「產(chǎn)業(yè)」在制造業(yè)應用廣泛光電子市場快速增長

行業(yè)動態(tài) 2022-04-30 19:34

光電子信息工程科技成為重塑國家創(chuàng)新能力和競爭實力的關鍵要素，它的發(fā)展帶動了航空航天、新材料、智能制造、生物技術等技術領域的加速演進。

光電子信息技術對現(xiàn)代社會的發(fā)展起到了基礎支撐作用，光纖通信網(wǎng)絡的建設、4G及5G技術、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的應用，為新技術、新產(chǎn)業(yè)的不斷涌現(xiàn)提供了必要的基礎。

在未來幾十年，量子精密測量這些物理學原理將越來越多地被廣泛應用，微電子、光電子的芯片將繼續(xù)突破發(fā)展，要加倍努力，實現(xiàn)國家光電子技術、微電子技術發(fā)展。

目前，光電子技術的應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。在近日舉辦的2019中國光電子技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上，與會專家紛紛表示，隨著研發(fā)的深入，全球光電子產(chǎn)業(yè)或將成為整個信息產(chǎn)業(yè)中一個新的經(jīng)濟增長級，光電子技術在制造業(yè)領域應用將更加廣泛。

光電子成新增長級

記者從會上獲悉，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，預計還會在未來的光計算中發(fā)揮重要作用。

近年來，光子信息、激光加工、生物光子幾個主要領域呈現(xiàn)快速增長趨勢，相關機構預估至2020年，全球光電子技術產(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)全球近27%的市場份額，印度的光電子工業(yè)是近年發(fā)展最快的國家。

中國科學院院士褚君浩在會上闡述了智能時代的特點，以及紅外光電器件發(fā)展的六個方向，分別是：大規(guī)模高增益，擴充波段，多色多頻道，提高工作溫度，升溫工作，從基礎研究出發(fā)擴展出來的一些新器件并實現(xiàn)智能化。他認為，智能時代、空天海地、人工智能、智慧地球、能源環(huán)境、醫(yī)療診斷等對光電器件提出更高的要求，也是光電子技術發(fā)展的最好機遇。

光芯片產(chǎn)業(yè)急需升級

據(jù)了解，光電子信息技術也對現(xiàn)代社會的發(fā)展起到了基礎支撐作用，光纖通信網(wǎng)絡的建設、4G及5G技術的應用為現(xiàn)代社會提供了基礎的信息高速公路。以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)為代表的技術應用，推進基礎設施智能化改造，形成萬物互聯(lián)、人機交互、天地一體的網(wǎng)絡空間，為新技術、新產(chǎn)業(yè)的不斷涌現(xiàn)提供了必要的基礎。

光纖與通信應用是目前光電子發(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)絡推動的快速互聯(lián)其實在我國發(fā)展時間不長，但迎合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，以及上游的半導體、封裝、檢測設備等。

4G及5G技術的應用，以及5G等多因素的驅動疊加，促使光電子行業(yè)的景氣度持續(xù)上升?？v觀我國光通信行業(yè)，該產(chǎn)業(yè)雖整體實力領先，但發(fā)展極不均衡，特別是上游核心器件、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)實力的缺位與產(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備商對外依賴嚴重，因此未來產(chǎn)業(yè)升級的重心將是光芯片高端技術研發(fā)領域。

中國科學院院士、北京航空航天大學常務副校長房建成認為，物聯(lián)網(wǎng)標簽正在芯片化。在一些高端領域，量子傳感不斷登場，他們與光電、機電傳感器是一個高低配合。在未來幾十年，量子精密測量這些物理學原理將越來越多地被廣泛應用，微電子、光電子的芯片將繼續(xù)突破發(fā)展，要加倍努力，實現(xiàn)國家光電子技術、微電子技術發(fā)展。

激光加工應用廣泛

作為光電子技術的一個重要領域，近幾年激光市場也呈現(xiàn)出良好的增長勢頭。

能量激光的應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)關注并加入其中。近年來，我國激光設備市場繼續(xù)快速發(fā)展，中小功率激光主要應用于電子、陶瓷、玻璃、五金、紡織、汽車零部件等輕工業(yè)制造，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、軌道機車等重型設備的制造。

相關報告分析，微觀方面，尤其是紫外激光、超快激光的國產(chǎn)化，成本正在大幅降低。精密激光設備在近兩年也有大幅增長，特別是半導體材料的加工、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。宏觀方面，未來不僅是簡單的鋼板切割，還會有廚具、電梯、家裝、機柜、管材、電梯等更多的復雜需求。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，對激光設備的需求也越來越大。

光電子技術除了應用于制造業(yè)，在生物醫(yī)療、軍事方面也有廣泛應用。

生物醫(yī)療的光子技術在醫(yī)學成像、醫(yī)學分析、微創(chuàng)手術、光子美容、光學掃描、診斷、成分分析等領域應用較廣，對當前醫(yī)療發(fā)展的進步有很大的幫助。在軍事上，光電子技術用于激光雷達、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、導彈等攻擊性裝備十分需要。