光电子产业发展前景

一、光电子市场发展的环境

自从1960年美国休斯敦实验室研制出第一台红宝石激光器和1976年第一次实现光纤通讯以来,光子信息技术的发展速度远远超过了当初人们的预料,它已成为现代信息产业重要的经济增长点.

以光子信息技术为主的信息产业产值将在2010年达到5万亿美元,成为21世纪最大的产业.面对光子信息技术的巨大发展潜力,90年代后期以来,世界上众多国家正在动员国家力量加速光子信息产业的发展,力求在技术和产业应用上占据主动控制权.如美国的“激光核聚变计划”、英国的“阿维尔计划”、德国的“激光2000”、日本的“激光研究五年计划”等等,还有1998年美国光学咨询委员会向国会提交报告要求政府在亚力桑那州建立“光谷”,仅一年里就有数十家企业光顾这里.同样台湾从90年代开始也迅速转向光子信息技术的产业化,仅1997年其光子产品的销售就达到100亿美元.明显可以看出,光电子技术和产业正处在从萌芽期向成长期过渡的阶段,在此全力切入将会有巨大的收获.

二、光电子市场预测
(1)光电子市场回顾
    光电子信息技术的进步和产业的发展,对全面提高整个经济层次和运作效率,促进经济各环节的协调整合,发挥着越来越重要的作用.
   进入90中后期,随着信息化的发展,大型信息化工程的建设,及其带动起来的覆盖世界的在政府部门、企业和家庭的应用,使光电子市场连年保持12.8%以上的高速增长.从1996年至1999年四年间平均增长50%,成为世界光电子迅速发展的阶段.
    从光电子产业世界市场情况可以看出,光电子市场在几年来是一直保持着强劲的增长势头,其中世界通信行业的发展将光通讯市场推到了前所未有的高度.而光电子技术其他方面的应用也在迅速增长.

(2)光电子市场预测
   信息光电子技术产业发展预测:未来信息业务在以下方面将有大的增长:家庭购物、家庭办公、远程教学、远程医疗等.以上业务,多数在互联网上进行.因此,互联网业务量将以100%~300%的年增长率增加.
    光纤通讯及其相应的光电子材料、器件、系统设备在内的市场在今后15~20年内会以高的速率持续增长.如德国在1998~2000年的年增长率为7%,北美和日本的光电子信息年增长率均在10%以上,光纤通讯市场增长20%左右.台湾主要的光电子产品是用于光显示的LED,年增长12%;另一产品是在全球领先的用于笔记本电脑的薄膜晶体管液晶显示.在光通讯方面的产品主要有连接器附件和元件、耦合器、波分复用器等.
   我国的光纤通讯发展很快,就以2000年的17.4亿美元来说,也只有全球194亿美元的9%.信息网络建设给光纤通讯产品制造业带来了巨大的市场需求.
(3)能量光电子产业发展预测
    由于具有相干性好,单色性好,高亮度等独特优点,激光在工业和医疗方面的应用前景非常可观,可用来切割、焊接、打孔、热处理、划片、光刻以及用来手术、镇痛、理疗等治疗.激光加工设备还将继续沿着高功率、高质量、高可靠、低成本的方向发展.
    1998年全世界激光器销售额为38亿美元,其中半导体激光器为21.49亿美元, 非半导体激光器为17.26亿美元, 比1997年增长19%.半导体激光器主要用于:通讯占60.5%,激光治疗占25.8%, 科学研究占6.6%.世界激光器市场可以划分为三大区域:美国(包括北美)占55%,欧洲占22%,日本及太平洋占23%.美国、日本、德国三个国家激光产业的发展代表了当今世界激光产业发展趋势,日本在信息光电子技术方面占首席,美国在激光医疗及激光检测方面占首席,而德国在激光材料加工方面占首位.
    目前,国内从事激光器及激光应用设备的单位约500多家,其中生产激光音像设备的就有380多家,其他激光设备的有150多家,国家级的激光工程中心有四个,各种类型的激光加工站有120多家全国有21各省市地区生产和销售激光产品,主要集中在湖北、上海、江苏、北京和西安等地区.
(4)光电子材料和元器件产业发展预测
   光电子材料和元器件是光电子产业的基础,对光电子产业的发展起着决定性的作用.光电子材料和元器件在整个光电子产业市场中占有30%的巨大的份额.

1、光子学及光子学器件:.
    光子学技术主要包括光子的产生、探测、控制和处理,因此,必须有相应的光子学器件,光子学器件的时间响应和单道超大容量要比电子学器件高得多,这对信息技术的发展有很大的推动作用. 高密度高相干性的激光光源始终对光信息工程起重要作用,特别是半导体激光器.多量子阱器件、高密度垂直腔面发射器、量子级联器件、微腔辐射与微腔光子动力学器件的发展,可以不断降低激光阈值、提高激光转换效率与输出功率、扩展波段、改善模式、压缩线宽、实现激光光源的阵列化和集成化.计算机正向着高速和智能化方向发展.由于光学信号处理高度并行化的优点,使光子在信息处理中发挥出大容量和高速的特征.研制出高效低功耗的光子器件仍然是关键所在.
2、光存储器件:
    20世纪末期兴起的光存储,特别是光盘存储技术将对信息的存取产生重大影响,已形成上百亿美元的产业.数字光盘存储技术正向更高存储密度和更高存储速度方向发展.研制和生产蓝光半导体激光器并用于光盘存储读写,利用近场光学扫描显微镜(NSOM)进行高密度信息存储,运用角度多功、波长多功、空间多功与移动多功等的全息存储代替聚焦光束逐点存储的方法等等,可以实现和作为缓冲海量信息存储.发展三维存储技术,如光子引发的电子俘获三维存储光盘和光盘烧孔存储等高密度存储等.
3、光传感器件:
    光电传感器件在光信号的电学处理方面已经和正在通信、工业过程控制、光电信号处理以及光计算领域发挥巨大的作用,其蕴涵的市场份额是极为巨大的.

4、光显示器件:

信息的显示体现了真正的人机互动关系.在光子与光电子材料与器件产业领域占有极为重要的地位.在这一领域可发展液晶显示(LCD)、等离子体显示(PDP),电致发光显示(EL)、YAG激光显示等产业化工程.
5、光能量转换器件:

研究并开展高效硅基太阳能电池、CIS高效太阳能电池等的产业化是能量光电子产业的一个重要组成.该领域涉及到环保和新型可再生性能源,因此应主动出击,加强与国际组织的合作以借力发展.
6、新型光子功能材料和非线性光学材料与器件:

在大力发展目前以比较成熟的光子材料及器件的同时,也应该投入大量的人力、财力,研究开发那些具有广阔市场前景、有望形成新型经济增长点的光子材料和器件,主要涉及到光催化环保材料、稀土发光材料、红外焦平面阵列材料与器件、新型光电子信息处理与传感材料与器件以及其他一大类非线性光学材料与器件等.
7、软件产业发展态势

软件技术及产业是信息产业的核心.近十余年来,系统软件、支撑软件和应用软件发展突飞猛进.全世界软件销售额每年均以20-30%的速度增长,2000年世界软件及信息服务市场将达5400亿美元.近5年来,中国软件市场也可以30%左右的速度增长,1999年软件市场销售总额为176亿元,比上年增长27.5%,2000年中国软件市场销售达210亿元.
基于以上分析可以看到,世界光电子还处在技术发展阶段,市场机会还在持续增长.尽管我国光电子有关产业基地的光电子器件、部件和子系统等产品已经占领了国内市场比较大的份额并初步具备了同国外大公司竞争的实力,但国外竞争者早已盯住了这一广阔的光电子市场,企图打入并占领我国下几代技术市场.如果不把握机会,我国的光电子技术和产业就可能想微电子一样,在数年后落后于西方发达国家.更何况我国现在的光电子技术仍处于跟踪研究和小批量生产阶段,光电器件和部件产品相当部分不配套,不能满足整机和系统的要求;光电子产业化、规模化所需的生产技术也还没突破.因此,如果我国要在未来的高新技术领域取得先机,就必须加快我国的光电子产业基地和研发基地.

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