: Groothandel in andere consumentenartikelen, n.e.g. • 46494: Groothandel in niet-elektrische huishoudelijke artikelen • 45310: Handelsbemiddeling en groothandel in onderdelen en accessoires van motorvoertuigen • 46731: Groothandel in bouwmaterialen, algemeen assortiment • 28300: Vervaardiging van machines en werktuigen voor de landbouw en de bosbouw • 28930: Vervaardiging van machines voor de productie van voedings- en genotmiddelen Het is duidelijk dat deze categorieën te ruim zijn of te sterk afwijken om ze volledig te beschouwen. Vervolgens worden de gekozen NACE-BEL-categorieën opgezocht in de BelFirst databank. Er worden enkel ondernemingen geselecteerd binnen het Vlaamse gewest, met een actief statuut of met een dossier in juridische overgangsperiode. In tabel 6.1 is het aantal ondernemingen weergegeven die per NACE-BEL-categorie wordt teruggevonden.


50

23140: Vervaardiging van glasvezels

14

25620: Verspanend bewerken van metalen

1608

26510: Vervaardiging van meet-, controle- en navigatie-instrumenten en -apparatuur

170

26700: Vervaardiging van optische instrumenten en van foto- en filmapparatuur

67

26800: Vervaardiging van magnetische en optische media

15

27310: Vervaardiging van kabels van optische vezels

0

27402: Vervaardiging van verlichtingsapparaten

155

32500: Vervaardiging van medische en tandheelkundige instrumenten en benodigdheden

553

46433: Groothandel in foto-en filmapparatuur en in andere optische artikelen

277

46693: Groothandel in elektrisch materiaal, inclusief installatiemateriaal

1047

71121: Ingenieurs en aanverwante technische adviseurs, exclusief landmeters

3956

Tabel 6.1: Aantal actieve, Vlaamse ondernemingen per NACE-BEL-categorie.

De categorieën met minder dan 300 ondernemingen worden afzonderlijk geëvalueerd. De website van elke onderneming wordt geraadpleegd om te beoordelen of het bedrijf al dan niet actief is binnen de fotonica-industrie. Elke onderneming heeft een pagina op de website waar hun producten voorgesteld worden. Deze producten worden vergeleken met de besproken sectoren uit tabel 3.2 van hoofdstuk 3. Indien er voldoende overeenkomsten zijn en er weinig producten volledig hierbuiten vallen, wordt de onderneming opgenomen in de selectie. Ondernemingen zonder website worden, indien mogelijk, gecontacteerd via e-mail. Van de 32 verstuurde e-mails is er slechts reactie van 9 ondernemingen gekomen. Geen enkele van deze ondernemingen blijkt actief te zijn in de fotonica-industrie. Van de vier overgebleven, grote categorieën is maar een fractie van de ondernemingen actief in de fotonica-industrie. Daarvoor zijn deze categorieën te ruim. Voor deze categorieën worden voorlopig enkel de ondernemingen uit de databank van Photonics21 opgenomen. In tabel 6.2 wordt het aantal ge¨ıdentificeerde ondernemingen per NACE-BEL-categorie getoond. Een onderneming wordt in deze masterproef beschouwd als actief in de fotonica-industrie als het grootste deel van zijn activiteiten aan fotonica wijdt. Het opnemen van bedrijven met activiteiten in verschillende industrieën zou immers de financiële analyse kunnen be¨ınvloeden. Ondernemingen die zich naast activiteiten in verband met fotonica veelvuldig toeleggen op andere afwijkende activiteiten, worden geweerd uit de selectie. Dit is uiteraard een subjectieve beoordeling. Een typisch voorbeeld is de productie van lampen. De meeste lampenproducenten in Vlaanderen produceren ook toepassingen met ledverlichting. Maar naast deze activiteit hebben ze ook nog steeds de productie van tl-lampen, spaarlampen, spots en armaturen. Het aandeel van de productie van ledverlichting is hierdoor beperkt. Dergelijke bedrijven worden


51

dan ook niet opgenomen in de selectie. Ook optiekers, fotografen, drukkerijen, installateurs van zonnesystemen en kleinhandels van optische producten worden geweerd uit de selectie. Op basis van de 11 NACE-BEL-categorieën worden uiteindelijk 65 unieke ondernemingen geselecteerd. Sommige ondernemingen vallen onder verschillende NACE-BEL-categorieën en staan daardoor dubbel in tabel 6.2. 23140: Vervaardiging van glasvezels

3

25620: Verspanend bewerken van metalen

9

26510: Vervaardiging van meet-, controle- en navigatie-instrumenten en -apparatuur

11

26700: Vervaardiging van optische instrumenten en van foto- en filmapparatuur

9

26800: Vervaardiging van magnetische en optische media

0

27310: Vervaardiging van kabels van optische vezels

0

27402: Vervaardiging van verlichtingsapparaten

10

32500: Vervaardiging van medische en tandheelkundige instrumenten en benodigdheden

4

46433: Groothandel in foto-en filmapparatuur en in andere optische artikelen

18

46693: Groothandel in elektrisch materiaal, inclusief installatiemateriaal

11

71121: Ingenieurs en aanverwante technische adviseurs, exclusief landmeters

10

Tabel 6.2: Aantal geselecteerde ondernemingen per NACE-BEL-categorie.

Om de ondernemingen te selecteren die vallen onder de 4 ruime NACE-BEL-categorieën of die onder andere NACE-BEL-categorieën vallen, wordt gericht onderzoek gedaan op het internet. Een eerste gebruikte bron is de website van de Photonics Research Group, die lid is van het departement van de informatietechnologie aan de UGent(Intec). Een tweede bron is de online versie van de ‘Photonics Buyers Guide’. Hierop zijn de profielen en contactinformatie te vinden voor meer dan 4000 producenten en leveranciers van fotonica-producten en -diensten in de wereld. Voor Vlaanderen zijn er daar 11 ondernemingen ge¨ıdentificeerd. Tenslotte wordt ook de website van de Gouden Gids geraadpleegd. Hier is het ook mogelijk om alle Vlaamse ondernemingen te rangschikken op basis van hun activiteiten. Het verschil met de onderverdeling van de Bel-First databank is dat de categorieën niet gebaseerd zijn op de NACE-BEL-codes. De categorieën die op de website van de Gouden Gids worden bekeken, zijn de volgende: • Optische instrumenten (24 resultaten) • Optische vezels (11 resultaten) • Zonne-energiesystemen (193 resultaten)


52

• Industriële lasers (94 resultaten) • Flatscreens (14 resultaten) • Ledverlichting (95 resultaten) Dankzij het opzoekwerk op de website van de Gouden Gids worden 6 unieke ondernemingen aan de selectie toegevoegd. Aan deze lijst werden ook nog de zes Vlaamse ondernemingen uit de databank van Photonics21, die niet onder de geselecteerde NACE-BEL-categorieën vielen, toegevoegd. In figuur 6.2 hieronder is samengevat in welke bronnen de ondernemingen ge¨ıdentificeerd worden. Er moet opgemerkt worden dat de meeste ondernemingen terugkomen in verschillende bronnen. De volgorde waarin de bronnen besproken zijn, is de volgorde waarin de bronnen geraadpleegd worden. In bijlage C is de volledige lijst van 79 ondernemingen terug te vinden van Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie. Vergeleken met de databank van Photonics21 is het aantal ge¨ıdentificeerde Vlaamse ondernemingen in deze studie meer dan verdubbeld. In het Opera2015-project werden immers slechts 35 Vlaamse bedrijven ge¨ıdentificeerd.

Figuur 6.2: Bronnen van geselecteerde ondernemingen (Eigen selectie).

HOOFDSTUK 7. ECONOMISCHE ANALYSE VAN DE VLAAMSE FOTONICA-INDUSTRIE53

Hoofdstuk 7

Economische analyse van de Vlaamse fotonica-industrie 7.1

Inleiding

Een analyse van jaarrekeningen kan op verschillende manieren gebeuren (Van Cappellen, 2012). Investeerders zijn ge¨ınteresseerd in de winstgevendheid van de ondernemingen, kredietverleners gaan na hoe financieel gezond de ondernemingen zijn en of ze in staat zijn om interesten en kapitaal terug te betalen, leveranciers ten slotte gaan na of de klant geen kasof liquiditeitsproblemen heeft. Het standpunt van deze masterproef is algemener en ruimer. Door een uitgebreide analyse van ratio’s en beschrijvende parameters wordt de financiële gezondheid van de Vlaamse fotonica-industrie nagegaan. De informatie waarop de resultaten zijn gebaseerd, is gehaald uit de gepubliceerde jaarrekeningen in de Bel-First databank. Deze informatie is echter niet altijd volledig en beperkt tot het jaar 2010. Recente en aanvullende gegevens worden opgezocht in de jaarrekeningen van de geselecteerde ondernemingen die te vinden zijn in de balanscentrale van de Nationale Bank van België1 . Aanpassingen zijn soms vereist indien ondernemingen een jaarrekening indienen van meer of minder dan 12 maanden. Ook de websites van de betrokken ondernemingen vormen een bron van informatie. Er werd eveneens een enquête opgesteld met als doel meer inzicht te krijgen in het R&Dbeleid, toekomstperspectieven, kwalificatie van het personeel, omzet, impact van de financieeleconomische crisis, afzetgebied en activiteiten van de ondernemingen. Van de 79 gecontacteerde ondernemingen hebben uiteindelijk slechts 8 ondernemingen de enquête ingevuld. 5 andere ondernemingen wilden uitdrukkelijk niet meewerken en de overige 66 hebben niet geantwoord. Bijgevolg, zijn conclusies trekken op basis van deze enquête onmogelijk wegens een 1

7.2 Typering van de Vlaamse fotonica-industrie

54

te lage respons. De resultaten worden dan ook verder niet bestudeerd. Omzetgegevens die ontbreken in de gepubliceerde jaarrekeningen en wel doorgegeven werden via de enquête zijn wel gebruikt. Waar het mogelijk is, worden de resultaten uit Vlaanderen vergeleken met de resultaten uit Europees onderzoek. Binnen het OPERA2015 project werden 2019 Europese bedrijven in de fotonica-industrie ge¨ıdentificeerd en geanalyseerd. Figuren die de resultaten uit Europees onderzoek vermelden, zullen voor de duidelijkheid met een donkere achtergrond weergegeven worden.

7.2 7.2.1

Typering van de Vlaamse fotonica-industrie Onderverdeling in sectoren

De fotonica-industrie bestaat uit tien verschillende sectoren (zie hoofdstuk 3). Figuur 7.1 toont de verdeling van de Vlaamse fotonica-industrie. De grootste sector in in Vlaanderen is deze van de optische meetinstrumenten en ‘machine vision’ met een aandeel van 22%. Deze sector wordt gevolgd door de productietechnologie, verlichting en medische technologie met elk ongeveer 15%. Ook de sector van optische systemen en componenten heeft een aandeel van meer dan 10%. De andere vijf sectoren hebben een aandeel van minder dan 10%: zonne-energie (8%), defensie (5%), IT (5%), displays (3%) en optische communicatie (3%). Deze resultaten liggen in de lijn met voorgaand Europees (Snijders et al., 2008). Dit heeft reeds aangetoond dat de Belgische fotonica-industrie het meest actief is in de sectoren van verlichting, optische meetinstrumenten en productietechnologie.

Figuur 7.1: Vlaamse fotonica-industrie verdeeld in sectoren in 2011.


55

De resultaten zijn gelijkaardig met wat in Europa gezien wordt (figuur 7.2). Net zoals in Vlaanderen, zijn Europese ondernemingen ook erg actief in de sectoren van productietechnologie en optische meetinstrumenten. De sectoren waarin massaproductie veel voorkomt zoals IT, zonne-energie en displays worden gedomineerd door Aziatische landen en hebben een lager aandeel in Europa en Vlaanderen. De producten uit hoogwaardige sectoren zoals productietechnologie en optische meetinstrumenten zijn het meest relevant voor gebruik in de industrie.

Figuur 7.2: Europese fotonica-industrie verdeeld in sectoren in 2008. (Bron: Photonics21)

7.2.2

Oprichtingsdatum

Het aantal ondernemingen dat opgericht wordt binnen de fotonica-industrie in Vlaanderen is snel beginnen stijgen na 1980. Ondertussen blijft deze stijging zich voortzetten. Figuur 7.3 toont het aantal ondernemingen die elk decennia zijn opgericht. 38% van de onderzochte ondernemingen werd na het jaar 2000 opgericht, terwijl slechts 11% van de ondernemingen voor 1980 werd opgericht. De fotonica-industrie in Vlaanderen is dus erg jong. Verschillende bedrijven die reeds vele jaren actief zijn in de elektronica-industrie of in andere markten, zijn begonnen met activiteiten in de fotonica-industrie. De oudste ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie zijn dan ook voornamelijk gevestigde waarden in de elektronicaindustrie die zich meer en meer toegelegd hebben op fotonica. Bedrijven die van bij hun ontstaan met fotonica bezig zijn, zijn over het algemeen jonger. Dit is uiteraard het gevolg van het feit dat deze technologie nog niet zo lang bestaat.


56

Figuur 7.3: Oprichtingsdatum van Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie.

Als het aantal ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie wordt uitgezet in de tijd zoals in figuur 7.4, is inderdaad te merken dat de snelheid waarin ondernemingen ontstaan in de fotonica-industrie sinds de jaren 1980 sterk is toegenomen. Tussen 1980 en 2010 zijn er slechts 2 jaar waarin er geen nieuwe ondernemingen zijn bijgekomen. Aangezien de oudste ondernemingen zich dikwijls pas later dan hun oprichtingsjaar zijn beginnen toeleggen op fotonica, kan verwacht worden dat de groei van het aantal ondernemingen in de fotonicaindustrie sinds 1980 nog sterker is dan wat kan geconcludeerd worden op basis van de figuur. Wanneer precies deze ondernemingen zich zijn beginnen toeleggen op fotonica is door een gebrek aan beschikbare gegevens echter niet gekend.

Figuur 7.4: Aantal ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie.


57

In figuur 7.5 worden de oprichtingsdata in de verschillende sectoren bekeken. Conclusies maken over de sectoren van IT, displays, optische communicatie en defensie is niet echt relevant aangezien deze sectoren erg klein zijn in Vlaanderen. Ze bestaan uit maximaal 5 ondernemingen. De overige sectoren tellen minimaal 5 ondernemingen in Vlaanderen. Hiervan is de jongste sector de fotovolta¨ısche sector. Alle beschouwde ondernemingen binnen deze sector zijn opgericht na 2000, 83% zelfs na 2005. De populariteit van zonnepanelen in Vlaanderen is dan ook sterk gestegen rond het jaar 2005. In 2004 had nog maar 1 Vlaams gezin op de 8000 een zonne-energie installatie. In 2007 was dat vertienvoudigd tot 1 Vlaams gezin op de 800 die een zonne-energie installatie voor thuisgebruik had (De Standaard, 2007). Onder meer de steun van de staat voor de installatie van dergelijke systemen en de stijgende energieprijzen hebben bijgedragen tot de stijgende populariteit. In de productietechnologie zijn de ondernemingen over het algemeen het oudst. 50% van de ondernemingen in deze sector zijn opgericht voor het jaar 1990. Een logische verklaring hiervoor is dat deze sector in de fotonica een van de oudste is. Fotonica als industrie is ontstaan met de introductie van de laser en veel toepassingen in de productietechnologie maken gebruik van lasersystemen. De overige vier sectoren (optische systemen en componenten, verlichting, medische technologie en optische meetinstrumenten) bestaan uit een aantal gevestigde ondernemingen en nieuwe ondernemingen. De meeste ondernemingen in deze sectoren zijn opgericht na 1990.

Figuur 7.5: Leeftijd van de verschillende sectoren in de Vlaamse fotonica-industrie.


7.2.3

58

Geografische ligging

Als de ondernemingen onderverdeeld worden op basis van hun geografische ligging, is een verdeling merkbaar zoals in figuur 7.6. 33% van de ondernemingen bevindt zich in de provincie Antwerpen, 22% in Oost-Vlaanderen en Vlaams-Brabant, 15% in West-Vlaanderen en tenslotte 9% in Limburg.

Figuur 7.6: Geografische ligging van Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie in 2011.

Figuur 7.7: Geografische verdeling van de werknemers in de Vlaamse fotonica-industrie in 2011.


59

Net zoals het grootste aantal ondernemingen te vinden zijn in de provincie Antwerpen, zijn ook de meeste werknemers in de fotonica-industrie in Antwerpen tewerkgesteld (zie figuur 7.7). In Limburg en Vlaams-Brabant worden ook een evenredig aantal werknemers tewerkgesteld. Oost-Vlaanderen echter telt 22% van de Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie maar daar werken slechts 4% van de werknemers. Het omgekeerde patroon is merkbaar in West-Vlaanderen. 15% van de ondernemingen is gesitueerd in West-Vlaanderen maar deze ondernemingen stellen wel 34% van de werknemers in de fotonica-industrie tewerk. De ondernemingen in West-Vlaanderen zijn typisch groter dan gemiddeld en in Oost-Vlaanderen kleiner dan gemiddeld.

7.2.4

Aantal werknemers

Figuur 7.8 toont het aantal werknemers in VTE van de onderzochte ondernemingen in 2011. 72% van de ondernemingen telt 25 of minder werknemers. 42% stelt het zelfs met minder dan 5 werknemers. Slechts 6% van de ondernemingen heeft meer dan 250 werknemers. De sector bestaat dus typisch uit KMO’s zoals verder in paragraaf 7.2.9 zal aangetoond worden. Als deze gegevens vergeleken worden met de studie van Photonics21, zijn gelijkaardige resultaten herkenbaar (zie figuur 7.9). Europa telt procentueel wel meer ondernemingen met meer dan 500 werknemers, maar de trend dat de fotonica-industrie overheerst wordt door KMO’s is ook daar zichtbaar. De gemiddelde onderneming in de Vlaamse fotonica-industrie is kleiner dan de gemiddelde onderneming in de Europese fotonica-industrie.

Figuur 7.8: Grootte van de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie in 2011 op basis van het aantal werknemers.


60

Figuur 7.9: Grootte van de ondernemingen in de Europese fotonica-industrie in 2008 op basis van het aantal werknemers. (Bron: Photonics21)

De verdeling van de werknemers in de verschillende sectoren in figuur 7.10 wijst uit dat meeste werknemers in de Vlaamse fotonica-industrie zijn tewerkgesteld in de display-sector. Het bedrijf Barco is verantwoordelijk voor ruim 98% van de werknemers in deze sector. De sectoren van de medische technologie, optische systemen en componenten, IT en verlichting zijn ook verantwoordelijk voor elk meer dan 10% van de werknemers in de fotonica-industrie. De productietechnologie telt ook ongeveer 10% van de werknemers. De overige sectoren (defensie, zonne-energie, optische communicatie en optische meetinstrumenten) tellen minder dan 5% van de werknemers. Opvallend is dat de sectoren van optische communicatie en optische meetinstrumenten meer dan 10% van het totaal aantal ondernemingen bevatten. In het algemeen zijn deze ondernemingen relatief klein.


61

Figuur 7.10: Aantal werknemers in de verschillende sectoren in de Vlaamse fotonica-industrie in 2011.

7.2.5

Groei van het aantal werknemers

De groei van het totaal aantal werknemers in de laatste 10 jaar is grafisch weergegeven in figuur 7.11. Tussen 2001 en 2004 is er geen groei merkbaar. Er is zelfs een lichte daling te merken. Nader onderzoek wijst uit dat de daling volledig toe te wijzen is aan Barco. Ongeveer 30% van de werknemers in de Vlaamse fotonica-industrie is in deze onderneming tewerkgesteld. Zonder Barco zou er een lichte groei merkbaar zijn tussen 2001 en 2004. Vanaf 2005 is er in het algemeen een positieve groei merkbaar, voornamelijk door de oprichting van een aantal nieuwe ondernemingen. Vanaf 2006 is een eerste stijging duidelijk te merken bij de ondernemingen die voor 2001 zijn opgericht (niet-recente ondernemingen in figuur 7.11). Deze groei houdt aan tot en met 2008. In 2009 is een dip te merken in de groei van het aantal werknemers bij de oudere ondernemingen. Het begin van de financieel-economische crisis is daarvoor de logische oorzaak. Om kosten te besparen wordt dikwijls gesnoeid in het aantal werknemers bij KMO’s (Photonics21, 2011). Ondertussen heeft het aantal werknemers zich weer hersteld tot aan het niveau van voor de financieel-economische crisis. 33% van de ondernemingen is opgericht na 2001. Het verloop van het aantal werknemers in deze recente ondernemingen is eveneens zichtbaar in figuur 7.11. Ongeveer 10% van de huidige werknemers in de fotonica-industrie werkt in deze jonge bedrijven. De lichte daling in 2010 in deze ondernemingen kan eveneens te wijten zijn aan de ongunstige economische situatie. In de andere jaren is er telkens een stijging merkbaar. Ondertussen heeft het aantal werknemers in deze jonge bedrijven ook opnieuw bijna het niveau van voor de financieel-economische crisis bereikt.


62

Figuur 7.11: Verloop van het totaal aantal werknemers in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2001 en 2011.

Ter volledigheid wordt hier ook het verloop van het aantal werknemers in de grote ondernemingen en de KMO’s vermeld in figuur 7.12. Voor de beide groepen is een stijging merkbaar tussen 2001 en 2011. De dip in 2009 in de fotonica-industrie is voornamelijk te wijten aan een daling van aantal werknemers in de grote ondernemingen. Het tewerkstellingsniveau in de KMO’s blijft al enkele jaren behoorlijk constant.

Figuur 7.12: Verloop van het totaal aantal werknemers in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2001 en 2011 op basis van de grootte van de ondernemingen.


7.2.6

63

Opleidingsniveau en geslacht van de werknemers

In de Vlaamse fotonica-industrie zijn ruim 5200 werknemers tewerkgesteld (in VTE). Hiervan heeft ongeveer 51% een hogere opleiding genoten. 17% heeft een hoger, universitair diploma. 34% van de werknemers heeft een hoger, niet-universitair diploma. 44% heeft een secundair diploma en 5% heeft maximaal een lager diploma. Hoogopgeleide mensen, voornamelijk ingenieurs en wetenschappers, zijn noodzakelijk in deze innovatieve en jonge industrie. De complexiteit van de technologie vereist werknemers met een hoog opleidingsniveau. Verder wordt de fotonica-industrie gedomineerd door mannelijke werknemers. 70% van de werknemers zijn mannen. In figuur 7.13 worden deze bevindingen grafisch weergegeven.

Figuur 7.13: Opleidingsniveau en geslacht van de Vlaamse werknemers in de fotonica-industrie in 2011.

7.2.7

Omzet

De omzet kunnen geeft een beeld op de inkomsten van een onderneming. Van de behaalde omzet worden alle kosten betaald zoals personeelskosten, huur, elektriciteit, leningen, investeringen, enz. Ondernemingen met een grotere omzet hebben gewoonlijk meer personeel in dienst. Hierdoor zijn grotere ondernemingen niet altijd winstgevender dan de kleinere bedrijven. Hun personeelskost is bijvoorbeeld al een stuk hoger. Europese KMO’s mogen hun jaarrekening publiceren volgens het verkort schema. In tegenstelling tot het volledig schema, dat van toepassing is op grote ondernemingen, is in het verkort schema van de resultatenrekening de vermelding van de omzet niet verplicht. Ook het


64

bedrag van de verbruikte handelsgoederen, grond- en hulpstoffen en van de aangekochte diensten die ten laste van het boekjaar vallen, moeten niet verplicht vermeld worden. Aangezien de fotonica-industrie in Vlaanderen typisch bestaat uit KMO’s, is de beschikbaarheid van omzetcijfers beperkt. KMO’s hebben een jaarlijkse omzet die lager is dan 50 miljoen euro. Slechts 5% van de Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie hebben een omzet van meer dan 50 miljoen euro in 2011 gehaald. Van 60% van de ondernemingen is het omzetcijfer uit 2011 terug te vinden. De omzetcijfers komen uit de jaarrekeningen die te vinden zijn in de balanscentrale van de Nationale Bank van België of uit antwoorden op de enquête. De totale omzet van deze ondernemingen is 2,022 miljard euro. Maar dit dekt dus niet de totale omzet van de volledige Vlaamse fotonica-industrie.

Figuur 7.14: Omzet van Vlaamse ondernemingen in fotonica-industrie in 2011 zonder extrapolatie (in duizend euro).

Van de bedrijven waarvan er geen omzetcijfer van 2011 gekend is, is echter wel het aantal werknemers in 2011 geweten, wat het mogelijk maakt om hun ontbrekend omzetcijfer te schatten (Keirsebilck and Xavier, 2006). Voor de schattingsanalyse wordt gebruikt gemaakt van de gegevens van 35 ondernemingen in 2011. De ondernemingen met meer dan 50 werknemers worden niet gebruikt aangezien de ondernemingen met ontbrekend omzetcijfer ook minder dan 50 werknemers in dienst hadden in 2011. Op basis van een univariate lineaire regressieanalyse met als afhankelijke variabele ‘de totale omzet van het bedrijf in 2011’ en als onafhankelijke variabele ‘het aantal werknemers in 2011 van het bedrijf’, wordt de volgende functie vastgesteld: y = 288, 2x − 198, 94 ((t − test)p < 0.001). Er dient echter wel opgemerkt te worden dat andere factoren zoals schaalvoordelen er voor kunnen zorgen dat dit verband niet meer lineair is naarmate een onderneming groter wordt. De x-coëfficient in de functie kan


65

als volgt ge¨ınterpreteerd worden: Bij een toename van één werknemer in een bedrijf, stijgt de omzet met 288,2 duizend euro (deze functie is een sterke vereenvoudiging en het aantal werknemers is slechts één van de vele indicatoren van het omzetcijfer). Dit resultaat is gelijkaardig met de omzet per werknemer in fotonica-bedrijven voor andere West-Europese landen (Bindig et al., 2008). Op figuur 7.15 worden de waarden van de 35 bedrijven geplot en wordt de best passende regressierechte weergegeven. De totale omzet in 2011 van alle ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie kan op die manier geschat worden op 2,213 miljard euro. De grote ondernemingen die 10% van de Vlaamse fotonica-industrie vertegenwoordigen (zie paragraaf 7.2.9), zijn verantwoordelijk voor ruim 81% van de omzet die in 2011 verwezenlijkt werd.

Figuur 7.15: Lineair verband tussen aantal werknemers en omzet voor kleine ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie in 2011.

7.2.8

Groei van de omzet

In 2011 bedraagt de omzet in de Vlaamse fotonica-industrie ongeveer 2,2 miljard euro, wat een stijging van 7% ten opzichte van 2010 betekent en een stijging van 133% ten opzichte van 2001 (zie figuur 7.16). Gemiddeld is de omzet tussen 2001 en 2011 gestegen met 8,8%. Dit ligt iets lager dan de Europese groei van 10%. Een klein gedeelte van deze stijging over de voorbije 10 jaar is te verklaren doordat er bijna 50% meer ondernemingen zijn in 2011 ten opzichte van 2001. Toch is de grootste stijging reeds vroeger merkbaar. Tussen de jaren 2003 en 2006 werd er in de Vlaamse fotonica-industrie een omzet gehaald die reeds hoger was dan 2011 ondanks dat er minder bedrijven aanwezig waren. In 2007 zakte de totale omzet met ruim 25% ten opzichte van 2006. Sinds 2010 is er echter weer meer groei merkbaar.


66

Figuur 7.16: Evolutie van de omzet in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2001 en 2011.

Nader onderzoek wijst uit dat de omzetsgroei in grote ondernemingen en KMO’s sterk varieert (figuur 7.17). De evolutie in grote ondernemingen volgt grotendeels het globale verloop. Dit is logisch aangezien de grote ondernemingen instaan voor het grootste deel van de omzet (ruim 80%). In de KMO’s is de totale omzet gestegen met ruim 50% tussen 2001 en 2011. De oprichting van nieuwe ondernemingen kan hier als voornaamste oorzaak aangeduid worden. Hier is een verlaagde omzet merkbaar in 2009 die door de financieel-economische crisis kan verklaard worden. KMO’s kunnen sneller reageren op wijzigingen in de markt dan grote ondernemingen door hun productiefactoren aan te passen. Dit is waarschijnlijk de oorzaak van het snelle herstel. Ondertussen is de omzet in 2010 en 2011 weer gegroeid met respectievelijk 4,3% en 10,3%.

7.2.9

Grootte van de ondernemingen

Dankzij de analyse van het aantal werknemers en de omzet van de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie is reeds duidelijk geworden dat de industrie voornamelijk bestaat uit KMO’s. Dergelijke ondernemingen hebben minder dan 250 werknemers in dienst, minder dan 50 miljoen euro omzet per jaar en een jaarlijks balanstotaal dat kleiner is dan 43 miljoen euro. Tabel 7.1 bevat de definitie van groot-, middelgroot-, klein- en microbedrijf zoals die door de Europese Commissie is vastgelegd.


67

Figuur 7.17: Evolutie van de omzet in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2001 en 2011 voor KMO’s en grote ondernemingen.

Categorie

Werknemers

Jaaromzet

Jaarlijks balanstotaal

Micro

< 10

≤ 2 miljoen euro

≤ 2 miljoen euro

Klein

< 50

≤ 10 miljoen euro

≤ 10 miljoen euro

Middelgroot

<250

≤ 50 miljoen euro

≤ 43 miljoen euro

Groot

≥ 250

> 50 miljoen euro

> 43 miljoen euro

Tabel 7.1: Definitie van grootte van ondernemingen door de Europese Commissie.

Aan de hand van deze definitie worden de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie onderverdeeld zoals te zien is in figuur 7.18. 90% van de ondernemingen zijn KMO’s bestaande uit 43% micro-ondernemingen, 29% kleine ondernemingen en 18% middelgrote ondernemingen. Het aandeel van de grote ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie is slechts 10%. Ruim 74% van alle werknemers werkt in één van de grote bedrijven. Bijna 18% werkt in een middelgrote onderneming, 6% in een kleine onderneming en minder dan 2% in een micro-onderneming (zie figuur 7.19).


68

Figuur 7.18: Grootte van de Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie in 2011.

Figuur 7.19: Grootte van de onderneming waar de werknemers in de Vlaamse fotonica-industrie tewerk gesteld zijn in 2011.

7.2.10

Bedrijfskostenstructuur

Uit de structuur van de bedrijfskosten in tabel 7.2 blijkt dat in het algemeen de grootste kost voor de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie de aankoop van handelsgoederen, grondstoffen en diensten is. Deze vormen ongeveer 73% van de totale bedrijfskosten. De personeelskosten bestrijken ruim 17% van de totale kosten. Afschrijvingen en waardeverminderingen bedragen slechts 8% van de totale bedrijfskosten. Andere bedrijfskosten tellen voor goed 1%.


69

Bedrijfskosten

Micro

Klein

Middelgroot

Groot

Alle ondernemingen

Handelsgoederen, grondstoffen en diensten

5,07%

61,21%

66,40%

77,11%

73,10%

Bezoldigingen, sociale lasten en pensioenen

36,24%

32,77%

23,99%

15,00%

17,34%

Afschrijvingen en waardeverminderingen op vaste activa

47,21%

3,81%

8,90%

6,48%

8,22%

Andere bedrijfskosten

11,48%

2,22%

0,71%

1,05%

1,34%

Totaal

100%

100%

100%

100%

100%

Tabel 7.2: Verdeling van de bedrijfskosten aan de hand van de grootte van de onderneming in 2010.

Het wordt interessanter als de bedrijfskosten vergeleken worden in functie van de grootte van de onderneming. Het valt direct op dat bij micro-ondernemingen de kosten van handelsgoederen, grondstoffen en diensten slechts 5% bedraagt van de totale kosten. Het aandeel van personeelskosten, en zeker van afschrijvingen en waardeverminderingen, is enorm gestegen. Dit laatste kan verklaard worden doordat micro-ondernemingen erg productie-intensief zijn en daarvoor relatief veel machines en uitrustingen nodig hebben. Zodra de ondernemingen groter worden, stijgt het aandeel van handelsgoederen, grondstoffen en diensten. Ook daalt het aandeel van de personeelskosten. Het tewerkstellen van personeel is in verhouding dus veel duurder voor kleinere ondernemingen. Zij kunnen wel sneller reageren op fluctuaties in de vraag naar hun goederen dan grote ondernemingen. In figuur 7.20 zijn de gegevens uit tabel 7.2 grafisch voorgesteld.


70

Figuur 7.20: Verdeling van de bedrijfskosten aan de hand van de grootte van de onderneming in 2010.

7.2.11

Toegevoegde waarde

De toegevoegde waarde van een onderneming of een sector dient als vergoeding voor de productiefactoren. Hieronder vallen onder andere de personeelskosten, de afschrijvingen van materiële en immateriële activa, rente op vreemd vermogen en belastingen. De toegevoegde waarde vertegenwoordigt de waarde die de onderneming, door het inzetten van haar productiefactoren, toevoegt aan de waarde van haar verbruikte goederen en diensten. De toegevoegde waarde kan bijgevolg beschouwd worden als een indicator voor de economische prestaties van een sector. De berekening van de toegevoegde waarde verloopt verschillend in de jaarrekeningen volgens het verkorte model en de jaarrekeningen volgens het volledige model. In het verkorte model is de toegevoegde waarde gelijk aan de brutomarge die terug te vinden is in de resultatenrekening. Dit is de verhouding van de brutowinst op de omzet. In het volledige model is de toegevoegde waarde gelijk aan de bedrijfsopbrengsten zonder het verbruik van goederen en diensten en zonder exploitatiesubsidies (Nationale Bank van België, 2008). In 2011 vertegenwoordigt de toegevoegde waarde in de Vlaamse fotonica-industrie 629 miljoen euro, hetgeen een stijging voorstelt van 5,27% ten opzichte van 2010 en 32,20% ten opzichte van 2001. Gemiddeld steeg de toegevoegde waarde tussen 2004 en 2010 met 4,23%. Tussen 2006 en 2008 was dat beduidend minder. Tussen 2009 en 2011 is dat opvallend meer, met een


71

uitschieter in 2010. Dit alles is grafisch weergegeven in figuur 7.21.

Figuur 7.21: Evolutie van de toegevoegde waarde in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2004 en 2011.

Grotere bedrijven behalen een grotere toegevoegde waarde aangezien deze meer produceren en meer productiefactoren te vergoeden hebben. Er is duidelijk een groei merkbaar tussen 2004 en 2011 voor zowel KMO’s als grote ondernemingen (figuur 7.22). De evolutie is echter sterk afhankelijk van de grootte van de onderneming. De grote ondernemingen kennen een daling in de jaren 2006 en 2008. In 2009 en 2010 is er 2 jaar op rij in de grote ondernemingen een groei van toegevoegde waarde met ruim 10%. Bij de KMO’s is de groei constanter. Enkel in 2009 was er een daling te merken. De groei wordt veroorzaakt door nieuwe ondernemingen en hogere opbrengsten van de bestaande ondernemingen. Voor de dip in 2009 is de oorzaak te vinden bij de financieel-economische crisis. Minder opbrengsten en een nagenoeg gelijk blijvende kost van productiefactoren zorgden toen voor een lagere toegevoegde waarde. Ondertussen is de toegevoegde waarde in de KMO’s opnieuw 2 jaar op rij gestegen met 10,65% in 2010 en 29,02% in 2011.

7.3 Ratio-analyse van de Vlaamse fotonica-industrie

72

Figuur 7.22: Evolutie van de toegevoegde in de Vlaamse fotonica-industrie tussen 2004 en 2011 voor KMO’s en grote ondernemingen, in miljoen euro.

De fotonica-industrie zorgt ook voor een indirecte toegevoegde waarde buiten de eigen sectoren. Deze indirect effecten zouden kunnen ingeschat worden door de aanbod- en gebruikstabellen van de Nationale Bank te raadplegen. Helaas gebeurt de onderverdeling in bedrijfstakken op basis van de NACE-BEL-categorieën en zoals reeds besproken, is het niet mogelijk om de fotonica-industrie op basis van deze categorieën in kaart te brengen. De indirecte effecten van fotonica op de Vlaamse economie zijn bijgevolg niet verder in te schatten.

7.3

Ratio-analyse van de Vlaamse fotonica-industrie

Een ratio of kengetal is een verhoudingsgetal waarbij 2 of meer posten uit de jaarrekening met elkaar in verband worden gebracht. Voor ondernemingen is het interessant om de evolutie van de eigen ratio’s te bekijken in de tijd. De ratio’s worden immers berekend uit de jaarrekening en die vormt een momentopname. Men kan echter ook de eigen ratio’s vergelijken met gelijkaardige bedrijven die actief zijn in dezelfde sector of met het sectorale gemiddelde. Op die manier kan men vaststellen of men een concurrentieel voordeel of nadeel heeft tegenover andere bedrijven in de sector. In deze paragraaf worden een aantal interessante ratio’s van de fotonica-industrie in Vlaanderen besproken. De gegevens voor de ratio’s worden verzameld uit de gepubliceerde jaarrekeningen van alle ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie.


7.3.1

73

Solvabiliteit

De solvabiliteitsratio geeft de mate weer waarin een onderneming in staat is om zijn schulden in te lossen, ongeacht de vervaltermijn van die schulden. Deze ratio duidt het percentage van de totale middelen aan dat door derden is ingebracht en bijgevolg dient terugbetaald te worden. Aangezien de verkoopwaarde van de vaste activa niet bekend is, wordt er uitgegaan van de boekwaarden van de activa zoals deze zijn opgenomen in de jaarrekening. De formule voor de solvabiliteitsratio is als volgt: Solvabiliteitsratio =

Eigen V ermogen x 100% T otaal V ermogen

(7.1)

Solvabiliteit

Micro

Klein

Middelgroot

Groot

Alle ondernemingen

Gemiddeld

22,85%

30,61%

41,73%

57,76%

31,99%

Negatieve solvabiliteit

17,65%

30,43%

0%

0%

16,46%

Tabel 7.3: Solvabiliteit van de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie in 2010.

In tabel 7.3 is de gemiddelde solvabiliteit gegeven naargelang de grootte van de ondernemingen. Er valt op dat hoe groter de onderneming is, hoe meer de onderneming in staat is om zijn schulden af te betalen in het geval van een faillissement. In de praktijk wordt voor het solvabiliteitsratio dikwijls een norm gebruikt van minimaal 25% tot 50% (Nationale Bank van België, 2008). Als een onderneming failliet gaat, mogen de totale activa in deze gevallen respectievelijk met 25% tot 50% in waarde dalen om alle verstrekkers van vreemd vermogen nog te kunnen terugbetalen. Enkel in het geval van micro-ondernemingen wordt deze norm niet gehaald. Opvallend is het grote percentage ondernemingen die een negatieve solvabiliteit hebben bij de micro- en kleine ondernemingen. Deze ondernemingen zijn niet meer in staat om hun schulden af te lossen in het geval van een faillissement. Hun schulden overtreffen hun bezittingen. De solvabiliteit is bijgevolg onvoldoende om kredietverschaffers en leveranciers het nodige vertrouwen te geven aangezien de schulden niet terugbetaald kunnen worden. Het niveau van de solvabiliteit in 2010 wordt getoond in figuur 7.23. 30% van de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie haalt de norm van een solvabiliteit van 25% niet.


74

Figuur 7.23: Niveau van de solvabiliteit van de Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie in 2010.

7.3.2

Liquiditeit

De liquiditeit geeft weer in welke mate een onderneming tijdig kan voldoen aan zijn financiële verplichtingen. Dit is met andere woorden de mogelijkheid van een onderneming om aan zijn kortetermijnverplichtingen te voldoen met behulp van de vlottende activa. In tegenstelling tot de solvabiliteit, wordt bij de liquiditeit wel aandacht besteed aan de vervaltermijn van de ondernemingsschulden. Een veel gebruikt kengetal voor de liquiditeit is de current ratio. Deze geeft een indicatie over de capaciteit van de onderneming om met zijn vlottende activa zijn schulden op ten hoogste 1 jaar te betalen. De current ratio moet minimaal gelijk zijn aan 1 omdat vlottende activa in principe binnen de 12 maanden in geld worden omgezet. Is de current ratio echter toch kleiner dan 1, dan is het nettobedrijfskapitaal negatief. Het nettobedrijfskapitaal is namelijk het verschil tussen de vlottende activa en de vlottende passiva. Dit betekent dat het eigen vermogen en het vreemd vermogen op lange termijn onvoldoende zijn om de vaste activa te financieren. Hoe groter de current ratio, hoe groter de liquiditeit van de onderneming. Hieronder wordt de formule voor de current ratio gegeven: CurrentRatio =

V lottende Activa V reemd V ermogen op Korte T ermijn

(7.2)


75

Current ratio

Micro

Klein

Middelgroot

Groot

Alle ondernemingen

Gemiddeld

1,57

1,90

2,23

2,73

1,93

Percentage <1

32,35%

26,09%

7,14%

12,50%

24,05%

Tabel 7.4: Current ratio van de ondernemingen in de Vlaamse fotonica-industrie in 2010.

De current ratio is over het algemeen redelijk hoog met een waarde van 1,93 (zie tabel 7.4. Als norm wordt in de praktijk dikwijls een minimale waarde van 1,5 tot 2 gebruikt voor een gezonde onderneming (Nationale Bank van België, 2008). Dat deze waarde ruim hoger moet zijn dan 1 komt door het feit dat er in de vlottende activa sprake kan zijn van dubieuze debiteuren of incourante voorraden. Elke groep ondernemingen voldoet in het algemeen aan deze norm. Naarmate een onderneming groter wordt, blijkt dat ook de current ratio toeneemt. Een grotere onderneming is als het ware beter in staat om zijn kortlopende schulden af te lossen uit de vlottende activa dan een kleinere onderneming.

Figuur 7.24: Niveau van de current ratio van de Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie in 2010.

Een grote current ratio kan er op wijzen dat de vlottende activa niet efficiënt beheerd worden of dat er een overschot aan liquide middelen aanwezig is waarvoor geen rendabele investeringsmogelijkheden zijn. Zoals grafisch weergegeven is in figuur 7.24 is slechts in 7% van de Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie de current ratio groter dan 5. Een innovatieve industrie zoals fotonica vereist veel investeringen, dus is de current ratio snel lager dan 5. In 85% van de ondernemingen is de current ratio lager dan 3. 24% van de ondernemingen


76

heeft zelfs te maken met een current ratio dat kleiner is dan 1. Bij de kleinere ondernemingen is dat percentage typisch groter dan bij middelgrote- of grote ondernemingen. Een verklaring hiervoor kan zijn dat de kleinere ondernemingen het risico durven nemen om veel te investeren om zich te kunnen differentiëren ten opzichte van grotere ondernemingen. Ondernemingen met een current ratio dat lager is dan 1 hebben onvoldoende liquide middelen of realiseerbare vlottende activa om het vreemd vermogen op korte termijn af te lossen.

7.3.3

Investeringratio 1 - Vernieuwingsgraad

Een eerste investeringsratio die wordt besproken, is de vernieuwingsgraad of omloopsnelheid van de voorraad materiële vaste activa. Het is interessant om ratio’s te bespreken in verband met de investeringen in de fotonica-industrie. De fotonica-industrie is erg innovatief en veel investeringen zijn vereist om concurrentieel te blijven. Een eerste inzicht in de investeringen van de ondernemingen wordt verkregen door de vernieuwingsgraad, waarvan de formule hieronder gegeven wordt: V ernieuwingsgraad =

N ieuwe M ateri¨ ele V aste Activa x 100% M ateri¨ ele Activa

(7.3)

Het bedrag van de nieuwe materiële vaste activa van elke onderneming wordt bepaald op het einde van een boekjaar en de verhouding met de materiële vaste activa aan het begin van het boekjaar wordt berekend. Op die manier kan de procentuele aangroei van materiële vaste activa bepaald worden. Onder materiële vaste activa vallen terreinen en gebouwen; installaties, machines en uitrusting; meubilair en rollend materieel; activa in aanbouw en vooruitbetalingen; en overige materiële vaste activa. De materiële vaste activa kunnen dalen in waarde door afschrijvingen en waardeverminderingen. Investeren in nieuw materiaal is noodzakelijk voor elke onderneming, maar zeker in een innovatieve industrie als de fotonica. Het is het meest interessant om deze ratio in de tijd te bekijken. Om de investeringen in de hele industrie te bepalen is ervoor gekozen om niet voor elke onderneming afzonderlijk de investeringsratio te berekenen en een gemiddelde te bepalen. In de plaats daarvan worden de totale materiële vaste activa en de totale nieuwe materiële vaste activa voor elk jaar bepaald. Voor de jaren 2004-2011 zijn deze gegevens weergegeven in figuur 7.25. Het is logisch dat beide curves ongeveer hetzelfde verloop kennen. Hoe meer er in nieuwe materiële vaste activa wordt ge¨ınvesteerd, hoe meer de vaste materiële activa zullen stijgen.


77

Figuur 7.25: Verloop van materiële vaste activa in de ondernemingen in de Vlaamse fotonicaindustrie tussen 2004 en 2011.

Het verloop van de vernieuwingsgraad voor grote ondernemingen en KMO’s is weergegeven in figuur 7.26. De vernieuwingsgraad in grote ondernemingen en KMO’s verloopt gelijkaardig in de tijd. In 2007 en 2011 zijn de grootste pieken merkbaar. De gemiddelde vernieuwingsgraad over deze 8 jaar is 36,51% voor de grote ondernemingen en 23,86% voor de KMO’s. Grote ondernemingen vernieuwen dus gemiddeld over ongeveer 3 jaar hun materiële vaste activa. KMO’s doen er gemiddeld ongeveer 4 jaar over. Zowel de grote ondernemingen als de KMO’s kenden hun grootste dip in de vernieuwingsgraad in 2010, vlak na het begin van de financieeleconomische crisis. Het is geruststellend dat de vernieuwingsgraad in 2011 duidelijk stijgt en de ondernemingen weer investeren. Een verklaring voor de dip in 2010 is dat ondernemingen rekening moesten houden met hun uitgaven dus werden investeringen even uitgesteld. Het niveau van de totale vaste materiële activa heeft echter weer bijna het niveau van voor de crisis bereikt. De vernieuwingsgraad in de KMO’s was in 2011 zelfs de grootste van de laatste acht jaar. De fotonica-industrie is een erg jonge industrie in Vlaanderen. Veel ondernemingen zijn opgericht na het jaar 2000. Een groot deel van de stijging in de vernieuwingsgraad van KMO’s is te verklaren door de oprichting van deze nieuwe ondernemingen. Nieuwe ondernemingen moeten typisch veel investeren in materiële vaste activa in de eerste jaren van hun bestaan. Nader onderzoek wijst uit dat de sector van de zonne-energie gemiddeld de hoogste vernieuwingsgraad heeft met een gemiddelde van 327% tussen 2004 en 2011. Dit is niet verrassend aangezien reeds besproken werd dat dit de jongste sector in Vlaanderen is.


78

Figuur 7.26: Verloop van de vernieuwingsgraad voor grote bedrijven en KMO’s tussen 2004 en 2011.

7.3.4

Investeringratio 2 - Investeringsgraad

Een tweede investeringsratio is de investeringsgraad. Deze geeft de investeringsinspanning van een onderneming gedurende het boekjaar weer. De investeringsgraad wordt als volgt gedefinieerd: Investeringsgraad =

N ieuwe M ateri¨ ele V asteActiva x 100% Bruto T oegevoegde W aarde

(7.4)

In figuur 7.27 wordt het verloop van de investeringsgraad voor grote ondernemingen en KMO’s getoond. De gemiddelde investeringsgraad tussen 2004 en 2011 is gelijk voor beide types ondernemingen, namelijk 5,2%. Het verloop van de investeringsgraad in kent ongeveer hetzelfde verloop als de vernieuwingsgraad in figuur 7.26. De grote ondernemingen kennen een daling van de investeringsgraad tussen 2004 en 2011. De investeringsgraad van KMO’s echter stijgt van 4,64% in 2004 naar 7,31% in 2011. In 2005, 2008 en 2010 was een daling te merken. De pieken in 2007 kennen hun oorzaak in de investeringen die dat jaar zijn doorgevoerd door de ondernemingen. Dit was reeds zichtbaar in figuur 7.25. De toegevoegde waarde in dat jaar kende geen opmerkelijke groei. Het dal in 2010 kan verklaard worden doordat de bruto toegevoegde waarde piekte in dat jaar samen met een daling in de aanschaf van nieuwe materiële vaste activa. Het gevolg daarvan is zichtbaar in figuur 7.26 met een investeringsgraad die voor zowel de grote ondernemingen als de KMO’s een stuk onder het gemiddelde ligt. De ondernemingen waren in 2010 onzeker met het oog op de financieel-economische crisis. Inves-


79

teringen werden even uitgesteld maar de investeringsgraad heeft zicht ondertussen hersteld in 2011 voor zowel KMO’s als grote bedrijven.

Figuur 7.27: Verloop van de investeringsgraad voor grote bedrijven en KMO’s tussen 2004 en 2011.

7.3.5

Arbeidsproductiviteit

De arbeidsproductiviteit is de hoeveelheid product die per tijdseenheid wordt geproduceerd per arbeider. De productiviteit is een indicator voor de concurrentiekracht van een onderneming of een sector. De arbeidsproductiviteit kan als volgt gemeten worden: Arbeidsproductiviteit =

T oegevoegde W aarde Aantal W erknemers

(7.5)

In 2011 droeg één werknemer gemiddeld 120 duizend euro bij tot de Vlaamse fotonicaindustrie. Dit is gelijkaardig met het voorgaande jaar. In 2004 was de bijdrage 125 duizend euro per werknemer of 4% meer dan in 2011. Er is een dalende trend merkbaar tussen 2004 en 2008. Sindsdien is de arbeidsproductiviteit opnieuw gestegen. Een daling van het aantal werknemers in 2009 is daar onder andere een oorzaak van. Een arbeidsproductiviteit van gemiddeld meer dan 100 duizend euro is behoorlijk hoog. Een hoge productiviteit ontstaat door scholing, specialisatie en de inzet van veel kapitaalgoederen. De fotonica-industrie is


80

typisch kapitaalintensief door het gebruik van gespecialiseerde machines. Arbeidsintensieve activiteiten verhuizen grotendeels naar Aziatische landen. Ook werken er procentueel veel hooggeschoolde mensen in de verschillende ondernemingen (zie paragraaf 7.2.6).

Figuur 7.28: Verloop van de arbeidsproductiviteit tussen 2004 en 2011 in de Vlaamse fotonicaindustrie.

HOOFDSTUK 8. BESLUIT

81

Hoofdstuk 8

Besluit Deze studie geeft een gedetailleerde beschrijving weer van het economisch belang van fotonica in Vlaanderen. Met dit onderzoek wordt een globaal beeld geschetst van de belangrijkste kenmerken van de Vlaamse fotonica-industrie. Ondanks dat Europese studies reeds aangetoond hebben dat fotonica van strategisch belang is voor de sociaal-economische ontwikkeling, de werkgelegenheid, het milieu en de levenskwaliteit, was er nog een gebrek aan een gedetailleerd en uitgebreid inzicht in de Vlaamse fotonica-industrie. Deze studie komt deze tekortkoming in de bestaande literatuur zo goed mogelijk tegemoet. Er werd zowel een literatuurstudie over de Europese fotonica-industrie als een beschrijvende analyse van de Vlaamse ondernemingen in deze industrietak uitgevoerd om vervolgens ook Vlaanderen te kunnen situeren in de Europese context. De fotonica-industrie bestaat uit tien sectoren. De focus van Europa ligt in het algemeen op de hoogwaardige sectoren en het heeft daarin technologisch leiderschap. Massaproductie van consumentgerichte producten verhuist meer en meer naar Aziatische landen waar men goedkoper kan produceren. Desondanks blijft Europa zijn sterke positie behouden en groeit de totale omzet in de Europese fotonica-industrie sneller dan in de globale markt. Het belang van hoogwaardig onderzoek in samenwerking met alle instanties in de waardeketen is groot. Enkel met een goede samenwerking kan Europa zijn positie in de snelgroeiende fotonica-industrie handhaven. Investeren in nieuwe technologieën en opleidingen voor nieuwe werknemers vormen de basis voor de expansie van de industrie. Daarbij mogen investeringen in bestaande technologieën en bijscholing van huidige werknemers niet worden verwaarloosd. De Europese fotonica-industrie is gevarieerd en bestaat voornamelijk uit KMO’s. Deze zijn flexibeler maar ook kwetsbaarder dan grote ondernemingen. Door de financieel-economische crisis verbreedt de kloof tussen onderzoek en ontwikkeling en duiken drempels op voor technologie-gedreven innovatie. Doordat KMO’s sterk afhankelijk zijn van deze technologische vernieuwingen, zijn zij het meest gevoelig voor dergelijke negatieve ontwikkelingen.


82

Om de situatie in Vlaanderen te bepalen werd eerst een inventaris gemaakt van de ondernemingen die actief zijn in de fotonica-industrie. Daarvoor werd uitgegaan van de databank van Photonics21 die opgesteld is tijdens het OPERA2015-project. Omwille van de grote diversiteit van de verschillende ondernemingen werd de gestandaardiseerde indeling volgens de NACEBEL-categorieën niet gebruikt. Uiteindelijk werd een lijst van 79 Vlaamse ondernemingen opgemaakt. Hiervan werden de economische gegevens opgevraagd bij de balanscentrale van de Nationale Bank van België en in de Bel-First databank. Als naar de oprichtingsdatum van de Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie werd gekeken, viel op dat fotonica in Vlaanderen een erg jonge industrietak is. Het grootste deel van de actieve ondernemingen is opgericht na 1980. De sectoren waarin deze ondernemingen actief zijn, komen sterk overeen met de Europese verdeling. De sectoren die hoogwaardige producten produceren zijn het meest vertegenwoordigd. De fotonica-industrie in Vlaanderen telt ruim 5200 werknemers, waarvan meer dan de helft hooggeschoold is. De behoefte aan geschoolde werknemers is ook in Vlaanderen hoog. Doordat de fotonica-industrie blijft groeien, blijft ook de nood aan hooggeschoolde werknemers toenemen. De Vlaamse fotonica-industrie behaalt jaarlijks een omzet van ongeveer 2,213 miljard euro. De jaarlijkse omzetgroei in Vlaanderen ligt in de lijn met het geschatte Europese gemiddelde (Butter et al., 2011). Nog meer dan in Europa bestaat de Vlaamse fotonica-industrie uit KMO’s. Dit zijn over het algemeen ook de jongste ondernemingen. De financiële ratio’s tonen aan dat de grote ondernemingen financieel meer zekerheid hebben. KMO’s kunnen echter sneller reageren op negatieve indicatoren zoals een dalende omzet of een dalende toegevoegde waarde. Het aandeel van de personeelskosten ligt een stuk hoger in de totale kosten van KMO’s dan van grote ondernemingen. Door flexibel te zijn in het aantal werknemers dat men tewerkstelt, kunnen KMO’s sneller reageren op negatieve indicatoren dan grote ondernemingen. De financieel-economische crisis heeft een beperkte impact gehad op de fotonica-industrie in Vlaanderen. De behaalde omzet kende een kleine daling in 2009 maar ondertussen is deze in 2010 en 2011 opnieuw ruim toegenomen tot een waarde die hoger is dan voor de financieeleconomische crisis. Ook het aantal werknemers die tewerkgesteld worden in de Vlaamse fotonica-industrie kende een dip in 2009, maar net zoals de omzet was dit in 2010 reeds hersteld. De Vlaamse ondernemingen waren even afwachtend wat betreft hun investeringen. In 2011 werd echter opnieuw meer ge¨ınvesteerd. Strategische investeringen zijn de aangewezen manier om uit de financieel-economisch moeilijke tijden te geraken. Er moet op gewezen worden dat deze studie ook enkele beperking inhoudt. Ten eerste is


83

het onmogelijk om de Vlaamse fotonica-industrie strikt af te lijnen. Aangezien de fotonicaindustrie niet beschouwd wordt als afzonderlijke industrietak, was het niet eenvoudig om een inventaris te maken van de actieve bedrijven. Verschillende ondernemingen die slechts gedeeltelijk activiteiten in de fotonica hebben, worden in deze studie buiten beschouwing gelaten. Ten tweede waren er voor verschillende bedrijven slechts een beperkt aantal gegevens beschikbaar doordat deze een verkorte jaarrekening mogen indienen. Aan de hand van een enquête werd onder andere geprobeerd deze gegevens aan te vullen, maar wegens een lage respons bleven verschillende gegevens ongekend. Hierdoor was het noodzakelijk om een schatting te maken van de omzet van de ondernemingen die een verkorte jaarrekeningen indienen. Tenslotte is er geen rekening gehouden met indirecte effecten op de economie. Europees onderzoek heeft uitgewezen dat het hefboomeffect van fotonica op de economie niet verwaarloosd kan worden. In deze studie werden enkel de economische trends in de fotonica-industrie zelf onderzocht. De invloed van optische technologieën op de volledige industrie werden buiten beschouwing gelaten. De conclusies van deze studie moeten beschouwd worden als een algemene trend die zich in de afgelopen jaren heeft voorgedaan in de Vlaamse ondernemingen in de fotonica-industrie. De toekomst van de fotonica-industrie in Vlaanderen hangt grotendeels af van onderzoek in deze industrietak. Om een toekomstbeeld van de fotonica-industrie te kunnen schetsen is het noodzakelijk dat er verdere studies worden uitegevoerd naar het optisch onderzoek in Vlaanderen en het potentieel van nieuwe technologieën. Met deze informatie kunnen gerichte keuzes gemaakt worden met betrekking tot welke onderzoeksgebieden ondersteund moeten worden. Tenslotte kan het interessant zijn om een gedetailleerde studie te verrichten naar de fotonica-industrie in Walloniën Brussel om op die manier een vergelijking te kunnen maken met de fotonica-industrie in Vlaanderen.

BIBLIOGRAFIE

84

Bibliografie (2010). Statistieken betreffende de jaarrekeningen van ondernemingen, de jaarrekeningen van grote verenigingen zonder winstoogmerk en private stichtingen, en de sociale balansen. Nationale Bank Van België. (2012). Towards the future at the speed of light. Photonics21 annual meeting. ACTMOST (2012). Nieuw Europees innovatieinstrument voor KMO’s met succes getest. Technical report, ACTMOST. Agentschap NL (2010). IOP Photonic Devices: Tweede meerjarenplan. Technical report, Ministerie van Economische Zaken. Andrews, K. (1971). The concept of corporate strategy. Homewood. Autoliv (2012). Night vision - seeing is believing. Baets, R. and Berghmans, F. (2012). De vijf invloedrijkste fotonica-toepassingen. EOS, (30). Baets, R., Bienstman, P., Bockstaele, R., Bogaerts, W., Delbeke, D., Morthier, G., and Van Thourhout, D. (2009). Fotonica: Kleine chips voor grote toepassingen. Het ingenieursblad, 78:16–22. Bindig, P., Henricsson, H., and Laurell, F. (2008). Report on Swedish photonics industry. Technical report, European Optical Society. Boltasseva, A. and Shalaev, V. M. (2008). Fabrication of optical negative-index metamaterials: Recent advances and outlook. Metamaterials, 2:1–17. Bureau van Dijk Electronic Publishing (2006). Bel-First: Userguide. Bureau van Dijk Electronic Publishing. Butter, M., Leis, M., Sandtke, M., McLean, M., Lincoln, J., and Wilson, A. (2011). The Leverage Effect of Photonics Technologies: the European Perspective. Technical report, European Technology Platform Photonics21. De Standaard (2007). Zonne-energie slaat aan bij Vlamingen. De Standaard.

BIBLIOGRAFIE Duré, J. (2009). Hyperspectral imaging, toekomstmuziek in voedingsindustrie? STW nieuwsbrief.

85 Foodgate

Fokker, P. (2009). Vervangt laser-ontsteking de bougie? Auto & Motor Techniek. Furniere, A. (2012). The power of light. Flanderstoday, pages 1–3. Giannopapa, C. (2010). Key enabling technologies and open innovation. Technical report. Ginis, V. (2009). Einsteins relativiteitstheorie in de fotonica. Ginis, V., Tassin, P., Danckaert, J., Soukoulis, C., and Veretennicoff, I. (2012). Creating electromagnetic cavities using transformation optics. New Journal of Physics, 14:17. Goroncy, J. and Sterbak, R. (2005). Sensors see the light. Hayes, T. (2009). Belgian innovation: think local, act global. Optics and Laser Europe, pages 22–24. High Level Expert Group (2011). Key enabling technologies. Technical report, Europese commissie. Keirsebilck, D. and Xavier, G. (2006). Socio-economisch belang van de watersector in vlaanderen. Master’s thesis, Universiteit Gent. Kelley, B. (2009). Agri-photonics. SPIE Professional Magazine. Koenderink, F. (2010). Het belang van licht en fotonische technologie voor de samenleving. Kramprich, S. (2010a). How optics and photonics address Europe’s challenges of the 21st century. Technical report, European Optical Society. Kramprich, S. (2010b). Photonics in Europe. OPN Optics & Photonics News, pages 18–19. Leibinger, P. (2011). New ways in photonics. Photonics in Germany. Mayer, A. (2007). Photonics in Europe. Technical report, European Technology Platform Photonics21. Mihalache, D. (2011). Recent trends in micro- and nanophotonics: A personal selection. Journal of optoelectronics and advanced materials, 13(9):1055–1066. Nationale Bank van België (2008). Ondernemingsdossier. Technical report, Balanscentrale. OPERA2015 (2005). Photonics emerges from the shadows. Optech Consulting (2010). Optische Technologien - Wirtschaftliche Bedeutung in Deutschland - Aktualisierung 2010. Technical report, Optech Consulting.

BIBLIOGRAFIE

86

Opticsvalley (2005). D 2.2: Report on state-of-the-art of research in optics and photonics. Technical report, OPERA2015. Optimat, NPL, InGan, CIP, and TWI (2012). Photonics technologies and markets for a low carbon economy. Technical report, Europese Commissie. Overton, G. (2009). Auto industry is set to reap cost and performance benefits from photonics. LaserFocusWorld, 45:63–66. Paschotta, R. (2012). Encyclopedia of laser physics and technology. Photonics Unit (2010). An overview of photonics innovation clusters and national technology platforms in europe. Technical report, Europese Commissie. Photonics21 (2010). Lighting the way ahead. Technical report, European Technology Platform Photonics21. Photonics21 (2011). Photonics - our vision for a key enabling technology of europe. Technical report, European Technology Platform Photonics21. Sihvola, A. (2007). Metamaterials in electromagnetics. Snijders, B., Klumper, W., and van der Molen, S. (2008). Inventory on European OP industry, applications and markets. Technical report, OPERA2015. The Economist Intelligent Unit (2009). Twinkle, twinkle, little laser. The Harnessing Light Committee of the National Research Council (2012). Optics and photonics, essential technologies for our nation. Technical report, SPIE. Thienpont, H. (2012). Fotonica: B-PHOT zet vol in op sleuteltechnologie voor de 21e eeuw. Visie Op Kunststof, pages 20–22. Thoß, A. (2012). Leverage photonics with efficient partnerships between science and industry. Advances in Optical Technologies, 1:103–107. Van Cappellen, L. (2012). Socio-economische analyze van de sector transportorganisatoren. Technical report, Belgisch Instituut der Transportorganisatoren. Wilkens, M. (2007). Period activity report. Technical report, OPERA2015. Wilkens, M. and Bressler, P. (2011). Photonics - a key enabling technology for Europe. Technical report, KET working group on Photonics. Yaschenko, A. (2003). CRT, LCD, OLED: Evolution of the Screen... xbitlabs.

BIJLAGE A. BELGISCHE ONDERNEMINGEN IN DE DATABANK VAN PHOTONICS21

Bijlage A

Belgische ondernemingen in de databank van Photonics21 • Aims Optronics NV • Allaeys Led Instruments NV • AMOS SA • Analis Scientific Instruments s.a. • Barco N.V. • Belgian Laser Company - BLC N.V. • BFI OPTILAS Belgium • BLS - Benelux Laser Systems • C-Cam Technologies • Carl Zeiss NV-SA • Cypress Semiconductor corporation • Data&Vision Belux • DME Laser System S.P.R.L. • ETAP Lighting NV • Euresys SA • Fiber Optic Sensors and Sensing systems (FOS&S) • Gemidis

87

BIJLAGE A. BELGISCHE ONDERNEMINGEN IN DE DATABANK VAN PHOTONICS21 • GOM Branch Benelux • Gravograph Benelux • Hamamatsu Photonics - Belgian Office • Hoya Lens Belgium NV • ICOS Vision Systems NV • II-VI Belgium NV • Infrared Technology Bvba • L.O.T.-Oriel Benelux • Lambda Research Optics, Europe • Lambda-X SA • Laser 2000 SA Benelux • Laser Engineering Applications S.A. • Laser Mechanisms Europe NV • Laser Works NV • LaserRent • LaserTek NV • Lasertopo B.V.B.A. • Led Design Innovation • Leybold Optics GmbH - Benelux • Lichtenknecker Optics NV • MARTEK BVBA • Mecon Optronics BVBA • Metris Headquarters • Modular Lighting Instruments NV • Multitel • NEW Laser Sprl

88

BIJLAGE A. BELGISCHE ONDERNEMINGEN IN DE DATABANK VAN PHOTONICS21 • Newson Engineering NV • NSG Europe NV SA • OIP Sensor Systems NV / SA • Optec SA • Optrion SA • Philips Belgium NV • Philips Brugge • Philips Lighting Turnhout • PRC Laser Europe NV • Ricoh Belgium • Rofin-Baasel Benelux BV • SADECHAF UV • Seldes SA • Slabinck Laser Products NV • Trinean NV • Tulip Laser Processing Bvba • Umicore Electro-Optic Materials • VDM Laser Optics NV • Visys Optical sorting Systems NV • Xenics N.V.

89

BIJLAGE B. NACE-BEL-CODES VOOR DE BELGISCHE ONDERNEMINGEN UIT DE DATABANK VAN PHOTONICS21

90

Bijlage B

NACE-BEL-codes voor de Belgische ondernemingen uit de databank van Photonics21 • 23140: Vervaardiging van glasvezels • 24100: Vervaardiging van ijzer en staal en van ferrolegeringen • 25110: Vervaardiging van metalen constructiewerken en delen daarvan • 25620: Verspanend bewerken van metalen • 25999: Vervaardiging van overige artikelen van metaal, n.e.g. • 26110: Vervaardiging van elektronische onderdelen • 26200: Vervaardiging van computers en randapparatuur • 26400: Vervaardiging van consumentenelektronica • 26510: Vervaardiging van meet-, controle- en navigatie-instrumenten en -apparatuur • 26700: Vervaardiging van optische instrumenten en van foto- en filmapparatuur • 27402: Vervaardiging van verlichtingsapparaten • 27900: Vervaardiging van andere elektrische apparatuur • 28210: Vervaardiging van ovens en branders • 28300: Vervaardiging van machines en werktuigen voor de landbouw en de bosbouw • 28930: Vervaardiging van machines voor de productie van voedings- en genotmiddelen

BIJLAGE B. NACE-BEL-CODES VOOR DE BELGISCHE ONDERNEMINGEN UIT DE DATABANK VAN PHOTONICS21

91

• 30300: Vervaardiging van lucht- en ruimtevaartuigen en van toestellen in verband daarmee • 32500: Vervaardiging van medische en tandheelkundige instrumenten en benodigdheden ˜ le bouwprojecten • 41102: Ontwikkeling van niet-residentiA • 43210: Elektrische installatie • 45310: Handelsbemiddeling en groothandel in onderdelen en accessoires van motorvoertuigen • 46150: Handelsbemiddeling in meubelen, huishoudelijke artikelen en ijzerwaren • 46180: Handelsbemiddeling gespecialiseerd in andere goederen • 46433: Groothandel in foto-en filmapparatuur en in andere optische artikelen • 46494: Groothandel in niet-elektrische huishoudelijke artikelen • 46499: Groothandel in andere consumentenartikelen, n.e.g. • 46520: Groothandel in elektronische en telecommunicatieapparatuur en delen daarvan • 46620: Groothandel in gereedschapswerktuigen • 46660: Groothandel in andere kantoormachines en kantoorbenodigdheden, met uitzondering van computers en randapparatuur • 46690: Groothandel in andere machines en werktuigen • 46693: Groothandel in elektrisch materiaal, inclusief installatiemateriaal • 46696: Groothandel in meet-, controle- en navigatieinstrumenten • 46699: Groothandel in andere machines en werktuigen, n.e.g. • 46731: Groothandel in bouwmaterialen, algemeen assortiment • 46900: Niet-gespecialiseerde groothandel • 47410: Detailhandel in computers, randapparatuur en software in gespecialiseerde winkels • 47740: Detailhandel in medische en orthopedische artikelen in gespecialiseerde winkels • 62010: Ontwerpen en programmeren van computerprogramma’s • 62090: Overige diensten op het gebied van informatietechnologie en computer

BIJLAGE B. NACE-BEL-CODES VOOR DE BELGISCHE ONDERNEMINGEN UIT DE DATABANK VAN PHOTONICS21 • 63110: Gegevensverwerking, webhosting en aanverwante activiteiten • 64200: Holdings • 69201: Accountants en belastingconsulenten • 71111: Bouwarchitecten • 71121: Ingenieurs en aanverwante technische adviseurs, exclusief landmeters

92

BIJLAGE C. SELECTIE VAN VLAAMSE FOTONICA-ONDERNEMINGEN

Bijlage C

Selectie van Vlaamse fotonica-ondernemingen • AAVOS INTERNATIONAL • AGFA HEALTHCARE • AKWADRAAT NETWORKS • ALLAEYS LED INSTRUMENTS • AMDIPRO • APPLIED MATERIALS BELGIUM • B-OPTIC • BARCO • BAUSCH EN LOMB • BELGIAN LASER COMPANY • BELGIAN ELECTRONIC SORTING TECHNOLOGY • C LIGHT • CAMPIPE TECHNOLOGIES • CARL ZEISS • CARL ZEISS VISION BELGIUM • CIBA VISION BENELUX SA • CMOSIS

93

BIJLAGE C. SELECTIE VAN VLAAMSE FOTONICA-ONDERNEMINGEN • COUDERE • E EN H DE BEUKELAER EN CO • ENERGIEWINNER • ERGRA - ENGELEN • ESOLEA • ETAP • FAL TOP ACCESSOIRES • FERGA • FIBER OPTIC SENSORS & SENSING SYSTEMS • GH SOLAR • GRASS VALLEY BELGIUM • GRAVOGRAPH BENELUX • HACH LANGE • HAYEN LASER TECHNOLOGY • HELLMA BENELUX • HOYA LENS BELGIUM • I-LIGHT • ICE-LIGHT • ICOS VISION SYSTEMS • II VI BELGIUM • IMAGO GROUP • IPTE FACTORY AUTOMATION • KONICA MINOLTA BUSINESS SOLUTIONS BELGIUM • LAMBDA RESEARCH OPTICS EUROPE • LASER MECHANISMS EUROPE • LASERTECHNIEK

94

BIJLAGE C. SELECTIE VAN VLAAMSE FOTONICA-ONDERNEMINGEN • LASERTEK • LASERTOPO • LEDLITE • LEDTECHNIC • LEICA MICROSYSTEMS BELGIUM • LENSFACTORY • LICHTENKNECKER OPTICS • LUMINAR • LUX LUMEN • LUX-OPTIC LH • METRIS MANUFACTURING • MLI ELECTRONICS • MODULAR LIGHTING INSTRUMENTS • MULTIPROX • NEWSON ENGINEERING • NIJKERK ELECTRONICS • NOZON TECHNOLOGIES • OLYMPUS BELGIUM • ON SEMICONDUCTOR IMAGE SENSOR • OPTRONIC INSTRUMENTS EN PRODUCTS • OTN SYSTEMS • PILKINGTON AUTOMOTIVE BELGIUM • PITTSBURGH CORNING EUROPE • PRC LASER EUROPE • R EN D INTERNATIONAL • RESOLUTION TECHNOLOGY

95

BIJLAGE C. SELECTIE VAN VLAAMSE FOTONICA-ONDERNEMINGEN • RGB LED • RICOH BELGIUM • ROOSEN LASER • SADECHAF UV • SCIENTIFIC - ATLANTA EUROPE • SEGCO • SIGHTS OF NATURE • SLABINCK LASER PRODUCTS • SOLAR INTEGRA • SOLARGY • SYNCHROPTIC EUROPE • TESIN • TOKAI-OPTECS • TOPCON SOKKIA • TRAFICON INTERNATIONAL • TRILUX • TRINEAN • TULIP LASER PROCESSING • V.S.K. ELECTRONICS • VECTOR INTERNATIONAL • VISYS • VITO - LASER CENTRUM VLAANDEREN • VOET LASERCUTTING • XENICS • YAMAZAKI MAZAK OPTONICS EUROPE

96

HET ECONOMISCH BELANG VAN FOTONICA IN VLAANDEREN

Recommend Documents