光电产业技术

发布:2019-12-17 23:35:26 阅读：500

光电行业专利信息简报

一、中国光电行业发展介绍

43年前，世界上第一台红宝石激光器诞生。那是的人们可能还没有意识到，由这台激光器引发、孕育出的光电技术将会给人类的生活带来翻天覆地的变化。随着光电子技术的发展，当今社会正在从工业社会向信息社会过渡，国民经济和人们生活对信息的需求和依赖急剧增长，不仅要求信息的时效好、数量大，并且要求质量高、成本低。在这个社会大变革时期，光电子技术已经渗透到国民经济的每个方面，成为信息社会的支柱技术之一。总之，光电子技术具有许多优异的性能特征，这使得它具有很大的实用价值。而今天，光电子产业已经成为了21世纪的主导产业之一，光电子产业的参天大树上也结出了丰富的果实，它们包括但不限于光通信、光显示、光存储、影像、光信号、太阳能电池等，也可以简单地把现在的光电子产业分为信息光电子(光纤光缆、光通讯设备等)、能量光电子(激光器、激光加工成套设备、测控仪表、激光医疗设备等)和娱乐光电子(VCD、DVD等)等方面。而本文将介绍光电子技术在以下几个领域的应用前景：

1、光通信。

目前，光通信网络行业进入高速发展期，以光纤为技术基础的网络通信现在已经覆盖了许多地区，我国的光通信技术也走在世界前沿。2011年，武汉邮科院在北京宣布完成“单光源1-Tbit/sLDPC码相干光OFDM1040公里传输技术与系统实验”，这一传输速率是目前国内商用最快速率(40Gb/s)的25倍。十年发展，光通信商用水平的最高单通道速率增长16倍，最大传输容量增长160倍。2005年，邮科院实现了全球率先实现在一对光纤上4000万对人同时双向通话。2011年7月29日，该院在全球率先实现一根光纤承载30.7Tb/s信号的传输，可供5亿人同时在一根光纤上通话，再次刷新了世界纪录。而正在研制中的科技开发项目，有望在2014年实现12.5亿对人同时通话。这一技术打破了美国在该领域保持的单光源传输世界纪录。在2012年的中国光博会上，新技术新产品层出不穷。随着“宽带中国”上升为国家战略，中国得天独厚的优势将使光通信制造企业信心十足。通过对各技术分支专利的分析看出，光传输物理层PHY和光核心网OCN已相对成熟和大规模商用，PHY作为各类网络传输技术的基础，既有相对成熟、淡出主流研究视野的部分，也有业界正致力于寻求最佳方案的技术点;无光源网络PON技术作为世界普遍应用的接入网技术，在“光纤到户”、“三网融合”等概念家喻户晓的今天，已成为各国基础设施建设投资中不可或缺的一部分;分组传输网PTN既是新兴技术，又得到了相对广泛的商用，其在移动回传中的应用使其成为下一代移动通信网络建设中的一种较优的可选方案，同时相应技术标准正在争议中发展，其技术发展将带来难以估量的商机;智能交换光网络ASON技术和全光网AON技术是光通信网络技术中的前沿技术，目前处于研发的活跃期。

此外，复旦大学近期研发的可见光通讯技术也是光通信的发展前景之一，通过给普通的LED灯泡加装微芯片，使灯泡以极快的速度闪烁，就可以利用灯泡发送数据。而灯泡的闪烁频率达到每秒数百万次。通过这种方式，LED灯泡可以快速传输二进制编码。但对裸眼来说，这样的闪烁是不可见的，只有光敏接收器才能探测。这类似于通过火炬发送莫尔斯码，但速度更快，并使用了计算机能理解的字母表。使用标准的LED照明灯，哈斯与他的同事戈登·波维创建的研究小组已经达到了两米距离的130兆比特每秒的传输速度。随着白炽灯、荧光灯逐渐退出市场并被LED取代，未来任何有光的地方都可以成为潜在的LiFi数据传输源。想象一下这样的场景：在街头，利用路灯就可以下载电影;在家里，打开台灯就可以下载歌曲;在餐厅，坐在有灯光的地方就可以发微博;即便是在水下，只要有灯光照射就可以上网。LiFi另一个巨大的好处是在任何对无线电敏感的场合都可以使用，比如飞机上、手术室里等。

2、光显示。

近年来，人们对显示产品高清、轻薄、节能的需求不断深化，显示领域新技术不断涌现，带动显示产业高速增长，已成为国家科技创新的重点领域和国民经济发展的支柱产业。目前，液晶如日中天，有机发光显示(OLED)蓄势待发。OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。OLED的特性是自己发光，不像TFTLCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为21世纪最具前途的产品之一。有机发光二极体的发光原理和无机发光二极体相似。当元件受到直流电(DirectCurrent;DC)所衍生的顺向偏压时，外加之电压能量将驱动电子(Electron)与空穴(Hole)分别由阴极与阳极注入元件，当两者在传导中相遇、结合，即形成所谓的电子-空穴复合(Electron-HoleCapture)。而当化学分子受到外来能量激发後，若电子自旋(ElectronSpin)和基态电子成对，则为单重态(Singlet)，其所释放的光为所谓的荧光(Fluorescence);反之，若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行，则称为三重态(Triplet)，其所释放的光为所谓的磷光(Phosphorescence)。当电子的状态位置由激态高能阶回到稳态低能阶时，其能量将分别以光子(LightEmission)或热能(HeatDissipation)的方式放出，其中光子的部分可被利用当做显示功能;然有机荧光材料在室温下并无法观测到三重态的磷光，故PM-OLED元件发光效率之理论极限值仅25%。很多手机厂商使用OLED技术研发出了可弯曲的AMOLED屏幕，2013年1月，LG电子在CES上全球首次发布LG曲面OLED电视，这表明全球进入了大尺寸OLED时代。9月13日，LG电子在北京召开电视新品发布会，推出中国第一款LG曲面OLED电视——LG55EA9800-CA，这标志着中国的OLED电视时代正式来临。

据市场研究公司iSuppli最新发表的研究报告称，2013年全球OLED(有机发光二极管)电视机出货量将从2007年的3000台增长到280万台，复合年增长率为212.3%。从全球销售收入看，2013年全球OLED电视机的销售收入将从2007年的200万美元增长到14亿美元，复合年增长率为206.8%。iSuppli称，OLED显示技术要对市场产生真正的影响还需要克服一些挑战。首先，AMOLED显示屏制造工艺还不充分。随着显示屏尺寸的加大，成品率损失和制造损失也越来越大。此外，OLED显示屏材料的使用寿命仍需要提高。AMOLED供应商不能保证产量。不过，OLED电视机也有许多优点。OLED电视不需要背光，因此比其它技术更省电和更多做的更薄。OLED电视响应时间非常快，在观看电视的时候没有移动模糊的现象。此外，OLED电视比其它技术的色彩更丰富。

3、光存储。

目前主要的光存储技术有光盘存储技术、全息存储技术等，而多阶光存储技术、高清晰光存储技术等也在研发、实践过程中。其中多阶光存储是目前国内外光存储研究的重点之一，缘于它可以大大地提高存储容量和数据传输率。在传统的光存储系统中，二元数据序列存储在记录介质中，记录符只有两种不同的物理状态，例如只读光盘中交替变化的坑岸形貌。多阶光存储是读出信号呈现多阶特性，或者直接采用多阶记录介质。多阶光存储分为信号多阶光存储和介质多阶光存储。而对于高清晰度的光存储技术，随着高清晰度电视系统的出现及使用，更高画面质量和音质节目的出现意味着需要更大容量和更高性价比的物理载体。国内外相继推出了各种高清晰度光盘技术方案，如采用红光技术的EVD、NVD、FVD和采用蓝光技术的BD、HDDVD、CBHD。如红光技术中的EVD技术，是我国企业联合研发的基于红光技术的光存储技术。代表企业为北京阜国数字技术有限公司(开发EVD主体系统)、今典环球公司(负责EVD片源的供应)、新科电子公司(最先推出EVD影碟机的厂商)。EVD的主要特点是：在不改变DVD物理格式的前提下，使用部分新的音视频编码技术，如在视频

部分EVD可使用MPEG--2、H(264、WMV一9、AVS等，在音频方面使用EVD独有的EAC音频编码技术。而蓝光技术中的HDDVD也采用蓝紫光技术，盘片容量为单面单层15GB、双层30GB，双面单层30GB、双层60GB。HDDVD采用MPEG-4、H(264、WMV一9和MPEG-2视频编码，音频采用DolbyDigitalPlus、DTS、DolbyDigital和MPEGAudio等有损编码和LPCM、MLP和DTSHD等无损编码。HDDVD兼容现有DVD，生产成本也较低。

4、激光技术。

对于激光技术的发展前景，最近比较热的是3D打印技术和光刻机。

3D打印技术分为很多种，主要有：

以高分子聚合反应为基本原理的：激光立体印刷术(Stereolithography，SLA，有著名的Objet(已和Stratasys合并)和FormLabs为代表)，高分子打印技术(PolymerPrinting)，高分子喷射技术(PolymerJetting)，数字化光照加工技术(DigitalLightingProcessing)，微型立体印刷术(MicroStereolithography)。其中SLA全称Stereolithography(立体印刷术)。它用激光选择性地让需要成型的液态光敏树脂发生聚合反应变硬，从而造型。SLA有两大类，一种是Objet为代表的，从下到上打印的。另一种是FormLabs为代表的，从上往下打印的。

以烧结和熔化为基本原理：选择性激光烧结技术(SelectiveLaserSintering，SLS，3D打印行业龙头老大3DSystem的看家本领)，选择性激光熔化技术(SelectiveLaserMelting，SLM)，电子束熔化技术(ElectronBeamMelting，EBM)。而其中SLS全称SelectiveLaserSintering(选择性激光烧结)。和SLA类似，SLS使用激光。和SLA不同的是，SLS用的不是液态的光敏树脂，而是粉末。激光的能量让粉末产生高温和相邻的粉末发生烧结反应连接在一起

以粉末-粘合剂为基本原理：三维打印技术(ThreeDimensionalPrinting，3DP，MIT在90年发明的，Zcorp(已被3DSystems收购)、EOS和voxeljet是杰出代表)，而这种技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机则出现在上世纪90年代中期，即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

目前最先进的光刻技术采用的是浸入式光刻技术，浸入式光刻的原型实验在上世纪90年代开始陆续出现。1999年，IBM的Hoffnagle使用257nm干涉系统制作出周期为89nm的密集图形。当时使用的浸入液是环辛烷。但因为当时对浸入液的充入、镜头的沾污、光刻胶的稳定性和气泡的伤害等关键问题缺乏了解，人们并未对浸入式光刻展开深入的研究。2002年以前，业界普遍认为193nm光刻无法延伸到65nm技术节点，而157nm将成为主流技术。然而，157nm光刻技术遭遇到了来自光刻机透镜的巨大挑战。这是由于绝大多数材料会强烈地吸收157nm的光波，只有CaF2勉强可以使用。但研磨得到的CaF2镜头缺陷率和像差很难控制，并且价格相当昂贵。雪上加霜的是它的使用寿命也极短，频繁更换镜头让芯片制造业无法容忍。正当众多研究者在157nm浸入式光刻面前踌躇不前时，时任TSMC资深处长的林本坚提出了193nm浸入式光刻的概念。在157nm波长下水是不透明的液体，但是对于193nm的波长则是几乎完全透明的。并且水在193nm的折射率高达1.44，而可见光只有1.33左右，如果把水这样一种相当理想的浸入液，配合已经十分成熟的193nm光刻设备，那么设备厂商只需做较小的改进，重点解决与水浸入有关的问题，193nm水浸式光刻机就近在咫尺了。同时，193nm光波在水中的等效波长缩短为134nm，足可超越157nm的极限。193nm浸入式光刻的研究随即成为光刻界追逐的焦点。在晶圆代工领域，浸入式光刻应用在45nm量产

已成为普遍共识。至于45nm以下的32nm或22nm技术节点，采用何种光刻技术却面临业界看法的分歧。现在可以预见的三条路径是：通过采用折射率更高的浸入液、光刻胶以及光学材料进一步提高数值孔径，进而满足更高的分辨率需求;在维持现有浸入式光刻技术的前提下，依靠双重曝光或双重成像技术满足更高的分辨率需求;极紫外光刻技术(EUV)。根据ITRS预测，随着合适的光刻胶和掩膜版技术的发展，193nm浸入式光刻配合双重图形极有希望成为32nm节点的主流工艺。不过双重图形技术还存在套刻精度以及由一次光刻变为两次光刻所引起的生产效率下降等问题。虽然这些双重曝光步骤只可能用于最关键的器件层，但无论如何，生产能力下降始终是芯片制造商无法泰然处之的问题。至于更小的技术节点，EUV的采用在目前看来也许是大势所趋。

5、太阳能电池。

太阳能电池一向为人所诟病的是光电转化效率，实验室所研发的硅基太阳能电池中，单晶硅电池效率为25.0%，多晶硅电池效率为20.4%，CIGS薄膜电池效率达19.6%，CdTe薄膜电池效率达16.7%，非晶硅(无定形硅)薄膜电池的效率为10.1%，而我们熟知的晶硅电池分为单晶和多晶，区别在于所用硅片。单晶硅片由多晶硅原料经拉晶炉拉成单晶棒后再切片制成，多晶硅片是由多晶硅料经铸锭炉铸成多晶硅锭后再切片制成。由于多晶硅电池的制作工艺与单晶硅电池差不多。但就转换率看，目前单晶硅电池转换率普遍在16%~18%，多晶硅电池普遍转换率在15%~16%。从制作成本比较，多晶硅电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，得到了大量发展。因此多晶硅电池占到晶硅电池量的2/3，占太阳能电池市场份额55%以上。但是，多晶硅虽然成本占据优势，除了上述转换率低于单晶硅外，其使用寿命也比单晶硅太阳能电池短。而目前研发的转化效率较高的电池主要有：

(1)、博世太阳能(阿恩施塔特，德国)和哈梅林太阳能研究所(ISFH，Emmerthal，德国)已经使用离子注入指叉背结背接触(IBC)技术，产生出了22.1%的高效晶体硅(C-Si)的太阳能光伏(PV)电池。这是一个博世SE和ISFH的IBC技术的联合开发计划。正方形的156毫米太能能板子上的光伏电池已达到5.32瓦峰值输出，创造了单晶硅光伏电池的记录，组织预计使用该技术将实现更高的电池输出。

(2)、中电光伏(CSUN)日前宣布其单晶太阳能电池转换率再创纪录，达20、26%。中电光伏称其新款破纪录电池是对公司前几代电池产品--Waratah和QSAR--的结合与突破。通过在传统硅片上使用新结构设计，中电光伏获得了在中国光伏企业内引领转换率水平的ISE认证。晶澳太阳能8月宣布公司旗下“博秀”P-型单晶太阳能电池转换效率已突破20%。而此前不久，公司多晶硅太阳能电池效率也已达到业界领先的18.3%。至此，晶澳太阳能旗下

(3)、单多晶电池转换效率均已超过光伏“国八条”里规定的20%及18%的准入门槛，可谓是意义重大。

6、其他。

此外，光电技术的发展前景还有许多，比如内窥镜定位系统、光学计算机等，其中光学计算机的研发能够使计算机集成度更高、运算速度更快，科学家估计，到本世纪末，光学计算机可能导致开发出以光为基础的超级计算机，它的运算速度将比现有计算机快1万倍。可

以预见，这又将带来计算机领域的革命。

光电技术的飞速发展给人类的生活带来了极大的变革，在可见的未来，这种变革还将继续下去，科学技术发展之迅速一向是超过大多数人类的预期的，未来肯定还会出现我们所难以展望的技术革新，给我们的生活带来更大的变化。

二、我国光电产业的现状

“光电”顾名思义，当然跟光与电有着密不可分的关系，依照光电使用的性质不同，将光电产业分为七大领域：光电材料与组件、光电显示器、光学组件与器材、光输入、光储存、光纤通讯、激光及其它光电应用。

但由领域的分类不太容易分辨出产品的归属，如果由产品的性质来归类可能会比较容易了解与记忆，一般来说照产品的不同可略分为五个项目：光信息－包括光驱、影像扫描仪、传真机、激光打印机等；光电组件－包括发光二极管、液晶显示器、光耦合器等；光学器材－包括相机、镜片、投影机、幻灯片、望远镜等；光纤通讯－包括光纤、光传输系统的接受器及连接器等；光电应用－包括光电检测与控制、激光加工与医疗等。

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。

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。

中国科学院半导体研究所所长，研究员封松林认为，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。

他说，中国工程院院士邬贺铨说，当今光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料，光纤已经成为通信网的重要传输媒介，世界上大约有60%的通信业务经光纤传输，到20世纪末将达到85%。但从光纤通信的整体水平来看，仍处于初级阶段，光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。各种新技术层出不穷，密集波分复用技术(DWDM，在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号，以提高单根光纤的传输能力)，掺铒光纤放大器技术(EDFA，可将光信号直接放大，具有输出功率高，噪声小，增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用。DWDM系统和光传输设备中，光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的，无需进行任何光电变换的光波通信———"全光通信"，由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展，也日趋成熟，将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用，这给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的，巨大的光电子产业，对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计，到2003年，光电子产业的总产值将达2000亿美元。

国内光电子有关产业基地在光电子器件，部件和子系统(如激光器，探测器，光收发模块，EDFA，无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额，初步具备同国外大公司竞争的能力，在毫无市场保护的情况下，靠自己的力量争得了一席之地，市场营销逐年有较大的增长，个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白，打破国外产品在市场上的垄断地位，同时争取进入国际市场。

掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件，国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器，670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件，90%使用国产器件，国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件，占领了100%的国内市场。

但是，我们应当认识到在我国光电子技术发展中，光电子器件，部件虽是光通信，光显示，光存储等高技术产业的关键部分，但在整个系统和设备成本中所占的比重较小，其产值较低，科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段，光电子产业所需的规模化，产业化生产技术还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求，导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研，生产，市场相互脱离的状况。

我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域，与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限，而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段，留给我们的时间只有3到5年，如果我们不在产业化的技术发展阶段进入，就会失去大好时机。机不可失，时不再来，到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补，也许会彻底失去时机，受制于人。

如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力，就会给外国竞争者提供进入并占领下几代技术市场的机会。因而在关键器件，部件等方面，要通过引进社会资金和风险投资，知识产权入股，开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐，鼓励科研人员成果转化。只要贯彻有"有所为，有所不为"的方针，狠抓创新和高技术成果转化，打破行业界限，按市场机制联合国内相关研究和开发单位，共同作好光电子产业化的工作，就一定能发展我国的光电子事业，有望在研究上取得突破，在产业上形成规模经济，取得我国在该领域应有的市场份额。

光电科技是一门结合光学，电子与电机之先端技术，早期由于技术门槛高，偏重国防与航天领域之发展，并以雷射相关应用为主。近十余年来，光电相关技术突飞猛进，产品种类也不断推陈出新，其应用更是无远弗届，层面扩及通讯，信息，生化，医疗，工业，能源，民生等领域。展望光电产业的未来，在轻量化，便携性，低耗能，高效益，整合强的特性下，将更深入各产业应用范围中。

光电产品因应用日广已成为众所瞩目之焦点，近来无论在通讯网路，多媒体信息化社会等炙手可热的应用领域上，光电产品都扮演着重要的角色，因此许多专业人士都预见到二十一世纪将是属于「光」的世纪。为此，无论日，美，欧等先进国家，或亚太新兴国家皆一致看好对光电产业之潜力，对光电市场未来成长潜力皆寄予厚望，并积极投入光电产业的发展。

台湾光电产业的发展一向与国际市场脉动有着密切的连动，虽然2001年在总体经济面全球景气不甚理想，但光电产业仍有着相对较佳的成绩。本文将就世界光电市场规模的消长，以及台湾光电产业的发展经验进行探讨。

在分项光电产业的表现上，光电组件产业产值为229亿元，成长率为4.64%。其中，发光组件如LED，LD在产值上成长趋于有限，主要是受到手机等应用市场不振，以及厂商抢单效应，而部分厂商转型及投入通讯发光组件的开发，过程上成效仍未发挥，产值成长较为有限，检光组件则在厂商投资效应发挥，特别是CMOS影像传感器产品在台湾晶圆代工厂产能支持，有较显著的表现，光学组件在台湾生产数字相机，以及光电相关应用产品的带动下，维持稳定成长。

平面显示器在年度成长率高达40.86%，主要来自于大尺寸TFT-LCD面板厂陆续量产。不过，在台湾各厂陆续开出产能，以及PC景气仍处低谷的压力下，面板价格节节下滑，直至第三季间才藉由不敷成本的售价，打开LCDMonitor市场，不过也使得台湾仍在发展初期的厂商饱受流血输出的压力，所幸在厂商成本控制的成效陆续发挥，以及市场需求快速成长的带动下，带动价格回稳，虽然全年度获利状态不佳，但也可见较为乐观的未来。

相对在通讯类与便携式信息产品产品皮若不振下，TN，STN面板的订单也呈现萎缩，为历年来较为罕见的情形。而投影机则是台湾厂商积极投入的领域，不过受限于高温多晶硅面板货源不易取得，厂商仍难突破瓶颈，年来厂商寻求包含LCOS，CGS，DLP等替代性组件已经见到若干成效，在应用产品方面，也有厂商投入于家用电视的开发。

在光输出入领域，虽然仍有491亿元的产值，成长率仅有-5。20%，主因在于传真机市场的萎缩，以及扫描仪过度竞争激烈，厂商推出经营等因素均不利于对产值成长，但厂商投入数字相机与开发多功能事务机(Multi-functionProduct，MFP)的努力，已经显现具体的成果。

光储存分项产业在2001年仍有12.76%的成长，产值为1，285亿台币，首度由位居台湾整体光电市场的比重第一位下降至第二。年度内较出色的为碟机类厂商，不仅在国际订单的流入，以及移转海外生产的生产优势带动下，不论是CD-ROM，CD-RW，DVD-ROM光驱，产量有相当的扩增。盘片部分则是仍在CD-R扩产过度膨胀下，市场供过于求情况仍然存在，在价格下滑侵蚀厂商经营的压力下，已经有若干厂商宣布退出市场，不过虽然有一度市场回稳，不过市场均衡型态并不稳定，加以权利金与倾销控诉等非经济因素的干扰下，盘片厂商表现仍为有限。

光通讯领域曾经受到国际投资热潮的带动，投资盛况曾经红极一时，但也随着热度的消减，投资家数与金额有相当程度的下降，2001年产值达122亿台币，成长率17.76%。基本上此一情形反映出前期投资效应，特别是主动组件的生产对产值成长有相当贡献。不过由于台湾厂商偏重主动，被动组件的生产，相对上，次系统开发与系统整合能力，仍是台湾较为薄弱的一环。

值此光电产业蓬勃兴起之际，也蕴涵着两岸光电产业庞大的合作空间，以中国方面长久发展的学研基础，富饶的人力资源，若能结合台湾方面国际运筹(GlobalLogistic)能力，与反映快速弹性灵活的经营管理机制，相信两岸光电产业的携手并进，将可成为在世界舞台中不可忽视的新势力。

 

三、我国光电产业专利分析

在我国专利中，光电产业大部分属于专利分类号H01，主要包括电气元件等专利。

1、专利申请量分析

据检索分析，我国在电气元件的专利申请量达到1627010件，从2000年至2019年处于逐年持续上升的趋势，并在2017年达到专利申请量的顶峰，2012年至2017年的申请专利数量趋于明显上升，越来越得到企业以及国家的注重；如图1。

图1中国电气元件的每年专利申请量

2、中国各省申请量分析

图2中国各省申请量地域图

	广东	江苏	浙江	上海	北京	TW	安徽	山东	四川	福建
H01L	41616	48513	14649	47094	37160	49436	7153	5408	7594	5954
H01M	44432	23803	16827	10569	13819	3578	9957	7077	4754	7895
H01R	52411	39381	25012	9394	8978	13821	5359	7105	5457	4226
H01H	17984	17826	28182	8034	5835	3886	3667	4615	2115	4877
H01B	12863	28163	9244	5775	4008	904	16383	4257	3878	1770
H01F	13871	15683	11551	4952	6869	2612	4074	5671	2715	1931
H01Q	18480	8368	2759	3768	5077	4196	1327	1168	3194	1085
H01J	3087	4580	2638	2875	4348	1560	1334	513	1717	747
H01G	5633	4850	2659	2351	1888	859	3214	1021	943	911
H01S	2978	3155	1139	2244	4839	450	578	1196	1354	1295

 

图3中国各省申请量列表

如图2和图3所示分析，广东省申请量达到210000件，江苏紧随其后达到200000件，其他省份的申请量远远没有上述两个省的多；广东省申请量高居榜首。

 

3、申请人专利量分析

图4申请人专利量柱状图

申请人	专利数量
国家电网公司	15667
中芯国际集成电路制造(上海)有限公司	14559
鸿海精密工业股份有限公司	13301
松下电器产业株式会社	13257
京东方科技集团股份有限公司	11151
富士康(昆山)电脑接插件有限公司	10840
台湾积体电路制造股份有限公司	10122
三星电子株式会社	9163
丰田自动车株式会社	7394
三星SDI株式会社	7177
株式会社东芝	6540

 

图5申请人专利量列表

根据图4和图5所示，分析所得，前五名申请人申请量为：国家电网公司的申请专利量达到15667件，中芯国际集成电路制造(上海)有限公司的申请专利量达到14559件，鸿海精密工业股份有限公司的申请专利量达到13301件，松下电器产业株式会社的申请专利量达到13257件，京东方科技集团股份有限公司的申请专利量达到11151件。

 

4、发明人分析

 

图6发明人的专利数量柱状图

发明(设计)人	专利数量
不公告发明人	6178
周明杰	4188
王平	3280
山崎舜平	2395
刘若鹏	2163
张伟	2035
王伟	1979
张波	1975
王磊	1970
王涛	1943
李伟	1721

图7第一发明人的专利数量列表

图6和图7为光电行业专利的发明人排名，除开不公告发明人外，排在靠前的分别是周明杰（4188件）、王平（3280件）、山崎舜平（2395件）和刘若鹏（2163件）；经调查发现，发明人在排名前三均国家电网公司、鸿海精密工业股份有限公司、松下电器产业株式会社有的职员，人才的重要性显而易见，而且多个拥有较高能力的不同人才相互碰撞才能产生更大的火花，进一步提高我们的技术，增强企业的竞争力。

 

5、技术分类分析

图8技术分类柱状图

IPC分类号(小类)	专利数量
H01L	514808
H01M	260065
H01R	245786
H01H	148514
H01B	129792
H01F	115097
H01Q	74728
H01J	55850
H01G	45746
H01S	35564
H05K	28458

 

图9技术分类列表图

根据图8和图9所示，光电的专利量主要集中“H01L半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件（使用半导体器件的测量入G01；一般电阻器入H01C；磁体、电感器、变压器入H01F；一般电容器入H01G；电解型器件入H01G9/00；电池组、蓄电池入H01M；波导管、谐振器或波导型线路入H01P；线路连接器、汇流器入H01R；受激发射器件入H01S；机电谐振器入H03H；扬声器、送话器、留声机拾音器或类似的声机电传感器入H04R；一般电光源入H05B；印刷电路、混合电路、电设备的外壳或结构零部件、电气元件的组件的制造入H05K；在具有特殊应用的电路中使用的半导体器件见应用相关的小类”的项目。

 

四、发展我国光电产业的策略与思考

(一)提出发展我国光电产业的若干思考。

当前，人类已经进入了信息社会，而信息社会是以三C作为支撑，一C作为基础的社会。二C，即计算机(Computer)，通信(Communication)，消费类家电产品(consume)，以及作为三C的基础的另一个C-元器件(Components)。目前，计算机除CPU外，已经被光电设备所包围，包括光电信息输入/输出，信息存储，信息显示，这些外围设备的价值已经大大超过了计算机本身。当前，没有任何通信手段的速度和容量可以与光纤通信相妣美，可以说，如果没有光纤通信，就不可能有信息高速公路概念的提出，光纤通信是现代网络化社会的基础。消费类家电产品中，光电产品占了相当大的比例，如VCD，DVD，数码像机，摄像机，传真机，复印机，安全监测设备，各种各样的玩具，以及不久将进入家庭的数码电视，可视电话，保健与医疗仪器，充满了现代人的家庭空间。人们往往注意了最终的产品-计算机，电话，电视，数码像机，DVD，激光打印机等等，往往忽略了这些产品的共同基础-各种各样的元器件。比如，我们天天上网，但是绝大多数人不知道网络信息是通过光纤传输而来的，更不知道激光光纤以及各种各样的有源无源器件对光纤通信的重要性了。

由于人们逐渐认识了光电产业的重要性，因此，全国掀起了一片“光谷热”。比如，某权威报纸常常报道2010年世界光电产业的市场为5万亿美元，根据是什么?“光谷热”就是这样“抄”起来的。又比如，不仅在我国，而且在国外，也有一个较为普遍的现象，一个企业，一个县，一个省市，一个部委，乃至一个国家领导人的更迭，就有一个新的“施政方针”，但是，如果把这一方针去干预一个产业的发展，而不是由市场需求去引导，那这就十分危险，就是说，政府在产业发展中，应当扮演一个什么样的角色的问题，是追求一时的政绩，还是需要永久持续发展的问题?一方面需要加强领导，但另一方面又不能包办。其他，诸如“抄”光谷，“买”光谷，“创”光谷?上游，中游，下游?近期，中期，远期?扬长避短，与扬长补短?引进，消化，吸收，到自主创新?人才，将帅之材?体制，机制，什么是光电产业发展合适的土壤?怎样融资?应当出台什么样的政策措施?等等，等等，这些都是需要我们进行思考的。

 

（2）光电产品的出口比例高

我国96%的广地那产品出口欧美市场特别是德国市场，一旦国外市场出现拨动，我国光电产业将蒙受打击。根据德国《再生能源法》规定，德国将从2009年开始逐步减少对光电产业的补助。2007年12月19日，美国总统签署了《2007年能源自主安全法案》提出，美国对太阳能和风能产业的税收优惠到2008年结束，没有联邦政府的税收支持政策，美国光电产业的发展速度很可能会大大减缓。随着国际市场需求减少，我国光电产业将面临一定的市场压力。

 

 

五、我国发展光电产业的机遇因素

（1）从智慧地球和绿色地球看。

当前建设“智慧地球”和“绿色地球”是人类面临的两大任务，也对光电科学技术提出了新的发展要求。智慧地球＝物联网＋互联网，物联网的关键技术之一是信息获取的光电传感器技术；建设绿色地球是解决能源与环境问题的根本出路，其重要途径之一是发展太阳能光伏电池。建设“智慧地球”和“绿色地球”的核心技术是光电信息转换和光电能量转换。都需要进一步提升水平。现代光电技术迎来新的发展机遇。2发展物联网传感器技术物联网是信息科学技术的一个新发展。2008年IBM总裁SamuelPalmisano先生，在纽约对外关系理事会做报告，题目为：“智慧地球——下一代领导人的议程”，提出几乎任何事物都可以实现数字化和互联。我们正在迈入全球一体化与智慧的经济、社会和地球的时代。物联网是要把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来，然后进行智能化识别和管理。这也就是把“物”的信息通过传感器接收，形成“物”信息的网络，并与互联网结合。这样就构成一个互联网虚拟大脑：由音频采集器构成虚拟听觉系统，由视频采集器构成虚拟视觉系统，由分子传感器、气体传感器、液体传感器等构成虚拟味觉系统，由空气传感器、水系传感器、土壤传感器等构成虚拟感觉系统，由各种家用设备、办公设备以及生产设备构成虚拟运动系统，等等。这些系统构成的虚拟大脑的神经系统，形成物联网信息网络，信息流进入信息处理中心，基于各类模型，可以进行智能化信息处理与判断，并融入互联网，形成计算机、手机、人以及各类反应系统的结合互动。作为一个小例子，如果洗衣机内安装有先进传感器，就能够感知放入的衣服是什么质地的材料做成，从而基于事先已经建立好的模型，自动地做出洗涤程序的安排。对于城市的交通系统来说，所有的车辆的时间空间座标都在感知之中，根据这种感知，红绿灯系统有最佳程序，驾驶员也有最佳判断和安排。通过城市中的监控摄像机、各类传感器、RFID以及各类先进感知工具，可以感知城市各物的信息，这些信息通过宽带、天线和移动通信网络，汇聚于智能化信息处理中心，经过模型分析，可以感知城市的状况，以便做出决策、实行远程管理以及采取相应措施。人们可以对各类信息进行实时自动获取，再进行传递、在信息中心进行智能化分析处理，做出判断与行动。根据各类社会行为，就形成智慧的交通、智慧的医疗、智慧的物流、智慧的水系统、智慧的电网、智慧的能源、智慧的销售、智慧的食品、智慧的金融、智慧的城市……，形成智慧的地球。

（2）从其他方面看。

纵观国际、国内大环境，我国光电行业发展的机遇和挑战并存：既面临着产能严重过剩、自主创新能力不足等诸多挑战，同时也将迎来宽带中国战略等利好因素带来的新的发展机遇。在此形势下，只有不断提升企业自主创新能力、大力推进产业生态创新，继续优化调整产业结构，才能实现我国光电产业由低端向高端的战略转型。

第一，重视研发资金投入，加强科技人才队伍建设，提升企业自主创新能力。尽管目前

我国光电行业已具备较强的生产能力，但核心制棒、拉丝生产装备及其高端技术与国外企业相比仍有一定的差距。企业应加大研发投入，提高产品技术含量和附加值，尽快增强产业核心竞争力。要大力引进与培养高层次科学研究和工程技术人员，促进交流与合作，提高光电行业整体技术、工艺水平，逐步缩小与国际先进企业的差距，保障光纤光缆行业的可持续发展。

第二，大力推进产业生态创新，营造竞合共赢的市场环境。我国光电企业应树立起服务大行业观念，不断提高综合服务能力，加强产业链上下游间的紧密合作，不断拓展发展空间，营造企业间广泛合作、和谐共生、互动发展的良好业态环境。

第三，优化调整产业结构，形成差异化竞争的良好市场发展格局，提升行业整体实力。当前行业正处在优化调整产业结构、转变发展方式的关键时期，我们要努力通过优化调整产业结构，形成低、中、高档产品均衡的良性发展格局，形成从研究开发、生产制造、市场推广到运营服务的一条完整产业链，提升行业规模实力。要不断完善创新商业模式，加强产业链上下游间的协调合作，形成差异化竞争的良好市场发展格局，提高行业整体实力。第四，强化宏观管理体系建设，从政策监管层面控制产能过剩。积极抵制过度扩产、重复投资，避免造成资源的巨大浪费，政策监管层面与行业协会给予调控，防止因光纤光缆产能过剩引发恶性竞争，损害产业健康发展。

第五，注重产品质量，加强品牌建设。行业企业应把提高产品质量、培育自主品牌产品、增强产品竞争力作为发展的重点方向。要不断健全完善质量管理、监督体系；不断提高全员质量意识，严格遵守相关质量标准和规范；坚持质量至上、优质服务原则。光电企业要高度重视自主的知识产权、标准和商标，力争在本行业形成一批核心技术知识产权，以进入国际市场为目标，形成新的增长亮点。

第六，实施国际化战略，打造世界级品牌。我国已经从光纤光缆制造大国逐步向制造强国迈进，光纤光缆国际化是必然的选择。目前，我国光电产能高于国内市场需求的矛盾突显，而消化产能过剩最好的途径之一便是开拓海外市场。国内光电企业应改变经营理念，尽快培育国际化经营的人才团队，推进国际化经营战略，提前布局海外市场，抓住机遇，走出国门，把重点产品打入国际市场，营造全球性的市场品牌，跻身国际化大企业行列。总之，我国光电企业应抓住当前市场变化的机遇，利用合资、并购、重组、改制等资本运营方式，实施资本运营战略，优化企业资本结构，促进企业超常规快速发展。同时利用骨干企业品牌、规模和实力雄厚的优势，收购、兼并一些设备比较先进和具有技术特色的光电企业，甚至可以在国际市场上收购竞争对手企业，从而大大提高综合竞争能力，提升规模和实力，把我国光电产业做大做强。

 

六、我国光电产业的发展趋势

以下挑选光电技术发展重点产业及产品的分析

（一）光电显示产业

光电显示产业居于信息产业一个十分重要的位置，是IT终端产品“人机互动”的界面，其具有如下几个特点：一是技术含量高，覆盖微电子、光电子、电子材料、专用设备仪器等高技术领域；二是广泛应用于信息、医疗、航空航天等各种电子终端产品；三是在IT终端产品的成本比重高，价值量大。四是具有高成长性好。未来5年，年均增速20%以上。五是产业拉动系数可达4～5，经济带动效果显著。

目前市场份额最大、最具发展前景的是平板显示。平板显示可以划分为液晶显示(LCD)、等离子显示（PDP）、有机电致发光显示（OLED）和发光二极管显示（LED）。LCD是目前的主导技术，主要应用领域是笔记本电脑、手机和电视等，OLED目前已被业内外公认为是继CRT，LCD和PDP后第三代显示技术的代表，具有优异的显示品质，轻薄的外观，绿色节能和全尺寸的优点。LCD和OLED产业链可以划分为相对独立的上游、中游、下游三个部分。上游是LCD和OLED面板、模块加工装配所需要的各种原材料、零组件，主要包括：玻璃基板、彩膜、偏振片、背光源、驱动IC、液晶、发光材料、特气、特药和靶材等专业原材料、PCB(印刷电路板)、关键生产设备等。主要特征是：（1）涉及的行业众多。包括光学、材料、化学、电子、化工、机械、金属等，几乎涵盖了现代工业的所有领域。（2）厂家的专业性强，专业分工比较细。通常一家企业只能生产一种材料或零组件。中游是LCD和OLED面板制造及显示模块组装。与上游产业不同，中游产业要求生产企业具备对上游原材料、零组件和设备的整合能力，同时要求掌握极高的生产技术和加工工艺以确保合理的产品成本；另外由于不断增大的面板尺寸和降低成本等原因，要求中游企业持续投资建设更高代生产线，资金需求也非常高。下游产业主要是各种显示产品的应用领域，包括电视、电脑、车载显示器、电子图书、手机、工业、广告机、工控机、数码相机、摄像机、游戏机以及各类；投影类产品，如投影电视和投影仪等。下游企业不仅庞杂，也是产业链中企业数最大的产业群。

1、LCD显示产业

目前全球LCD和OLED产业集中在日本、韩国、台湾和中国。欧美基本上放弃了该产业。光电显示产业是资金密集、技术密集、人才密集，高投入、高风险、高回报，典型的规模化高新技术产业。在政府引导下，在金融机构和研发机构强有力支持下，日本、韩国和台湾的光电显示产业得到迅速发展和扩张，是官、产、商、学、研密切合作，整合资源，建设规模化高新技术产业的成功典范。美国、日本、欧盟在LED上游衬底材料、外延片、芯片生产上掌握着核心专利和技术，中国台湾地区通过技术跟踪和规模化发展则成为了全球重要的LED生产基地。LED产业形成了以美国、亚洲、欧洲三足鼎立的产业格局，并呈现出以日、美、德为龙头，中国台湾、韩国紧随其后，中国、马来西亚等国家和地区积极跟进的梯队分布。LCD根据采用基板类型可划分为PM(无源矩阵显示)和AM(有源矩阵显示)两类。AM采用薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵显示技术，目前主要采用LTPSTFT(低温多晶硅有源矩阵)和a-SiTFT(非晶硅有源矩阵)两种TFT基板。，AMLCD器件主要由TFT基板、彩膜板、液晶、光源和驱动IC等几部分组成。国内各企业自1990年开始分别从日本、韩国等国家引进生产线，进入到LCD产业。目前，在新一轮产业布局和竞争中，上海天马、京东方、华星光电技术、昆山龙腾光电有限公司投入大量资金引进了高世代生产线。

国内主要LCD企业的液晶面板生产线情况

京东方
代线	类型	投资额	备注
北京5代线	A-SI	78亿	已提完折旧
成都4.5代线	LTPS	35亿	2014年折旧完毕
合肥6代线	A-SI+Oxide	175亿	/
北京8.5代线	A-SI	280亿	2013年11月扩产完毕
鄂多5.5代线	LTPS+AMOLED	220亿	国内第一，世界第二
合肥8.5代线	A-SI+Oxide+OLED	285亿	国内第一条60亿触控
重庆8.5代线	Oxide+OLED	328亿	2015年投产
华星光电
深圳8.5代线	TFT-LCD	280亿	2011年投产
昆山腾龙
昆山8代线	TFT-LCD	226亿	2011年投产
深天马
上海4.5代线	TFT-LCD	30亿	产能3万片/月
成都4.5代线	TFT-LCD	/	产能3.8万片/月
武汉4.5代线	TFT-LCD	40亿	产能3万片/月

国内主要LCD企业玻璃基板生产线情况

集团	公司	代线	条数	产能
东旭集团	郑州旭飞	5代线	4条	240万片
石家庄旭新	5代线	3条	180万片
东旭（营口）	5代线	3条	180万片
绵阳旭虹	高铝浮法盖板玻璃	1条	650万平方米
东旭光电	6代	10条	500万片
中国建材	成都中光电	4.5代	3条	300万片
彩虹股份	咸阳	5代线	4条	208万片
合肥	5代升为6代	2条	104万片
张家港	5代线	3条	156万片

2.LED照明与LED背光源显示产业

LED显示屏以突出的优势成为大屏幕平板显示的主流产品之一，显示屏是LED产业中发展较早且较快成熟的产品，就各应用领域而言，大尺寸LED背光产品的需求将从2009年的1.14亿片增长到2015年的7.7亿片。国际LED显示屏的应用主要集中在户外广告和光电场馆，交通和演出，另外还包括展览，租赁和集会场合。主要厂商集中在日本，北美和中国台湾。据不完全统计，至少有150家厂商从事LED显示屏生产，其中规模较大、产品齐全的约有30家。美国Cree、Lumileds，日本Nichia、ToyodaGosei，德国Osram等垄断高端产品市场。目前由于国产LED显示屏的性价比比较高，市场占有率近100%，国外同类产品基本在中国没有市场。2013年，我国国内LED照明灯具产品产量超过8.1亿只，国内销量约4亿只，LED灯具国内市场渗透率达到8.9%，比去年的3.3%上升近5个百分点，特别是在商业照明领域增长更为明显，据不完全统计，目前商业照明领域中LED灯具的渗透率已经超过12%。2014年，我国LED行业将延续2013年上升势头，迎来新一轮的增长。预计2014年，国内半导体照明产业将继续保持高速增长，预计增长率达到40%左右。外延芯片环节，随着应用市场的全面启动，近几年投资积累的产能逐步释放，2014年外延芯片产量、产值都将明显提升，产值增长率预计达到35%左右。封装产业环节竞争更加激烈，预计增速在20%左右，更多新的封装技术和工艺将一争高下。但LED封装技术演进，始终围绕终端使用成本不断下降这个主题。在应用环节，借助中国制造的优势，2014年的产值增长率将超过50%。

我国LED封装行业产量居世界首位，下游应用产业发展达到规模化水平，而外延片、芯片行业与国外差距较大，缺乏核心技术，产业整体水平较低，标准和检测体系尚未建立。

数据显示，2012年国内LED封装总产值达到438亿元，与2011年相比增长53.68%，其中广东省产值达到323亿元，增长57.56%，占国内LED封装总产值的73.74%。而2013

年中国LED中游封装473亿元，同比增长19%。预计2014年将达到133.9亿美金，年成长率为7%。在区域分布上，珠三角地区是中国LED封装企业最集中，封装产业规模最大的地区，企业数量超过了全国的2/3，占全国企业总量的68%，除上游LED外延芯片领域稍微欠缺外，汇聚了众多的封装物料与封装设备生产商与代理商，配套最为完善。其次是长三角地区，企业数量占全国的17%左右，其他区域共占15%的比例。从封装产品应用领域分析来看，在LED照明领域收入占总收入比重最高的为鸿利光电，约80%，其次为瑞丰光电，约为53.5%。而在LED背光源领域收入占比最高的为瑞丰光电，约为34%;其余厂商大部分收入都来自于LED显示屏领域。国内LED封装应用领域上市公司各有特点，瑞丰光电在LED封装技术上较为领先，其次为鸿利光电;此外雷曼光电、洲明科技与奥拓电子在LED显示屏技术上相当。

（二）光电显示产业发展趋势

LCDAMLCD目前已成为平板显示的主流产品，随着AMOLED技术的日益成熟，该类产品从中小尺寸开始逐渐替代AMLCD产品。韩国三星、台湾奇晶光电、台湾友达、昆山维信诺、上海天马公司和四川虹视公司等都已经开始批量生产或组建AMOLED生产线。随着新技术的逐步投产，旧世代的产品线不可避免面临产品价格下降的困境。回顾过去10年，随着LCD显示技术的不断发展与进步，我们可以看到液晶显示市场存在着巨大的行业周期性波动。具体可以梳理为：新世代线投产→产能过剩→降价→亏损→新市场被开拓→产能不足→涨价→再投资→如此循环

随着材料、器件结构、器件制造技术、耦合技术、封装技术等的不断进步，OLED照明技术也得到了飞速发展，白光OLED的效率和稳定性得到了很大程度的改善。2012年实验室白光OLED的光效可达150lm/W，寿命2万5千小时，而商业化的白光OLED灯具光效能达到65lm/W，2015年要达到122lm/W，寿命要达到5万小时，成本也会随着工艺的不断改进得到大幅度的降低，预计2015年后OLED的价格为$10/klm。尽管OLED目前还未能像LED那样实现大规模量产，但是其未来在照明行业中所占据的地位却毋庸臵疑。在OLED发光效率突破40lm/W，可以应用于脚踏板照明与手电筒之类的移动照明；突破100lm/W，可以用于LCD的背光模块，若要应用于一般照明至少要达到150lm/W以上。正是由于OLED光源具有不同于传统照明的全新特点，因此，业内人士公认，它将带动和拓展全新的照明设计、照明工程、艺术装饰、灯具等有关领域的创新和发展。随着OLED技术不断提高，OLED在照明领域将进入商业化应用。OLED照明具有面发光、高亮度、大面积、散射光源、超轻、超薄、柔性、透明、镜面型、全新照明设计等特点，与其它照明产品相比，OLED表现出节能环保、高效、低成本等潜在优势，是LED固态照明之后的新一代固态照明。

（三）主要产品市场分析

液晶面板（玻璃基板）、面板(LCD)、偏光片、LED照明与显示屏

1、液晶面板（玻璃基板）

由于液晶面板占电视整机成本2/3，对于整机厂商影响较大。中国各地高世代线液晶面板总投资超过2000亿人民币。玻璃基板是面板国产化中成本下降的关键。进口玻璃无论是在运输成本还是国外厂商高定价都给了国内玻璃基板厂商发展的空间。面板价格随着技术工艺提高和良率提升逐年走低，进入2014年价格逐渐趋于平稳。面板价格下降的压力在14年逐渐获得缓解，整体价格实现平稳过渡。未来玻璃基板国产化成本下降将推动整体面板价格的继续下降。

由于生产工艺复杂，技术门槛极高，玻璃基板的生产长期以来由美国的康宁（Corning），日本的旭硝子（AsahiGlass）、电气硝子（NEG）和板硝子（NGTechnology）所垄断，其中康宁的市场份额接近50%。以康宁玻璃基板业务为例，其占股份57%的联营公司三星康宁主营面板用液晶面板玻璃基板，在近五年的毛利率都在50%以上，近三年分别为73.29%、67.45%、55.65%。根据现有的5、6代线产能来看，中国玻璃基板的市场需求在15年1600万片以上。

中国5代线玻璃基板需求

	中国5代线玻璃基板需求	中国6代线玻璃基板需求
2013年	900	432
2014年	1008	528
2015年	1114	552

中国面板厂商5、6代线开工产能

厂商	厂址	代数	预计月产能（K）	2013	2014e	2015e
龙腾光电	昆山	5	110	110	110	110
深超光电	深圳	5.5	100	60	70	80
天亿科技	成都	6	30		30	30
中电熊猫	南京	6	80	80	80	80
深天马	上海	5	90	90	90	90
厦门	5.5	30	15	30	30
京东方	北京	5	100	100	100	100
合肥	6	100	100	110	120
鄂尔多斯	5.5	54		20	54

群智咨询(Σintell)数据显示，2013年中国面板的出货面积近2200万平方米，而每张面板需要两张玻璃基板，再加上其他切割损耗、过程损耗等因素，平均每平方米液晶面板消耗近2.5平方米的玻璃基板。群智咨询测算2013年中国面板厂对玻璃基板的需求面积约为5500万平方米。

截至2014年，中国实际量产的面板生产线有16条，其中4.5代线有4条，5代线已经量产4条，5.5(LTPS)代线量产2条，6代线量产2条，8.5代线有4条。根据目前明确的投资规划，2016年前后，随着其他8.5代面板生产线量产，中国供给能力将大幅提升。这使得产业链上游核心材料配套的发展显得尤为重要。

TFTLCD玻璃基板年产能统计

年份	百万平方米
2009年	246.8
2010年	326.9
2011年	368.8
2012年	407.9
2013年	444.2
2014年	461.8

应关注的几个问题

（1）国产化率仍处于较低水平

从中国玻璃基板的供给情况来看，目前可以量产玻璃基板的供应商主要有东旭集团、彩虹股份以及中国建筑材料集团。据中国光学光电子行业协会液晶分会(CODA)资料显示，2013年玻璃基板年供给量不足900万平方米，且均为6代线及以下。在8.5代线面板厂的玻璃基板供应方面，中国玻璃基板厂商尚未涉足，主要供应商仍然是美国康宁、日本旭硝子、日本电气硝子从中国玻璃基板厂商的客户分布来看，中国玻璃基板的主要客户为中国面板厂及我国台湾面板厂。截至目前，4.5代线玻璃基板主要是京东方在导入使用，年度采购规模约为25万平方米。5代线玻璃基板主要是昆山龙腾光电和京东方5代线在导入使用，年度采购规模合计近100万平方米。6代线玻璃基板主要是京东方在导入使用，年度采购规模在120万平方米左右。从2013年中国面板厂对玻璃基板约5500平方米的需求量来看，玻璃基板的国产化率仅为16.36%，仍然处于较低的水平。

（2）研发水平与一流企业存在差距

造成中国玻璃基板国产化率低的主要原因包括技术研发水平问题、专利壁垒问题、捆绑式的战略客户关系以及产能扩张四大因素。在过去几年，以东旭集团为代表的玻璃基板厂商在技术创新方面有很多突破，但是较国际一流企业仍然存在很大差距例如，基板收缩率过大、良品率偏低、无法量产LTPS基板等。2013年年底，东旭集团与康宁公司经过友好协商签署相关协议。康宁公司将向东旭集团提供某些技术授权，以用于6代线及以下的平板显示器玻璃制造。然而，技术水平更先进，利润率更高的8.5代线的核心技术专利仍然掌握在国际巨头手中。再次就是捆绑式的战略客户关系。中国主要面板厂在成立之初就与其配套的玻璃基板厂签订了长期的战略合作协议，这种长期的战略合作关系提高了中国玻璃基板厂加入竞争的准入门槛。最后是产能扩张。据了解目前东旭集团、彩虹股份、中建材规划的6代及以下的生产线条数为31条，而目前实际量产的生产线仅为10条左右，产能扩张的速度仍然显得滞后。

（3）竞争焦点是成本和赢利能力

一是在技术方面，企业需要继续投入研发资源，突破现有关键技术壁垒，完善技术工艺，提升良品率。二是随着垄断局面逐渐被打破，未来玻璃基板行业的竞争焦点是成本和赢利能力。中国玻璃基板厂商如何通过资本市场进行融资、继续扩大产能、实现规模效应、降低成本、提升自身的竞争力，是中国玻璃基板厂商面前的严峻问题。三是在激烈竞争环境下，显示面板技术革新和应用创新速度日益加快，中国玻璃基板厂商要密切关注下游面板及其应用产品的发展趋势，努力做到提前布局先进技术。四是引进先进技术，布局高世代玻璃基板生产线。中国高世代面板产能的高增长和高世代玻璃基板零配套率的状态亟须改变。可寻求与外资厂商技术联合或资本合作，布局和投资8.5代玻璃基板生产线，满足中国市场需求。五是政府层面积极引导，不断完善财税支持，强化金融服务，引导社会资本持续积极投入。2013年年底财政部发布了《2014年关税实施方案》，6代线及以下的液晶玻璃基板的暂定关税由4%上调为6%，对我国玻璃基板生产企业起到一定的保护作用，有利于行业的发展。

2、面板(LCD)

截至2014年，中国实际量产的面板生产线有16条，其中4.5代线有4条，5代线已经量产4条，5.5(LTPS)代线量产2条，6代线量产2条，8.5代线有4条。根据目前明确的投资规划，预计2016年前后，随着其他8.5代面板生产线量产，中国供给能力将大幅提升。

面板国产化趋势明显，行业整体向好

中国面板地位逐步加强，国产化比例将会逐步提高：对国内液晶显示行业而言，每年液晶电视面板的需求约8000万片(其中国内液晶电视销量约4500万，中国代工电视约3500万)，目前约60%进口，国产化比例已从2011年5%以下提升到目前40%以上，随着国内面板产线的陆续投建，国产化比例将会进一步提高。国内电视厂商采购国内面板的意愿较强，国产化比例进一步提高的趋势被看好。而上游材料包括玻璃基板及液晶等受益中国面板全球地位加强也有望迎来国产化的趋势。

面板产能激增，OLED时代引过剩担忧

据咨询机构DisplaySearch的统计数据，2014年中国将有3条8.5代线陆续投入量产，到2015年初，国内的8.5代液晶面板生产线将达到8条。东方的3条生产线外，三星苏州的一条8.5代线于去年第四季度投产，产能为5.5万片玻璃基片。华星光电投入244亿元，在深圳投产一条8.5代线，产能为10万片。而LGDisplay广州8.5代线液晶面板工厂也将于今年上半年建成，下半年量产，产能为每月12万片。另外，国内厂商中电熊猫的8.5代线也有望在2015年前量产。两年内，中国八代线产能提高幅度将超过260%。如果OLED时代到来，国内的面板企业将陷入危机，重蹈当前液晶技术取代以往的显像管技术的覆辙，上述担忧不无道理，OLED取代LCD是大势所趋。据了解，在刚举行的美国消费电子展(CES)上，三星发布了一款柔性曲面电视，LG也推出OLED超高清电视。此前液晶技术取代显像管技术只用了七年，而新一轮技术革命周期将会更短，或许用不了五年时间。而国内新高世代线量产要到2015年，留给厂商的时间只剩下不到三年。家电观察家刘步尘表示，国内厂商目前在做的就是抓住面板市场的最后赚钱时机，尽快量产以实现规模效应，抢先在OLED产业化之前进入收割期。

中小尺寸面板供需两面快速增长

2014年，全球智能手机出货量将达到12亿部，到2017年将达到18亿部，未来五年智能手机的复合年均增长率将达到21%。

屏幕方面，2014年最受欢迎的手机屏幕尺寸是4~4.9英寸，不过5英寸以上的手机也将超过全部智能手机出货量的五分之一以上(18%)。预计2014年全高清智能手机的出货量将达到所有智能手机的23%。2014年，全球平板电脑出货量将增至3.15亿台，占所有移动电脑出货总量的65%以上。到2017年，平板电脑出货量将攀升至4.55亿台，占到所有移动电脑出货近75%的市场份额。普通笔记本电脑的出货量预计将从2013年的1.55亿台下降至2017年的1.05亿台，超薄笔记本电脑则从2013年的2600万台增至2017年的5700万台2013年全球中小尺寸面板产能为2637万平方米；到2016年，全球中小尺寸面板产能将增加到4190万平方米。2013年，全球中小尺寸面板生产总值为369亿美元；2014年，全球中小尺寸面板生产总值预计将超过430亿美元。

3、偏光片

偏光片在面板物料成本中占有10%~15%比重，但由于核心技术40%关键部件仍大部分由国外生产，2013年国内偏光片市场需求量为0.5亿平方米，而本土化自给不足40%，预计到2015国内市场需求将达到1.3亿平方米。随着2014年1月1日开始偏光片进口恢复8%的关税后，国外主要的偏光片厂商始在国内布局前段产线，并加快与本土厂商技术合作步伐。而偏光片的上游材料，包括TAc膜、PVA膜、离型膜和保护膜等材料目前仍然主要掌握在、日、韩、台企业手里，国内以合肥乐凯、三利谱、盛波光电为代表的企业也积极的在研发及布局产业链上游。

4、LED照明与显示屏

价跌量升行业高增长可期

2013年LED灯销量达到7.7亿只，2015预计年22亿只，到2016年则为30亿只。2013-2016年复合增长率高达56%。其中2014年全球LED照明产值预计将达到350-400亿美元，根据LEDinside最新LED灯泡零售价调查显示，今年5月，全球取代40W的LED灯泡零售均价呈现约3.2%下跌，达到14.2美元，LED产业价跌量升态势明显。分析师评价2014-2016年是全球LED照明黄金发展期。纵观国内，未来五年国内LED将处于高速增长期。LED照明的产值将保持25%以上的年复合增长率，渗透率可能超过80%。五年产值总计将超过1万亿元。2014年我国LED照明行业产值规模将增长58%，达到1800亿元。

国家宏观政策支持

LED补贴有望推出《国家"十二五"科学和技术发展规划》确定了LED行业的发展目标：2015年芯片国产化率将达70%，LED照明占据中国通用照明市场30%以上份额，LED行业产值预期达到5000亿元，推动中国半导体照明产业进入世界前三强。国家发改委等六部委联合编制了《半导体照明节能产业规划》。按照规划设定的目标，到2015年，60W以上普通照明用白炽灯全部淘汰，市场占有率将降到10%以下;LED功能性照明产品市场占有率达20%以上。LED照明节能产业产值年均增长30%左右，2015年达到4500亿元(其中LED照明应用产品1800亿元)。2008年起的节能灯补贴政策将于今年年底结束，目前国家发改委、财政部等部门正在研究财政补贴推广LED照明产品的政策，补贴形式和力度会在推广节能灯基础上，结合LED灯的特性进行相应调整。由于家庭照明更多地考虑首次购买成本，目前LED与节能灯相比仍有差距，未来补贴政策的出台将大大加快LED照明对传统照明的全面替代。

标准化与同质化制约产业发展

在LED产业发展的过程中也存在着诸多因素制约LED照明的发展。其中标准化问题和产品同质化问题最为严重。现在国内的LED照明企业有上万家，但普遍存在规模小、技术实力弱、产品档次低的现状，高端产品仍然以国外厂商为主。目前国内有1950家LED封装企业，而各类LED应用新产品数量不足530件；LED路灯企业超过300家，产品基本处于互相抄袭模仿的阶段。同质化竞争造成产品价格不稳定，缺少标杆性的品牌，企业规模难以壮大，行业缺乏公信力。同时，国内还没形成一个完善的行业标准，制约着行业的健康发展。

智能手机助推LED发展

LED在传统手机应用中，只是单纯供应手机屏幕与键盘背光，但随着消费者对手机功能要求也越来越高，例如更大尺寸的屏幕与更高的分辨率，都需要更多的LED来提升背光模块辉度、画素不断提升的照相模块，亦需搭配亮度更高的FlashLED。LEDinside研究副理郭志豪表示，2013年FlashLED总出货量10.29亿片，预计到2018年将大幅增长98.5%到20.43亿片；至于在整体营收也会从2013年的5.61亿美元增长至2018年的7.59亿美元。至于其他特殊的附加功能如遥控器、心跳侦测、环境感测等功能都必需仰赖LED，可见随着智能手机的发展中，LED毫无疑问也将迎来行业新的发展契机。

户外照明容量低估，未来潜力巨大目前户外照明市场空间被低估

全球来看，美国户外照明(路灯+隧道灯+屋顶盘灯)存量规模在2亿盏，日本户外照明存量规模在3000万盏，中国户外照明存量规模超过6000万盏(仅广东约400万盏)，按照5元/瓦价格测算，全球户外照明替换空间达到几千亿元，远超目前市场预期。中国户外LED照明刚刚起步：目前仅广东省在大规模推广户外照明，且仅完成一期200万盏规模，后续还有二期跟进，其他省份以及全球户外照明替换潮刚刚开始，LED路灯单价已经远低于传统高压钠灯，全球户外照明LED加速替换是大势所趋。

配套投资更趋合理，产业调整适时

随着显示屏应用的日益广泛，单一的产品结构已不能满足市场的需求。未来2-3年内，国内LED显示屏领先企业凭借资本、规模、技术和品牌优势对产业格局进行重新调整，LED显示屏的产品结构日益多元化，生产不同封装形式、不同尺寸、不同密度、适应不同应用环境的显示屏，并在特定细分市场领域确立自己的差异化竞争优势，已成为LED显示屏企业的主要发展方向。从产业链各环节分布来看，2013年的投资主要集中在产业配套和应用环节，与2012年相比较，产业配套投资占比由21.5%上升至47.7%，成为投资热门环节，而应用领域的投资占比从50.2%下降至23.1%，另外研发检测类投资也有所增长。

 

七、我国光电技术产业发展的策略

目前我们国家，随着光电技术的进步，其行业间的竞争必然会越来越大，怎样在竞争中脱颖而出就需要保证产业发展的策略。笔者认为需要以下几点方式：产业规划明确、光电技术专业人才的培养、明确光电产业发展政策、掌握话语权这几点是光电技术产业发展中促进方式最重要的几点。

1、产业规划明确

想要更好地光电技术，首先就要做好产业规划明确性，正好借着成功申报全国半导体照明基地这个时候，将产业规划好，依照“切入中游，拓展应用，进军上游高层”的发展想法，最终登顶高层。进一步对上下游产业进行整合，支持产业体系和环境的建设。要创造良好的科学规划，合理分配，要打造良好的技术平台，加大与相关企业和研发机构对接，终会形成完美的技术支撑系统。

2、光电技术专业人才的培养

工业竞争是技术竞争的本质，其实说简单了就是人才的竞争，这很合理技术产业的最终执行者就是技术人员。目前，我们国家在人才培养方面确实十分薄弱。首先，人才的培养少不了高校，这是人才的“塑造炉”，但是就我国目前的情况来看，高校对开展光电科技专业不是很乐观，所以其人才数量的培养十分少。可是，对人才的需求方面有很大的口子，每年对光电技术人才的需求都在增加。因此，为了保证光电产业的，必须建立稳定的人才培养基地和完备的人才培训体系。而且在人才培养中，一定要注意，结合实践为基础，保证人才培养出来有专业的素质和技术。

3、明确光电产业发展政策

一个产业想要长久的发展，其中如果有政府政策的支持，那么必然是事半功倍的。首先政府可以可适当放宽光电企业注册资本，加大政府专项开发资金投入，给予光电工业企业实行无障碍登记等优惠政策。这些有吸引力的政策，必然会使得电产业企业家跃跃欲试，这就从侧面保证了光电产业的发展。

4、掌握话语权

在专注产业发展的同时，应该用好“话语权”，即：加紧制定行业标准，加快光电产品的质量监管机制和质保体系建设。建立一流的光电产品质量监督检验中心，提供从原材料到应用产品整个产业链的产品检测，有利于增强光电企业的竞争力和市场的规范化，对引导企业接轨国际市场，走向世界，必将发挥积极作用。

 

八、结语

 

我国经济发展以及人们生活水平的提高，光电的迅速发展已经成为社会发展的必然趋势，在经济全球化发展的情况，企业必须坚定科学是第一生产力的信念，在发展过程中要不断的深化研究，更要将如何提升光电技术作为企业生产力作为重要课题，为提升企业的市场竞争力打下坚实基础。光电技术产业的优势主要包括了：低能耗、高效率、高收益等等特别有优势。其发展的态势成为了中国各地乃至全世界范围，经济发展的重点支柱产业。就目前的形式来说，我们国家对光电技术的研究还是，专业人才稀缺，究其原因还是因为较为晚的起步时间。想要保持光电技术的长久发展，培养专业的人才、国家对光电产业进行政策扶持等等。我们必须清醒地了解，科学规划，积极推进和跨越式发展，才能赢得光电产业的发展美好的未来。