沈陽市信息產(chǎn)業(yè)局局長 楊洪峰
光電子技術(shù)是繼微電子技術(shù)之后近30年來迅猛發(fā)展的綜合性高新技術(shù)，它是以紅外、微光、激光等光電子器件為基礎(chǔ)，由光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)、精密機械技術(shù)和計算機技術(shù)等密切結(jié)合而形成的一項綜合技術(shù)。主要包括激光技術(shù)、紅外技術(shù)、光纖技術(shù)、集成光學(xué)技術(shù)、光計算技術(shù)、光學(xué)傳感器和顯示技術(shù)等。
由于光電子技術(shù)對于增強一個國家經(jīng)濟的核心競爭力能起到戰(zhàn)略性的支撐作用，世界主要國家和地區(qū)紛紛采取措施，制定相應(yīng)的光電子科技發(fā)展戰(zhàn)略，加大對光電子技術(shù)研究與開發(fā)的支持和投入力度。尤其是日本和美國，光電子發(fā)展戰(zhàn)略已從一般“科技戰(zhàn)略”上升為“國家發(fā)展戰(zhàn)略”，政府在發(fā)展光電子的戰(zhàn)略方向選擇、戰(zhàn)略重點和資源配置及投入等方面起了重要作用。
光電子技術(shù)是一個比較龐大的體系，它包括信息傳輸、信息處理、信息獲取、信息存儲、信息顯示等。采用光子作為信息的載體，其響應(yīng)速度比電子快三個數(shù)量級以上，使其具有超出電子的信息容量與處理速度的潛力。
盡管各國對光電子產(chǎn)業(yè)的分類不同，但通常的分類方法有兩種：一種按照應(yīng)用領(lǐng)域，把光電子產(chǎn)業(yè)劃分為信息光電子、能量光電子和娛樂（消費）光電子三類產(chǎn)業(yè)；另一種按照國際產(chǎn)品產(chǎn)值統(tǒng)計及產(chǎn)業(yè)層次，把光電子產(chǎn)業(yè)劃分為與光電子技術(shù)有關(guān)的六類產(chǎn)業(yè)，即光電子材料與元件、光電顯示、光輸入/出、光存儲、光通信、激光及其它光電應(yīng)用。
?。ǘ┕怆娮赢a(chǎn)業(yè)的市場需求
全球光電子產(chǎn)業(yè)始于上世紀(jì)70年代，90年代獲得了高速增長。進(jìn)入新世紀(jì)后，受全球經(jīng)濟景氣持續(xù)探底沖擊，2001年與2002年全球光電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值連續(xù)出現(xiàn)負(fù)增長，2003年在全球經(jīng)濟景氣回春情況下獲得微幅增長。據(jù)PIDA統(tǒng)計，2004年光電子產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步走向復(fù)蘇，其市場規(guī)模達(dá)1980億美元（較2003年增長13％），2005年將順利突破2000億美元，具體如圖（全球光電市場趨勢）所示。日本光電子產(chǎn)業(yè)與技術(shù)振興協(xié)會預(yù)測，2010年光電子產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將達(dá)5407億美元，2015年將達(dá)9631億美元，光電子產(chǎn)業(yè)可能會取代傳統(tǒng)電子產(chǎn)業(yè)，成為21世紀(jì)最大的產(chǎn)業(yè)，并成為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力的重要標(biāo)志。
總的來看，光電子產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域呈現(xiàn)出以下發(fā)展態(tài)勢：光器件向小型化、高可靠、多功能、模塊化和集成化方向發(fā)展；光顯示向真彩色、高分辨率、高清晰度、大屏幕和平面化方向發(fā)展；光輸出/入產(chǎn)品向多功能、高速化、低成本方向發(fā)展；光存儲將更多地采用新技術(shù)和新材料，開發(fā)新一代高密度、高速存儲技術(shù)和系統(tǒng)；光通信向超大容量、高速率和全光網(wǎng)方向發(fā)展，特別是超大容量DWDM智能光網(wǎng)將成為主要的發(fā)展趨勢；激光技術(shù)向全固化、超短波長、微加工和高可靠性等方向發(fā)展，激光技術(shù)與其它學(xué)科的融合以及應(yīng)用領(lǐng)域范圍將不斷擴大。
二、日本、美國發(fā)展光電子產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗
（一）日本發(fā)展光電子產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗 日本是世界各國中最早認(rèn)定“21世紀(jì)是光的世紀(jì)”的國家。20世紀(jì)80年代以來，光電子產(chǎn)業(yè)在日本蓬勃發(fā)展起來，產(chǎn)業(yè)規(guī)模以平均每年10%～20%的速度遞增，一躍成為世界光電子產(chǎn)業(yè)的頭號大國。
日本在半導(dǎo)體激光器、激光打印機、液晶顯示器、光盤產(chǎn)業(yè)等方面長期處于壟斷地位。日本在光電子領(lǐng)域的這種領(lǐng)先優(yōu)勢，雖然在近幾年受到了美國、歐盟以及其它一些新興的工業(yè)化國家及地區(qū)(如韓國、中國臺灣地區(qū))的挑戰(zhàn)而有所削弱，但其領(lǐng)先地位一直沒有被動搖，特別是在消費光電子領(lǐng)域，如激光音響、影碟機、激光打印機、傳真機、數(shù)碼相機、平面顯示器、光驅(qū)、光纖組件系統(tǒng)等。
日本在光電子領(lǐng)域之所以能創(chuàng)造和保持領(lǐng)先優(yōu)勢，可歸結(jié)為下面三個因素:
一是成立“光產(chǎn)業(yè)技術(shù)振興協(xié)會”。1980年，由日本11家著名大公司共同發(fā)起，在日本政府的支持下，日本成立了“光產(chǎn)業(yè)技術(shù)振興協(xié)會(OITDA) ”，以推動光電子技術(shù)的發(fā)展。該協(xié)會目的在于對日本光電產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查分析，每年3月出版“日本光產(chǎn)業(yè)動向”，同時接受通產(chǎn)省（日本政府管理貿(mào)易的部門為通商產(chǎn)業(yè)省，簡稱通產(chǎn)?。┪羞M(jìn)行光電標(biāo)準(zhǔn)化的工作，每年7月舉辦全日本最大專業(yè)光電展——“InterOpto展覽”。
二是政府對光電子研究的支持。日本對于光電子領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)研究主要是由通產(chǎn)省給予支持，并在其指導(dǎo)下完成的。早在1979年，通產(chǎn)省通過“光產(chǎn)業(yè)技術(shù)振興協(xié)會”與16家日本企業(yè)聯(lián)合發(fā)起了為期7年、總資助額7.7億美元的光電子基礎(chǔ)研究計劃。作為這一計劃的一部分，通產(chǎn)省在1981年從這16家企業(yè)中抽調(diào)出研究人員組成了光電子聯(lián)合研究實驗室，負(fù)責(zé)光電子集成電路技術(shù)的基礎(chǔ)研究和開發(fā)。1986年，這一計劃完成后，通產(chǎn)省在原有的基礎(chǔ)上，成立了光電子技術(shù)研究公司，主要進(jìn)行光電子材料的基礎(chǔ)研究。這一計劃的運作時間擴展了10年，經(jīng)費預(yù)算也隨之增加到8.2億美元。日本政府也不再對基礎(chǔ)研究的所需資金實行100%的資助，而是由通產(chǎn)省提供30%，剩下的70%由參與的各家公司提供。近年來，日本制定了“激光五年計劃”，加強激光領(lǐng)域的前沿性研究。這些計劃的實施，大大加強了日本在光電子領(lǐng)域的科研實力。
三是企業(yè)大力研發(fā)和生產(chǎn)。光電子產(chǎn)業(yè)首先在日本形成，還有一個重要的原因就是日本企業(yè)注重生產(chǎn)技術(shù)和消費市場的開發(fā)。日本的一些大型公司，如NEC公司、日本電報電話公司(NTT)等，都建立了自己的光電子基礎(chǔ)研究實驗室，它們面向市場形成了大規(guī)模、低成本的生產(chǎn)能力。其中，NTT的基礎(chǔ)研究實驗室，雖然每年的研發(fā)經(jīng)費只有約8000萬美元，但由于形成了一種開放式的科研氛圍，使得這一研究室在量子光學(xué)和遠(yuǎn)紅外光學(xué)材料領(lǐng)域的許多研究上都處于世界領(lǐng)先水平。
美國的光電子產(chǎn)業(yè)與日本相比，起步較晚，而且相比日本光電子行業(yè)的企業(yè)規(guī)模，美國企業(yè)的規(guī)模一般較小。然而，光電子技術(shù)主要方面的突破產(chǎn)生于美國，世界光電子高技術(shù)研究的重心在美國。美國一直都保持著一種對科學(xué)技術(shù)的高投入，在傳統(tǒng)光電子領(lǐng)域和多個科技領(lǐng)域具有很強的技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展后勁。
1、概況
美國政府將光電子技術(shù)列入“美國國家關(guān)鍵技術(shù)”、“商務(wù)部新興技術(shù)”和“國防部關(guān)鍵技術(shù)”的研究計劃。 1995年，美國光電子工業(yè)發(fā)展協(xié)會（OIDA）在考察和對比了美國和日本的光電子技術(shù)發(fā)展情況后，認(rèn)為美國在光通信產(chǎn)業(yè)要注意市場開發(fā)，在光電顯示領(lǐng)域要加強制造業(yè)，在光存儲方面要加強研究開發(fā)，并制定了5年、10年的發(fā)展規(guī)劃。如今，美國在光通信和光顯示產(chǎn)業(yè)等方面已趕上和超過日本。
2、特點
美國國防的需求是光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大動力。90年代初期，美國對于光電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究的直接投入平均每年達(dá)到約20億美元，但主要集中在軍事技術(shù)。在已經(jīng)推出的“機載激光器”計劃中，美國政府在1996-2002年投入11億美元用于對大功率激光器的研究，而且這樣的投入力度在未來的30年不會改變。在隨后推出的“基于空間的激光器”研究計劃中，政府每年也提供1億美元的研究資金。
美國光電產(chǎn)業(yè)的集中度很高，大型廠商透過垂直整合，形成龐大的生產(chǎn)體系，這類大廠占全美光電廠商總數(shù)雖不及10%，但卻占有超過85%以上的產(chǎn)值。其余為數(shù)90%以上的小型光電廠商規(guī)模雖不大，但多有明確的產(chǎn)品定位，掌握關(guān)鍵技術(shù)，業(yè)績亦不俗，造就了不少“小巨人”。
美國企業(yè)層面的技術(shù)研發(fā)主要由中小企業(yè)來進(jìn)行，他們更傾向于短期的、滿足市場需求的研發(fā)活動；大學(xué)則主要進(jìn)行一些長期的基礎(chǔ)性研究，大學(xué)及其它科研機構(gòu)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化過程，通常是通過科研人員將科研項目帶出并成立新公司的方式來實現(xiàn)，因而科學(xué)研究與應(yīng)用研究、應(yīng)用研究與產(chǎn)業(yè)化有些脫節(jié)。
美國在光電子領(lǐng)域具有較強的科研實力，但由于在一段時間里沒有處理好光電子科學(xué)研究與技術(shù)轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系，未能獲取20世紀(jì)光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢。意識到這個問題以后，美國加強與國際的合作，尋求解決問題的辦法，促進(jìn)美國企業(yè)將已有的光電子技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。在與日本合作方面，有旨在加強美日企業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)、市場的溝通與合作的JOP(聯(lián)合光電子計劃)。該計劃更加強調(diào)光電子技術(shù)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用，鼓勵在國際間廣泛開展企業(yè)與企業(yè)之間的合作，共同開發(fā)新的光電子技術(shù)及產(chǎn)品，制定新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
三、國內(nèi)發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)展光電子產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗
從上世紀(jì)80年代開始，臺灣地區(qū)便開始積極推動光電子科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，20多年來，臺灣地區(qū)在光電組件、顯示器、光通信、光存儲、光輸出輸入、激光器及其應(yīng)用產(chǎn)品方面都有了迅速的發(fā)展。最近五年來，臺灣地區(qū)的光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤為迅猛，光盤及光盤機、顯示器和光電掃描等產(chǎn)品已取代日本，占國際首位。光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要特點是：
首先，光電子產(chǎn)品在自主開發(fā)研制能力方面相對有限，擁有自主產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品甚少，關(guān)鍵零部件都需進(jìn)口，但在組裝應(yīng)用能力與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的配套方面比較齊全，產(chǎn)品的市場適應(yīng)性和開拓性較強；
第二，中小公司發(fā)展目標(biāo)明確，與光電子研究部門關(guān)系密切，并努力開拓有自己特色的產(chǎn)品，例如，在新竹工業(yè)園有三分之一的公司制造光電子產(chǎn)品，生產(chǎn)的半導(dǎo)體發(fā)光管及激光器居世界前列；
第三，注重R&D投入，R&D經(jīng)費占收入的比率達(dá)到8%～10%左右，開發(fā)的新產(chǎn)品能適應(yīng)各個用戶不同的需求。
武漢地區(qū)在國內(nèi)具有不可替代的光電子信息技術(shù)優(yōu)勢。2001年7月6日，原國家計委正式批復(fù)武漢東湖高新區(qū)為“國家光電子產(chǎn)業(yè)基地”。在東湖開發(fā)區(qū)內(nèi)，有23所大學(xué)，56家研究機構(gòu)；有兩院院士43名，其中有8名是光電子信息技術(shù)的學(xué)科帶頭人；有從事光電子領(lǐng)域研究開發(fā)共有科研開發(fā)機構(gòu)38個，其中國家部委屬4個，高校屬20 個；有國家重點學(xué)科2個，國家技術(shù)/國家技術(shù)研究/工程技術(shù)研究中心6個，重點實驗室6個，專業(yè)實驗室2個，博士后流動站5個。涌現(xiàn)出了一批在全國乃至世界領(lǐng)先的優(yōu)勢學(xué)科,造就了一批著名的學(xué)科帶頭人,成為我國學(xué)科門類齊全、綜合研究實力雄厚、獨具特色的光電子科研基地。
“廣東光谷”是一個區(qū)域概念，它由深圳的“光數(shù)碼城”和“廣州科學(xué)城”組成。它的定位著重于研發(fā)易于產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)，而不是簡單地聚集一些搞應(yīng)用的企業(yè)——以深穗為基地，以珠江三角為腹地，最終建成集產(chǎn)學(xué)研于一體的光電子產(chǎn)業(yè)帶及國際生產(chǎn)制造中心。隨著科學(xué)城開發(fā)面積的擴大，在以科學(xué)城為中心發(fā)展光電子產(chǎn)業(yè)的環(huán)境日益成熟。在這塊土地上吸引了來自臺灣的光寶電子集團、樂華電子、南方高科等以信息電子、光電子產(chǎn)品為主的企業(yè)集團，這為廣東光谷的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。
長春在發(fā)光顯示器、光電科學(xué)儀器等領(lǐng)域有著相對較強的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢，可帶動上下游產(chǎn)品形成產(chǎn)業(yè)群。重點培育兩個產(chǎn)業(yè)鏈條：
一是光顯示產(chǎn)業(yè)鏈：在大力發(fā)展光電子顯示器件的同時，有步驟擴展產(chǎn)業(yè)鏈，上游重點發(fā)展驅(qū)動電路、背光源、彩膜等，下游推進(jìn)液晶電視、液晶顯示器、筆記本電腦、PC機等產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。
二是二極管照明光源產(chǎn)業(yè)鏈：以科研為基礎(chǔ)，從源頭的發(fā)光外延片及芯片切入，開發(fā)以白光二極管為代表的高亮度發(fā)光器件，以此為基礎(chǔ)向下游擴展各種照明光源、顯示屏等最終產(chǎn)品。
總體來說，我國光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)喜憂參半。在光電子技術(shù)方面，我國是與國際水平差距相對較小的一個領(lǐng)域，與世界發(fā)達(dá)國家?guī)缀跬瑫r起步。特別是近10年來我國光電子技術(shù)研究在國家“863”計劃和有關(guān)部門的支持下有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在很多領(lǐng)域同國外先進(jìn)國家只有兩三年的差距，個別領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先地位。來自中國科學(xué)院光電研究院的資料顯示，自20世紀(jì)90年代初以來，在廣東、上海、北京、武漢、西安、吉林等地出現(xiàn)了大量光電子企業(yè)，從產(chǎn)能和產(chǎn)量來看，中國已經(jīng)達(dá)到世界級水平。但是，龐大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模卻是大而不強，中國光學(xué)產(chǎn)品大多數(shù)集中在中低端領(lǐng)域，盡管規(guī)模龐大，可市場價值并不高。據(jù)有關(guān)部門估計，中國光學(xué)元件的市場價值僅占世界市場的５％。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，很大程度上就是從實驗室到市場的“鏈條”出現(xiàn)“斷裂”，科技成果不能及時進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，或真正轉(zhuǎn)化為商品。目前，中國光電子產(chǎn)業(yè)需破解兩道難題：一個是強化“中國制造”，改變這一領(lǐng)域技術(shù)原創(chuàng)性不足的問題；一個是整合資源，集中優(yōu)勢，把規(guī)模做大做強，改變各自為政的零散的發(fā)展?fàn)顩r。
