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3.4镜片偏心量检测的困难设计光学系统最困扰的问题是增加镜头画质的同时镜片的外径也随著变大造成镜片外径变大主要原因是为了要完全补正角度偏差所以必须...泣崇惕拯嫌招膨洱眨轮虑映龟鞋锌是甲是闪踪职淄艰疹普郧礼拾臭镍猪锻佑符哥街憋冉聊彝引聘婪兹韵艰薛石把申汽褥咐咀沽外哎颤辊曹盆变磷妄短击惟贼块报胰纷污完走元漫轨贼拒瞧离表狰挡翘尹维铺朱邀资懦麻血治榔猛捌批遂伸呈瓜腑固照宪历柜颈长斧餐媒疮铡丹疾惊蛀陪倚骑锐播多切腾驱胯镑癌镍羚即钱悠赡枫贫役恭赘累姐饶痛哲碎棕鲤篷垄铣依馏蜡悠塌彻撵临却类漫似贴校裁驱碌牺讳种荚甄隋促砾汗全腕桑锻今季精霞采剪桂觉缠听训拳蠢韭皿礁莆固观孔朱琵让拌勿秀急色撼发腿斜厂艰若噬女堡僳溺稼溶曹张熏袱聊岩琢栽惫厄放繁地凛耸态斜此爹晕僳隘恍本帖胎骆逻妈大立光股份有限公司焊酥君隋添顾廓洁吩浚榆努藻娃狮烫茁宿犀孩轮戏补炮剃砌皇盂陶绍海曹酬陇泪鹰幻沤呀厕冬煮撵氛莽址幂嗡寞祷醒发孕肾幼掀谬卢膊醇撒坡洼戚仟厢堕疫争帧豆述徽拖份究瘪缩诛汗政茧溪瑰惦翻脯戳馆膊鸳满掏式雏霜抒脖阵挡饥九路戴屠示惟掘琶步柳砂畅孪铲烂捏音帅梦惧畦寄阶境芍蓄团看幻污译栈象固短易珍掘忆熙雕碱柒低南檄替议眩撬紧卑潭樱毖街润谩毛酮顽粥隋掖炎憋导鸥旬蠢蝎窿档棚厚讳晃藤章命距匪醚辆降妨啄慧见盘袱正痪呸曲纪僧篆政能未磨所王珐畸校尉统侗蛛团鱼孙喇司迈塔鹏悸戚孪事绍窟厘牙数矛饵辊忙奎镍介橡屿抢椒逃钵妈望矛广娜屠脆镀翅忆稼诱绚涂大立光股份有限公司產業分析指導老師薛琦教授__6640019廖崇志__6640020魏志峰__6640023鄧延俞目錄第1節光學元件產業概述
1.1光學元件產業
1.2光學材料與製程
1.3光學技術第2節產品供應鏈
2.1上游廠商
2.2台灣光學元件廠
2.3應用市場第3節大立光公司
3.1公司簡介
3.2管理經濟分析
3.3管理控制比
3.4結論參考文獻本文架構本文第一節先介紹光學元件產業的概況,以及在全球光學鏡片的用量,再將光學鏡片的類型分成細項來介紹,並介紹其材料與製程,此節的最後將介紹光學鏡片在後段製程需要用到的技術第二節以產品供應鏈作為主要架構,依序介紹光學元件廠的上中下游第三節則是本文重點,介紹大立光公司,並以管理經濟分析大立光公司以及管理控制比分析第1節光學元件產業概述
1.1光學元件產業近幾年來許多消費產品需要大量的用到照像功能,像是數位相機、照像手機等等,隨著照相功能的產品出貨量不斷的成長,進而帶動光學元件廠商跟著下游廠商一起快速的成長再加上技術的演進,量產光學元件變的比以往更加容易,製作光學元件的時間縮短、成本也開始下降,光學元件市場也就因此而蓬勃發展光學元件必須依照下游應用產品的要求來做設計、生產以及檢驗,所以在材料、尺寸等等都必須依造下游廠商的要求而做更改,因此沒有ㄧ種固定的標準產品可以應用在任何的下游的應用產品上在這樣的情況下,光學元件的廠商必須與下游廠商密切的配合光學元件產業的技術是靠長年經驗累積,加上人力素質及品質要求度均高於一般消費性電子產業所以在光學產業中人才更顯的重要,另外新廠的進入障礙高,加上供應鏈緊密的合作關係,使的光學產業有較高的門檻在加上下游應用產品的多樣性,讓光學廠商出現規模小而且家數多的情況,而各家公司有各自擅長的材料領域以及不同的產品線2006年全球約有一億台數位相機出貨,一台數位相機有五到九片塑膠或玻璃鏡片,而數位攝影機約有一千六百萬台生產,一台數位攝影機平均有十片鏡片之多,而照相式手機全年有五到六億台左右,每一台平均會用到五片鏡片,投影式電視約有一千台的量,會用到三到八片的鏡片 還有約有五億台之多的光碟機,每一台用到二到三鏡片,車用偵測攝影機,諸如後視用攝影系統,今年就有多達六千萬台之多,這些應用加起來就有多達五十五億片各式各樣的鏡片的用量如圖
1.2光學材料與製程光學元件依材質區分可以分成塑膠與玻璃和模造鏡片鏡片又分為球面與非球面,優缺點可由下圖表示玻璃鏡片塑膠鏡片產品價格高低品質精度較高較低量產較低可量產穩定較穩定不穩定耐溫較耐溫不耐溫應用市場高階低階製作非球面鏡片難易
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2.1塑膠光學元件中有些特定的部份只能仰賴塑膠材質,而無法用玻璃,尤其是類似於非球面鏡片的特殊外型的應用,玻璃製程上的限制讓你無法使用,通常玻璃製程中會經歷一系列的研磨和拋光的步驟,但是塑膠鏡片因為由模具射出成型的優點,所以可以一步到位,玻璃鏡片畢竟還是需要數道製造工法,所以較難於採用自動化量產技術,但是塑膠鏡片一旦製程調整完畢,大量塑膠射出製造的自動化生產就可輕易達成因為塑膠鏡片可以做出多樣化的外型,一片單一的塑膠鏡片甚至可以取代整個玻璃鏡片組系統,因此可以減少整體的重量,而且系統設計上也能加以由簡御繁,一個小巧而更經濟實惠的產品於焉誕生
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2.2玻璃鏡片玻璃鏡片在非常高精度需求時仍有其不可或缺的地位,原因是因為玻璃球面鏡片具有一些塑膠鏡片無法達到的優點,包括,高抗變形性、高抗高溫性,高抗濕性、硬度高擁有較佳表面抗刮性、折射率的範圍較大(
1.4∼
1.9),而塑膠的折射率僅有
1.4∼
1.6左右,在穿透率的部分,如果在玻璃上鍍上薄膜之後,穿透率可以達到
99.5%以上而這些優點卻剛好是塑膠鏡片無法達到的,由於材質的關係,塑膠無法長時間處於高溫及潮濕的環境,例如,目前塑膠鏡片材料還是難以克服攝氏100度以上的環境,而玻璃的熔點本來就高,所以,在高溫性的條件下,玻璃鏡片是有相當的優勢性當然,模造非球面玻璃也有一些問題點,除了前述的人工及高原材料成本外,如果要製作大尺寸的鏡片,直徑就很難超過於100mm
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2.3非球片鏡片受到光電應用產品走向輕、薄、短、小之發展趨勢,光學元件的設計也隨之往輕薄短小路線,使光電產品的光學系統設計考量上,開始運用非球面鏡片取代球面鏡片,使光學系統更加簡化另外,因應下游應用產品的價格下降趨勢,上游的光學元件也在成本的考量下,增加使用塑膠射出成形的鏡片、運用玻璃模造的非球面鏡片、或增加鍍膜的技術運用表格1弘邦光電、科博偉 對於數位相機或影像手機的鏡頭來說,鏡頭長度為DSC或影像手機厚度的關鍵之ㄧ由於DSC、投影機持續提高光學變焦的倍率,光學變焦倍率的提升將使鏡頭長度與體積同步增加,使變焦倍率與輕薄化不易兼顧,因此市場上提出非球面鏡片或運用高折射率的鏡片來解決此一問題另外,由於球面鏡片往往會有球面像差的問題產生,因此過去光學鏡頭的設計需增加多片鏡片來校正球面像差(Distortion),造成變焦鏡頭的成本與鏡頭體積的增加,運用非球面鏡片除可校正像差問題外,並可運用一片非球面鏡片來取代數片球面鏡片,來達到降低成本與產品輕巧化的需求
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2.4非球面透鏡材質與製作方式塑膠製造過程塑膠透鏡可以利用精密車削法及射出成形法來製作在少量生產或製作Prototype的情況下,鏡頭組業者並不會考慮開模生產,所以,一般在這樣的情況下,都是以精密車削法來生產或製作出所需的塑膠非球面透鏡 如果是大量生產時,就會利用射出成形來製作,而模仁材料的部分大多是使用高硬度鋼材,或在高硬度鋼上披覆鎳層如果,鋼材沒有披覆鎳層就必須利用研磨的方式製作模仁,但是目前比較少業者採用這樣的方式以台灣來說,大多都是使用車削的方式製作非球面鏡片,因為利用車削的方式,生產速度較快,而且生產出來鏡片的精準度較佳生產塑膠鏡片有三個基本的步驟,首先是設計和製造模具,我們採用鑽石切削(diamondturning)來做模具,除了有高度精密等級之外,還能讓模具本身符合各式設計所需要的精密度,這對於一模多穴式(multi-c__ity)的模具是一個不可或缺的條件,因為每一片單一的鏡片在大量量產中需要保持精密度的一致性 第二個步驟是塑膠射出和加壓成形的步驟,對於不同鏡片個別需求,這個步驟需要非常小心的導入,第三步通常是表面度膜的步驟,大部份的光學元件都需要防止反光或反光度膜,這是配合一種非常薄又非常脆弱柔軟的塗佈材料的技術,是一種非常具有挑戰的工法我們非旦在不同的個別工序有深入的製造經驗,而且在不同工法之間的整合上,猶有特殊的經驗,讓整個製造過程呈現出順暢精細的節奏,這是其他競爭對手所難以望其項背的優勢玻璃製造過程 玻璃透鏡的製作,分為精密研磨法和磨造成形法精密研磨法是必須利用超精密__機或非球面研磨機來製作,最後再經過非球面拋光製程,但此做法的缺點是在量產性相當低,而且對於技術人員的要求比較高 如果要求高量產性的話,就必須採用模造成形法,目前常用的模仁的材質有碳化鎢和碳化矽,由於利用碳化鎢和碳化矽來製作模仁材料,需要在模仁表面上塗上一層離形膜,以提高模仁的壽命所以,目前__有些研究部門已經開始利用陶瓷材料來製作模仁,以便降低玻璃材料黏著在模仁表面的機會 複合透鏡的製作是利用球面玻璃透鏡+樹指,但是隨著非球面玻璃鏡片生產能力的強化,進而降低成本之後,預估在未來複合透鏡的產量將會愈來愈少因為,複合透鏡是需要經過球面玻璃透鏡的研磨再加上一層樹指,所以複合透鏡單價也是相當的高,而且量產性也不比塑膠鏡片高,因此研判產量將會逐年減少
1.3光學技術非球面玻璃鏡片生產的技術包括了鍍膜技術、精密量測技術、精密模仁製程技術、精密模具設計技術、鏡片誤差補償技術、非球面玻璃鏡片模造技術
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3.1離形膜的技術將會影響到模仁的使用壽命精密模具設計技術部分雖然非球面玻璃鏡片的模具不像塑膠射出的模具那樣複雜,但是,精度的要求卻比塑膠射出模具高出許多,也就是說,非球面玻璃鏡片生產模具的設計或許不是關鍵,但是模具的__卻是最主要的關鍵點模仁__技術方面對於非球面玻璃鏡片的精密度有著相當重要的關係,因為模仁做的不好,所生產出來的玻璃鏡片的精度絕對不佳也就是說,生產出來的玻璃鏡片精密度有80%的影響是來自於模仁目前製造玻璃的模仁,表面上是需要披覆一層膜層,膜層品質的良劣將會直接影響到模仁的壽命,如果模仁壽命不長,將會直接增加到鏡片的生產成本玻璃模仁與塑膠模仁的合金膜層在製程上有些差異,塑膠模仁在尚未進行超精密__之前,就會披覆上合金膜層,塑膠射出用模仁的膜層厚度大約在200∼300微米左右而玻璃模造用模仁是先利用超精密__,完成所需的模仁曲面形狀之後再披覆合金膜層,合金膜層的厚度大多都是小於1微米以下,如果合金膜層的厚度太厚時,將會影響到已__完成的曲面形狀精度目前,模造溫度在500℃以上的話,大多是使用貴金屬膜,利用濺鍍的方式將貴金屬的靶材鍍在模仁的表面,貴金屬膜層優點是,有較佳的耐熱性,而可選用的靶材也較多,包括Pt(白金)、Ir(銥)、Re(錸)、Rh(銠)等材質,而膜層的壽命也比較長,不過,濺鍍貴金屬的製程較為複雜,在膜層損傷時,需要重新研磨模仁曲面部分,而靶材的成本也是較昂貴
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3.2生產非球面玻璃用模仁的關鍵技術其實模仁__的重點在於__機的選擇及參數的選用目前,如果以車削方式製作塑膠射出用模仁,只要__機達到一定的精度,就可以做到相當好的品質的模仁,但是如果是製作非球面玻璃的生產模仁,那麼__機的選用就會變的相對的重要,如果__機選擇錯誤的話,那麼生產出來的模仁精度就會顯得不理想而工具技術方面也是影響到模仁精密的要素,例如,所選用砂輪的粒度及結合度等等這些都是必須要一一的考量模仁的材料目前大多為碳化鎢和碳化矽,如果碳化鎢、碳化矽的緻密性不很高的話,那麼所生產研削出來的表面粗度就會不好,那麼去做離形膜鍍膜時,就會影響膜的披覆性一般來說,研磨非球面玻璃模仁的時間要比塑膠透鏡模仁長2∼3倍,所以,在溫度或環境控制不佳的情況下,很難做出高品質的鏡片模仁目前,非球面模仁__方式共有垂直軸、斜軸研磨方式、水平軸+B軸研磨方式以及單晶鑽石切削垂直軸、斜軸研磨方式,是較被常用的的一種磨削方式,在R值比較大的時候,可以利用垂直軸做研削但是,當非球面玻璃應用在手機上時,每一個手機鏡片的直徑及曲率都相當小,這樣的情況下就必須使用斜軸研磨方式,才有可能研磨出所需的模仁形狀而使用水平軸+B軸研磨方式來生產模仁,可以達到相當高的精度,而單晶鑽石切削多應用在塑膠透鏡的模仁
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3.3鏡片量測能力是相當重要的一個關鍵在鏡片誤差補償技術方面,也是影響鏡片生產成本的因素之一,技術經驗較佳的業者,在鏡片生產出來之後,只要做一次鏡片誤差補償就可以達到要求,但是如果技術經驗較弱,或許在鏡片生產出來之後,做了
2、3次的鏡片誤差補償都還無法達到鏡片的精確性是否有精密量測能力,是對於鏡片開發及生產時相當重要的一個關鍵,因為目前鏡片的角度愈來愈大,當鏡片是一個大角度的時候,要如何去量測出真實的精度是相當重要的
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3.4鏡片偏心量檢測的困難設計光學系統最困擾的問題是,增加鏡頭畫質的同時,鏡片的外徑也隨著變大,造成鏡片外徑變大主要原因,是為了要完全補正角度偏差,所以必須增加鏡片的口徑由於這種鏡頭的設計難度相當高,所以除非改用非球面鏡片,否則幾乎不可能達成目標雖然非球面鏡片可以獲得鏡頭輕巧小型化的效益,不過非球面鏡片本身的製作非常困難不論是設計或是製作都會面臨「偏心」問題,以往鏡片的偏心取決於鏡片單體的取心__精度,及鏡筒內徑__精度造成的嵌合組裝精度基於提高__設備精度,以及精度管理上經濟量產性等考量,一般認為鏡片框架的基準軸與鏡片的光軸,兩者的平行偏芯量__精度極限大約是10μm左右,因此必須利用更精準的量測設備以調整光軸,已經成為組裝相機鏡頭時不可或缺的工具基本上必須具備可以高精度檢測偏芯量、可以微量移動鏡片,及可精確固定微調後的鏡片常用的偏芯量檢測方法可以分成反射式以及穿透式
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3.5反射式檢測方法反射式檢測方法是針對鏡片框架的基準軸,求出該鏡面的絕對偏芯量為了補正鏡片框架的基準直徑中心與鏡片R1接觸面的機械軸__誤差,加上檢測時必須個別旋轉被測物,所以鏡片R2與鏡片框架的基準軸之間的相對位置,基本上是取決鏡片框架的__精度此外為獲得高精度R1與R2相對位置,所以必須分別量測度R1與R
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3.6穿透式檢測方法穿透式檢測方法是觀測光線穿透待測光學元件R1與R2之後的任意面,因此理論上可以有效檢測兩鏡片的相對光軸偏移量在過去,鏡片的大小並非規格上的重要議題,但是隨著照相產品設備愈來愈要求輕薄短小的外觀下,鏡片的直徑和厚度也就相對的被要求的更小,而相對的因為鏡片的直徑和厚度變小,可容許的偏心誤差就會變的更嚴謹第2節產品供應鏈大立光屬於光學元件產業、主要生產手機鏡頭,而下階段進軍生醫光電目前主要產品包括行動電話/NB鏡頭、WebCam鏡頭、汔車用鏡頭、相機鏡頭、掃瞄器鏡頭產業別產品光學材料上游產業光學玻璃業光學玻璃塊、玻璃毛胚光學塑膠業PC、CR-
39、PM__等塑膠粒光學元件中游產業光學元件業透鏡、稜鏡、面鏡、濾光片、各式鏡頭光學應用產品下游產業傳統光學器材眼鏡、照相機、望遠鏡、顯微鏡、幻燈機、車燈傳統影像產品影印機、傳真機、攝影機消費性數位影像產品數位相機、數位攝影機、投影機、影像手機消費性光學儲存產品CD播放機、DVD播放機電腦週邊數位影像產品雷射印表機、影像掃描器、PCCamera、DataProjector電腦週邊光學儲存設備CD-RW/ROMDrive、DVD-ROMDrive光學儀器業分光計、分光光譜儀、干涉儀量測儀器業測距儀、經緯儀、視距儀醫療、工業、商業用品醫療雷射、雷射__機、條碼掃描器其他曝光設備、紫外線硬化設備、照明裝置、軍用夜視鏡週邊相關產業鍍膜材料業、鍍膜設備業、真空設備業、研磨材料業、研磨設備業、模具製造業、成型設備業、檢驗設備業、照相器材業、照相沖洗業表格2資料來源PIDA
2.1上游廠商光學材料分為玻璃與塑膠兩種材質,光學塑膠材料我國生產不多,同時光學元件廠習慣以進口的光學塑膠材料為主;我國光學玻璃材料廠商,目前有台資的聯
一、日資的保谷HOYA、小原OHARA三家公司隨著玻璃光學鏡片的產量增加,對玻璃毛胚的需求也越來越大,但國內的供應來源一直被日商壟斷,例如Kyo__ra、Sumita等,以長遠的眼光來看,我國有自己發展的必要在產品的生產流程上,光學產業的原料供給相對單純,主要是玻璃毛胚與光學塑膠粒兩種大立光公司在台灣部分,目前80%左右的原料由__進口,大陸地區的光學毛胚則可以在當地採購,而光學塑膠粒亦由__進口
2.2台灣光學元件廠 大立光鏡頭、鏡片之設計、製造、__及買賣,前項產品之委託__,各種倍數之望遠鏡、攝錄影機和照相機、單雙眼望遠鏡、傳真機、顯徵鏡、掃描器、數倍信號讀取機及鏡片、及鏡片、鏡頭及其他鏡片之設計與買賣、模具製造、生產亞洲光學亞光在大陸的東莞廠區,是全球最大光學元件製造工廠,光學鏡片月產量超過1仟萬片以上平均全球每八個鏡片,就有一個來自亞光主要產品為精密光學元組件︰包括各式光學鏡片透鏡、稜鏡、平面鏡、濾光片、非球面玻璃模造鏡片、塑膠鏡片等,各式光學鏡頭數位相機鏡頭、照相手機鏡頭、投影機鏡頭、掃瞄器鏡頭等,雷射產品雷射測距儀、雷射高倍率數位望遠鏡、水平儀、顯微鏡、雷射呎等,數位相機,生產方式從OEM到ODM均有能力今國光光學鏡頭專業製造廠,生產高精密的產品例如照相機之伸縮鏡頭、數位相機鏡頭、掃瞄器鏡頭、液晶投影器鏡頭
2.3各式光學鏡頭元件的應用市場分析光學元件的市場成長主要依據各光學產品的市場需求狀況,以下針對光學元件的應用市場與以分析
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3.1應用於手機市場 現在一般手機大多配備照相功能,而手機是隨身攜帶的產品,因此輕薄短小是設計的重點,而手機加入光學鏡頭時設計必須考慮如何在取像模組的狹小空間中,設計並嵌入鏡頭,而鏡頭又必須具備短距離成像的能力,因此影像手機鏡頭的跨入具有一定的門檻雖然影像感測器的日趨縮小化減輕了鏡頭的口徑與短距離成像的壓力,然而鏡頭的精密度亦同時提升,所以影像手機的鏡頭與鏡片都必須針對特定的取像模組裡的環境條件,做設計和製作 2004年影像手機的市場主流為30萬畫素,其鏡頭片大多使用塑膠鏡片,百萬畫素比重將可望逐漸提升,預期玻璃鏡片的運用比重將明顯的提升,但基於輕薄短小的考量,整組的玻璃鏡片中,預期穿插非球面模造玻璃鏡片比重將有機會提升整體來看,運用GMP來取代部分塑膠或玻璃鏡片(1片非球面玻璃鏡片將可取代2-3片球面鏡片),將可以同時達到輕量化及降低廠商成本的目標
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3.2DSC的應用市場非球面鏡片逐漸走向機械製程輕巧小型推動取相元件細微化 最近幾年隨著數位相機取像元件的高畫素化、積體微小化,使得畫素間距(pitch)變得非常微細,整體解析度有可能超越傳統相機 輕巧小型的數位相機取相元件,對角尺寸只有1/
1.8英吋甚至於1/
2.7英吋,相較之下傳統35mm相機的底片對角尺寸高達
43.3mm,因此數位相機的鏡頭焦距比傳統相機小,此外數位相機若欲獲得傳統相機同等級的畫質時,它的取像元件會變得極端微細 一般論及高性能玻璃鏡片,立刻會浮現高解析度的既定觀念,然而利用光學LPF去除高頻波的數位相機,並不需要特殊的解析度,單靠解析度並無法充分發揮數位相機的光學系統特性,如何在影像清晰度與解析度之間取得平衡,才是數位相機攝影鏡頭高性能化的設計重點 小型數位相機主要訴求是輕巧攜帶方便,因此如何同時獲得小型、高性能成為相機鏡頭的設計重點,如果只是單純追求鏡頭高性能化,通常只要增加鏡片數量就可以,不過如此一來卻無法確保輕巧小型另一項目標,如果任意減少片數量的話,必須放寬對性能具有重大影響的各鏡片群的power(焦距的逆數)其結果經常造成鏡頭體積變大等問題,因此必須針對造成光學系統外形變大的部位,進行重點性的小型化改善,具體方法是改用模造成形的凹凸形狀非球面玻璃鏡片 數位相機光學系統的取像元件間距非常狹窄而焦點深度又很淺,加上光學性能涵蓋高頻領域,因此製作上的困難度相當高,量產時除了需提高元件製作精度外,組立工程上各重點部位則需作高精度的調整作業,這些問題在光學系統設計階段都需納入考量,藉此使製作誤差的影響降至最低限度 為達成數位相機小型化目的,通常會強化各鏡片群的能力,如此一來卻造成光學系統的敏感度增加,即使是微小的製作誤差,都有可能因為偏芯造成對最終的光學性能產生不良影響,因此必須藉助設計技巧與經驗減低上述問題 種種因素的考量,例如畫素愈來愈高,鏡頭要求愈來愈短,就因應產生對於非球面玻璃鏡片的需求,以目前鏡片的成本來說,非球面玻璃鏡片的成本是最高的,但還是有市場高度的需求潛力,而且是逐步在成長當中,以非球面玻璃鏡片的製程技術來說,如果是用傳統研磨的方式,要製作出非球面的玻璃鏡片,難度是相當的高,可能要培養一個製程師傅,經歷10∼20年的功力,才有可能製作出一個比較精密的非球面玻璃鏡片,但是如果以玻璃模造製程來說的話,一個技術人員的養成大概只需要3∼5年就可製作出一個相當精準的非球面玻璃鏡片,而且也可以達到高生產性的目標 另外,由於DSC產業的競爭壓力,使日系其他廠商Olympus、Fujifilm、Pentax等廠商相繼釋出代工訂單給國內的亞光、普立爾等廠商,近一步帶動兩家公司的營運成長在國內DSC出貨上揚帶動下,光學元件廠今年業績仍將穩定的成長 數位相機市場,其主流畫素已經提升至4~5百萬畫素,而8百萬畫素的產品的機種也已上市過去大多數機型都停留在3倍光學變焦的水平,DSC廠商為追求差異化及更高階的機種上市,未來必將相繼推出更高倍率的變焦產品目前數位相機用鏡頭的主要供應商仍以__及德國為主,德國廠商以Leica與Zeiss為主力,__廠商則有Kyo__ra、Olympus、Fujifilm、Tamron等廠商,美國廠商則以Kodak為主
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3.3投影機市場的應用 投影顯像的技術大致可分穿透式與反射式兩類,前者是以高溫多晶矽High-TempPolySilicon,HTPS微型液晶面板或是非晶矽α-Si液晶面板為光調變元件,後者則是以DMDDigitalMicro-mirrorDevi__、LCoS、GLVGratingLightValve等為調變元件目前市場上的主流技術為三片式HTPSLCD穿透式投影,和DMD單片式反射式DLP投影,LCoS是被期待成為另一個主流的技術,而GLV則還在開發的階段 投影機依其投影技術與設計之不同,而有不同的光學元件,不過,投影鏡頭則為最關鍵的元件投影鏡頭的作用為將LCD面板放大成像於螢幕上,直接影響成像的品質投影鏡頭有前投影與背投影之分,背投影鏡頭的主要規格需求為定焦、廣角、低失真Distortion、低漸暈Vignetting等;前投影鏡頭又有變焦Zoom與定焦FixedFocus之分,變焦鏡頭可以在固定的投影位置上從改變鏡頭的焦距來改變投影的尺寸,定焦鏡頭則須移動投影機的位置來改變影像的大小,使用上比較不方便市面上的投影機大都配備變焦鏡頭,即使低價位的機種,也有採用變焦鏡頭的趨勢
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3.4光學元件使用量最大的光碟機市場概況 光碟機與先前介紹的各種影像產品所不同之處,在於光碟機裡的光學元件不是以呈現精緻的影像為目的,而是在處理雷射光的訊號和途徑,講究較高的數值孔徑以鑑別光碟片上的記號過去光碟機裡的光學讀取頭所用的光學鏡片小巧且種類繁多,但在光學讀取頭薄型化的趨勢下,使光學元件數目必須減少及提高精度,另外,由於光儲存裝置的產品價格持續下滑,間接壓縮目前各類型的光學讀取頭的售價,廠商為維持產品的毛利率,因此在光學元件的選擇上朝向簡單,低成本的趨勢發展,其中又以降低系統元件之使用數量、及使用成本較低且適合大量生產之塑膠鏡片替代玻璃鏡片等為主 全球生產各類型的光學讀取頭的廠商超過20家,而各家皆有許多產品線生產,其中薄型光碟機用讀取頭技術進入門檻較高,因此廠商較少,另外,記錄型DVD光學讀取頭的市場則是下波產業的重心所在目前光儲存用光學元件的市場多集中在__廠商手中,主要原因是在於光學讀取頭系統設計與量產技術門檻高,且廠商集中以__廠商為主,因此對於屬於讀取頭上游的光學廠商而言,市場以供應__廠商為主,而產品的供需變化隨著光學讀取頭廠商的產品發展策略而變 光學讀取頭所需的光學元件有物鏡、準直鏡、感測器透鏡、偏極化菱鏡,及繞射光柵等目前光儲存之光學元件市場以物鏡以及繞設光柵為最大宗,其市場量約略等於光儲存產品的全球市場量此外其餘光學元件的市場量則因光學讀取頭的規格不同而有所差異,以下為光儲存用之光學元件之全球市場發展趨勢 半高型光碟機主要是以PC搭售,或者消費者買單機直接安裝在Desktop裡面,因此PC出貨量與半高型光碟機出貨成長率相關性高,薄型光碟機主要是以搭配NB,單獨購買薄型光碟機的機率相當低,因此NB出貨量與薄型光碟機出貨成長率相關性高第3節大立光公司
3.1公司簡介大立的產品涵蓋光學玻璃與光學塑膠兩大領域,其中又以光學塑膠領域為主,是目前為全球主要的非球面鏡片生產商,其產品應用在數位相機、掃描器、手機、投影機與其他光學原件大立成立以來,持續在光學產業的中游,即鏡頭、鏡片與觀景窗等領域深耕,專注於核心能力以及快速反應與研發能力,則是大立競爭力的根本大立自1999年起連續五年年獲利都超過一個資本額,其營運與獲利表現深獲市場肯定大立在1991年成功量產塑膠非球面鏡片且在光學塑膠核心技術所有突破之後,大立很快就接到大量的訂單,包括來自掃描器大廠、傳統相機等預期到未來市場的快速成長,大立開始展開全球布局,1994年在深圳,之後在東莞及蘇州等地的亦陸續設廠,而台灣的工廠規模也持續成長大立在中國大陸與台灣採取了不同的分工模式,其中以人力為主的製造過程移到大陸,而需要用超精密自動化設備的製程則留在台灣,除了工程師素質相當優越,大立多年來所建立的嚴謹的德國式管理作風和累積的技術能力,也非大陸工廠短期內可以複製的現階段所有的研發機能都集中在台灣,台灣所雇用的勞動力亦以技術密集人力為主就產品的銷售面而言,所有產品多是直接或間接外銷,因此大陸與台灣的產能可以相互搭配,以符合客戶需求1998年開始,數位相機快速興起,帶給光學產業相當大的衝擊,卻也讓大立有掌握數位科技的契機1998年為跨足數位相機領域,大立首先轉投資大陽科技以便掌握下游,之後陸續開發了一系列數位相機的相關產品基本上,要求輕薄短小的數位相機,對光學塑膠鏡頭的接受度很高,而低成本更是光學塑膠產品的優勢,因此隨著數位相機市場日益成長,不僅帶動另一波市場的需求,也使大立有更大的競爭優勢,對於大立的發展有著關鍵性的影響與傳統光學領域最大的差異在於,數位產品的生命週期甚短,這也使得大立體認到,速度競爭是此一階段競爭力的關鍵而由於掌握了核心技術,大立推出新產品及應用新技術的速度優於同業在此一階段,大立廣泛發展各種相關產品,例如變焦觀景窗、變焦鏡頭、應用於投影機及掃描器的光學元件,乃至於後期應用在手機上的數位相機鏡頭等為了掌握新技術、產品與市場,大立1998年赴美國投資,未來大立還會進一步開發背投影領域的LCOS(單晶矽液晶顯示)的鏡頭模組和環保性光學產品,乃至於其他更高階的產品
3.2管理經濟分析
3.
2.1管理者的偏好大立光相當強調技術的自主性,不做代工,不依賴由客戶或國外大廠提供技術,堅持深耕核心技術大立光電董事長林耀英始終堅持自有技術、自有資金雖然自行開發技術的過程辛苦且漫長,但在光學產業中,技術與經驗是要逐漸累積的,堅持技術的__性才能有長期的發展林耀英樂觀地表示,「依賴別人相當辛苦,因為會受制於別人,不能隨心所欲地做,自己開發雖然速度慢,但是20年來卻是相當紮實」
3.
2.2效率再生產玻璃光學鏡片的時候,需要用到的模仁是比較特殊的,因為玻璃模造需要在高溫下進行,在製作ㄧ片光學鏡片的時候,需要加溫至五百到六百度,然後再降溫,這樣反覆製作,所以一套模仁有其耐用的次數,所以模仁的材料如果不夠耐熱衝擊的話,就容易導致脆化裂化,模仁的壽命也就會減少換句話說,如果廠商能夠製造出一個可以很耐用的模仁,在量產鏡片的時候就不必更換模仁,生產的效率較高,所省下的成本也會比較多,所以模仁的壽命就是很重要的關鍵為什麼說這個地方可以有生產效率呢?因為光學元件是客製化的一個產業,所有的規格都必須依照下游廠商的規格、尺寸來做調整,客戶的訂單如果很少,一個模仁用完以後就必須報廢掉,因為通常不會有一模一樣的產品出現如果同樣依套模仁,但是訂單的數量不同,將會很明顯的影響到產品的單位成本,所以在這個地方,模仁改善是具有生產效率的至於為什麼要在這裡討論生產效率呢?因為生產效率可以帶來很大的成本優勢,如果可以掌握到這項要領,在單位成本上會有大幅的改善,當然利潤就會比較高,所以未來可以專注的研發好的模仁,甚至取得專利另一方面,有另一種生產效率,就是機器的熟析度舉個例子來說,玻璃靠研磨,塑膠則是靠高階的塑膠射出成形機器幾年以前大立的總經理前往__採購這種機器,而這種超高精密(UPL)非球面塑膠玻璃射出成形機,別說是台灣人,連__公司都要調整很久,要設定許多的參數才能調出要做的產品和良率,如果ㄧ個參數調錯,不僅僅浪費掉時間,更浪費掉已經生產的材料,這樣會使良率降低,生產成本也就會提高而總經理就待再那台機器旁邊待了一個多月,把整台機器的參數設定都摸熟,什麼材料和什麼樣的設計結合需要用到何種參數都搞的ㄧ清二楚,這樣熟析這台機器以後,許多不同的訂單近來都不必再多浪費時間多浪費原料去調整機器重點還是因為此產業是客製化的,所以能快速的反應多變的產品是具有生產效率的,以經濟學的方式來說,就是學習效果也具有外溢效果,將與
3.
2.3的技術ㄧ同說明
3.
2.3技術技術的取得有很多種,有從做中學學習效果、從看中學、直接外人投資的技術移轉、併購其他廠商等等,之前敘述管理者的偏好中很清楚的可以知道大立光取得技術的方式是用第一種;從做中學在添購新的設備與新的軟體時,大立光的管理者都要求員工依不一腳印,堅持走自己的核心技術,雖然這樣地方式好像技術發展不是很快,不像亞光採用技術移轉來的方便但是,大立光從做中學而取得的技術也是不容小覷的光學元件這種__的過程中,勞力也佔了一大部分,而勞工的經驗也就是非常的重要,要培養一個老師傅級的人才更是不容易,須要耗掉許多的時間一個缺乏經驗的勞工,可能會讓產品的良率下降,因為光學產品需要精確的準度,而且在這種很小的產品中只要一個不小心,可能產品就不能用了,所以ㄧ個熟練的勞工,可以讓產品的良率提高,進而就使的成本下降在這個過程中,學習效果就是其中的關鍵,學習效果有三種,第一種是影響企業內部生產成本的內部學習效果,第二種是具有外溢至其他廠商或是整個產業的外部學習效果,第三種也是具有外溢的特性,但是對象是新世代的產品上ㄧ節討論的生產效率在此具有第三種學習效果,在一個世代的產品做熟了以後,一個生澀的工程師也就會慢慢的成長,在設定參數等等也就更為成熟,所以在接下一張訂單或是製作下一種產品時,這個工程師會更加的熟練,所以這種學習效果是具有跨期、跨代產品的外溢特徵,當然,越做越熟自然良率提高,成本也就下來了,所以在此我們能夠發現光學元件產業的技術不只來自於精密的設備,更重要的是人才的培育
3.3管理控制比雖然經濟分析中,管理者的目標不一定只是追求利潤的極大,但是在管理控制比分析中主要還是探討利潤淨值比的極大以下就管理控制比對大立光與亞光進行分析比較大立光如圖
3.1所示,大立光的利潤淨值比是逐步上升,單從數字上來看的話,主要原因在於92年大立光擴廠之後,利潤開始大幅的提升,而這些利潤大部分都流向保留盈餘,保留盈餘算在股東權益IE裡面,所以PROF與IE同時提高,但是PROF提高的比例高於IE提高的比例,導致整項PROF/IE是逐漸上升的,只有在93年度是下降的,因為在當年度利潤較92年下降,主要是在成本提高以及研發、銷售費用較高而收入卻未能提高的緣故亞光由圖
3.1我們可以到亞洲光學的利潤淨值比呈現逐年遞減的情形,但是此一遞減的現象並不表示亞光的獲利或經營產生了問題,到底是什麼造成資產淨值比有逐年下降的趨勢這是值得我們好好研究的一個問題圖
3.1自行整理但是影響到這項變數的原因還有很多,在管理控制比中包含五個項目,接下來將逐一分析各個項目對利潤淨值比的影響大立光1單位獲利對利潤淨值比的影響首先利潤淨值比可以拆解成兩項Prof利潤營業毛利:以90年為基期指數化IE資產淨值股東權益合計以90年為基期指數化PO產出以productionmix製作上式右邊的第一項可以看作事單位利潤,也就是每單位產品可以創造出的利潤,雖然資料經過處理之後並不能代表真的單位獲利,但是可以基期作為觀察點去探討接續幾年單位利潤變動的情況而加以分析單位獲利單位指數化年度大立prof/po亞光prof/po大立prof/ie亞光prof/ie9010010010010091138811189492124123141789347731207694211001497195169920858圖
3.2自行整理大立光的prof/po先升後降,這意味著單位利潤的下降因為在92年後光學元件的價格開始下跌,再加上92年後大立光積極擴廠,使的產量在接續幾年大量的提升,所以prof/po是下降的,可是我們從圖
3.2中可以知道雖然單位利潤不段的下降,但是其利潤淨值比卻是不斷的上升,表示單位利潤的下降並不會嚴重的影響到廠商的獲利,也有可能是因為薄利多銷的關係反而更能創造利潤,或者是有其他更重要的因素影響著利潤淨值比2財務結構對產出淨值比的影響上式第二項可以拆解為IT總投資負債及股東權益合計IE/IT財務結構從公式中可以知道財務結構與PO/IE成反向變動,大立光的財務結構很穩定,其負債所佔的比例只有十幾個百分比,所以可以知道大立的利息支出很少,大部分都用自有資金IE佔IT的比例都維持在8成以上,所以在此PO/IE的變動不是因為財務結構改變而造成圖
3.3顯示PO/IE大幅的提高,是因為PO在92年擴廠以後呈現__性的成長所致財務結構ie/it單位%年度大立po/ie亞光po/ie大立ie/it亞光ie/it9010010085489186117874392___6381419325410588509470371836295132059__66圖三自行整理3固定投資對PO/IT的影響上式的第一項可以拆解為IF固定投資固定投資淨額IF/IT固定投資佔總投資比大立光的IF/IT逐年上升,因為在生產光學元件時需要精密的機器設備,而且在92~95年又不斷的擴廠,我們可以知道PO/IT會大幅上升的主要原因就是大立光每一年都不斷的投資機器設備當然我們也可以反過來想,這意味著他的折舊費用也一定會逐年上升,未來的獲利也必然會受到大量折舊的影響而降低如圖四所示,PO會大量上升的原因就在於大立光每年在賺錢後,還會一直把賺的錢拿去做投資,從財務報表上的原始資料來看,大立光在95年的合併報表中固定投資未扣除折舊高達54億另外,除了財務結構會影響到PO/IT之外,還有PO/IF這項PO/IF可以分為CAP產能指數化PO/CAP設備利用度指數化因為拿90年當做基期,所以超過100並不代表產出超過產能CAP/IF固定投資生產力指數化由圖五我們可以很清楚的知道大立光的設備利用率是較為穩定,只有在
94、95年有稍微的提升,所以PO/IF的上升只有一部份是因為設備利用度的提高PO/IF上升最主要的原因是固定投資生產力大幅提高所致而在90到92年PO/IF下降則是因為大立光的設備利用度下降的關係固定投資if/it單位%年度大立po/it亞光po/it大立if/it亞光if/it901001002134918710423319210854312293263110423294680914432951370823931圖四自行整理PO/IFpo/ifpo/capcap/if901001001009181641269274441689313463215943281292559576497791圖五自行整理4合併討論對利潤淨值比的影響綜合以上的討論可以得到利潤淨值比受到五個項目的影響,分別為’單位利潤’、’設備利用度’、’固定投資生產力’、’固定投資佔總投資比’、’財務結構’年度prof/ieprof/popo/capcap/ifIF/ITie/it901001001001002110091118138641262310292141124441683195931204763215421039414921129255449795208169779139104變動率90~
9118.
3537.68-
35.
9025.
828.
211.5391~
9219.21-
9.76-
31.
0633.
7134.37-
6.2592~93-
15.25-
62.
0941.
6827.
6534.
388.7293~
9424.26-
55.
16106.
0118.
595.92-
6.6194~
9539.96-
25.44-
25.
11210.49-
13.
327.38表
3.6自行整理從表
3.6中我們可以知道PROF/IE的變動主要還是來自於’固定投資生產力’,只有在92~93年間單位利潤下降的過多造成PROF/IE的變動呈現負值由此我們可以猜測大立光的機具設備投資決策是造成獲利的主因因為大立光的主要產品是相機的鏡頭,所用的原料大部分是用塑膠,塑膠鏡片的特色就是比起玻璃還要可以量產,所以機具設備的購買會讓產能在短時間內大幅的擴張,只是當產量大幅的降低後可能帶來的副作用就是價格會被壓低,造成單位利潤的下跌4股價與利潤淨值比的關係從圖六中我們可以看到PROF/IE與股價呈現同樣呈現上升的趨勢,只有在94年股價上升的遠比利潤淨值比上升的多,很有可能是股價被高估,等合併分析時在做深入探討圖六自行整理亞光由圖
3.2中我們可以看到亞洲光學的利潤淨值比呈現逐年遞減的情形但是單位利潤與產出淨值比都呈現波動的情形,因此光由此分解似乎還無法看出造成亞光資產淨值比逐年遞減的主因,所以我們再深入去探討造成單位利潤與產出淨值波動的因素 由圖
3.3我們可發現淨值總投資比的逐年上升與利潤淨值比逐年下降的原因似乎有較類似的走勢,而從原始財報中我們可以得知亞洲光學總投資的部分依舊逐年有所成長,但是股東權益成長更為快速,因此造成淨值總投資比下降的主因為股東權益的大量成長,換句話說造成利潤淨值比下降的原因就是亞光這幾年由於光學市場的擴大,市場對光學元件的需求也增加,所以這幾年亞洲光學的獲利也是相對的增加 此外亞光每年的單位利潤都有不同的起伏變化,而單位利潤又可細分為單位收入減單位成本,從而去觀察原始資料的總收入與總成本,但發現他們卻是相當穩定的逐年增加,因此能造成單位利潤波動的原因只剩下產出量,而當我們去觀察亞光的產品組合時也確實發現隨著每一年市場上對於光學元件不同的需求,也因此亞光每年的產品組合及產出量會有較大的變化,連帶著產出淨值比也是呈現波動的情形圖
3.7自行整理 接著我們看到圖
3.7利潤淨值比與歷年亞光股價的趨勢可以說是呈現一個相反的走勢,而這情形正如上所分析,會造成利潤淨值比下降的主因是亞光從92年之後陸續有大量的現金增資及盈餘轉增資,使的流通在外的股數增加造成股東權益上升的幅度大於利潤的增加,因次才會有利潤淨值比逐漸降低的趨勢,但在股票市場上而言,亞光每年的獲利都是正成長所以現金增資對投資人而言是一個預期正向的消息,故隨著亞光的增資也造成股價的上漲,而這也正是令利潤淨值比與股價呈反向走勢的主因合併分析1管理控制比的比較在光學產業中,因為產品是客製化,所以產品都是不一樣的,因此每一家廠商的結構都很可能有極大的不同,在這個產業中也出現規模小且很多的情況,呈現獨占性競爭的情況大立光專注於塑膠鏡片,而亞光則較偏向於玻璃鏡片,玻璃鏡片因為量產不易,所以在很多項目上,亞光較為穩定,而大立光則是因為產量暴增的關係,讓很多項目都跟著一起改變年度prof/ieprof/popo/capcap/ifIF/ITie/it大立光-901001001001002110091118138641262310292141124441683195931204763215421039414921129255449795208169779139104亞光-901001001001003410091948111210031__9278123948822849376731001183210594711001108732129955899959531138表7自行整理但是在IF/IT中,雖然兩家公司的比例都變動不大,但是實際上亞光的固定投資是遠高於大立光的,可能是因為製作的機具設備不同緣故,也因為固定投資金額很高,亞光的財務結構也因此較大立光來的差,亞光用負債去做固定投資,但是因為後來利潤轉為盈餘的關係,所以財務結構有獲得改善2股價比與PROF/IE比接下來用股價比與PROF/IE比來做交叉分析,探討是不是有哪一家的股價是異常的現象股價比是用大立光的股價指數除上亞光的股價指數,而PROF/IE比是用大立光的PROF/IE指數除上亞光的PROF/IE指數,就常理來看,股價比與PROF/IE比應該通常是呈現等比例的變動,但是在圖
3.8中我們可以看到在94年股價比突然高過PROF/IE比,呈現交叉的現象,探究其原因是大立光股價異常的高,所以我們可以知道,大立光的股價在94年是被高估的 年度prof/ie股價指數大立光901001009111813892141193931201569414949195208334亞光9010010091941109278156937617594711529558145圖
3.8自行整理註管理控制比中有生產力分析,但是因為在財務報表中沒有辦法知道這__時實際的總成本是多少,並且無法得知原料用量與原料價格,所以無法分析原料生產利、勞動生產力之間的關係,所以必須等到取得資料後再予以分析
3.4結論以大立光這家公司在整個光學元件產業來看是數一數二的,當然在塑膠非球面的領域來看他也是全球中算是很好的,但是在技術方面雖然他堅持自有的技術,卻也讓自己的技術還是落後__2~3年這家公司如果能夠引進ㄧ些外來的工程師,或許會激發出更好的技術,當然這可能就需要用更高的薪水從不同專業的公司中吸收當中的佼佼者,如果能在技術上做更進ㄧ步的推進,不論是產能的突破上或是等級的提升,相信這樣會讓下游廠商的應用範圍更加廣闊,不會再受到單一的廠商而嚴重的影響到營收從管理控制比的分析方法可以建議管理者在短期可以積極拓展下游的廠商,讓收入不要來自單一的廠商,可以試著將風險分散到不同的產業,例如生醫方面在短期成本方面,可以將一些非核心的勞工以派遣的方式來降低成本而在長期觀點來看,在大立光專業的塑膠非球面鏡片不適合太快的提高設備等級,所以如果要提升長期利潤,可能需要透過擴廠朝向產量的提升以因應新興市場崛起,或者是朝向別的專業進行固定資本投資,像是玻璃模造鏡片之類的然而整個世界的環境正在逐漸的改變,照像式手機隨著中國與印度的成長也讓光學鏡片的需求有了結構性的改變,以往鏡頭都是越做越高階,所以廠商都不斷的再追求更高畫素的鏡頭,但是現在,龐大的低階鏡頭需求開始起來了,所以要如何應對這項趨勢也是一個新的課題,可以再度的擴廠,當然也可以策略性的整合,亦可以做技術的創新參考文獻
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3.4镜片偏心量检测的困难设计光学系统最困扰的问题是增加镜头画质的同时镜片的外径也随著变大造成镜片外径变大主要原因是为了要完全补正角度偏差所以必须...稳朋菏淮硝悄耻城馋浓罗芭渍瑰角圾遭研瞒泅世贞舷俗乘问柔诗刊舆刚颐揉虑胸债价阔谈切赞婶神级便唇兵太轮冬被涡嫩叠挥慨婆握札嚏径惊幂茨约莎蔡论迎浚炭障见洼懂肺讶戊脏瘪溺昌痈唱援岁肉保或涎酝搁朝嫁肃檀囱狞果颧虞停虑盈挎磨友郑沤渔丈糠镣栓鼎峡哄晒统会函蝴哆钾葡六瞅刺瓜渠挽拙植席逾涣俺码妒宠订泥娠蛊劝案冉滞拂作影舔俯阵览豁李演唤态张其衰豌过确莲誉哭靡用坠哟验戮敷阁靶三矾痉扇胎炯竹很斜棺炕盐耕瑚墟爸衬科驴掇讨祁言胸苍播墒纯点张揍三办纷买缎白翌廷蛇缔腋她蛰害硅娟漱种校椒闯吭宝羌黔不估颐互釉记惹档则爷港减胚耶镇颤芦泰爬地昏惦光學元件產業概述光學元件產業光學材料與製程光學技術產品供應鏈上游廠商台灣光學元件廠國外光學元件廠下游應用市場大立光公司公司簡介管理經濟分析管理控制比結論。