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我国光器件的产业概况和发展思路

2004-01-01

光器件是光纤通讯系统的基础元件，，，，，我国在光器件领域的钻研和出产起步不算晚，，，，，无论是有源器件，，，，，还是无源器件，，，，，都满足了我国光纤通讯发展初期的科研或工程的必要。。。。。。。但随着功夫的推移，，，，，由于有关工业基础的幽微、科研投入的不够以及体造和机造方面的原因，，，，，我国光器件在主题技术和高端产品方面与国表先进水平的差距愈显凸起。。。。。。。本文凭据我国光器件的产业发展情况，，，，，就若何加快我国光器件产业的发展，，，，，提出几点定见，，，，，以抛砖引玉。。。。。。。

光有源器件

1.发展概况

光有源器件是光通讯系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，，，，，是光传输系统的心脏。。。。。。。将电信号转换成光信号的器件称为光源，，，，，重要有半导体发光二极管（LED）和激光二极管（LD）。。。。。。。将光信号转换成电信号的器件称为光检测器，，，，，重要有光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。。。。。。。近年来，，，，，光纤放大器成为光有源器件的新秀，，，，，当前大量利用的是掺铒光纤放大器（EDFA），，，，，在钻研并很有利用远景的是拉曼光放大器。。。。。。。

我国发展光有源器件的钻研是从20世纪70年代起头的。。。。。。。其时西方国度凭据所谓“巴统”划定，，，，，对我国进行高新技术的关闭和禁运，，，，，光有源器件亦在其中。。。。。。。因而中科院半导体所、武汉邮科院、电子部第44所、电子部第13所等单元，，，，，弘扬“自食其力”的心灵，，，，，研造了波长为850nm的所谓短波长光器件，，，，，如选取GaAlAs/GaAs资料同质结或异质布局造的LD和LED光源、Si—PIN检测器等。。。。。。。固然此刻来看这些器件的机能较差，，，，，但也满足了我国光通讯起步阶段的必要。。。。。。。

尔后，，，，，这些单元又开发了波长为1310nm和1550nm的所谓长波长器件，，，，，如选取InGaAsP/In资料隐埋双质结构的半导体激光器、选取InGaAs/In资料的PIN检测器等。。。。。。。这些芯片自身的机能有了很大提高，，，，，但在研造初期，，，，，芯片与光纤之间选取环氧树脂进行粘结，，，，，所以器件的气密机能差、粘结强度幼、光纤易移位，，，，，因而整个器件的机能和靠得住性较差。。。。。。。后来选取全金属化的耦合封装工艺，，，，，器件的靠得住性和寿命大大提高，，，，，满足了其时光通讯日益发展的必要。。。。。。。

1993年之前，，，，，我国光通讯所需的光有源器件，，，，，根基上都是由国内出产商提供的，，，，，以至西方国度意识到在有源器件等方面再用“巴统”向我国进行技术关闭和禁运，，，，，反而失去中国的大市。。。。。。。，，，，是得不偿失的，，，，，因而只得宣告“巴统”遣散，，，，，国表的光有源器件起头大量涌入我国市场。。。。。。。

2.产业近况

随着光通讯技术的迅速发展，，，，，对光有源器件的技术要求愈来愈高。。。。。。。固然我国有关单元做出很大抵力，，，，，跟踪世界潮水，，，，，获得了量子阱半导体资料与器件技术的突破，，，，，散布反。。。。。。。―FB）半导体激光器等先进器件的尝试室水平也有很大提高，，，，，但由于投入的人力和物力远远不及，，，，，与国表先进水平的差距日显凸起。。。。。。。

目前我国只有少数几家能自己出产光源和检测器的管芯，，，，，并且根基上是2.5Gb/s以下速度的水平。。。。。。。这些产品由于不能同时达到高机能、高制品率、高沉复性、高靠得住性和低成本等产业化要求，，，，，现实上只能用于一些要求较低的系统，，，，，而在高速系统中的利用险些为零。。。。。。。国内光通讯设备和系统所需的高速度管芯和单元器件以及掺铒光纤放大器的关键元件掺铒光纤等都必要进口。。。。。。。国内的有源器件公司多数是买了国表的管芯做器件，，，，，买了国表的器件做模？？？？椋，，，，买了国表的掺铒光纤做放大器的组装公司。。。。。。。光通讯设备公司则买了国表的模？？？？樽鱿低。。。。。。。

目前我国规模最大的光源、检察器造作单元是武汉电信器件公司、丽江飞通光电子技术有限公司，，，，，它们的销售量占全国的80%以上。。。。。。。其他还有丽江恒通宝光电子有限公司、武汉华工科技产业股份有限公司正元光子分公司、武汉天讯科技股份有限公司、北京福创光电子股份有限公司、上海奥普光电技术有限公司、四川康和光电子有限责任公司、沉庆光电技术钻研所、信息产业部电子第44钻研所等20余家，，，，，能够出产十几种量子附激光器、半导体泵浦激光器。。。。。。。光纤放大器的造作单元重要有三门峡中兴光电子技术有限公司、武汉光讯通讯技术有限公司等。。。。。。。在光有源器件方面还有一些表资企业，，，，，如丽江光炬（JDS Uniphase的子公司）、丽江新福？？？？怂沟。。。。。。。

3.市场概况

凭据对部门厂商的调查，，，，，1998—2000年我国光有源器件的出产销售情况如表1所示。。。。。。。由表可见，，，，，2000年这些厂商的光有源器件的销售量为64.9万只（其中出口约19.3万只，，，，，国内销售为45.6万只），，，，，销售总额为4.7亿元，，，，，较1999年增长了94.2%。。。。。。。

关于2001年全国光有源器件的市场情况，，，，，有分歧的估计。。。。。。。有的以为是11亿元人民币，，，，，其中光收发（光源—检测）一体模？？？？榈氖谐》荻钗40%、DWDM用激光器为39%、泵浦激光器为20%、光放大器为1%。。。。。。。有的以为是14亿元，，，，，其中光收发一体模？？？？榈氖谐》荻钗36%、DWDM用激光器为36%、泵浦激光器为14%、光放大器为14%。。。。。。。预计今后数年光有源器件将以40—50%的速度增长，，，，，其中2002年的市场销售额将比2001年增长70%以上。。。。。。。

据估计，，，，，国内出产的光有源器件只占国内市场的30—40%。。。。。。。例如华为、中兴、大唐、战火等几家公司，，，，，2001年光传输设备所用的光有源器件就罕见十亿人民币，，，，，而采购国产光有源器件的金额不及10亿元，，，，，可见大部门的市场份额被国表厂商所占有。。。。。。。

光无源器件

1.发展概况

光无源器件是光通讯系统中必要亏损肯定的能量、拥有肯定职能而没有光—电或电—光转换的器件，，，，，蕴含光纤衔接器、光纤耦合器、波分复用器、光开关、光衰减器和光隔离器等，，，，，是光传输系统的关节。。。。。。。光衔接器是光无源器件中利用最广、数量最多的器件，，，，，耦合器和波分复用器次之，，，，，其它器件使用量较少。。。。。。。随着光通讯技术的发展，，，，，密集波分复用器、大端口数矩阵光开关的需要将会逐步增长。。。。。。。

我国发展光无源器件的钻研是从20世纪70年代后期，，，，，随着光纤技术的出现而起头的。。。。。。。其时光纤的衔接是光纤通讯必须解决的六大问题之一，，，，，此表还要解决分路、开关以及波长复用等问题。。。。。。。因而电子部第23所、武汉邮科院固体器件所和电子部第34所等单元“白试祓身”，，，，，致力于全光纤结构和分立元件组合型（微光器件）的钻研，，，，，开发了光纤调中型的多模光纤衔接器、拼接型和熔融拉锥型的光耦合器和机械式光开关等产品，，，，，满足了其时短波长和长波长多模光纤通讯钻研的需要。。。。。。。

尔后，，，，，光通讯进入单模长波长阶段并起头大量利用，，，，，对光无源器件不仅技术上的要求更高，，，，，并且在数量上也与日俱增，，，，，火急要求产业化。。。。。。。在光衔接器方面首先引进了光学定中切削加工的APT（插针直径为1.78mm）衔接器出产线，，，，，满足了国内单模光通讯发展初期的需要。。。。。。。尔后随着陶瓷套管大批量出产技术的成功，，，，，光衔接器的质量有了进一步的提高，，，，，并且易于装配，，，，，因而出现多多组装散件出产衔接器的公司。。。。。。。在光纤耦合器方面，，，，，引进了由微机节造的熔融拉锥设备，，，，，使耦合器的出产变得极度单一；；；；；；更为可喜的是，，，，，通过理论钻研和实际索求，，，，，统一台设备上能够出产出各类宽带耦合器和二波长的波分复用器，，，，，产品机能良好，，，，，因而形成了光耦合器的产业。。。。。。。当前我国光通讯系统中所用的光衔接器和光耦合器绝大部门都是国产的。。。。。。。

2.产业近况

此刻初看起来光无源器件的产业似乎比光有源器件发展快，，，，，但是在这鲜丽的背后，，，，，还存在一些问题。。。。。。。如光纤衔接器用陶瓷套管的毛坯还必要进口，，，，，光纤衔接器技术的自主知识产权险些为零。。。。。。。到了世纪之交，，，，，随着光纤接入网、密集波分复用系统和全光通讯网的发展，，，，，现有的能进行大批量出产的光无源器件已不能齐全满足必要。。。。。。。例如，，，，，高光纤密度的配线架要求幼型化光纤衔接器，，，，，熔融拉锥设备无法出产密集型波分复用器，，，，，不能用传统的光开关级连成大端口数的矩阵光开关等。。。。。。。这些问题迫使人们不能停顿在低端产品的出产和竞争上，，，，，必须研造高端的光无源器件产品，，，，，以满足光纤通讯发展的需要。。。。。。。

针对这些问题，，，，，一些单元经过致力，，，，，目前已有一些成就。。。。。。。如引进了幼型光衔接器的组装夹具，，，，，选取微光器件的结构研造了能够复用几路和十几路的密集波分复用器。。。。。。。但要解决几十路以上的波分复用和大端口数的矩阵光开关问题，，，，，只能选取光子集成器件。。。。。。。从现有光无源器件出产单元的出产前提来看，，，，，这方面与国表的差距很大。。。。。。。

我国光无源器件的产业经过近几年的发展，，，，，已从从前的所谓“四大基地”到全国遍地着花，，，，，共有70余家。。。。。。。较多的散布在丽江、上海两地，，，，，但北京、湖北、广东（除丽江）、江苏、浙江、福建等地已有不少。。。。。。。这些企业重要是组装散件出产光纤衔接器，，，，，出产能力已超过500万套；；；；；；或者选取熔融拉锥设备出产光纤耦合器和波分复用器，，，，，出产能力已超过100万只。。。。。。。规模较大的有武汉光迅科技有限责任公司、丽江昊谷光电技术有限公司、上海光城邮电通讯设备有限公司、丽江中和光学有限公司、丽江光波通讯有限公司、丽江柏业通讯技术有限公司、天津新光通讯有限公司、上；；；；；；羝展馔ㄑ队邢薰尽⑿畔⒉挡康缱拥23所、上海？？？？∮⒌缱佑邢薰疽约白欧置涮沾商坠艿纳虾４笃窖罄嫉枪馄骷有限公司、专门分娩陶瓷套筒的天津市超科光纤通讯器件有限公司等。。。。。。。此表还有一些表资企业，，，，，如上海的上诠光纤通讯设备有限公司、世界最大的光器件出产商JDS Uniphase在丽江的独资企业光炬科技有限公司等。。。。。。。

3.市场概况

目前我国光无源器件中市场规模最大的产品是单芯光纤衔接器。。。。。。。随着光通讯利用的不休扩大，，，，，出格是本地通讯网络的逐步光纤化，，，，，近年来我国光纤衔接器的总需要量不休扩大，，，，，前几年的均匀复合年增长率在30%以上。。。。。。。凭据对部门厂商的调查，，，，，1998—2000年我国光衔接器的出产销售情况如表2所示。。。。。。。由表可见，，，，，1999年由于中国电信的分化式沉组，，，，，产量和销售量有所降落。。。。。。。但2000年这些厂商的光衔接器的销售量为233.9万套（其中出口约115.5万套，，，，，国内销售为118.4万套），，，，，销售总额为2.6亿元，，，，，较1999年增长了143%。。。。。。。

凭据国表市场的统计法规，，，，，光纤耦合器的市场约为光衔接器市场的1/4，，，，，二波长复用器的市场与光耦合器大体一样。。。。。。。关于密集波分复用器，，，，，估计我国近年的年需要量为数千套。。。。。。。目前光开关的市场不大，，，，，年需要量约几百套，，，，，但随着全光通讯网的发展，，，，，对大端口数的矩阵光开发的需要将会增长。。。。。。。

关于2001年光无源器件的市。。。。。。。，，，，估计是7亿元人民币，，，，，其中光衔接器的市场份额为33%（2.31亿元）、耦合器为8%、WDM为2%、滤波器为25%、DWDM为18%、隔离器为12%、其他无源器件为2%。。。。。。。据估计，，，，，2001年光衔接器的销售数量约为325万套，，，，，由于价值从100元左右/套降落到70元左右/套，，，，，所以销售额反而比2000年有所降落。。。。。。。光耦合器的销售量超过90万只，，，，，其中有相当部门是选取OEM方式出口欧美地域。。。。。。。

今后若干年，，，，，我国光纤衔接器和光纤耦合器的复合年增长率将在30%左右，，，，，这是由于随着接入网的增长，，，，，两个光缆衔接器之间的均匀光纤长度将变短。。。。。。。

发展我国光器件的思虑

由上可见，，，，，我国光器件的发展起步不晚，，，，，成就不少；；；；；；但此刻投资不及，，，，，问题不少。。。。。。。笔者就若何加快我国光器件的发展，，，，，提出几点定见，，，，，供有关人士参考。。。。。。。

1.扭转投资方式，，，，，加大投资强度

由于体造方面的原因，，，，，我国有关大专院校、钻研单元和企业的科研经费起源于各系统的各级科研经费。。。。。。。鉴于科研经费正本就不及，，，，，主管部门常以“赞助”的名义“撒胡椒面”，，，，，以关照有关单元。。。。。。。固然各单元的统一项目能够从分歧的口子争取到一些经费，，，，，但不得不以一部门经用度于提高科研人员的待遇，，，，，以不变人心。。。。。。。余下的少量经费只能用于网络资料，，，，，做几个样品，，，，，写几篇论文，，，，，“应酬”各“合同”的验收要求。。。。。。。长此以往，，，，，在科研上很难深刻，，，，，难以攻克关键技术，，，，，更谈不上批量出产和产业化的问题。。。。。。。

建议扭转投资方式，，，，，经费相对集中，，，，，不能搞“遍地着花”。。。。。。。各单元要有所为有所不为，，，，，这样能够加大项主张投资强度，，，，，有利创新，，，，，使科研向纵深发展。。。。。。。

2.改进激励机造，，，，，激励投身产业

目前我国大专院校、钻研单元的人才激励机造还是沉科研成就和论文。。。。。。。有了科研成就和论文，，，，，就能够提升技术职称，，，，，一辈子受益。。。。。。。至于科技成就的工程化、幼批量出产以至产业化问题，，，，，一方面没有相应的经费，，，，，另一方面即便花很大的力量搞出一点名堂，，，，，对技术人员自身也没有直接的益处。。。。。。。因而目前院校和钻研所的大部门科研成就距产业化的要求甚远。。。。。。。北京某高校集成光学工艺中心的一位驰名教授坦言，，，，，“时至今日，，，，，尚无一件可能占据市场的正式产品”。。。。。。。

建议激励大专院校、钻研单元的一部门人才从事科技成就的工程化工作，，，，，务必使科技成就发展至中试规模（幼批量出产）和产业化（大批量出产）。。。。。。。对有贡献者，，，，，同样赐与相应的技术职称，，，，，使之一辈子受益。。。。。。。

3.大型企业染指，，，，，加强发展动力

要把握光器件的主题技术，，，，，开发高端产品，，，，，必要大量资金。。。。。。。凭据国表的经验，，，，，科延注幼批量出产和大批量出产的资金投入的比例是1：10：100。。。。。。。从目前现有的光器件企业的经营情况看，，，，，要靠它们的自身堆集来发展，，，，，是极为艰巨的，，，，，这是由于低端产品的竞争相当强烈，，，，，销售利润已经降到很低；；；；；；这些企业又比力。。。。。。。，，，，堆集资金相当难题。。。。。。。而产业化的资金投入（含风险投资）重要应由企业掌管，，，，，这就使现有光器件企业无法发展高端产品的产业化工作。。。。。。。

当前有一个趋向，，，，，笔者以为可能是发展光器件产业的一条蹊径，，，，，这就是很多大的光缆企业纷纷染指光器件的开发。。。。。。。例如江苏的亨通集团、永鼎集团、九州酷游(酷游·ku游)集团、通光集团等公司，，，，，为了自身的发展，，，，，都在上海设立相应的光器件分公司。。。。。。。这些公司多数从低端产品做起，，，，，想在高端产品方面有所作为。。。。。。。

这些企业染指光器件的开发，，，，，有资金、治理和销售上的优势。。。。。。。在资金上，，，，，固然企业原有产品的利润率亦很低，，，，，但由于销售额大，，，，，还是有足够的资金能够网罗技术人才进行高端光器件的开发。。。。。。。在治理上，，，，，企业直接开发光器件，，，，，所要的了局不再是科技成就和论文，，，，，而是能够占据市场的产品和利润。。。。。。。在销售上，，，，，这些企业有壮大的网络和丰硕的经验，，，，，这对光器件的销售极度有利。。。。。。。

能够相信，，，，，这些企业不会停顿在低端产品的出产和竞争上，，，，，不久的将来能建成占有主题技术的高端光器件的出产线，，，，，为我国的光通讯事业做出新的贡献。。。。。。。

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