光电子产业发展概况与前景

光电子产业--21世纪的第一主导产业众所周知，21世纪是信息经济时代，信息产业将成为支柱产业。

以美国为例，在1995年至1998年期间信息产业占美国GDP的8%，但它对美国实际的经济增长贡献率则达到35%，据称到2006年全美将有近半数劳动力资源被信息产业所雇用。

而信息产业的发展却与光电子技术的发展有着紧密的联系。

如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展，改变了人们的生活方式，使得知识经济初见端倪，那么随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。

美国商务部指出：“90年代，全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光电子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。

日本《呼声》月刊也有类似的评论：“21世纪具有代表意义的主导产业，第一是光电子产业，第二是信息通信产业，第三是健康和福利产业……”，可以断言，光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。

光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备，预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。

目录（一），光电子与光电子产业概况（二），光电子的地位与作用（三），二十一世纪信息光电子产业将成为支柱产业（四），国际光电子领域的发展趋势（一），光电子及光电子产业概况今天，光电子已不再局限传统意义上的用于光发射、光调制、光传输、光传感等的电子学的一个分支，同时还包容了部分电光学、光子学和光学成分。

主要光电子器件集中体现在各类半导体LED、LD，各类光探测器，收发集成模块,光放大器，调制器，波长变换器等。

此外，还包括和上述器件相关的各类光波导等无源器件。

光电子产业也不是以单一形式存在，它是一个由相关的基础设施和基础技术支撑的多类产业的结合体，可形象地比做一棵参天大树。

滋养这棵大树的土壤是：制造设施，研究机构，技术力量，政府基金，风险投资，研发资源等。

支撑这棵大树的脊梁是光电子技术，包括LD/LED，光探测器，图像传感器，光调制器，MOEMS，光纤，光纤连接器，光放大器，无源光器件等。

这棵大树结出的丰硕果实就是光电子产业，包括光通讯，光显示，光存储，影像，光信号/照明，太阳能电池等。

用一个简单的分类方法，可以把光电子产业分为信息光电子、能量光电子、娱乐光电子等部分;信息光电子包括光纤光缆、光器件、光通信设备等产品，能量光电子包括激光器、激光加工成套设备、激光医疗设备及测控仪表等,而娱乐光电子包括日常消费品制造如VCD，DVD等等。

光电子市场主要集中在通信、显示、存储和影像等四个领域。

图中给出了98年度世界各类光电子产品所占的市场份额。

那么，光电子元器件所占市场份额比例是多少呢,我们目前还拿不到世界范围内的数据。

不过,通过日本的光电子产业调查也可可见一斑。

97年为30.6%,98年为30.1%，99年预计为30.6%。

这样看来,光电子元器件占整个光电子市场份额30%左右。

光电子产业的发展速度是惊人的，从日本工业来看，近年一直呈现出一路增长的势头，98年年增长率为6.6%，99年预计年增长率为10.4%。

有关预测表明，未来几年全球光电产业将有更大的增长幅度，增长速度比较快的是WDM市场，预计年增长率为23%，其中，用于WDM的LD年增长率将在50%以上，放大器为43%左右。

（二），光电子的地位与作用(1),光电子的“基石”和“制高点”地位与“支撑”和“革命”的作用二十世纪微电子出尽了风头, 人们无时无刻不感受到微电子给人类社会带来的辉煌。

本世纪后期崭露头角的光电子给人类社会带来了新的希望和期盼，并以比微电子更快的发展速度冲向新世纪。

专家们预言：二十一世纪将是微电子和光电子协同作战共同发挥作用的时代，微电子和光电子是信息技术赖以迅猛发展的两个车轮子，缺一不可。

1999年全球光电子产品市场总值达1800亿美元，并以每年15%的速度增长；同年我国光电子产品的市场总值也达到50亿美元。

美国商务部指出：谁在光电子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁。

科学界预言：光电子产业在十年内将形成5万亿美元的产值，成为全球最大的产业。

光电子技术的重要性在于它既是现代信息技术的基石，又是矗立于该领域之中、可资控制全局的制高点。

与此双重地位相对应，它在信息技术领域中起着两大作用，即“支撑”和“革命”的作用。

作为基石，它以其一砖一石支撑着这个信息技术的高楼大厦；作为制高点，它又以其一个接一个奇妙莫测的进步执导着信息技术领域中一次又一次里程碑式的革命。

今天信息技术的突飞猛进已足以证明了这一点。

微电子和光电子技术的重要性几乎不言而喻的，而较之微电子，光电子技术的重要性有过之而无不及。

当今信息系统的显著特征是信息采集、存取、处理、传输和应用的高速化、宽带化和大容量化。

在这样的信息系统当中，关键器件已非光电子器件莫属。

试想一下，如果没有光电子器件，那里会有光纤通信系统？而没有光纤通信系统，信息高速公路又从何谈起？再试想一下，如果没有光电子器件，哪里会有光盘？进而又何谈超大容量信息存储？因而，我们完全有理由说，没有光电子技术，信息技术就如同一片荒原，信息产业就成为无源之水，无本之木，信息社会也便成为“空中楼阁”。

换言之，光电子技术必定是支撑未来信息技术的脊梁，必定是支撑未来信息产业的支柱，进而必定是支撑未来信息社会的基石。

正因为光电子在技术领域基石和制高点作用,决定了它在一个国家中的战略地位,光电子技术已不是一般国家生产力的概念，而是一个国家的战略技术。

光电子的发展水平不仅仅是一个国家的科技实力的体现,更是一个国家综合实力的体现。

二十一世纪没有微电子是不可想象的，同样，没有光电子更是不可接受的。

光电子目前的成就和它巨大的发展潜力已让人们无可置疑：二十一世纪一定需要光电子。

(2),二十一世纪光电子的表现那么，光电子在二十一世纪会有何出色表现呢？请看：A,光电子与微电子一起将支撑起光通信这个摩天大厦光电子技术最初在通信领域找到了破口，并一直以信息光电子为龙头得以迅速发展。

随着信息时代的到来，人们对信息的追求已进入了如痴如醉的境地，而传输如此海量的信息，必然要占用越来越大的通信带宽。

那么，在未来几年人类对信息的需求是什么样的呢，请看A.A.Bergh的预测。

从这个预测可以看到，语音服务的增长率为5%/年，数据服务为30%/年，Internet为200-300%/年，按着这样的增长速率，到2000-2002间，通信速率就需要达到Tb/s以上。

靠什么样的技术才能支撑起增长如此迅速的通信带宽呢？在有线通信方面，由于导线的、传输损耗正比于传输频率及传输距离，普通双绞线上传输的信息的带宽仅为几十KHz，只能用来传输话音和文字信息，这样的带宽用来传输静止的图像已有捉襟见肘之感；同轴电缆的传输带宽可达几百MHz，目前这样的带宽对于大多数个人用户也许已经够用，但要支撑起包含成千上万用户的信息网络，显然也是无能为力的。

众所周知，在无线通信（包括卫星通信）方面，所有带宽资源都已各有其主。

何以构筑起这样一个每天吞噬着海量信息的巨大网络大厦呢？回答只能是：光通信。

而光通信赖以生存和发展的技术就是：光电子技术。

B,光电子将有可能引发一场照明技术的革命五十年代发展起来的以半导体为核心的固态电子学及微电子学的成就引发了世界范围的第一次信息革命,已成为当代计算机科学技术、无线电电子技术、自动控制技术取得巨大成就的关键基础。

这数得上是二十世纪最重要的技术革命。

那么，半导体引起的下一个技术革命将是什么呢？那就是将逐步取代电真空的灯泡和日光灯管的半导体灯（信号灯，照明灯）。

进入九十年代以来，随着半导体科学技术的发展，宽禁带的氮化镓、炭化硅等的材料生长技术，器件制造技术的突破和改善，超高亮度得兰绿色发光二极管随之出现。

蓝光二极管的出现，不仅仅只是丰富了色彩，有了红橙黄绿青篮紫全色，更重要的意义是出现了白色光—半导体灯。

目前，世界上生产蓝光二极管的半导体公司纷纷和老牌灯泡制造商结盟，抢占这个可以说是未来最大的市场。

譬如美国惠普公司联合日本日亚和德国西门子，美国克雷公司、德国西门子又和奥斯林联合，美国EMCORE公司和通用公司联合等。

因此，目前，半导体照明灯已对传统的白帜灯发起了挑战。

半导体灯小巧、可靠、寿命长、低压、省电、节能占尽了优点。

半导体灯和普通照明光源相比，可以节省80-90%的能源。

目前最大的问题是价格还太贵。

2cd 的白光发光二极管定价在1美元左右。

但是价格只是时间问题。

从IC 的发展及其降价规律，就可以预言，半导体灯达到普通人家可以接受的价格为期不远了。

专家认为这是跨世纪值得关注的电子革命大事，它既是科技专家争先抢占的高技术领域的制高点，也是企业家获得巨大利润的战场。

C,现代军事和国防需要点亮现代武器的眼睛科索沃战争，中国的大使馆被炸，是因为美国的导弹没长眼睛吗？不是，恰恰相反，是它有一只敏锐的“眼睛”---光电子技术。

在海湾战争中，盟军以轰炸准确、人员伤亡少而一举改变了人们对战争的认识和定义，那场举世瞩目的“沙漠风暴”固然以电子战为主，但如果要论战功的话，则非光电子武器莫属。

人们已经认识到光电子技术在现代国防军事领域的重要性，光电子技术已受到各国军方的高度重视，几乎各发达国家都大力开展基础研究、应用研究和产品开发。

主要应用有：半导体激光雷达，半导体激光测距，半导体激光引信，半导体激光制导跟踪，半导体激光瞄准和告警，半导体激光武器模拟，半导体激光通信，军用光纤陀螺，半导体激光照明（夜视）。

D,人类丰富多彩的生活需要光电子来装扮凯文回家时挟了一卷4英尺长的薄薄的纸张样的东西，进入居室时，墙壁开始柔和发光，房间逐渐亮了起来。

他打开这卷东西并沿墙壁铺开，说道：“这就是8 英尺大的电视屏！”。

这个魔幻的世界目前还是梦想，不过，它即将在2007年成为现实，走进人们的生活。

这就是有机电发光薄膜技术的魅力，这就是光电子技术的魅力。

DVD的到来免去了人们频频插换蝶片的烦恼，数码相机给人们带来了即闪即现的惊喜，总之，光电子已渗透人类生活的各个领域，复印机，激光打印机，数字摄像机等等，就连儿童的鞋跟后面都闪烁着光电子技术的亮点。

（三），二十一世纪信息光电子产业将成为支柱产业国际公认:21世纪是光电子与微电子紧密结合发挥作用的时代,以光通信为龙头的信息光电子产业将成为21世纪的明星产业和支柱产业。

日本工业调查会总经理志村幸雄在述及21世纪的主导产业时指出，21 世纪具有代表意义的主导产业第一是光电子产业，第二是信息通信产业，第三是健康和福利产业，第四是环境和新能源产业。

同时指出“光电子产业”对其它许多产业而言，无疑将起到“基础材料”的作用。