中科院院士母國光談我國光電產業(yè)發(fā)展

　　近年來，中國慢慢形成“光谷”熱，但背后只有數(shù)量的擴張，卻沒有質量的突出和市場份額的占有。中國科學院院士、光學家母國光分析了我國光電產業(yè)低水平重復建設的現(xiàn)狀，指出光學產業(yè)的未來發(fā)展重點宜在數(shù)碼相機、投影電視、網絡光學器件以及圍繞多媒體的光學器件，希望中國的光學產業(yè)用擁有自主知識產權的優(yōu)質產品占領市場。

　　記者：近年來，北京、上海很多地方都加大了對光電子產業(yè)的投入，有人認為中國正在形成“光谷”熱。

　　母國光：“光谷”最早是1998年美國亞利桑那大學“光學科學中心”（Optical Science Center）提出來的，之后法國、英國和意大利響應。美國很重視對戰(zhàn)略的研究，從市場和可預見到的社會生活的需要來預測光學的發(fā)展。1998年，武漢提出建設“光谷”，之后是長春和廣州。不少沒提“光谷”的地方，如上海、深圳和北京中關村，也多從技術和產業(yè)上投入，大力發(fā)展光學、光電子、光學工程和微電子加光子工程，中國實際上正在形成有發(fā)展空間的光電子產業(yè)。從這個意義來說，中國慢慢形成了“光谷”熱。

　　記者：美國的光學，不是僅僅盯在光的一兩項產品或技術上，而是內涵很廣泛。

　　母國光：1999年，美國國家研究理事會（National Research Council）出臺關于光學的戰(zhàn)略研究報告——《駕馭光》（Harnessing Light），可以看作是美國的21世紀的光學工程發(fā)展的戰(zhàn)略報告。他們不是簡單地把光學和光學工程當做單一的產業(yè)，而是把社會生活的需求和將來的需求作為研究問題的出發(fā)點，怎么發(fā)展和駕馭光學才能獲得最好的社會效益，提升人類的生活質量。《駕馭光》從6個角度解析光學和光學工程。

　　一是信息技術和遠程通信中的光學。國內外都有共識，將來的通訊主要是光通訊，需要大量的光學和光學器件。所以把傳統(tǒng)的光學、現(xiàn)代的電子技術和光子學技術整合在一起發(fā)展寬帶的光學，發(fā)展網絡，作為今后網絡發(fā)展的物質基礎和技術基礎。但光信息技術涵蓋的領域很寬，它包含傳輸、處理、存儲和顯示技術。

　　二是保健醫(yī)學和生命科學中的光學。醫(yī)學、生命科學的發(fā)展，要求把光的技術、光子的技術應用進去，把光學、光電子技術以及微電子結合起來，應用到醫(yī)學、生物學里去。激光和光學進入家庭和醫(yī)院的應用，在未來一二十年是很大的產業(yè)。

　　三是傳感、照明和能源中的光學。據(jù)我了解，我國長春光機所在信息采集技術方面起到很重要的作用。它的跟蹤經緯儀、各種鏡頭和光學儀器，是美國預見未來20年里很重要的項目。比如，現(xiàn)在我國的衛(wèi)星能“看”地面多大范圍，分辨率是多少？而美國的衛(wèi)星分辨率是多少？同樣的高度，它能看見我們，而我們看不見它，這不等于我們是瞎子嗎？這樣產生的社會需要，是推動技術和產業(yè)發(fā)展的重要動力。照明和能源更是影響人類社會生活的重要物質條件，光學技術的任務就在于提供新型高效率的、高亮度的、經濟的照明和創(chuàng)造新型的如核聚變的能源，這些技術的每一次進步都會對社會進步產生直接影響。

　　四是軍用光學裝備?，F(xiàn)代的軍事現(xiàn)代化，不妨說就是現(xiàn)代武器的設備、設施的光電化和信息化。沒有這些就沒有它的自動化。光學在光學工程和軍事中的重要性不言而喻。

　　五是重大制造工業(yè)中光學、光電子以及光技術的應用。目前，世界頂尖的技術是芯片，英特爾是世界知名的大芯片廠。芯片刻線可以做到0.5μm、0.28μm、0.13μm甚至到納米級。顯然，這是頂尖的技術。然而，什么是核心呢？是光學。沒有頂尖的光學它怎么能刻畫出幾μm精度的芯片？用紫外光、更短的X光束刻畫是未來的方向。不能解決這個問題，就不能刻畫出未來更先進的東西。這種東西現(xiàn)在只有日本能生產，美國自己生產不了。這種重大工業(yè)，包括飛機的制造、汽車的制造等，沒有光學、光學工程和光電子技術的參與是不行的。所以，它把光學在精密制造中的應用列成僅次于國防工業(yè)的第五大項。

　　六是光學本身的發(fā)展。在新的情況下，不再只有那些傳統(tǒng)的光學，比如二元光學等。這些新技術的產生，會使得現(xiàn)在的很多設備完全變樣。而MOEMS之類的微光機器件，在生物技術、精密制造等領域都有了不起的前景。美國在這里預見的6個方面的光學是未來20年社會的需要，將對人類的生活和行為產生重要的影響。

　　記者：這個報告給予我們什么啟示呢？

　　母國光：這個報告讓我們對光學的發(fā)展、光學工程的發(fā)展和光電子的發(fā)展有些新的思考，而不是要大家跟著媒體的宣傳或國際專業(yè)公司的廣告而擁向同一方向，集中搞一樣東西。目前，我國同業(yè)們在相關科技項目的申報和企業(yè)的產業(yè)發(fā)展里，都比較集中在某些方面。這一方面可能有過度集中和低水平重復之弊，同時也表現(xiàn)了對于當代光學科學和工程發(fā)展趨勢缺乏應有的認識之嫌。市場是推動產業(yè)發(fā)展的前提和動力，而我們現(xiàn)在在光學產業(yè)方面還似乎看不到有此綜合考慮的形式，似乎看不到有發(fā)展得比較好的光學產業(yè)，所以美國的這個報告值得深思。

　　記者：請舉例說明光學產業(yè)的崛起。

　　母國光：比如照相機的發(fā)展。三四十年前，照相機是珍貴東西，沒多少人有照相機。直到20世紀七八十年代后它才開始慢慢普及。那時，德國擁有世界上最好的制造照相機的技術。然而，日本人看到相機在世界市場上有潛在的發(fā)展勢頭，就以“一生懸命”的精神發(fā)展相機。現(xiàn)在，全世界制造出來的各種各樣的照相機有14億臺，其中50%～60%是日本人造的。日本人從德國人的手里搶奪了照相機市場，先開始做機械的，改善鏡頭，提高質量；進一步做自動的，再進一步是數(shù)碼的。不斷地改進，不斷地更新，不斷有自己的知識產權。不僅是照相機被它搶到了，高級鏡頭也由它來制造，芯片的核心技術也被它掌握了。由于照相機做得好，其它各種精密制造和光學的東西也帶上去了。所以，通過照相機產業(yè)，現(xiàn)在日本使自己在光學和光學工程領域具有舉足輕重的位置。甚至美國的哈勃望遠鏡也有日本的技術。這說明它是從一個具體的產品來發(fā)展自己，一步一步的，而不是很多廠一擁而上。相機這個例子的核心在于創(chuàng)新，以不斷創(chuàng)新的產品來占有市場，才是真正的生命力所在。日本并沒有成立什么“光谷”，但占領了絕大部分照相機和攝像機市場。它給了我們一個啟示，消費性的產品能夠既有市場，又能發(fā)展工業(yè)，是發(fā)展光學工程及光學產業(yè)的一個非常重要的途徑。

　　記者：現(xiàn)在照相機技術的發(fā)展呈現(xiàn)什么樣的趨勢？它對光學研究提出了什么要求？

　　母國光：目前，照相機有兩個趨勢，一個是用化學膠片；另一個是電子成像相機，也就是數(shù)碼的。從市場來看，數(shù)碼相機具有很快的發(fā)展優(yōu)勢，雖然價錢稍微貴一點兒，質量還差一點兒，但它的發(fā)展?jié)摿艽蟆Ｒ驗閺恼麄€指標來看，一個單反光的135膠卷照相機，最高的分辨率可以達到1600萬象素；而現(xiàn)在的數(shù)碼相機達到600萬象素，但與多媒體系統(tǒng)相匹配時它的質量也已夠用。數(shù)碼相機的瓶頸在哪兒呢？首先就是提高分辨率。而分辨率提高不只是光學本身的技術，還需要傳感技術好，CCD做得好，微電子技術做得好，CMOS做得更好，所以，實際上是把微電子技術跟現(xiàn)在精密制造技術和光技術合在一起，才能提高數(shù)碼相機的分辨率；第二就是相機里的存貯芯片也要靠微電子和材料的進步。要妥善解決這兩個技術問題并不容易。我國有幾家引進的數(shù)碼相機生產，全部是給外邊加工，很少有自己的技術。目前的情況是我們做加工，賣的是別人的牌子，最后出的是別人的產品。但我們能不能克服這些困難呢？問題就在于能不能把相機里面的CCD做得好，把CMOS做得更好，把存貯芯片的密度做得更高，把鏡頭做得更好，而且成本低廉，這是難點。如果一個企業(yè)家有承擔風險的膽量投資，網羅人才，集中力量攻之，就不見得不行。但如果只是拿錢去購置設備和引進生產線，進行檔次不高的生產，暫時賺些錢，將來一定還是不行。

　　還有電視和背投。我們現(xiàn)在做CRT電視的各廠，生產線都是引進的。國內現(xiàn)在大概有百十條生產線做CRT，當初都能賺點兒錢，現(xiàn)在都發(fā)愁。它們如果不做電視，產值沒了，就要關閉。做吧，一臺連200塊錢都賺不了。因為沒有自己創(chuàng)新的技術，CRT完了，廠子也就完了。當然從目前看，CRT還不至于立刻被淘汰。

　　現(xiàn)在的問題是能不能在照相機、電視機更新和網絡換代的時候，抓住時機，努力創(chuàng)新，迎頭趕上，而不是“擦肩而過”。

　　光學和光電子學有很好的市場前途，而且這個新潮會越來越高，數(shù)碼相機和投影電視以及網絡多媒體聯(lián)接的光電器件，這是一個大市場。如果在這種情況下，我們還是跟在別人后面搞一些加工制造，或者限于引進，結果前面等著我們的還是擦肩而過。如果相反，我們抓住光學和光電子這個新興的市場，圍繞著數(shù)碼相機、投影電視以及網絡多媒體所需的光學器件領域，走自主創(chuàng)新的道路，在技術關鍵上有所突破，發(fā)展自己的品牌，結果就是迎頭趕上。

　　記者：我國光學事業(yè)面臨這樣的機遇，要真正發(fā)展好，還需要克服什么不足？

　　母國光：國內光學事業(yè)現(xiàn)在處于新的起點，這是百年不遇的好機會。前兩年，深圳舉行第三屆國際光電子產業(yè)博覽會，原計劃二三百戶參展，實際上有千余戶參展，很多新企業(yè)來參展，產品是新的，人都很年輕。這說明我國光電子產業(yè)大有前途，只要堅持在技術的自主知識產權上下大功夫，走自主創(chuàng)新的道路，并在全國同業(yè)間協(xié)調好，把視野放得寬一點，使得發(fā)揮的空間更大，使中國的光學產業(yè)用優(yōu)質產品占領廣闊的國際市場。

摘自：科學時報