光电子产业发展动态研究

摘 要:本文分析了光电子的五大细分领域,光通信、激光及红外光电、光电显示、半导体照明及光伏、光学及光学元器件等的国内外技术和市场现状,研究了光电子产业发展动态和趋势。

关键词:光电子 产业动态 现状

中图分类号:TN16 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0007-02

光电子技术不仅全面继承兼容电子技术,而且具有微电子无法比拟的优越性能和更广阔的应用范围。科学家预言,2010年至2015年,光电子产业可能会取代传统电子产业,成为21世纪最大的产业,成为衡量一个国家经济发展和综合国力的重要标志[1]。为此,各国都采取措施,加快发展光电子产业。美、日、德、韩、法等国竞相将光电子技术引入国家发展计划,形成了全方位的竞争格局。我国也出台了相应的政策,支持光电子产业发展。

光电子产业按功能可分为光通信、激光及红外光电、光电显示、半导体照明及光伏、光学及光学元器件等领域。本文分别对光电子五大领域的技术和市场现状进行分析,比较了国内外的产业发展情况。

1 光通信

光通信主要包括光纤传输系统与设备、光通信元器件、光通信测试仪器。自其诞生以来,就一直受到国际产业界和政府部门的广泛关注。2009年10月6日,素有“光纤之父”之称的华裔科学家高锟以其在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得的突破性成就荣获2009年诺贝尔物理学奖。

光通信的研发主要集中在亚太地区(中国、日本、韩国)、美国和欧盟[2]。随着美国、欧盟等国家和地区高速互联网络和无线宽带网络建设计划的实施,全球光通讯行业发展更加迅猛。据报告预计,到2015年,光网络市场规模将到达200亿美元,同期复合年增长率为5%。

中国已形成较完整的光纤通信产业体系,涵盖光纤、光传输设备、光源与探测器件、光电器件等领域,国内市场所需的光通信产品80%以上实现了本地化生产。来自我国通信电缆光缆专业委员会的统计数据显示,2011年,我国光纤需求量为1.2亿芯公里,预计2012年将达到1.4亿芯公里。光缆产量达到8000万芯公里(保守估计),光纤产量达到近1亿芯公里,我国的光纤光缆及材料产业将保持高速发展的势头。

近来,国家发改委联手工信部启动了“宽带中国战略”研究工作,提出到2012年,新增光纤到户(FTTH)覆盖家庭超过3500万户,使用4M及以上宽带接入产品的用户超过50%,新增固定宽带接入互联网家庭超过2000万户。光通信市场因此呈现出井喷态势。中国联通计划年内投资1000亿元人民币用于3G网络、光纤宽带等建设,预计其中约20%将用于宽带投资。有报告预计,今年三大运营商FTTH端口数将达到8000万个,国内ODN设备市场在未来3～5年内将达到100亿元市场规模。

2 激光及红外光电

激光及红外光电主要包括激光加工设备、激光器及激光应用、红外光电传感测试和成像设备及仪器、医用激光技术设备等。

美国、德国、日本等发达国家在激光研究及应用领域发展迅猛。在技术方面,日本的光电子技术占首位;德国的激光材料加工设备占首位;美国的激光医疗及激光检测技术占首位。目前,国外激光行业正向多元化、专业化、有限多元化、系统集成的方向发展。

由于受到全球金融危机的影响,2009年,全球激光应用系统销售收入约为97.5亿美元,同比下降了24.8%。其中,激光器销售收入55.5亿美元。而中国激光市场仍然保持15.1%的增长,突破了100亿元规模,成为全球激光市场中的一股新兴力量。我国激光产业主要集中在武汉、深圳、上海、北京等地。

红外及微光成像系统几乎从一诞生就以其强大的技术优势逐步占领了世界军用和商用市场,其在生产加工、天文、医学、法律及消防等方面都得到了广泛的应用。军事和科学应用是红外传感器的第一市场,其高速发展对红外产品的图像清晰度、拍摄距离、聚焦效果不断提出新的要求。而商业市场则要求红外探测能够实现监视能力强、跟踪与报道快速有效和存储等功能,为红外技术和热成像开辟了强有力的第二市场。在商业领域,红外成像技术可应用于建筑物热损失检测、电气元件故障预测、电子系统测试、生产过程监控及生产中的临界温度控制等。目前,全球的红外市场已经达到了50亿美元,在中国市场,每个月销售的“近红外”或“主动红外”摄像机数量超过了一万套,成为世界上最大的安防市场。

3 光电显示

光电显示主要包括平板及液晶显示(FDP、TFT、PDP、LCD、OLED)、大屏幕投影显示设备(投影管、HTPS-TFT-LCD、DLP-DMD、LCOS)、显示技术及检测设备等。它集成了微电子技术、光电子技术、材料技术、制造装备技术、半导体工程技术等多项技术,广泛用于信息、医疗、航空航天等各种电子终端产品。

2010年,LGD、三星、友达和新奇美(奇美和群创)四大厂商合占全球液晶面板出货量的80%,大陆厂商的市场出货量占比不高。但目前液晶面板新线投资向中国大陆的转移。2011年,京东方、华星光电8.5代TFT-LCD面板生产线建成量产;2012年初,深圳华星光电研制出具有自主知识产权的110寸四倍全高清3D液晶显示屏“中华之星”,京东方研制出独有ADS宽视角技术的32英寸彩色透明液晶显示屏,标志着我国在平板显示领域向前迈出了历史性一步。

在众多平板显示器中,OLED的有机材料能够自主发光,无需添置额外的背光源,因此可以大大提高电子产品的续航能力,使电子产品更加省电和环保。并且,OLED面板的厚度比液晶薄得多,而且可以被加工成任意形状,甚至可以弯曲成卷,液晶在这方面却是无能为力的。2006年,明基西门子手机S88使用友达光电的2英寸26万色OLED屏作为显示屏,成为全球首款主动式OLED屏幕手机;2012年,三星、LG首先在美国拉斯维加斯的国际消费电子展上正式55英寸OLED电视,意味着OLED显示即将进入高端电视市场。而松下则计划投资200～300亿日元用于研发OLED面板技术,并在2015年前推出OLED电视产品。