原子能、半導(dǎo)體、計算機和激光技術(shù)被認為是20世紀四大發(fā)明,在上個世紀,前三個已經(jīng)得到了較為充分的發(fā)展,因此人們常說“21世紀是光的世紀”。光電子技術(shù)是當(dāng)前推動世界最前沿科技發(fā)展的核心技術(shù)之一,很多人預(yù)言光電子產(chǎn)業(yè)將會成為21世紀規(guī)模最大的一個產(chǎn)業(yè)。
光電子成新增長級中國演繹發(fā)展“加速度”
光電子具體可分為信息光電子、能量激光、光電顯示、生物醫(yī)療光子、娛樂光電和軍事光電。光電子器件廣泛應(yīng)用于長距離大容量光纖通信、光存儲、顯示器、光子成像、光掃描器、光信息處理、工業(yè)激光加工、激光醫(yī)療和軍事探測、武器裝備,預(yù)計還會在未來的光計算中發(fā)揮重要作用。
過去20年里,光電子產(chǎn)業(yè)是世界范圍內(nèi)發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè),主要分布在歐洲、美國、日本、中國、新加坡、俄羅斯、以色列、韓國等國家,日本原來是光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的國家,近年逐漸被中國快速發(fā)展趕上。21世紀,光電子產(chǎn)業(yè)正從萌芽走向成長期,隨著研發(fā)的深入,全球光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度驚人,市場潛力巨大,或?qū)⒊蔀檎麄€信息產(chǎn)業(yè)中一個新的經(jīng)濟增長級。
近年來,光子信息、激光加工、生物光子幾個主要領(lǐng)域呈現(xiàn)快速增長趨勢,機構(gòu)預(yù)估至2020年,全球光電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)市場將突破7000億美元。中國已超越日本成為全球最大的光電子市場,占據(jù)近27%的市場份額,日本僅有約15%(不包括海外生產(chǎn)),應(yīng)該關(guān)注的是印度的光電子工業(yè)是近年發(fā)展最快的國家。
光通信唱重頭戲:光芯片成升級攔路虎
光電子信息技術(shù)也對現(xiàn)代社會的發(fā)展起到了基礎(chǔ)支撐作用,光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、4G 及5G技術(shù)的應(yīng)用為現(xiàn)代社會提供了基礎(chǔ)的信息高速公路,以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)為代表的技術(shù)應(yīng)用,推進基礎(chǔ)設(shè)施智能化改造,形成萬物互聯(lián)、人機交互、天地一體的網(wǎng)絡(luò)空間,為新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的不斷涌現(xiàn)提供了必要的基礎(chǔ)。
光纖與通信應(yīng)用是目前光電子發(fā)展規(guī)模最大的板塊,是現(xiàn)代通信業(yè)的支柱。光纖網(wǎng)絡(luò)推動的快速互聯(lián)其實在我國發(fā)展時間不長,但迎合了人民的需求得到了快速普及。由此給光通信材料和器件帶了巨大的需求,除了光纖光纜,還包括芯片、光有源器件、光無源器件、光模塊與子系統(tǒng)等,以及上游的半導(dǎo)體、封裝、檢測設(shè)備等。
5G 等多因素的驅(qū)動疊加,促使光電子行業(yè)的景氣度持續(xù)上升。但縱觀整個光通信行業(yè),該產(chǎn)業(yè)雖整體實力領(lǐng)先,但發(fā)展極不均衡,上游核心器件、高端芯片缺失。光芯片作為光通信價值鏈的主要部分,其高端芯片研發(fā)實力的缺位,產(chǎn)業(yè)的短板將成為行業(yè)升級的最大攔路虎。高端芯片缺失使我國主設(shè)備商對外依賴嚴重,因此未來產(chǎn)業(yè)升級的重心將傾斜光芯片高端技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域。
激光制造需求發(fā)力光電子再添新亮點
作為光電子技術(shù)的一個重要領(lǐng)域,近幾年激光市場也在加碼發(fā)力,呈現(xiàn)出良好的增長勢頭。
能量激光的應(yīng)用最突出的是激光加工制造,良好的發(fā)展空間吸引了很多歐洲、美國和中國光電企業(yè)關(guān)注并加入其中。近年來,我國激光設(shè)備繼續(xù)快速拓展,中小功率激光主要應(yīng)用于電子、陶瓷、玻璃、五金、紡織、汽車零部件等輕工業(yè)制造,而高功率激光一般運用于鈑金加工、大型機械制造、石油化工、航空航天、礦山機械、軌道機車等重型設(shè)備的制造。
微觀加工方面,尤其是紫外激光、超快激光國產(chǎn)化,成本正在大幅降低。精密激光設(shè)備在近兩年也有大幅增長,特別是半導(dǎo)體材料的加工、手機零部件的微切割和微焊接、太陽能電池的加工等需求旺盛。宏加工方面,未來不僅是簡單的鋼板切割,將會有譬如廚具、電梯、家裝、機柜、管材、電梯等更多的復(fù)雜需求,另外汽車、航空航天、軌道機車、造船等現(xiàn)代制造業(yè)對自動化、智能化生產(chǎn)模式的需求日益增長,對激光設(shè)備的需求也越來越大。
生物醫(yī)療與國防應(yīng)用重要“工具”
生物醫(yī)療的光子應(yīng)用在歐洲、美國、日本備受重視,包括醫(yī)學(xué)成像、醫(yī)學(xué)分析、微創(chuàng)手術(shù)、光子美容、光學(xué)掃描、診斷、成分分析等應(yīng)用較廣,對當(dāng)前醫(yī)療發(fā)展的進步有很大的幫助。比如目前用得較多的光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)OCT,以及采用準分子激光或者飛秒激光進行的近視眼手術(shù),光子嫩膚儀器,以及采用超快激光完成的微創(chuàng)手術(shù)等。
在軍事上,光電子技術(shù)用于激光雷達、紅外探測、通信、火控與跟蹤、激光陀螺、傳感探測、測距等,包括戰(zhàn)斗機、戰(zhàn)艦、導(dǎo)彈等攻擊性裝備十分需要。
目前,光電子技術(shù)的應(yīng)用已處于快速增長時期,每年以接近10%的增長率發(fā)展,而中國甚至達到20%以上,這一趨勢將會持續(xù)十年以上,在可以預(yù)見的2025年全球光電子規(guī)模將接近萬億美元,屆時中國將占據(jù)全球光電子約35%市場份額。
光電子博覽會熱力綻放峰會盛況空前
光電子技術(shù)已成為國與國之間科技競爭的一項重要體現(xiàn),也是我國“中國制造2025”大力提倡支持的關(guān)鍵領(lǐng)域,備受各方關(guān)注。今年8月5日-7日在在北京國家會議中心舉行的2019中國光電子技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會是我國光電子發(fā)展的一件盛事。會議由中國光學(xué)工程學(xué)會主辦,圍繞以“自主創(chuàng)新,工業(yè)強基”為主題,聚焦核心技術(shù)創(chuàng)新、光通信芯片技術(shù)、5G技術(shù)、激光制造、光纖傳感、紅外成像、光電材料等話題展開討論。
本次大會由金國藩院士、杜祥琬院士擔(dān)任榮譽主席,鄔賀銓院士、莊松林院士、張廣軍院士擔(dān)任大會主席,屆時包括業(yè)界著名專家房建成院士、范國濱院士、鄧中翰院士、劉韻潔院士、姜德生院士,以及來自國內(nèi)著名光電高校研究院所、中國電信、中國聯(lián)通、航天科工、華為公司等專家將到會做精彩技術(shù)報告,是國內(nèi)光電技術(shù)專家陣容水平最高的一次大會。
在2019中國光電子技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會舉辦期間,北方地區(qū)最具代表性的光電盛會“第十一屆光電子·中國博覽會”同期于8月5日-7日在北京國家會議中心舉行,博覽會將迎來數(shù)百家國內(nèi)外光電子企業(yè)展出最新的產(chǎn)品和技術(shù)。
盛況空前,豈容錯過!
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