整理西部光电子基地材料规划.docx

1、整理西部光电子基地材料规划西安光电子材料产业发展战略和“十一五”发展规划西安国家光电子成果转化及产业化基地二六年九月一、前言.2二、光电子产业发展现状和趋势.3三、西安地区光电子材料技术及产业发展现状.51、西安发展光电子材料技术及产业的优势52、西安市光电子材料产业发展背景.53、国内外技术和产业发展趋势.54、我市光电子材料与器件的现状.85、对发展我市光电子材料与器件的总体构想.116 、对发展我市光电子材料与器件的具体规划.12四、发展重点和主要任务.151、发展重点152、主要任务17五、重点建设项目和产品发展计划.23六、保障措施.28一、前言随着光电子材料和器件的快速发展，目前在

2、国际上已形成了一门高新技术骨干产业光电子技术产业。光电子产业已成为国民经济重要的基础和新兴产业，光电子技术的发展和应用是衡量一个国家高科技发展水平的重要标志之一，也是衡量一个国家现代化程度和综合国力的重要标志。光电子技术是21世纪的尖端科学技术，它对整个科学技术的发展起着巨大的推动作用，而它的发展带动了众多科学技术的发展（计算机科学与技术、电子信息技术、微电子技术、材料科学与技术、光学、光电子学和光学工程等等）。我国光电子技术的开发应用，对调整经济结构、转变经济增长方式、提高人民生活质量具有十分重要的作用。当今世界各国光电子技术和产品市场日益开放，竞争更趋激烈，发达国家对国际市场特别是发展中国

3、家市场的争夺日趋白热化。面对这种趋势，我们必须深刻认识存在的差距，增强紧迫感，充分发挥“后发优势”，努力缩小与发达国家的差距，提升国际竞争力。要抓住世界光电子技术升级换代和结构调整的机遇，在技术创新上有更大的作为，实现新的跳跃式发展。同时，要深入研究分析世界光电子产业竞争格局的变化及其对我国的影响，正确应对，趋利避害，在国际竞争中争取主动。光电子产业是西安新兴的朝阳产业，在国家实施西部大开发战略的大好时机中，我们要抓住机遇，迎接挑战，加快发展西安地区的光电子产业，为此，我们制定了西安市光电子材料产业发展战略和“十一五”发展规划。二、光电子产业发展现状和趋势1、光电子产业分类光电子产业按国际产值

4、统计及产业的层次，可分为五大类：光电子材料与元件、传统光学（光学器材）、光信息（光资讯）、光通信、激光器与激光应用。1.1光电子材料与元器件1）平面显示元器件：液晶显示器、等离子体显示器（PDP）、场发射显示器（FED）、发光二极管（LED）显示器、有机发光二极管（OLED）显示器、阴极射线管（显象管）、电致发光显示器件。（2）光电元件：发光二极管、有机发光二极管、光探测元件、太阳能电池。（3）光电子材料：特种光学玻璃、特种光塑料、特种光学晶体、光纤材料、半导体光电子材料、光学功能材料、新型非线性光学材料、荧光材料、显示（LD、LCD、PDP）用材料、外延用源材料。1.2光信息（储存）产业（1

5、）光输入和输出设备：图像扫描仪；表格阅读机；文字识别机；条码扫描仪；数码照相机；激光打印机；激光复印机；光传真机。（2）光储存：设备光盘机；光卡机。 光储存介质CD；VCD；LD；CD ROM；MO；DVD；CD-R；其它。1.3光通信产业（1）系统和设备：光纤传输设备；光纤区域网络设备；光纤通信检测和监控设备；光纤信息施工设备；终端设备；光纤CATV设备。（2）元器件：单模、多模光纤； 光无源器件光纤连接器、光耦合器、光开关、光衰减器、光隔离器、分光器、波复用器等；光有源器件光放大器；光源-光纤耦合器件；光源-探测器耦合器件；光源TO封装器件；探测器TO封装器件；光泵浦器件。1.4激光器与激

6、光应用（能量、医疗）（1）激光器：半导体激光器、固体激光器、半导体激光泵浦固体激光器、气体激光器、染料激光器、准分子激光器；（2）激光应用：激光工业应用、激光医疗应用、激光军事应用、科研应用、激光农业及生物学应用、其它应用；（3）光传感器：光纤传感、光电传感、声光传感、光化学传感、磁光效应传感器及其它。1.5光学器材望远镜、显微镜、照相机、透镜、反射镜、经纬仪、投影仪等。1.6 分析仪器与设备(1)光谱仪：X射线衍射仪、能谱仪、红外光谱仪、可见光光谱仪、紫外光谱仪。(2)能谱仪，质谱仪，等(3)电子显微镜，光学显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等(4)工业CT等分析检测设备1.7 医疗诊断与

7、治疗设备：放射医学及其它分析治疗仪器。三、西安地区光电子材料技术及产业发展现状1、西安发展光电子材料技术及产业的优势目前，我市从事光电子领域的企业数共有217家，主要集中在光电子材料、光通信器件和光电测量仪器等领域。2004年的工业总产值为55.5亿元，主营收入50亿元，利润3.3亿元，出口3亿元。2、西安市光电子材料产业发展背景随着光电子材料和器件的快速发展，目前在国际上已形成了一门高新技术骨干产业光电子技术产业。光电子技术的发展和应用是衡量一个国家高科技发展水平的重要标志之一。作为光电子技术的核心，光电子材料起着至关重要的作用，而且，随着光电子技术的发展和应用的日益广泛，对光电子晶体材料也

8、提出更高、更新的要求。以铌酸锂、锆钛酸镧铅、铌镁酸铅晶体为主的非线性光学器件和全息光存储器件；以碲镉汞、碲锰汞晶体为主的红外探测器件；以玻璃光纤为主的光电耦合与传输器件，以石榴石晶体为核心部件、大功率半导体激光器(LD)为泵源的全固态激光器(DPL)器件，是近年光电子技术发展的一个重大方向，在光纤通信、光学仪器设备、彩色显像管、国防工业、电力电子等领域得到广泛应用。3、国内外技术和产业发展趋势激光全息存储技术是一种利用激光干涉原理将图文等信息记录在感光介质上的大容量信息存储技术。目前，这项信息存储技术是通过将缩微胶片上的影像转变为光信息，然后制出存储密度更大的全息图的方法实现的。与缩微影像不同

9、，全息图是由干涉条纹组成的影像。该条纹影像记录了入射光线（物光）的全部信息-振幅和相位，故称全息图。在阅读还原时，需在激光的照射下，利用条纹影像的衍射原理使其再现。全息存储具有以下特点：全息存储是一种高密度、大容量的信息存储技术。利用高解像力的铌酸锂铁电单晶全息记录介质，可将约有10000多个汉字的文件资料（相当于一版人民日报）缩小记录在直径仅有1mm左右的全息图内。其信息存储密度比普通缩微影像的存储密度高几十倍；利用全息摄影机，通过使铌酸锂铁电单晶感光介质感光成像的拍摄方法，将普通缩微胶片上的影像摄制成全息图，具有操作简便，记录快速的特点；由于全息图中的每个细部都包含有被记录信息的全部内容，

10、因此，当全息图因擦伤出现划痕，造成全息图局部破坏时，其记录的内容也不会丢失。尽管在还原时全息图再现的影像反差会有所下降，但是全息图所记录的全部内容仍可被显示出来；记录在全息铌酸锂铁电单晶感光介质上的全息图具有能够长期保存的特点，其保存寿命同普通铌酸锂铁电单晶缩微胶片相当。试验表明，铌酸锂铁电单晶记录载体的保存寿命可达数百年以上；利用全息拷贝机，通过接触拷贝、曝光成像的方法，可方便地复制出多部全息拷贝片；利用全息摄影技术可以制出能够表现被摄物立体效果的全息图，也可以通过由全息图组成的全息视听盘进行活动画面的再现等。但全息存储技术也存在着一些不足之处，例如：对影调连续变化的原件记录效果差，不易表现

11、被摄物的色彩，与计算机联机使用比较复杂，在阅读用单色激光显示的再现影像时视感较差等等。当前红外光电子物理发展的一个焦点是红外焦平面相关物理问题。如以碲镉汞材料为主要研究对象的窄禁带半导体物理已获得很好的发展，直接支撑了以碲镉汞为代表的红外焦平面技术；而基于半导体微结构、纳米结构能带工程的子带物理也在近20年快速发展，有力地推进了以量子阱红外探测器及其它量子器件为代表的新一类焦平面技术；以铁电物理为基础的新型红外探测应用材料与物理研究也在近年变得十分活跃。第一是窄禁带半导体材料，例如HgCdTe、InSb，InSbAs，PbTe，PbEuTe，现在大家关心的是有没有新型红外探测器材料？第二是半导

12、体低维结构量子阱、线、点，实现红外探测功能、红外发光功能。第三是非致冷红外探测材料（铁电薄膜PZT、BST、SBT、PST、氧化矾、多晶硅)。第四是红外辐射材料（高比辐射率，低比辐射率），那么有没有比辐射率可以调控的复合材料？第五是红外滤光片材料，红外光子晶体。第六是红外纳米材料。第七是红外非线性晶体。经过十几年的努力，伴随着我国电信业的快速发展，我国光纤光缆产业也逐步发展起来。回顾我国光纤光缆产业的发展历史，我们可以看到，我国的光纤光缆产业是通过自主研发和引进先进的设备和技术，冲破国外的技术封锁，一步一步发展起来的。在这一过程中，我国政府相关主管部门对建立和发展我国的光纤光缆产业一直给予大力

13、的支持，同时，我国光纤光缆产业的建立和发展也为我国光纤传输网的建设和发展奠定了基础。但近年来，我国光纤光缆产业一直面临着严峻的挑战。2004年底，中国光纤反倾销案胜诉，虽然在一定程度上改善了我国光纤光缆企业的生存和发展环境，对我国光纤光缆产业的发展起到了一定的促进作用，但人们也注意到，目前我国光纤光缆企业所处的生态环境仍旧不是十分理想，整个行业仍然面临着生存和发展的危机。如何进一步促进这一产业的健康持续发展是我们要认真思考的重要问题。为此，人民邮电报社产业趋势研究院与中国通信企协电缆光缆专业委员会合作，开展了我国光纤光缆企业生态调查活动，通过多种形式了解我国光纤光缆企业目前的现状以及所面临的影

14、响产业发展的问题，与业界共同探讨我国光纤光缆产业健康持续发展之路。当前激光器发展的主流是高效、高功率全固态激光器。光电子晶体材料的发展趋势为：一是继续提高原有材料的质量和成品率，大幅度降低成本以进入民用市场；二是根据信息技术及其它应用技术的发展要求研制出与之相适应的新功能晶体材料；三是研究并完善晶体的加工技术，加强晶体器件加工开发；四是提高器件研制水平，不断提高激光器的输出功率和稳定性。面对日趋激烈的国际竞争，我国必须要解决在光电子材料方面存在的前瞻性新材料和具有自主知识产权材料研发能力不足的问题，加大创新力度，加快发展速度以获得更多的自主知识产权并进行有效的产业化。4 、我市光电子材料与器件

15、的现状4.1 优势(1)拥有相关的核心专利等知识产权。非线性光学光存储材料方面，西北工业大学和西安交通大学等单位已经有非常成熟的工艺；红外探测材料方面，西光集团、西北工业大学已经具备生产能力；光纤方面西安光机所已经产业化；激光晶体材料方面，在紫外深紫外非线性光学晶体材料和人工微结构非线性光学晶体材料研究方面保持领先地位，并拥有自主知识产权；多种人工晶体的生长技术居国际先进水平，一些重要晶体满足了国内重大工程需求，一批高技术晶体已形成产品(2)研发基础扎实，人才储备充足。从事光电子领域的企业216家；04年工业总产值约61亿元；从业人员：22500人（有统计数据的是19500人）；两院院士：8人

16、；专业技术人员：6031人；在校光电子专业学生：3678人；5个国家重点实验室，2个省部级重点实验室，2个专业研究所；西安地区大型光电企业材料企业如西光集团及其下属企业、西安光机所及其所属企业、陕西凯创光电产业有限公司、京汉光电子、西安正德激光技术有限公司；西安地区高校中有光电子专业的学校：7个（西安交通大学、西北工业大学、电子科技大学、西北大学、西安理工大学、西北工业学院、西安邮电学院）；这些单位在光电子晶体材料和激光器领域各具特色，已培养和造就了一批从事光电子晶体材料和器件的科研人员。(3)光学器件与整机方面已初具规模。在小功率红外探测器件方面，已实现组合模块集成技术，并形成一定的生产能力

17、。这种全固体化红外探测器件体积小、重量轻、转换效率高、使用可靠、工作寿命长且制作成本低，适合大批量生产，能够满足市场的需求，具有极大的经济价值。在关键技术方面取得了一系列突破：解决了高效半导体耦合技术；微片结构的超小型高效全固化技术；高效紫外、深紫外、红绿蓝三基色(RGB)非线性变频激光技术；光电子加工及显示中的可编程光束精确控制技术等，发展了高效可调谐激光材料及激光器件。通过优化设计材料制备工艺、确定最佳的加工过程、合理搭配红外材料和非线性光学晶体、改进相关的晶体质量等手段，实现了光电子的高效运转。可以预见，利用这一系列成果，能够创立具有我国特色并拥有自主知识产权的产业，具有重大的社会经济效

18、益。具有很大的利润空间和很强的商业竞争力。4.2 存在问题当前影响我国光电子材料和器件产业化的关键问题是：(1)研发力量分散，水平参差不齐，低水平重复建设严重。在研究方面，我市不少科研单位在光电子材料和器件的许多领域处于国际领先地位，如西安光机所的光导纤维，西安交通大学的电子信息铁电光电材料，西北工业大学的红外探测材料以及非线性光学材料和光存储材料，西安理工的半导体人工晶体，西安工业学院的光电半导体薄膜。但由于缺乏从材料、器件的实验室研究到应用开发和产业化的完整研发产业化链条，使得我市的光电子行业的整体水平与国内，国际同行存在差距。无法高效率地将学术上的优势，通过工程化研究开发而实现产业化，进

19、而变成地域性和产业性的经济优势；在产业方面，近年来，我市也涌现出近百家光电子晶体材料和器件的高新技术企业，但规模都不大，而且大多数企业产品雷同，在国际上具有竞争能力的企业为数不多。(2)关键光电子材料及元器件性能有待提升，材料制备、加工、测试技术手段落后于世界先进水平。在光电子器件的加工领域，我国是世界光电子材料加工的主要国家，技术水平较高，但在需要高精尖设备和高度自动化的镀膜领域，则落后于世界先进水平。美国、日本是最大的光电子器件的制造国，随着国际市场竞争的加剧和世界制造中心向中国大陆的转移，美国、日本、德国等国际光电巨头必将伺机向光电器件上游的光电子材料投资以控制资源。(3)工程化、行业标

20、准研究有待深入，规模产业尚未形成，光电子器件价格昂贵，制约铁电存储器、红外探测器、光导纤维、固体激光器等下游产业大规模发展。如激光系统主要由激光晶体、非线性光学晶体、半导体泵浦高效耦合模块、光学谐振腔、冷却滤光及激光电源等部分组成。由于缺少工程化研发技术和相关产品的国家和行业标准，使研究成果难以实现产业化。如在激光器的成本中，光电子器件占很高的比例。能否进行规模化生产，在保证光电子器件质量的情况下，大幅度降低光电子器件的成本，提高器件组装与调试速度，将是进入民用市场的关键。(4)“市场需-材料研-器件研制-产品工程化”技术链断节，“光电子材料-光电子加工-光电子组合器件-光电子整机设备”产业链

21、尚未形成。随着光电子链往下游产业延伸，市场及产品附加值均呈几何级数增加。光电子材料及激光器行业虽然规模小，但牵动性大，很小的市场便可推动大产业的发展，是下游产业发展的关键支点，其行业特性决定了它与下游产业的协同性很高。5、对发展我市光电子材料与器件的总体构想“科教兴市”的核心是创新，关键是人才。基础研究是科技原始创新的源泉和动力，是培养和造就科技创新人才的摇篮；基础研究培养公众科学素养，孕育城市先进文化，推动经济和社会发展。发展基础研究是坚持科学发展观，实施科教兴市主战略的重要举措，是西安知识竞争力提升的基础。根据国家基础研究发展总目标、围绕世界科技发展前沿以及西安经济社会发展对科学的需求，西

22、安基础研究发展的总目标是：创建良好的科研条件和创新环境；解决若干国家和西安重大战略需求领域重要的科学问题；在世界科学发展的主流方向上取得一批具有重大影响的创新成果；在材料学、数理科学、化学等优势研究领域在世界占有一席之地；拥有一批具有世界影响力的科学家和研究团队；保持西安基础研究综合实力在国内处于前列，并成为亚太地区重要研发中心之一。随着光电子技术的发展和应用的日益广泛，对光电子晶体材料也提出更高、更新的要求。以铌酸锂、磷酸二氢钾、偏硼酸钡等晶体为主的非线性光学器件和全息光存储器件；以碲镉汞、碲锰汞晶体为主的红外探测器件；以玻璃光纤为主的光传输与耦合器件，以石榴石、钒酸铱等晶体为核心部件、大功

23、率半导体激光器（LD）为泵源的全固态激光器（DPL）器件，是近年光电子技术发展的一个重大方向，在光纤通信、光学仪器设备、彩色显像管、国防武器装备、电力电子等领域得到广泛应用。6、对发展我市光电子材料与器件的具体规划“十一五”期间，依托前期已有基础，依靠国家、地方和单位等多方资源，集聚并发挥我市有关单位的研发、成果及人才优势，以科技、军事、先进制造等重大需求为牵引，依托光电子材料与器件的研发平台，依靠我市科研院所的研发力量，通过项目带动，以拉长产业链、做大光电产业为目标，按照大项目-产业链-产业群-产业基地-产业集群的方向，实现光电子材料和器件的结构创新，突破共性关键技术，大幅度降低生产成本，构

24、筑完整的自主知识产权体系，通过成果的转化和转移，培育产业集群，建立大规模产业群和产业链，确保光电子材料的研发能力和生产能力居世界领先地位；促使各类光电子材料的关键技术快速发展，并与光机电一体化应用系统集成形成新的产业生长点。同时建成高水平的光电子材料和器件的科研及产业化基地。“十一五”末，产品创新达到国际领先水平，整体技术和装备达到国际先进水平，生产规模居国内领先。6.1 加强政府的宏观引导和规划建议加强政府的宏观引导和规划，加强政府各部门、各行业的分工与合作，组织制定有利于光电子材料和器件发展的政策和法规，评估国际国内光电子材料发展趋势的动态监测结构与预见，结合我市实际情况和社会经济发展需求

25、，提出我市光电子材料发展目标与动态调整建议。重视吸引国内外优秀光电子领域人才，做好人才的选、育、用、留，为我市光电子材料和器件的发展提供人才保证。6.2 建设研发中心及产业化中心完善和发展我市光电子材料与器件工程技术研发平台建设，积极创造条件，成立国家光电子晶体材料工程技术研究中心。同时培养和组建一支有实力的科研攻关队伍，为我市光电子材料和器件可持续发展及不断创新提供人才保证和技术支撑。6.3 提高技术开发水平通过低成本材料制备、晶体生长、加工及器件组合模块的技术开发，促进光电子器件的价格大幅度降低，推动光电产业大发展。为了实现这个目标，就必须在晶体器件模块制作的晶体生长、器件加工、模块设计、

26、工程化研究、工业化生产等各个步骤大幅提高技术水平。6.4 突破共性关键技术通过工程化研究，对在产业化时可能出现的共性关键技术，联合攻关研究；对单元技术的完善、集成与优化，重点解决关键性光学元部件的品质制约，从而使整机产品符合一致性、可靠性、环境适应性和低成本设计等要求。6.5 建立完整的标准化体系以相关企业为主体，联合行业主管部门、高校和科研单位，组建光电子材料与器件的标准化工作委员会，建设检测中心，制定并形成材料制备、晶体生长、加工和器件组合模块的规范化工艺操作规程，制定产品国家质量标准，促进光电子材料与器件标准化工作和产品质量认证工作，建立完整的标准化体系和行业管理体系。6.6 注重应用开

27、发和辐射充分利用光电子材料与器件的结构与性能特征和优势，结合下游产品的功能性要求，联合精密加工等方面的科研单位和企业，开发专用器件等易于进入市场的中间产品，进一步向国民经济多行业辐射。6.7 开发成套装备综合考虑光电子材料与器件的具体情况及晶体材料的特征、质量及用户要求等多方面的因素，联合设计部门和设备制造部门，开发如光通讯(信息传输、测距)、光计算机(信息处理、存储)、激光医疗(手术、诊断与治疗)、激光影视(电视、全息照相)、激光加工(材料的切割、热处理)等生产及应用的成套装备。6.8 集聚和壮大产业群在产品结构创新、突破关键技术的基础上，分别以高校、研究所和企业等为主体，结合正在制定的“十

28、一五”科技发展规划，联合设计和工程部门，建设光电子材料与器件大规模生产基地，形成和壮大产业群。光电子晶体材料及器件是我国高技术研究发展的战略性技术领域之一，对于社会进步和整体科技发展影响巨大，具有良好的产业应用前景。我们应通过光电子晶体材料及器件的重大关键技术突破，取得一批与国际先进水平相当的技术创新成果，申报一批国家和国际发明专利，构筑完整的自主知识产权体系，推出一批具有潜在国际市场竞争力的产品，解决若干关键材料、器件和模块的规模化生产技术，加强我国光电子技术研究开发平台和产业化基地的建设，从而占领信息产业发展的制高点，实现我国光电子材料与器件技术的跨越式发展，促进我国产业结构调整和升级，加

29、快我国建设小康社会和构建和谐社会的发展步伐。四、发展重点和主要任务 1、发展重点 遵照国家关于我国光电子产业发展重点领域指南，从西安光电子领域的技术实力、产业现状和长期积累出发，整合有限资源，根据技术发展趋势和市场需要，选择重点方向，选择一批具有市场潜力的项目进行商品化。按照“有所为，有所不为”的原则，确定西安市2006年2010年光电子产业发展的重点。重点发展先进光电子材料与器件、先进光电测量技术与仪器，加速培育具有比较优势的光通信产品，1.1先进光电子材料与器件发展重点（1）光电晶体及器件；（2）非线性光学及光存储材料；（3）红外探测材料；（4）光显示材料及有机发光材料；（5）特种光学材料

30、（光子晶体光纤、磁光玻璃、微透镜）（6）太阳电池；（7）高效可调谐激光材料及激光器件；（紫外、深紫外非线性光学晶体和激光器人工微结构非线性光学晶体）；（8）微片结构的超小型高效全固化技术；（9）高效紫外、深紫外、红绿蓝三基色（RGB）非线性变频激光技术；（10）光电子加工及显示中的可编程光束精确控制技术；（11）数字全息光盘存储技术；（12）纳米复合吸波纤维材料。1.2光电测量技术与仪器发展重点（1）激光技术、红外技术、微光夜视技术及以此为基础的光电测试仪器，如大功率激光功率计和中功率激光功率计、激光能量计、激光尺、激光指向仪、红外辐射计、微光夜视仪等；（2）光通信产品检测技术和设备，及以光纤

31、技术为基础的光电测试仪器：如光纤功率计、光纤传感器；（3）各种光辐射源、照明光源检测设备：如照度计、亮度计、分光光度计、光谱仪、瞬态光谱仪、瞬态分光光辐射仪、瞬态有效光强测定仪等；（4）小尺寸、动态非接触测试仪器：如CCD几何参数非接触测量仪器、激光测距机、红外测温仪、红外热像仪等；（5）系列化光电测绘仪器，如光电经纬仪、全站仪等；（6）各种光学传感器；（7）自聚焦透镜、非球面透镜；（8）建设光电测试仪器检定、校准及维修基地。1.3培育光通信技术及产品（1）光纤通信（DWDM）和宽带光纤；（2）与光纤相关的信息光子学器件及模块；（3）信息光电子（半导体激光器及光电转换器）；（4）特种光纤、波导及耦合器件、高速光开关和光调制器件。（5）集成光电子技术与器件。2、主要任务 目前，我市光电子产品大都未形成一定规模，投资需求缺口较大，新技术储备还比较少，大公司和名品牌尚未形成，一些企业在经营困难较大的情况下，要实现规划目标，任务十分艰巨。当前和今后一段时期主要应做好以下工作： （1）加快结构调整调整、优化结构，实现规模效益，是保证我市光电子产业持续、快速、健康发展的基础。按照专业化分工的要求