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1、光电仪器科学与应用结课论文光电仪器科学与应用专题 题 目： 光电产业发展现状及前景 学 院： 信息与通信工程学院 专 业： 光电信息工程 姓 名： 学 号： 指导教师： 时 间： 光电产业发展现状及前景摘要：随着科技的飞速发展，光学与电学已成为促进社会进步的主要科学，社会生活的各个方面都会涉及到二者。人们对于信息的需求也逐渐扩大，光电成为传递信息的主要媒介，由此发展而来的光纤通信等新兴产业惠及百姓生活，并且服务国防事业。本文将主要从两个方面展开论述，即：（1）光电产业发展现状（2）光电产业发展前景。关键词：光电产业 光信息1.引言 光电产业作为一个新兴的领域，所包含的范围甚广，根据美国光电产业
2、发展协会（OIDA）的定义，光电是指光子学和电子学的交集领域，这个交集产生的技术就是光电技术。光电产业，是以光电技术为核心所构成的各类零件、组件、设备以及应用市场的总和。换言之，光电产业是制造光电元件，或采用光电元件为关键性零部件的设备、器具及系统的所有商业行为。21世纪以来，世界光电产业发展迅速。2009年，全球光电产业的市场规模己达1万亿美元。国外光电子产业主要在美国、西欧和日本。中国光电技术产品市场十几年来始终保持在两位数的高速增长速度。随着信息技术、激光加工技术、激光医疗与光子生物学、激光全息、光电传感、显示技术等光电技术的快速发展以及光电技术与数字技术、多媒体技术、机电技术等领域的结
3、合与渗透，我国已经形成市场可观、发展潜力巨大的光电产业。2.光电产业发展现状及前景“光电”顾名思义，当然跟光与电有着密不可分的关系，依照光电使用的性质不同，将光电产业分为七大领域：光电材料与组件、光电显示器、光学组件与器材、光输入、光储存、光纤通讯、激光及其它光电应用。但由领域的分类不太容易分辨出产品的归属，如果由产品的性质来归类可能会比较容易了解与记忆，一般来说照产品的不同可略分为五个项目：光信息包括光驱、影像扫描仪、传真机、激光打印机等；光电组件包括发光二极管、液晶显示器、光耦合器等；光学器材包括相机、镜片、投影机、幻灯片、望远镜等；光纤通讯包括光纤、光传输系统的接受器及连接器等；光电应用
4、包括光电检测与控制、激光加工与医疗等。光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信,光存储,光显示,光互联,光信息处理,激光加工,激光医疗和军事武器装备,预期还会在未来的光计算中发挥重要作用.众所周知,21世纪是信息经济时代,信息产业将成为支柱产业.以美国为例,在1995年至1998年期间信息产业占美国GDP的8%,但它对美国实际的经济增长贡献率则达到35%,据称到2006年全美将有近半数劳动力资源被信息产业所雇用.而信息产业的发展却与光电子技术的发展有着紧密的联系.中国科学院半导体研究所所长,研究员封松林认为,如果说微电子技术推动了以计算机,因特网,光纤通信等为代表的信息技术的高速发展,改
5、变了人们的生活方式,使得知识经济初见端倪,那么随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用. 美国商务部指出:90年代,全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展,谁在光电子产业方面取得主动权,谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁.日本呼声月刊也有类似的评论:21世纪具有代表意义的主导产业,第一是光电子产业,第二是信息通信产业,第三是健康和福利产业,可以断言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命.他说,中国工程院院士邬贺铨说,当今光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料,光纤已经成为通信网的重要传输媒介,世界上大约有60%的通信业务经
6、光纤传输,到20世纪末将达到85%.但从光纤通信的整体水平来看,仍处于初级阶段,光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来.各种新技术层出不穷,密集波分复用技术(DWDM,在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力),掺铒光纤放大器技术(EDFA,可将光信号直接放大,具有输出功率高,噪声小,增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用.DWDM系统和光传输设备中,光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%.一种全新的,无需进行任何光电变换的光波通信全光通信,由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展,也日趋成熟,将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用,这给全球的通信
7、业带来蓬勃生机.为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件.光电子器件和技术已形成一个快速增长的,巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用.美国光电子产业振兴协会估计,到2003年,光电子产业的总产值将达2000亿美元.国内光电子有关产业基地在光电子器件,部件和子系统(如激光器,探测器,光收发模块,EDFA,无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司竞争的能力,在毫无市场保护的情况下,靠自己的力量争得了一席之地,市场营销逐年有较大的增长,个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩.我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白,打
8、破国外产品在市场上的垄断地位,同时争取进入国际市场.掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件,国内企业产品占国内市场40%的份额.我国也是国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家.808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器,670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场.国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件,90%使用国产器件,国产1.55mDFB激光器战胜了国外器件,占领了100%的国内市场.但是,我们应当认识到在我国光电子技术发展中,光电子器件,部件虽是光通信,光显示,光存储等高技术产业的关键部分,但在整个系统和设备成本中所占的比重较小,其产值较
9、低,科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,光电子产业所需的规模化,产业化生产技术还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求,导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研,生产,市场相互脱离的状况.我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域,与世界发达国家几乎同时起步.但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限,而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段,留给我们的时间只有3到5年,如果我们不在产业化的技术发展阶段进入,就会失去大好时机.机不可失,时不再来,到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补,也许会彻底失去时机,受制于
10、人.如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力,就会给外国竞争者提供进入并占领下几代技术市场的机会.因而在关键器件,部件等方面,要通过引进社会资金和风险投资,知识产权入股,开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐,鼓励科研人员成果转化.只要贯彻有有所为,有所不为的方针,狠抓创新和高技术成果转化,打破行业界限,按市场机制联合国内相关研究和开发单位,共同作好光电子产业化的工作,就一定能发展我国的光电子事业,有望在研究上取得突破,在产业上形成规模经济,取得我国在该领域应有的市场份额。郑德珪(台湾光电科技工业协进会)光电科技是一门结合光学,电子与电机之先端技术,早期由于技术门槛高,偏
11、重国防与航天领域之发展,并以雷射相关应用为主.近十余年来,光电相关技术突飞猛进,产品种类也不断推陈出新,其应用更是无远弗届,层面扩及通讯,信息,生化,医疗,工业,能源,民生等领域.展望光电产业的未来,在轻量化,便携性,低耗能,高效益,整合强的特性下,将更深入各产业应用范围中.光电产品因应用日广已成为众所瞩目之焦点,近来无论在通讯网路,多媒体信息化社会等炙手可热的应用领域上,光电产品都扮演着重要的角色,因此许多专业人士都预见到二十一世纪将是属于光的世纪.为此,无论日,美,欧等先进国家,或亚太新兴国家皆一致看好对光电产业之潜力,对光电市场未来成长潜力皆寄予厚望,并积极投入光电产业的发展。台湾光电产
12、业的发展一向与国际市场脉动有着密切的连动,虽然2001年在总体经济面全球景气不甚理想,但光电产业仍有着相对较佳的成绩.本文将就世界光电市场规模的消长,以及台湾光电产业的发展经验进行探讨。在分项光电产业的表现上,光电组件产业产值为229亿元,成长率为4.64%.其中,发光组件如LED,LD在产值上成长趋于有限,主要是受到手机等应用市场不振,以及厂商抢单效应,而部分厂商转型及投入通讯发光组件的开发,过程上成效仍未发挥,产值成长较为有限,检光组件则在厂商投资效应发挥,特别是CMOS影像传感器产品在台湾晶圆代工厂产能支持,有较显著的表现,光学组件在台湾生产数字相机,以及光电相关应用产品的带动下,维持稳
13、定成长。平面显示器在年度成长率高达40.86%,主要来自于大尺寸TFT-LCD面板厂陆续量产.不过,在台湾各厂陆续开出产能,以及PC景气仍处低谷的压力下,面板价格节节下滑,直至第三季间才藉由不敷成本的售价,打开LCD Monitor市场,不过也使得台湾仍在发展初期的厂商饱受流血输出的压力,所幸在厂商成本控制的成效陆续发挥,以及市场需求快速成长的带动下,带动价格回稳,虽然全年度获利状态不佳,但也可见较为乐观的未来。相对在通讯类与便携式信息产品产品皮若不振下,TN,STN面板的订单也呈现萎缩,为历年来较为罕见的情形.而投影机则是台湾厂商积极投入的领域,不过受限于高温多晶硅面板货源不易取得,厂商仍难
14、突破瓶颈,年来厂商寻求包含LCOS,CGS,DLP等替代性组件已经见到若干成效,在应用产品方面,也有厂商投入于家用电视的开发。在光输出入领域,虽然仍有491亿元的产值,成长率仅有-5.20%,主因在于传真机市场的萎缩,以及扫描仪过度竞争激烈,厂商推出经营等因素均不利于对产值成长,但厂商投入数字相机与开发多功能事务机(Multi-function Product, MFP)的努力,已经显现具体的成果。光储存分项产业在2001年仍有12.76%的成长,产值为1,285亿台币,首度由位居台湾整体光电市场的比重第一位下降至第二.年度内较出色的为碟机类厂商,不仅在国际订单的流入,以及移转海外生产的生产优
15、势带动下,不论是CD-ROM,CD-RW,DVD-ROM光驱,产量有相当的扩增.盘片部分则是仍在CD-R扩产过度膨胀下,市场供过于求情况仍然存在,在价格下滑侵蚀厂商经营的压力下,已经有若干厂商宣布退出市场,不过虽然有一度市场回稳,不过市场均衡型态并不稳定,加以权利金与倾销控诉等非经济因素的干扰下,盘片厂商表现仍为有限.光通讯领域曾经受到国际投资热潮的带动,投资盛况曾经红极一时,但也随着热度的消减,投资家数与金额有相当程度的下降, 2001年产值达122亿台币,成长率17.76%.基本上此一情形反映出前期投资效应,特别是主动组件的生产对产值成长有相当贡献.不过由于台湾厂商偏重主动,被动组件的生产,相对上,次系统开发与系统整合能力,仍是台湾较为薄弱的一环.值此光电产业蓬勃兴起之际,也蕴涵着两岸光电产业庞大的合作空间,以大陆方面长久发展的学研基础,富饶的人力资源,若能结合台湾方面国际运筹(Global Logistic)能力,与反映快速弹性灵活的经营管理机制,相信两岸光电产业的携手并进,将可成为在世界舞台中不可忽视的新势力.参考文献1. 江文杰. 光电技术M. 北京：科技出版社，2009：100150.2. 黄尚廉. 国内外光电产业发展概况及对我国发展光电产业的若干思考j. 杭州：中国计量学院学报，2001：2.第 2 页 共 5 页
