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Immer mehr US-Branchen nutzen auf Fotonik basierende Technologien
02.03.2017
Großes Potenzial in der Biofotonik / Zahlreiche Cluster treiben Entwicklung innovativer
Produkte voran / Von Christian Janetzke
San Francisco (GTAI) - Als Schlüsseltechnologie in vielen Branchen bestehen für optische und fotonische Kompo
nenten und Systeme in den USA gute Absatzchancen. Bildverarbeitungstechnologie für minimal-invasive medi
zinische Eingriffe ist sehr gefragt. Im Telekomsektor steigt der Bedarf an integrierten fotonischen Schaltkreisen.
Laut der Optoelectronic Industry Development Association (OIDA) stieg der Umsatz von US-Branchenunterneh
men 2016 robust. (Internetadressen)
Aufgrund immer neuer Anwendungsfelder und rasanten, technologischen Fortschritten stehen die Zeichen für
die Fotonikbranche auf dem US-Markt auf Wachstum, so der Tenor unter Marktexperten auf der "Photonics
West". Die größte US-Fachmesse für Optik und Fotonik fand Ende Januar 2017 in San Francisco statt. Innovative
Biofotonikanwendungen in den Bereichen Medizintechnik und Life Science waren ein Trendthema auf der Mes
se.
Für die Erkennung, Diagnose und Behandlung von Krankheiten werden in der US-Gesundheitswirtschaft zuneh
mend komplexe, kamerabasierte Bildgebungsverfahren eingesetzt, berichtet Jay Kumler, Präsident von Jenop
tik Optical Systems, einer US-Tochtergesellschaft des deutschen Fotonikkonzerns Jenoptik. Im Zuge der Minia
turisierung von Kameras und anderen optischen Komponenten kommen diese in immer mehr medizinischen An
wendungen zum Einsatz, so Barbara Gefvert, Chefredakteurin des Informationsportals "BioOptics World".
Durch modernste Bildverarbeitungstechnik gestützte medizinische Eingriffe gewinnen laut Gefvert an Relevanz.
Beispielsweise sei im Land eine beachtliche Dynamik bei der Entwicklung von Spektroskopie-Ausrüstungen für
onkologische Operationen zu verzeichnen. Innovative, optische Verfahren zur Krebserkennung und -behandlung
sind insgesamt ein Forschungs- und Entwicklungsfokus im Biofotonikbereich, erklärt Gefvert.
Wachsende Nachfrage nach medizinischen "Wearables"
Wachstumsimpulse für die Branche dürften laut Kumler von dem wachsenden Markt für tragbare medizinische
Geräte ausgehen, da diese einen großen Anteil an fotonischen Komponenten enthalten. Auf dem nordamerika
nischen Markt soll der Umsatz mit mobilen therapeutischen und diagnostischen Messgeräten zwischen 2015
und 2020 von rund 2 Mrd. auf circa 5 Mrd. US$ zulegen, so der Marktforscher Grand View Research.
Im In-Vitro-Segment geht Grand View Research auf dem US-Markt zwischen 2015 und 2020 von einem Umsatz
wachstum von rund 23 Mrd. auf 28 Mrd. US$ aus. Um die aus der Diagnostik gewonnen Proben auszuwerten,
werden vor allem optische Verfahren verwendet. Auch im Endoskopiesegment stehen die Zeichen auf Wachs
tum. Auf dem US-Markt steigt das Interesse an hochwertigen 3D-Endoskopiegeräten sowie sehr kleinen Kapse
lendoskopie-Systemen, berichten diverse Aussteller auf der "Photonics West".
Große Potenziale sehen zahlreiche Marktexperten bei der optischen Kohärenztomografie (OCT). Bei dieser
nicht-invasiven Behandlungsmethode können unter anderem umfangreiche Erkenntnisse von Netzhaut- und
Aderhauterkrankungen gewonnen werden. Laut Schätzungen des Marktforschers Market Scope entfiel 2016
rund ein Drittel des Umsatzvolumens des weltweiten OCT-Marktes von etwa 650 Mio. US$ auf die USA. Im Be
reich Forschung und Entwicklung sowie Markteinführung ist eine starke Dynamik zu verzeichnen. Auf der "Pho
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IMMER MEHR US-BRANCHEN NUTZEN AUF FOTONIK BASIERENDE TECHNOLOGIEN
tonics West" präsentierte beispielsweise das US-Start-up Lumedica einen innovativen und im Vergleich zu an
deren auf dem Markt erhältlichen Geräten wesentlich günstigeren OCT-Scanner.
Integrierte fotonische Schaltkreise im Telekomsektor gefragt
Da moderne Datenzentren riesige Mengen an optischer Kommunikationstechnik beinhalten, profitiert die Bran
che von den steigenden Investitionen in neue Zentren und die Modernisierung bestehender, berichtet Tom
Hausken, Marktexperte bei der OSA. Zwischen 2016 und 2020 werden entsprechende Ausgaben im Durchschnitt
um 7,1% pro Jahr auf circa 36 Mrd. US$ wachsen, so die Telecommunications Industry Association.
Die Nachfrage nach fortschrittlichen, integrierten fotonischen Schaltkreisen (PICs) zieht im Telekomsektor an, so
Stephen Anderson, Leiter des Bereichs Branchenentwicklung bei der SPIE - The International Society for Optics
and Photonics. PICs enthalten eine Vielzahl an optischen und optoelektronischen Komponenten auf einem ge
meinsamen Wafer. Entsprechende Schaltkreise werden laut Anderson zunehmend in Datenzentren anstelle von
konventionellen Chips eingesetzt, auch um den Energieverbrauch deutlich zu senken.
Diverse innovative Anwendungsbereiche bieten Potenziale
Die Forschungsaktivitäten rund um die Gestensteuerung werden in den USA für diverse Anwendungsbereiche
forciert, berichtet Anderson. Die Technologie basiert stark auf photonischen Komponenten und Verfahren wie
Infrarotlaser, 3D-Optik und digitale Bildverarbeitung. Technologien aus den Bereichen "virtuelle Realität" und
"erweiterte Realität" bescheinigt die OSA langfristig bedeutende Impulse für die Branche. Mit einem umfassen
den, kommerziellen Durchbruch in diesen Segmenten sei trotz rasant steigender Qualitätsfortschritte auf ab
sehbare Zeit allerdings nicht zu rechnen.
Im Zuge zunehmender Digitalisierungsbestrebungen in der US-Landwirtschaft sieht Anderson unter anderem
bei kleinen, mit modernster Kameratechnik ausgestatteten Drohnen Potenziale. Diese können wichtige Daten
über die Bodenbeschaffenheit liefern und somit Landwirte bei dem effizienten Einsatz von Pflanzenschutzmit
teln unterstützen. Ein weiteres Wachstumsfeld ist die intelligente Lichtsteuerung ("lighting 2.0"). Darunter fallen
beispielsweise LED-Lampen, die sich über Bewegungsmelder oder Anwesenheitssimulationen steuern lassen.
Die intelligente Lichtsteuerung gewinnt laut Anderson zum Beispiel bei "smart cities"-Anwendungen deutlich an
Zuspruch.
Bedeutende Cluster in Kalifornien sowie in Rochester
Nach vorläufigen Angaben der OIDA stieg der Umsatz von US-amerikanischen Anbietern optischer und fotoni
scher Komponenten 2016 um circa 7% auf rund 24 Mrd. US$. Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten pro
fitieren von dem "Research & Experimentation Tax Credit" (R&D Tax). Die Steuergutschrift wurde in den letzten
Jahren oftmals ausgesetzt. Ende 2015 verlängerte der Kongress die "R&D Tax" unbefristet. Dies verschafft der
forschungsintensiven Fotonikbranche eine bedeutende Planungssicherheit, so Anderson.
Nach Angaben der OIDA waren in den USA 2015 rund 3.300 Unternehmen mit der Fertigung fotonischer Kompo
nenten (inklusive mittels Fotoniktechnologie hergestellter Produkte) beschäftigt. Auf Firmen in Kalifornien und
den Nordosten der USA entfielen rund zwei Drittel der etwa 385.000 Beschäftigten der Branche.
Das mit Abstand größte Branchencluster im Land befindet sich im Norden Kaliforniens, berichtet Tom Hausken.
Die Branchenunternehmen werden hier von keiner offiziellen Organisation gefördert. Die Stanford University
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hat mit dem interdisziplinär forschenden "Stanford Photonics Research Center" eines der größten Fotonikpro
gramme in den USA aufgelegt.
Das älteste Branchencluster im Land ist laut der OSA in Rochester (New York) angesiedelt. Vor allem Unterneh
men aus dem Bereich Optik sind hier aktiv. Im Jahr 2015 gab das U.S. Department of Defense bekannt, ein inno
vatives Fertigungszentrum in Rochester zu gründen. In das "American Institute for Manufacturing Integrated
Photonics" sollen über einen Zeitraum von fünf Jahren rund 600 Mio. US$ an staatlichen, bundesstaatlichen und
privatwirtschaftlichen Geldern fließen. In dem Institut soll vor allem die Weiterentwicklung von fotonisch inte
grierten Schaltkreisen forciert werden.
Weitere Informationen der GTAI zur industriellen Bildverarbeitungstechnik finden Sie unter: http://
www.gtai.de/GTAI/Navigation/DE/Trade/Maerkte/suche,t=automatisierung-in-usindustrie-treibt-nachfragenach-bildverarbeitungstechnologie-an,did=1652170.html 
Eine Beitrag zum US-Lasermarkt finden Sie unter: http://www.gtai.de/GTAI/Navigation/DE/Trade/Maerkte/
suche,t=grosses-wachstumspotenzial-auf-dem-usmarkt-fuer-lasertechnik,did=1645494.html 
Internetadressen
Website der "Photonics West" 2017
Internet: http://spie.org/conferences-and-exhibitions/photonics-west
OSA
Internet: http://www.osa.org 
BioOptics World
Internet: http://www.bioopticsworld.com 
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Robert Matschoß
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