光電子是支柱產(chǎn)業(yè)和發(fā)展基礎(chǔ)

陳良惠

中國(guó)工程院院士

光電子產(chǎn)業(yè)不但是蓬勃發(fā)展的國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)，更是其他傳統(tǒng)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。

近年光通信產(chǎn)業(yè)已從谷底顯復(fù)蘇之勢(shì)，我國(guó)光通信系統(tǒng)在世界市場(chǎng)已有一定地位和份額，如華為、中興和烽火等企業(yè)在國(guó)內(nèi)外承包工程，顯出競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。光纖到戶(hù)已經(jīng)進(jìn)入技術(shù)突破和高速發(fā)展期。不過(guò)，國(guó)內(nèi)光纖光纜的產(chǎn)能尚待消化，包括器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料生長(zhǎng)在內(nèi)的光電子器件自主研發(fā)和工程化能力有倒退之勢(shì)，光電子器件產(chǎn)業(yè)還顯稚嫩，關(guān)鍵器件仍需依賴(lài)引進(jìn)，應(yīng)該引起足夠重視。
光存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展平穩(wěn)，對(duì)其狀態(tài)的評(píng)價(jià)還是老話(huà)：中國(guó)是公認(rèn)的生產(chǎn)大國(guó)而非強(qiáng)國(guó)。光盤(pán)相關(guān)的專(zhuān)利費(fèi)之痛，雖已成為正視自主創(chuàng)新的典型教材，不過(guò)，呼吁良久的基于藍(lán)光激光器的HD-DVD等具有極大市場(chǎng)的新興技術(shù)的迎頭趕上，還僅留在口頭上，至今尚未見(jiàn)強(qiáng)力布局。

光顯示產(chǎn)業(yè)由平板顯示器取代陰極射線顯示器的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)，在彩電和PC平板顯示器的市場(chǎng)上，PDP和LCD在質(zhì)量和價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)仍在繼續(xù)。全色LED顯示屏由于三基色LED的質(zhì)高價(jià)廉而充滿(mǎn)生命力，OLED技術(shù)方興未艾，已在小屏幕顯示的應(yīng)用上發(fā)揮作用。用三基色的大功率激光實(shí)現(xiàn)大色域的顯示是值得重視的新的技術(shù)途徑，在高檔影院的大屏幕電影放映上可以率先得到應(yīng)用，而三基色的大功率LED的放映機(jī)和投影儀可望做成袖珍型不但進(jìn)入家庭，隨身帶與筆記本電腦配用也是可以期望的。
半導(dǎo)體照明在節(jié)能上的潛力已經(jīng)得到認(rèn)同，我國(guó)在該領(lǐng)域，不論半導(dǎo)體照明燈具、景觀照明、礦燈等特殊應(yīng)用，管芯和外延片的生產(chǎn)技術(shù)，大功率芯片水平，甚至MOCVD設(shè)備的研制都有長(zhǎng)足進(jìn)步，標(biāo)準(zhǔn)和專(zhuān)利研究都已開(kāi)始，特別是硅襯底LED和熒光粉等方面的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研發(fā)，是突破國(guó)外專(zhuān)利包圍的成功一戰(zhàn)，應(yīng)該給予積極的評(píng)價(jià)和繼續(xù)支持。

現(xiàn)在作為“十一五”國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)的半導(dǎo)體照明已經(jīng)啟動(dòng)，但由于去年開(kāi)始，國(guó)際白光LED技術(shù)和電光轉(zhuǎn)換效率的突飛猛進(jìn)，我們與國(guó)際的差距不但沒(méi)有縮小而是在繼續(xù)拉大，希望政府、產(chǎn)業(yè)界和金融界給予更大的關(guān)注和更強(qiáng)力的支持，讓半導(dǎo)體照明為國(guó)家的節(jié)能做出切實(shí)的貢獻(xiàn)。

光電功能材料研發(fā)強(qiáng)商品化弱

沈德忠

中國(guó)工程院院士

非線性光學(xué)晶體是重要的光電信息功能材料之一，是光電子技術(shù)特別是激光技術(shù)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。非線性光學(xué)晶體材料可以用來(lái)進(jìn)行激光頻率轉(zhuǎn)換，擴(kuò)展激光的波長(zhǎng)；用來(lái)調(diào)制激光的強(qiáng)度、相位；實(shí)現(xiàn)激光信號(hào)的全息存儲(chǔ)、消除波前畸變的自泵浦相位共軛等。所以，非線性光學(xué)晶體是高新技術(shù)和現(xiàn)代軍事技術(shù)中不可缺少的關(guān)鍵材料。到目前為止，具有市場(chǎng)價(jià)值的非線性光學(xué)晶體有鈮酸鋰、磷酸二氫鉀、磷酸二氘鉀、碘酸鋰、磷酸氧鈦鉀、偏硼酸鋇、三硼酸鋰、鈮酸鉀、硼酸銫、硼酸銫鋰以及硫銀鎵、砷鎘鍺、磷鍺鋅等。隨著上世紀(jì)末全世界信息化浪潮的迅猛發(fā)展和光電子技術(shù)的廣泛采用，國(guó)內(nèi)外對(duì)光電功能晶體尤其是非線性光學(xué)晶體的市場(chǎng)需求劇增。2005年，全球非線性光學(xué)晶體市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)8.561億美元。

我國(guó)在非線性光學(xué)晶體的產(chǎn)業(yè)化方面也取得了明顯進(jìn)展，建立了一批專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)、銷(xiāo)售非線性光學(xué)晶體的公司，LN、LT、KTP、LBO、BBO等晶體已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，產(chǎn)品除滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需要外，還大量出口歐美一些國(guó)家。

我國(guó)是發(fā)明LBO、BBO、KBBF至首次用熔劑法生長(zhǎng)出可實(shí)際應(yīng)用的KTP大單晶的國(guó)家，但在非線性光學(xué)晶體商品化的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中并不處于優(yōu)勢(shì)地位。這主要是因?yàn)榉蔷€性光學(xué)晶體的商品是以相關(guān)的元器件形式進(jìn)入市場(chǎng)的，而我們將晶體材料加工成所需元器件的技術(shù)比較落后，特別是通光面的精密拋光和高抗激光損傷減反膜的鍍膜技術(shù)，與國(guó)際水平差距較大。在一些高技術(shù)器件制備領(lǐng)域，例如準(zhǔn)相位匹配變頻器的制備工藝方面，我們還沒(méi)有完全過(guò)關(guān)。以色列、瑞典向我國(guó)爍光公司購(gòu)買(mǎi)KTP晶片，一塊長(zhǎng)×寬×高為35mm×35mm×1mm的KTP晶片，售價(jià)是500美元，他們拿回去做成PPKTP(準(zhǔn)相位匹配KTP)，就算成品率為50%，也可做成5只通光面為1mm×2mm、通光長(zhǎng)度20mm的PPKTP，這種尺寸的PPKTP變頻器賣(mài)給中國(guó)的一些科研單位，每只是2300美元，總值11500美元，是購(gòu)買(mǎi)我們KTP晶片所花的500美元的23倍！

由此可見(jiàn)，在今后發(fā)展我國(guó)的非線性光學(xué)晶體，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的工作中，除繼續(xù)大力研制性能優(yōu)異的新型非線性光學(xué)晶體，改進(jìn)和完善現(xiàn)有的非線性光學(xué)晶體之外，還需大力發(fā)展非線性光學(xué)晶體器件加工的設(shè)備，加強(qiáng)器件加工能力，提高加工工藝水平，盡快掌握諸如準(zhǔn)相位匹配變頻器件的制備技術(shù)，以光電子器件的優(yōu)勢(shì)來(lái)發(fā)揚(yáng)我國(guó)非線性光學(xué)晶體材料的優(yōu)勢(shì)，才能在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝。

能源短缺是光電子產(chǎn)業(yè)新契機(jī)

周炳琨

中國(guó)科學(xué)院院士

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)光電子產(chǎn)業(yè)在迅猛發(fā)展,初步具備了與國(guó)外大公司競(jìng)爭(zhēng)的能力。但是，國(guó)內(nèi)光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然面臨著不少挑戰(zhàn)。首先，除光通信外，其他光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較緩慢，如光存儲(chǔ)、光顯示、光照明、光傳感等；其次，很多光電子產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)沒(méi)有完整的產(chǎn)業(yè)鏈，附加值最大、科技含量最高的部件往往為國(guó)外企業(yè)所壟斷，企業(yè)自主創(chuàng)新能力有待進(jìn)一步提高；第三，科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)和市場(chǎng)結(jié)合不夠緊密，還沒(méi)有形成以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系。如何結(jié)合我國(guó)科技現(xiàn)狀發(fā)展光電子產(chǎn)業(yè)，為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家貢獻(xiàn)力量是我們需要思考的問(wèn)題。

就市場(chǎng)需要而言，光電子產(chǎn)業(yè)主要在以下幾方面可能有比較大的增長(zhǎng)空間：光網(wǎng)絡(luò)和光接入網(wǎng)，如光纖到戶(hù)(FTTH)；光存儲(chǔ)中的藍(lán)光光盤(pán)存儲(chǔ)，光全息存儲(chǔ)；光顯示中的大尺寸LCD顯示器，OLED顯示器；半導(dǎo)體照明及太陽(yáng)能電池利用；此外，在光纖傳感，醫(yī)療領(lǐng)域也有比較大的增長(zhǎng)空間。

光電子產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了上世紀(jì)末的高潮，本世紀(jì)初的低谷，到現(xiàn)在應(yīng)該說(shuō)是又回到了正常發(fā)展的道路上。實(shí)際上光電子產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)，社會(huì)和國(guó)家安全的很多領(lǐng)域都有著廣泛的需求，在建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的進(jìn)程中，光電子產(chǎn)業(yè)的作用將越來(lái)越凸顯出來(lái)。

未來(lái)社會(huì)能源缺乏，這也是光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機(jī)。平板顯示，半導(dǎo)體照明在節(jié)約能源上非常有優(yōu)勢(shì)。此外，隨著生活水平的提高，對(duì)于清晰度高、易于攜帶、健康低輻射的平板顯示器的需求必然會(huì)逐漸增加。半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)則是照明的綠色革命，這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將一日千里。現(xiàn)在需要達(dá)到的主要目標(biāo)有：首先要進(jìn)一步提高發(fā)光效率，如果能達(dá)到150lm/W，半導(dǎo)體照明設(shè)備進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)就有了基礎(chǔ)；其次是降低成本，如果半導(dǎo)體照明設(shè)備和現(xiàn)在傳統(tǒng)照明設(shè)備的成本能處在同一水平上，半導(dǎo)體照明設(shè)備就會(huì)有比較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；最后還應(yīng)拓展特種LED照明產(chǎn)業(yè)，發(fā)展新的領(lǐng)域。

希望“烽火”和“華為”再多一些

周立偉

中國(guó)工程院院士

我想談?wù)勎医盏轿錆h開(kāi)會(huì)并參觀武漢“中國(guó)光谷”的核心企業(yè)烽火科技集團(tuán)以及華中理工大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室后的一些感想。

烽火科技集團(tuán)是從武漢郵電科學(xué)研究院發(fā)展起來(lái)的，是集光通信領(lǐng)域的通信系統(tǒng)、光纖光纜和光電器件的研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售于一體的科研與產(chǎn)業(yè)實(shí)體。通過(guò)企業(yè)轉(zhuǎn)制，該集團(tuán)繼承武漢郵電科學(xué)研究院在光通信領(lǐng)域的深厚技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并發(fā)揚(yáng)光大，在市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)和產(chǎn)業(yè)化能力上實(shí)現(xiàn)跨越式增長(zhǎng)。他們的光傳輸系統(tǒng)設(shè)備和光纜產(chǎn)品的市場(chǎng)份額均位居國(guó)內(nèi)制造商前列，光無(wú)源器件和有源器件的產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率都名列第一，成為全球光器件的供應(yīng)商。

我參觀烽火科技集團(tuán)的情況后，我的感想是，作為中國(guó)的光電子企業(yè)，他們這條路是走對(duì)了。我覺(jué)得，以下幾點(diǎn)是值得學(xué)習(xí)的。

一是他們從武漢郵電科學(xué)研究院成長(zhǎng)起來(lái)，有很好的底蘊(yùn)，無(wú)論是理論基礎(chǔ)，還是研究實(shí)力上。因此，他們不斷有新的創(chuàng)意，并把創(chuàng)意化為成果，把成果化為產(chǎn)品。二是重視技術(shù)開(kāi)發(fā)，有很強(qiáng)的實(shí)力。烽火科技集團(tuán)在光電子設(shè)計(jì)與制造工藝上，已經(jīng)形成從材料生長(zhǎng)到耦合封裝、測(cè)試全環(huán)節(jié)的工藝體系。三是重視專(zhuān)利和軟件開(kāi)發(fā)。在ASIC設(shè)計(jì)上，已開(kāi)發(fā)出幾十種包含自主專(zhuān)利的核心芯片。軟件開(kāi)發(fā)與維護(hù)人員比例已超過(guò)系統(tǒng)設(shè)備研發(fā)人員總數(shù)一半以上。還參與國(guó)際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。四是積極參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，有很強(qiáng)的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)能力，打造自己的品牌，大力實(shí)施國(guó)際化戰(zhàn)略，不斷提高國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

當(dāng)然，這一切離不開(kāi)人才，離不開(kāi)堅(jiān)強(qiáng)的領(lǐng)導(dǎo)班子以及他們的發(fā)展戰(zhàn)略。

我在武漢參觀訪問(wèn)華中理工大學(xué)的光電子實(shí)驗(yàn)室，發(fā)現(xiàn)他們的成果轉(zhuǎn)化和科技孵化工作做得非常好。一旦有技術(shù)成果成熟了，就立刻轉(zhuǎn)到公司開(kāi)發(fā)，甚至成立新公司。

與他們相似的中國(guó)光通信領(lǐng)域行業(yè)，還有一個(gè)很有名的華為集團(tuán)，非常欽佩華為，不過(guò)我沒(méi)有參觀過(guò)華為。

因此，我對(duì)中國(guó)的信息光電子的發(fā)展充滿(mǎn)信心，我衷心希望中國(guó)多出一些像烽火和華為那樣的企業(yè)。

產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是跨越式發(fā)展必由之路

許祖彥

中國(guó)工程院院士

信息產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)第一支柱產(chǎn)業(yè)，光電子產(chǎn)品在信息產(chǎn)業(yè)中占有很大比重，就2004年的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的顯示器、彩電和激光視頻機(jī)等幾種光電子產(chǎn)品的產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的一半以上，已形成大產(chǎn)業(yè)，但這些光電子產(chǎn)業(yè)的利潤(rùn)率很低，僅為國(guó)外的幾分之一，呈現(xiàn)出大而不強(qiáng)的狀況。

在“國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展綱要”啟動(dòng)之際，我們應(yīng)當(dāng)在促進(jìn)信息化與工業(yè)化良性互動(dòng)的科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，本著建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的理念，發(fā)展我國(guó)的光電子產(chǎn)業(yè)，抓住光電子技術(shù)更新?lián)Q代迅猛發(fā)展中的機(jī)遇，尋找突破口，提高我國(guó)光電產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

例如顯示技術(shù)從上世紀(jì)30年代起，歷經(jīng)黑白顯示、彩色顯示，到現(xiàn)在的數(shù)字顯示，基本解決了高清晰視頻圖像的獲取、處理、存儲(chǔ)、傳輸和再現(xiàn)技術(shù)，但還沒(méi)有涉及顏色的高還原性問(wèn)題，大色域覆蓋率的激光顯示近年的快速發(fā)展有可能促進(jìn)顯示產(chǎn)品的更新?lián)Q代，形成新一代顯示技術(shù)。

為實(shí)現(xiàn)我國(guó)光電子產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展，政府的主導(dǎo)作用十分重要。在國(guó)際兼容條件下，增加自己產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)抓緊跨越發(fā)展，實(shí)現(xiàn)和開(kāi)拓新市場(chǎng)，而產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是跨越式發(fā)展的必由之路，大學(xué)和科研單位是知識(shí)創(chuàng)新的主體，企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體，二者不可缺一，不能顧此失彼，十年長(zhǎng)期戰(zhàn)略，我國(guó)光電子產(chǎn)業(yè)必將有由大變強(qiáng)的重大發(fā)展。