陜西省知識產權局：2023陜西省光子產業專利導航報告（173頁）.pdf

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1、 陜西省陜西省光子光子產業產業 專利導航報告專利導航報告 陜西省知識產權局 陜西省知識產權保護協會 二零二三年六月陜西省知識產權局 I 目錄目錄 1 產業整體態勢.5 1.1 產業現狀.5 1.1.1 產業發展概況.7 1.1.2 產業規?，F狀.9 1.1.3 產業結構特點.12 1.1.4 產業政策環境.17 1.1.5 產業特點初探.21 2 全球光子產業專利布局分析.28 2.1 全球光子產業發展態勢與光子產業專利布局分析.28 2.1.1 全球專利態勢分析.28 2.1.2 我國與其他重要申請國專利態勢對比分析.32 2.1.3 我國光子產業結構優勢與不足分析.35 2.2 激光器產業

2、專利態勢與產業發展.36 2.2.1 全球激光器產業發展態勢.36 2.2.2 國內激光器產業發展態勢.37 2.2.3 激光器產業專利態勢.38 2.2.4 激光器產業發展趨勢.44 2.3 傳感器產業專利態勢與產業發展.45 2.4 光子專利重點創新主體與光子產業分布.52 陜西省知識產權局 II 2.4.1 重點創新主體分析.52 2.4.2 我國科研機構分析.72 2.4.3 我國高等院校分析.75 2.5 光子產業聚集分析.82 2.5.1 光子產業集群分析.82 2.5.2 光子產業聯盟分析.87 2.5.3 光子產業標準分析.90 2.6 光子技術與產業未來發展趨勢.101 2.

3、6.1 熱門領域驅動光子技術與產業發展.101 2.6.2 光子產業未來發展趨勢.101 2.6.3 光子技術未來發展趨勢.106 2.6.4 美國對光子產業技術的貿易控制.113 2.7 光子產業鏈專利圖譜數據檢索統計.116 2.8 光子技術鏈專利圖譜數據檢索統計.117 2.9 光子產業優勢、短板技術領域專利導航圖譜數據檢索統計.118 2.10 光子產業材料及芯片專利導航圖譜數據檢索統計.121 2.11 小結.123 3 陜西光子產業發展定位研究.125 3.1 陜西光子產業發展現狀.125 3.2 陜西光子產業布局與政策.126 3.3 陜西光子產業創新發展定位.127 陜西省知識

4、產權局 III 3.3.1 陜西省光子產業結構特點分析.128 3.3.2 陜西省光子產業專利布局分析.138 3.3.3 陜西省光子產業專利技術分析.140 3.3.4 陜西省光子產業創新主體分析.146 3.3.5 陜西省光子產業創新人才分析.154 3.3.6 陜西省光子產業技術資本分析.156 3.4 陜西光子產業專利運營.157 3.4.1 陜西省專利技術轉移現狀分析.157 3.4.2 陜西省專利許可現狀分析.159 3.4.3 陜西省專利質押現狀分析.161 3.4.4 陜西省專利訴訟現狀分析.162 3.5 小結.164 4 陜西光子產業發展路徑研究.165 4.1 陜西光子產

5、業結構優化目標.165 4.1.1 陜西光子產業存在問題分析.165 4.1.2 陜西光子產業結構優化及發展前景預測.166 4.2 陜西光子產業支持培育和引進合作方案.167 4.2.1 整合企業、高校、科研組織等創新主體資源.167 4.2.2 建設高質量高層次人才隊伍.168 4.3 陜西光子產業技術發展路徑.169 4.3.1 發力強化優勢技術.169 陜西省知識產權局 IV 4.3.2 跟蹤趕超成熟技術.170 4.3.3 爭取填補空白技術.171 4.3.4 切實規避市場風險.171 4.4 陜西光子產業專利布局和運營目標及路徑.171 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 5

6、1 產業產業整體態勢整體態勢 光子一詞最早出現于 1970 年，荷蘭科學家 Poldervaart 首次提出 Photonics 概念“研究以光子為信息載體的科學”和“以光子作為能量載體的科學”。錢學森認為，光子學是與電子學平行的科學，應遵循“光子學光子技術光子工業”的發展模式。1994 年的香山會議，明確給光子學一個定義，即研究作為信息和能量載體的光子行為及其應用的科學，廣義地講，光子學是關于光子及其應用的科學。光子技術是電子信息技術的一個分支，也是半導體技術、微電子技術、材料技術、光學、通信、計算機等多學科交叉產生的新技術。光子學技術領域涉及光子理論、信息光子學、瞬態光子學、固態光子學、生

7、物醫學光子學、集成光學與微結構光子學、光子源、非線性光子學、光子探測器、光顯示、太陽能利用等。隨著光子學、光子技術的快速發展，光子學技術在各個領域廣泛利用，從而促進了光子產業的形成。本章節通過開展光子產業與技術分析，從產業技術水平、發展政策及環境和產業鏈、企業鏈、技術鏈構成等方面展開分析，旨在了解全球、中國光子產業發展現狀，明晰產業發展的現狀以及新格局和新變化。1.1 產產業業現狀現狀 關于光子產業的具體內涵，各界存在不同的觀點。主要觀點有：工業和信息化部電子信息司發布的中國光電子器件產業技術發展路線圖（2018-2020）將光電子產業劃分為信息光電子、能量光電子、消費光電子、軍事光電子幾個領

8、域。中國臺灣地區臺北光子學工業和技術發展協會將光子產業分為光電子器件、光學存儲、平板顯示、光學輸入輸出設備、光纖通訊、透鏡器件和激光器。學界何琳琳等將光電產業定義為以光電技術為核心所構成的各類零件、組件、設備以及應用市場的總和。楊宇成等認為光電產業是綜合運用光電子學的原理和技術進行研究、開發、生產、銷售各類光電子產品的產業的總稱。光電子產業可劃分為光電元器件、光電顯示、光輸入/輸出、光存儲、光通信、激光、光伏發電、半導體照明、光電周邊產品（主要為光電產品專用制造設備等）。王灝將廣義的光電子產業概括為以光子技術為基礎形成的產業包含上游的基礎材料、中游的單體原件、合成組件、次級系統和集成系統以及最

9、終的各種應用領域。狹義的光電子產業包含信息光電子、能量光電子和娛樂（消費）光電子三類。一方面，光電子產業具備高技術產業的基本特征陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 6（技術和智力密集；技術及產品更新迅速；高投資、高風險與高收益并存；學科交叉特點；戰略重要性）；另一方面，光電子產業自身還具備發展起步晚、技術壟斷程度低，產品嵌入能力強、下游產業覆蓋范圍廣，助力傳統技術升級，軍民兩用性等特點?？傮w來說光子產業鏈涵蓋了從原材料、外延、芯片、封裝到應用、配套設備等環節。上游的初級原材料和資源包括半導體材料硅襯底、氮化硅襯底等硅光工藝的硅基材料，以及磷化銦、砷化鎵、鈮酸鋰等化合物，光學玻璃、光塑料、光

10、學晶體、波導材料等，芯片主要是根據用途通過設計、制造、封測生產的包含能量、傳感探測、光電轉換、信息處理等一系列弄能的光子芯片。中游器件與模組主要是基于光學材料生產制造的鏡片、光機電、光開關、光束整型與控制等光學元器件，在結合各種功能的光子芯片，通過設計整合制造出各種用途的光子模組，如片上集成光源、CO2 激光器、光纖激光器、固態激光器等能量模組，調制、存儲、探測、計算等信息模組，及開關、通信、光機電、相位調制等傳輸模組。下游設備與系統主要是結合其他產業形成的各種設備與系統，有測量傳感、生物傳感、雷達等探測感知設備，數據通信、多媒體、個人消費等傳輸互聯設備，增材制造、減材制造、等材制造等加工制造

11、設備，及光子計算、光存儲、光顯示、基準等信息處理設備，廣泛應用于各種場景。圖 1-1 光子產業鏈結構圖 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 7 1.1.1 產業產業發展概況發展概況 一般性的觀點認為，光學技術發源于十七世紀，但是真正意義上的光電子技術誕生的標志性事件是 1960 年世界第一臺紅寶石激光器的產生，在此之前，光學與電子學仍然是兩個獨立的學科。1888 年，科學家赫茲發現了紫外線照射后的金屬產生了帶電現象，1890 年，P.勒納證實了帶電粒子是電子，進而發現和解析了光電效應，光電效應的發現和深入研究催生了最早的光電子器件：光電探測器。隨后，1900 年，普朗克提出了普朗克公式用以

12、描述黑體輻射現象，為量子論堅定了基礎。1929 年，銀氧銫光電陰極由 L.R.科勒成功制造，被認為是光電管的雛形。1939 年，V.K.茲沃雷金成功制造了光電倍增管。20 世紀 30 至 60 年代，硫化鉛（PbS）紅外探測器、由半導體材料制成的溫差型紅外探測器、可見光波段的硫化鎘（CdS）、硒化鎘（CdSe）、光敏電阻和短波紅外硫化鉛光電探測器相繼誕生。20 世紀 60 年代，光電探測器于被美國軍方首次使用于代號為“響尾蛇”的空軍導彈中，隨后，在軍事需求和半導體技術發展的牽引下，紅外探測器發展迅猛。1960 年，美國物理學家西奧多梅曼成功研制出了世界上第一臺紅寶石激光器，隨后，第一臺氣體激光

13、器氦氖激光器、有機染料激光器、光學激光器等相繼問世。激光器技術的攻克極大地推動了光電子技術的發展，并在軍事等多個領域帶來了革命性的應用突破。20 世紀 60 年代，第一臺激光測距儀誕生，隨后在 20 世紀70、80 年代，蘇聯和美國相繼研制出各種激光制導武器、激光致盲武器、激光毀滅性武器、激光可控核聚變等，此后二氧化碳激光器和各類化學激光器迅速發展。21 世紀以來，高能固體激光系統等新的激光技術蓬勃發展。圖 1-2 激光技術發展 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 8 光（電）子技術以研究物質中光子和電子的相互作用及能量轉換為目標，具體技術內容包含光電系統中光和電信號的形成、傳輸、采集、變

14、換及處理方法等，進而形成光、電、機、計算機的光電綜合系統。光和電是分不開的。從電的系統來看，從電學開始發展到電子學、電子回路、電子集成，再從電子系統、電子工程到電子產業。光也是類似，從光學、光子學、光子回路、光子集成，再到光子系統、光子工程、光子產業。光和電必須是交融在一起，這是未來很重要的一個發展方向。光子學的重要研究領域與方向，包含光子器件與光電集成、激光器件與應用、光電探測與傳感、光電控制與處理、光傳輸與光交換、微納光電子集成、量子光學與量子信息、微波光子學、生物醫學光子學。實際上更重要的是一個系統工程，有光學加工制造的技術與應用、光電成像、光譜學和光的處理系統，還有光電測量、光電檢測，

15、以及真正最后形成的光學儀器和系統。我國于 20 世紀 60 年代建立起了較完整的光學材料及光學單元技術，一系列自主研制的固體激光應運而生。早期（1961-1967 年）我國激光技術的發展重點包含輻射武器帶動的高能量銣玻璃激光系統、以激光核聚變為目標的高能量銣玻璃激光系統、以激光加工、測距和雷達為目標的中、小功率固體激光器、氣體激光器和半導體激光器等，1963 年中科院光機所在半導體激光器中的重大技術突破為我國激光器技術發展奠定了堅實的基礎。隨后，激光器的發展歷經了異質結構、量子阱能帶工程的引入、寬帶隙 GaN 基半導體以及新型半導體激光器（量子級聯紅外激光器及微腔激光器等）四次里程碑式的技術飛

16、躍。我國是材料大國，但不是材料強國，很多重要材料都要去國外買，才能獲得最好的材料光學晶體、非線性光學晶體，這些都是目前可以卡別人脖子的地方。本報告認為，光子技術主要包含了光探測、光通信器件、通信光纖光纜、光集成、激光器及應用、光存儲、光纖傳感及特種光纖、光信息處理、光顯示、光轉換（光伏發電）、光源、光機電系統加工裝調與檢測等技術分支。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 9 圖 1-3 光子技術鏈 1.1.2 產業產業規模規?，F狀現狀 根據思瀚產業研究院發布關于全球光學光電子產業的調查，全球光學光電子行業在 2004 年2008 年五年間的復合增長率達到 11.8%，遠高于同期全球經濟增長率

17、。盡管 2008 年下半年全球遭遇金融危機，根據 IMF 的相關數據顯示，在全球GDP 增幅下降至 4%左右的背景下，全球光學光電子產業規模的增幅仍然保持在8.4%的高位。市場研究公司 Markets and Markets 的一份最新報告預計，到 2023 年，全球光子學市場的規模將從2017年的5200億美元增長到2023年的7804億美元，年增長率為 7.0%。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 10 圖 1-4 1-5 全球光子產業產值及市場規模預測 半導體設備，即在芯片制造和封測流程中應用到的設備，廣義上也包括生產半導體原材料所需的機器設備。在整個芯片制造和封測過程中，會經過上千

18、道加工工序，涉及的設備種類大體有九大類，細分又可以劃出百種不同的機臺，占比較大市場份額的主要有：光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備、離子注入機、測試機、分選機等。因此半導體行業發展情況也可以反映出光子產業的發展狀況。圖 1-6 全球半導體市場規模 全球光子學市場的增長，主要受到顯示器、信息和通信技術、光伏、醫療技術和生命科學、測量和自動化視覺、照明和生產技術等領域的應用需求增長的驅動。由于數字化、智能基礎設施的發展和智能 制造的采用，對采用先進技術產品的需求不斷增長，從而推動了市場的發展。2018-2022 年間主要推動全球光子學市場的幾大亮點有：（一）媒體、廣播和電信應用市場將引領光子學市場。從行

19、業應用市場來看，陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 11 媒體、廣播和電信市場在 2021 年占據了光子學市場的最大份額，預計這一趨勢將在預測期內繼續。終端用戶對光子學的應用，主要用于通信、數據存儲和數據共享。光子學產品的使用，大大提高了互聯網的速度和語音通話的質量。數字化程度的提高是推動光子學在這一領域發展的關鍵因素。（二）激光器、探測器、傳感器和成像產品市場將以最高的復合年增長率增長。從產品類型層面來看，在 2018-2022 年間，激光器、探測器、傳感器和成像產品市場將以最高的復合年增長率增長。預期的高增長，主要歸因于市場要求這些產品提供更高的操作效率、高靈敏度、精確測量和高質量成像

20、的需求日益增加。智能制造技術的采用，是推動這一細分領域產品需求增長的關鍵。信息通信技術將成為最大的行業應用市場。（三）從應用層面來看，信息通信技術在整個光子學市場中占據最大的市場份額。信息與通信技術領域的光子學產品市場，是由數據使用量的增長和越來越多的互聯網用戶推動的。信息和通信技術領域的技術進步，如數字化、開放互聯網倡議和高速光纖互聯網連接，都有望推動光子學市場的發展。此外，像 5G 公私伙伴關系（PPP）、HORizon2020 歐盟研究與創新計劃下的一些項目，也將有望推動光子學在信息與通信技術市場的發展。（四）消費電子產品和設備將成為光子學市場中增長最快的產品類型。消費電子產品包括全息照

21、相、手表、掃描儀、光學計算機設備（如光學鼠標）和可穿戴設備。由于這些產品的性能優于其他替代產品，因此市場對這些產品的需求迅速增加。這些產品通常集成到其他系統中，用于持續監控和高效數據傳輸，例如，可穿戴的手表用于有效地監控個人情況。預計這類設備的應用會不斷增多，這將推動光子學產品在該細分市場的發展。（五）亞太市場將以最高的復合年增長率增長。從地域層面來看，在預測期內，亞太地區將是全球增長最快的光子學市場，其背后的驅動力主要來自顯示器、照明和信息通信技術等應用領域對光子學產品越來越多的采用。此外，預計政府在制造業數字化和工藝改進方面的支出增加，也將推動該地區光子學市場的增長。就中國市場的總體產業規

22、模方面，十三五期間，隨著大數據、云計算、第 5 代移動通信、物聯網以及人工智能等應用市場快速發展，汽車、能源、通信等垂直行業對光電子產品與服務的需求也進一步擴大，光子行業市場規模繼續保持快速的增長。據賽迪陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 12 顧問預測，中國光學光電子產業的規模將以超過全球光學光電子產業 10%左右的增速發展，2016 年中國光學光電子產業的規模已達到 6,670 億元。表 1-1 全球光子產業規模 主要產業領域主要產業領域 市場規模（市場規模（2020）光傳輸 數據通信 4000 億美元 寬帶接入 4000 億美元 光網絡 1000 億美元 能力激光 1000 億美元

23、紅外成像 1000 億美元 光傳感 1000 億美元 量子技術 1000 億美元 光顯示 5000 億美元 合計 18000 億美元 1.1.3 產業產業結構特點結構特點 光子產業是戰略性、基礎性產業。光子技術是多種高技術融合發展的產物，也是高技術產業的基礎。光子產業的市場規模大，帶動作用明顯，我國的光子產業發展中還存在著產業基礎薄弱，自主創新能力不足的問題。我國光子產業結構的優化離不開光子產業技術水平的突破與發展，縱觀全球光子領域，相關技術領域正在突破，產業政策環境也在逐步改善。我們對以下技術領域進行了分析，具體情況如下：（一一）光探測技術）光探測技術/產業受軍事需求驅動，美國引領技術的發展

24、產業受軍事需求驅動，美國引領技術的發展 1962 年，J.庫珀利用熱釋電效應制造出紅外探測器，隨后以 HgCdTe 為代表的三元合金光探測器誕生；1970 年，利用半導體在強光照射下產生的光子牽引效應制造除了光子牽引探測器；1980 年，B.F.Levine 首次應用 GaAs/AlGaAs 量子阱材料制備了紅外探測器。在軍事運用需求的帶動下，美國從 20 世紀 70 年代就開始陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 13 了對光電探測系統的研究，1974 年成功研制出用于多目標跟蹤的智能電視跟蹤系統，1992 年美國國防部提出建立有識別能力的攔截彈，2005 年美國中佛羅里達大學設計出用于無

25、人機低空航拍視頻圖像的目標檢測與跟蹤，到目前正在服役的 F-22 和 F-35 新型戰斗機的光電綜合系統，用以實現導航、告警和紅外搜索與跟蹤以及態勢感知等目標。國內對光電探測系統的研究起步較晚，上世紀 80 年代才開始相關研究。經過30 年的研究和設計，國內光電探測系統已經從簡單引進仿制走向自行設計研制。近年來，陣列光電探測器、電耦合器件是光電探測領域重點發展的技術，集成化、智能化與自動化、多元化與微型化是該領域的重要發展方向?？傮w來說，受到軍事需求的驅動，以美國為代表的國家引領了光探測技術的發展，相比之下，我國在該領域的起步較晚，但目前呈現出較好的發展態勢。（二二）光纖和激光器的結合驅動光通

26、信技術進入產業化，發達國家引領技術）光纖和激光器的結合驅動光通信技術進入產業化，發達國家引領技術產業的發展產業的發展 激光的優勢使人們自然想到將其應用于通信領域，光纖通信被認為是近五十年來光電子技術最成功的應用實例。光纖的概念誕生于1966年高錕教授的論文中。1970 年損耗為 20dB/Km 的光纖誕生于美國康寧公司，標志著光通信時代的全面開啟，半個世紀以來，光通信技術歷經了數次技術革新，光通信系統的通信容量擴大了幾個數量級。因此，1970 年被稱為光通信的“元年”。激光器是光通信技術的核心和基礎，美國貝爾實驗室、日本電氣公司 NEC 和蘇聯先后成功研制室溫下連續工作的雙異質結半導體激光器。

27、光纖和激光器的結合促使通信技術從實驗室研究躍升到光纖通信實用化，1966-1976 年光纖從基礎研究逐漸步入了產業化階段。1975 年，光通信器件產業在發達國家開始興起，1980 年與光纖低損耗窗口相配合的鎵銦砷磷激光器誕生。20世紀 80 年代前，光通信系統均是采用強度調制/直接探測技術，系統比特速率超過10Gbit/s。但隨后系統傳輸容量遇到瓶頸，主流的解決思路包括開發新器件以增加傳輸距離（即光放大器，其中最重要的技術為摻鉺光纖放大器）以及改變系統結構（包括波分復用技術、相干光通信技術等）。1976-1986 年，光纖由多模發展到單模，且主要致力于實現低損耗、高傳輸速率和遠傳輸距離，美、英

28、、日等國的光纖通信骨干網相繼建成。20 世紀 90 年代，超大容量，超長距離成為光纖技術研究關注的重點。光通信系統的主要發展方向在于利用光放大器和波分復用技術以提高陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 14 系統傳輸容量，波分復用技術使不同波長的光信號在光纖中互不干擾地傳輸，光纖放大器的產生使得密集波分復用技術得以大規模應用。進入 21 世紀后，陣列波導光柵等波分復用/解復用器件在密集波分復用系統實現的商業化應用大幅度擴展了光纖通信傳輸容量。此外，系統擴容的需求和器件的發展促使相干光通信技術成為研究領域中的焦點，超大容量、超長距離、超高速率光通信系統成為技術研究的重點。2010 年后，相干光

29、通信技術得到大力發展，使光通信系統的傳輸容量提升了一個層次。此外，新的 5G 需求為光纖通信和光網絡系統提出了新的技術需求。光網絡的提出、相干技術的發展、光器件集成度的提升以及在增大光纖傳輸容量方面的努力，都將促使光網絡在速度、容量和響應時間等方面的革新?？傮w來說，光纖和激光器的結合是光通信技術進入產業化的重要驅動，美、日、英等發達國家引領了該領域技術和產業的發展。自此半個世紀以來，在諸多新技術和新市場需求的促進下，光通信技術經歷了數次重大革新。（三三）光集成技術產業源于光通信下游領域需求的增長，目前已進入大規模）光集成技術產業源于光通信下游領域需求的增長，目前已進入大規模產業化發展階段產業化

30、發展階段 光集成技術的產生與光通信技術有著密不可分的聯系，20 世紀 60 年代，光通信技術發展十分迅速，但是傳統光學設備龐大笨重，限制了光通信技術的進一步發展。光集成技術的出現是為了將光學元件微型化并集中實現光信號的傳輸、處理和控制。1969 年，美國貝爾實驗室首先提出了光集成的概念；1972 年，Somekh 等人提出在同一半導體襯底上實現光集成器件的設想。1978 年，第一個僅由一個短波長（850nm）GaAs 激光二極管和一個 GaAs 耿氏二極管構成的光電集成單片誕生。1994 年，無源器件的小規模光集成產品產生，21 世紀后，大規模光集成系統才真正產生，代表性產品為 Infiner

31、a 的 100Gbit/s 光發射和接收芯片，隨后光集成技術才步入了產業化發展階段。中小規模光集成系統已經得到了大規模的商業化運用，主要產品包含無源光集成系統，如光分路器、AWG 光開關陣列、VOA 陣列等以及有源光集成系統，如激光器與電吸收調制器集成產品（EML）、激光器與馬赫曾德爾調制器集成產品、激光器陣列和探測器陣列等。另外，相關研究認為光子芯片的集成度（每個芯片上的晶體管數目）表現出每 2.5 年翻一番的發展規律?？傮w來說，隨著光通信的下游領域的需求增長，光集成技術和產業應運而生，光集成技術經歷了較長的商業化歷程，在21世紀后才實現了大規模的產業化發展。陜西省知識產權局陜西省光子產業專

32、利導航 15（四四）低損耗技術被攻克后激光器技術產業步入高速發展期）低損耗技術被攻克后激光器技術產業步入高速發展期 1960 年，世界上出現了第 1 臺真正意義上的激光器，系紅寶石激光器。次年，E.Snitzer 研制出第一臺摻釹（Nd3+）光纖激光器。一年后，H.W.Etzel 等人成功研制出第臺摻鐿離子（Yb3+）的光纖激光器，即目前最常見的波長光纖激光器。但由于光纖的損耗較高，導致能量無法長距離傳輸，因此在此后很長一段時間內，光纖激光器的發展陷入了低谷。直到 20 世紀 70 年代初，康寧公司根據高錕等人提出的理論研制出損耗dB/km 的光纖，使得 1.55波長摻鉺（Er3+）光纖激光器

33、迎來了發展。1956-1958 年半導體激光器進入了實驗室研發階段，利用直接、間接帶隙半導體材料制造激光器的理念為 1962 年 GaAs 半導體激光器的成功研制提供了重要的理論基礎。1963-1977 年，異質結半導體激光器誕生。1993 年，HongPo等人研制出摻釹雙包層光纖激光器。2002年J.Limpert等人研制出鉺鐿（Er3/Yb3+）共摻的雙包層光纖激光器，實現了 150W 的單模連續激光功率輸出，大大推動了高功率摻鐿光纖激光器的開發?？傮w來說，激光器經歷了曲折的發展歷程，直至低損耗技術被攻克，激光器才步入了高速發展時期。（五五）光存儲技術產業致力于突破光學衍射限制，朝更快速度

34、、更高存儲密）光存儲技術產業致力于突破光學衍射限制，朝更快速度、更高存儲密度方向發展度方向發展 20 世紀 70 年代誕生了以光盤為代表的光電存儲技術，1982 年索尼和飛利浦公司推出了第一張數字激光唱片。從 20 世紀 70 年代的 CD 系列、80 年代的 DBD系列到 90 年代的 BD 藍光系列，光盤存儲的功能已經實現了兼容直讀式、可記錄式、隨機存儲式，且正朝向著更快速度、更高存儲密度方向發展。然而，光學衍射極限限制了光盤數據存儲的面密度，另外，受到光學三維空間分辨率限制，只能實現單層的信息存儲。近年來，磁光存儲技術、雙光子吸收三維光存儲、受激發射損耗熒光顯微三維光存儲、基于近場超越光

35、學衍射極限光學存儲技術層出不窮，致力于突破光學衍射限制、實現大容量光存儲。（六六）光計算機等多領域應用需求推動光信息處理技術產業的發展）光計算機等多領域應用需求推動光信息處理技術產業的發展 光信息處理技術是 20 世紀 60 年代隨著激光器的問世而發展起來的研究方向。1873 年，德國科學家阿貝創建的二次成像理論成為光信息處理技術的基礎。20 世紀 50 年代，通訊理論和光學的結合催生了傅里葉光學。1963 年，范德拉格特提出的復數空間濾波理論使光信息處理技術進入了廣泛運用的新階段，同期，激光器的誕生以及全息術的重大進展使得相干光處理進入了快速發展階段，下游應用領域陜西省知識產權局陜西省光子產

36、業專利導航 16 成為光信息處理技術發展的重要推動力量。20 世紀 70 年代，非相干光處理、白光處理技術為克服相干噪聲作出了重要改進。20 世紀 90 年代后，分數傅里葉光學發展了繼承了傅里葉光學理論，為光信息處理開辟了更廣闊的領域，此外，多領域的應用需求對大量信息快速處理提出了要求，在光信息處理基礎上發展出的光計算機技術為該領域注入了新的發展動力。（七七）光顯示產業發展如火如荼，）光顯示產業發展如火如荼，OLED、柔性、折疊顯示、激光顯示等新型、柔性、折疊顯示、激光顯示等新型顯示技術發展迅猛顯示技術發展迅猛 1897 年，帶有熒光屏的陰極射線管誕生，被命名為布勞恩管。20 世紀 50 年代

37、，日本和美國相繼研制出各類型顯像管，在隨后的二十年間在顯示器中實現了商業化應用。早在 1888 年，奧地利植物學家發現了液晶物質，但直到 20 世紀 60 年代，美國 CRA 公司發現了賓主效應、動態散射效應、相移存儲效應等一系列光電效應規律，并利用這些原理首次研制出了液晶顯示設備，標志著液晶顯示技術的發端。在隨后的一段時間里，日本成為了液晶顯示技術大規模產業化的聚集地，液晶面板及下游的顯示器件產業迅速崛起，隨后韓國、中國臺灣等地區的相關技術和產業發展逐漸突出。1907 年場致發光現象首次被發現并在 1936 年提出相關的概念，直到 20 世紀 60 年代，在砷化鎵基體上使用磷化物誕生了第一個

38、紅光的 LED，隨后，黃色、綠色、藍色、白色甚至紫外光的 LED 功能均得以實現。1987 年，柯達公司首先報道了有機發光器件，隨后，1993 年，曹鏞等人成功制備了 OLED 顯示屏。直到 1997 年，日本東北先鋒公司首次推出了 OLED 車載顯示器，標志著有機顯示設備的首次商業化運用。目前，全球光顯示產業規模已超過 2000 億美元，在整個電子信息產業中僅次于集成電路。（八八）發達國家引領光伏技術產業早期發展，中國已逐漸躋身光伏發電大國）發達國家引領光伏技術產業早期發展，中國已逐漸躋身光伏發電大國行列行列 早在 1839 年，法國科學家貝克雷爾發現光照能使半導體材料的不同部位之間產生電位

39、差。這種現象后來被稱為“光伏效應”。1954 年，美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉換為電能的實用光伏發電技術。我國于 1958 年開始研制太陽能電池，1959 年研制成功第 1 個有實用價值的太陽電池；1973 年太陽電池開始在地面應用。產業方面，20 世紀 90 年代后，光伏發電快速發展，到 2006 年，世界上已經建成了 10 多座兆瓦級光伏發電系統，6 個兆瓦級的聯網光伏電站。美國于 1988 年陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 17 開始實施 PVUSA 計劃，1995 年實施與屋頂結合的 PVBONUS 計劃，1997 年

40、又宣布百萬太陽能屋頂計劃。德國從 1999 年啟動“屋頂光伏”計劃，裝機容量以平均每年增加 35MWp 的速度增長；日本從 1994 年開始到 2001 年在建筑屋頂安裝光伏系統累計 333MWp。此外，意大利、印度、瑞士、荷蘭、西班牙都推出了類似計劃。2001 年，無錫尚德在中國建立第一條 10MW 太陽能電池生產線，標志著我國的光伏發電大規模產業誕生。2001-2008 年間，以德國、西班牙為代表的歐洲光伏市場出現了大爆發，全球 85%以上的新增光伏裝機源于歐洲，巨大的出口需求也催生了中國光伏產業的快速發展。2010-2011 年，以德國、意大利為代表的歐洲國家裝機量猛增，再一次引發全球裝

41、機熱潮。但 2012 年德國裝機量的趨緩以及意大利裝機量的下降使全球光伏發電市場面臨裝機量下滑的嚴峻考驗。此后，光伏產業迎來大洗牌，中國、美國和日本裝機出現了較快增長。2010 年全國能源工作會議啟動了國內太陽能發電市場。我國光伏系統裝機容量呈現出迅猛發展的態勢，2006年累計裝機容量是 80MWp，2014 則達到了 12800MWp，2016 年度累計達21100MWp。2017 年累計裝機量為 130250MWp；我國光伏發電累計裝機量已達到約 174000MWp?？偟膩碚f，發達國家引領了光技術產業早期的發展，我國在該領域發展時間與發達國家接近，但近幾十年來才呈現出高速發展態勢，逐漸躋身

42、光利用大國行列。1.1.4 產業政策環境產業政策環境 一一、政策環境、政策環境（1）國外政策環境 如表所示，美國政府將光電子技術列入“美國國家關鍵技術”、“商務部新興技術”和“國防部關鍵技術”的研究計劃。DARPA 和 NSF 資助了多個重大研究計劃，包括 HPC/UHPC、EPIC、UNIC、POEM 和 MURI 等。2012 年發布的光學和光子學：美國不可或缺的關鍵技術（OpticsandPhotonics:EssentialTechnologies）報告判斷和預測了未來一段時間激光科技的發展。除美國外，歐盟，日韓等國家也在大力推進光子產業技術發展，目前全球光電子行業發展主要集中在軍事領

43、域光電子研發、光電子高集中產業聯合、協調大學與企業之間的分工與合作等方向。2013 年歐洲發表了“光子學”技術平臺（Photonics21）“奔向 2020驅動歐洲經濟增長的光子學 2014-2020 發展路線圖”陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 18(Towards2020Photonics Driving Economic Growth in Europe.)；德國制定了三個光子技術發展五年計劃，從而使德國成為國際激光產業巨頭之一；此外英國的“阿維爾計劃”、日本的“激光五年計劃”、俄羅斯“重大創新平臺計劃”等，都從國家層面對光子產業相關領域做了戰略部署。表 1-2 近年國外光子領域代

44、表性政策 國家國家/地區地區 時間時間 名稱名稱 發布者發布者 內容內容 所屬產業所屬產業 日本 1979 光電子基礎研究計劃 日本政府 從合作的企業中挑選出優秀的研究人員成立專門的光電子聯合研究實驗室（OJRL），將集成電路技術嫁接到光電子技術來，做大量的基礎研究“光電子基礎研究計劃”在 1986 年圓滿完成 激光、光集成 2010 FirstProgram（先端研究開發計劃）日本內閣府 FIRST 計劃是從 600 個提案中選出 30 個核心科研項目予以資助，項目資助的總金額達到 1000億日元。光電子融合系統基礎技術開發（PECST）是 FIRST 計劃的一部分，以在 2025 年實現“

45、片上數據中心”為目標。另外，部署了“光電子融合系統技術開發項目”光子領域 2016.3 PECST 日本內閣府 研究光子集成領域，主要是光收發器的技術，用于 LSI 間大容量數據傳輸的光轉接板 光子集成、光轉換 歐洲 歐洲 2013 Towards2020-PhotonicsDrivingEconomicGrowthinEurope 歐洲21 世紀光子咨詢專家組 奔向 2020 的光子學將成為歐洲經濟增長的重要支撐 光子領域 2013 IRIS 計劃 愛立信與歐洲委員會聯合創建 利用硅光子技術，創建高容量和可重構 WDM 光交換機，實現在單個芯片上整體集成電路 硅光子、光集成 2013 PLA

46、T4M計劃 歐盟委員會 打造硅光子技術的整個產業鏈，聚集了以法國微電子和納米技術研究中心 CEA-Leti 為領導的包括德國 Aifotec 公司等在內的 15家歐盟企業和研究機構以及潛在用戶 硅光子 2014 地平線2020（HORizon2020）歐盟委員會 集中部署了光電子集成研究項目，旨在實現基于半導體材料或二維晶體材料的光電混合集成芯片 光子集成 2019.2 法國光電法國工讓所有人都意識到，光電行業具光集成、陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 19 國家國家/地區地區 時間時間 名稱名稱 發布者發布者 內容內容 所屬產業所屬產業 發展計劃 業部 有巨大的創新潛力，它將為工業、科

47、研、政府、創業提供支撐，并為社會創造更多就業機會。法國將通過該計劃在全球范圍內支持進行相關工作的研究所并納入合作范疇。這一計劃也是歐洲光電產業發展不可或缺的重要部分 光轉換、通信光纖 美國 20082013 年 超高效納米光子芯片間通訊計劃 美國國防高級研究計劃局 開發和 CMOS 兼容的光子技術用于高通量的通訊網絡 光通信 2010 2020 及未來納米電子器件發展計劃 美國國家納米技術計劃組織（NNI）該計劃確定了五大重點研究領域：（1）探索用于計算的新技術，包括電子自旋器件、磁器件和量子細胞自動機等；（2）納米光子學和電子學的融合；（3）探索碳基納米電子器件；（4）探索量子信息科學中的納

48、米級過程和現象；（5）以高校為基礎的國家納米電子器件研究和制造基礎設施網絡 納米光子學、納米光子器件 2010 國家寬帶計劃 美國國家電信與信息管理局 確保美國比其他國家更快、更廣泛的部署無線網絡，在移動創新上實現領先，預算超過 72 億美元 光通信 2014.1 光子集成技術國家戰略 美國總統奧巴馬 投入 6.5 億美元打造光子集成器件研發制備平臺，其中包括以南加州大學為核心的光子工藝中心 光子集成 2016.2 國家制造創新網絡年度報告和戰略計劃 美國商務部，總統行政辦公室，國家科學與技術委員會，先進制造國家項目辦公室 美國集成光子制造創新研究所將整合美國政府、產業和科研領域的力量，改變美

49、國集成光子技術能力分散局面，提高美國國際競爭力，促進大學和中小企業參與集成光子研發和技術變革。主要開發新型快速的光子集成制造技術和工藝方法，促進光子集成電路的設計、封裝、測試與互連，構建從基礎研究到產品制造的、全產業鏈集成光子生態系統，從而解決高動態范圍、超低損耗、寬帶光子集成芯片和微波頻率電集成芯片的大規模制造難題 光集成、光通信、通信光纖、特種光纖 2018 5G“FAST”戰略 美國聯邦通信委員會、DARPA 釋放更多頻譜，促進無線基礎設施建立，調動私營部門盡快部署5G 實現在人工智能、相控陣、傳感器和數據處理等領域的突破性發展 光通信 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 20 國家

50、國家/地區地區 時間時間 名稱名稱 發布者發布者 內容內容 所屬產業所屬產業 韓國 2018.1 第四期科技基本計劃（20182022）韓國政府 戰略選定 120 個重點科技項目，首次選擇了智慧城市、人工智能和 3D 打印等 12 個項目 光通信、光集成 歐盟第八框架 2020 歐洲光時代 歐盟 光子集成技術項目 英國 2020 長期規劃 英國 光電子材料、光學和物理現象、加工工藝、光子學器件和系統，光子與光電子的全部領域（2）國內政策環境 我國也對光電子技術和產業進行了政策重點布局。例如，2011 年科技部國家重大科學研發計劃對高性能納米光電子器件進行重點支持；2017 年發布的十三五材料創

51、新專項規劃指出大力研發新型納米光電器件及集成技術，加強示范應用；2017 年工信部正式公布智能制造試點示范項目名單，加快發展光電子器件與系統集成產業，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合；2018 年 3 月科技部“十三五”國家重點研發計劃在光電子領域進行部署。2018 年 1 月 2 日，工信部發布中國光電子器件產業技術發展路線圖（2018-2020）。2020 年國務院發布新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策，2021 年發布中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要，培育先進制造業集群，推動集成電路、航空航天等產業創新發展。瞄準

52、人工智能、量子信息、集成電路、光子制造等前沿領域，實施一批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技項目。二二、社會經濟環境、社會經濟環境 社會經濟大環境下多產業發展相互影響，對于光子產業來說如云計算、自動駕駛汽車、互聯網用戶數量增長、醫療等領域的突破等等都會促進其發展。據相關領域的最新數據顯示，預計移動互聯網用戶數量將在未來八年內以17.5 億新用戶的驚人速度發展；到 2025 年，將達到 50 億移動互聯網用戶的里程碑。光電子學在開發電信網絡方面發揮著至關重要的作用，并利用這些設備降低高速網絡終端設備的成本。此外，未來預計光電子器件在電信行業的應用將會增加，這將為光電子市場創造大量機會。預計 201

53、9 年至 2025 年期間各行業對光電器件的需求將保持 16.59的復合年增長率。除北美外的其他國家地區正在大量進口車輛，這些車輛在指示燈和前照燈中使用了大量光電器件，這正是光電子市場在全球陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 21 市場中獲得大量牽引力的主要原因之一。人類社會發展到以大數據、人工智能、神經網絡、深度學習為代表的數字信息技術時代，智能手機、物聯網、生物遺傳數據、大氣、地理信息等各個領域的數據信息存儲已經成為人類生活不可或缺的一部分。根據國際數據公司（International Data Corporation，IDC）在 2017 年統計報告，預計到 2025 年，全球生成的

54、數據總量將達到 163ZB，但受信息存儲技術的限制，能被存儲的數據總量將不超過 10%。當前全世界已經構建了由數千個硬盤陣列組成的數據中心。然而，這一技術的可持續性面臨硬盤單盤容量小、基于硬盤的數據中心能耗巨大，的問題。數據存儲能源需求與供給之間的鴻溝與日俱增。面對新興信息技術的突飛猛進，迫切需要發展一種具有 PB 級容量、超低能耗和超長壽命的數據存儲技術。近年來，納米光子學、超分辨光存儲等技術的產生為突破光學衍射限制、實現基于光子技術的大容量、低能耗存儲帶來了曙光 118。1.1.5 產業特點初探產業特點初探 一、國外產業發展特點 光子領域國外主要創新主體，光子技術各個細分產業的主要創新主體

55、集中在美國、日本、韓國、德國等，其中美國的重要創新主體最多，且在光子領域各細分行業均有分布，可見其技術和產業實力強大。另外，英特爾、菲尼薩、英飛朗、康寧等企業在光子領域多個行業中表現不俗。表 1-3 國外光子領域創新主體 細分產業細分產業 公司或科研機公司或科研機構名稱構名稱 國家國家/地區地區 特點特點 光探測 蘋果 美國 最早布局 3D 成像的公司，并購了多家相關企業，實現結構光產業的關鍵零組件的深度綁定，使其他品牌廠商難以完全復制 LockheedMarti 美國 全球排名第一的軍用紅外熱像儀 Raytheon 美國 全球排名第二的軍用紅外熱像儀 FLIR 美國 全球規模最大、品種最齊全

56、的民用紅外熱像儀供應商，市場占有率達 40%.光通信 英飛朗（Infinera）德國 主營光傳輸網絡系統，是世界各地的一級和二級電信服務提供商、互聯網內容提供商、有線電視運營商、批發和企業運營商、研究和教育機構以及政府實體服務提供商。其產品組合包括 DTN-X 系列平臺、InfineraDTN 平臺、InfineraCloudXpress 平臺、InfineraTM 系陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 22 細分產業細分產業 公司或科研機公司或科研機構名稱構名稱 國家國家/地區地區 特點特點 列、InfineraTG 系列和 InfineraATN 平臺等，主要用于海底、長途傳輸和城域網

57、絡 Ciena 美國 全球光網絡領域的領軍企業，近年來致力于光網絡構架的升級并著手投入大量力量開拓數據中心互聯領域 菲尼薩（Finisar）美國 全球性的電信系統供應商，包括電信設備、電信軟件、服務（語音/視頻/數據）。廣泛服務于通信提供商、線纜運營商、政府和企業 光集成 Kaiam 公司 美國 著名光器件公司，光集成技術領導者 Acaicia 美國 將 DSPASIC 和 SiliconPIC 整合到同一硅基芯片上，較好地提高了集成度，相關模組即插即用，更容易部署，使用成本低廉，在信號處理芯片和硅光芯片擁有大量知識產權 英特爾（Intel）美國 近年來在硅光集成技術領域積累了大量的產品生產經

58、驗，采用的 InP-Si 混合集成技術在封裝方面具備突出優勢，目前英特爾已經成為基于硅光子技術的第二大光收發器供應商 IBM 美國 成功將硅光子芯片集成到與 CPU 相同的封裝尺寸，同年展示了完全整合的分波多工 CMOS 硅光子芯片，該全整合式分波多任務 CMOS 光子芯片，內含四個獨立的發射通道，有四個不同波長的25Gbps 收發器信道，利用芯片上的分波多任務器進行結合或分開 菲尼薩（Finisar）美國 在光模塊和光子集成芯片領域積累深厚，長期致力于光模塊的低成本、高密度、低功耗技術開發 英飛朗（Infinera）德國 生產的磷化銦光子集成電路被用作智能傳輸網絡平臺中的區分組件 SiFot

59、onics 美國 發布 2.5Gb/s 速率的接收器單片集成芯片TP1001。推出全集成 100G 相干接收機芯片 CR4Q01，目標市場骨干網及城域網、100GDP-QPSK 相干通信市場 激光器 IPG 激光 德國 全球最大光纖激光制造商，擁有國際領先水平的光纖激光研發中心。憑借其光纖激光器等先進技術，一直保持著較高增速。由于其縱向整合以及直銷模式，近年毛利率約為 55%，90%左右的產品都銷往激光材料加工市場、原始設備制造商（OEM）、系統集成商以及最終用戶 ThalesOptronique 英國 在激光行業有超過 30 年的經驗，為客戶提供設計、開發和制造高能量激光器和超強超短飛秒摻鈦

60、藍寶石激光器。其激光器系列產品應用領域主要分為工業應陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 23 細分產業細分產業 公司或科研機公司或科研機構名稱構名稱 國家國家/地區地區 特點特點 用和科學應用。工業應用領域，主要在材料加工（OLED 加工）、硅退火、激光沖擊處理、激光消融等?？茖W應用領域，主要在電子和離子加速、等離子體物理、VUV-X 射線研究等領域 Mellanox 美國 和 NeoPhotonics 公司合作開發激光器陣列，主要針對 100GPSM4 模塊，用于數據中心收發器 英特爾 美國 建立起全球首個集成激光器的端到端硅激光數據連接，證明了未來計算機可以使用光信號替代電信號進行數據

61、傳輸 光存儲 索尼 日本 推出光存儲系統 Everspan，保證存儲在光存儲介質中的數據 100 年完好無損，克服磁帶存儲需要快進快退搜尋資料的缺點 英特爾（Intel）美國 是全球最大的個人計算機零件和 CPU 制造商、最大設計和生產半導體的科技巨擘。主營微處理器、芯片組、板卡、系統及軟件等標準計算機架構組件。致力于在客戶機、服務器、網絡通訊、互聯網解決方 光處理 英特爾（Intel）美國 案和互聯網服務方面為日益興起的全球互聯網經濟提供建筑模塊發布了采用硅光子技術的有源光纜（AOC），支持Facebook 主導的數據中心行業標準OpenComputeProject。宣布其硅光子模組（100

62、G 收發器）正式投入商用，代表數據中心的銅線架構將快速被高速光纖的硅光架構取代 光顯示 三星 韓國 OLED 面板制造、部分設備和材料領域全球領先 LG 韓國 旗下子公司有：LG 電子、LGdisplay、LG 化學、LG 生活健康等，領域覆蓋化學能源、電子電器、通訊與服務等領域 康寧 美國 特殊材料制造商，主要生產特殊玻璃材料和陶瓷材料，廣泛應用于高科技消費電子、電信、生命科學、移動排放控制領域?？祵幑景l明制造了玻璃燈泡（1879 年）、電視顯像管（1947 年），并制造出世界第一根光纖（1970 年）光轉換（光伏）FirstSolar 美國 世界領先的太陽能光伏模塊制造商之一，MIT 科

63、技評論評選的 2016 年“全球 50 大創新公司”中的 3 家上榜能源公司之一。以低成本的薄膜半導體技術設計和制造太陽能電池板，同時還建造太陽能發電廠，為各類設施提供能源 SunPower 美國 在光伏行業名列第三。提供的組件效率比常規組件高 50%，是某些薄膜技術的 5陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 24 細分產業細分產業 公司或科研機公司或科研機構名稱構名稱 國家國家/地區地區 特點特點 倍。擁有自主知識產權的大型光伏系統，在全球 11 個國家已經建設和安裝了超過 500 個大型電站，總裝機容量達到1.5GW，目前正在參與開發的電站總規模達到5GW 韓華 韓國 是世界上最大的光伏

64、制造商之一，財富世界五百強企業，韓國的八強企業。擁有 5.7GW 電池和 5.7GW 太陽能組件的產能，是世界上最大的電池制造商，也是最大的太陽能組件供應商之一 特種光纖 康寧公司 美國 掌握光纖光纜行業中上游的光棒制造核心工藝 Nufern 美國 全球領先的有源光纖，光纖激光器和光纖放大器生產商，近期推出 30W 平均功率的 NuQ 工業級脈沖光纖打標激光器，采用了 Nufern 優化設計的摻鐿光纖，具有“快啟動”的特性，接通時間只需要125s，可以最大限度提高打標的生產能力 萊尼（LEOIN）德國 世界上的電纜、銅線、線束系統供應商之一，主要從事工業應用定制化產品和解決方案的開發、制造及營

65、銷，服務于乘用車和商用車、通訊和基礎設施、電氣、導體和銅線解決方案等領域 以抗肝癌中藥為例，肝癌細胞的增殖具有不受控制的特點，中藥可以通過抑制肝癌細胞的快速增殖來達到抑制肝癌的作用。丹參的功效是活血祛瘀、通經止痛、清心除煩、涼血消癰。常用于氣血瘀滯、熱毒內蘊類肝癌。QingLan Wang 等用不同濃度的丹酚酸 B 培養 Hep G2 細胞，再通過 SYTOXGreen2、國內產業發展特點 下表是國內光子領域主要創新主體。在光探測領域，由于其下游應用涉及國防軍工領域，以軍工集團為代表的國有企業和以中國科學院為代表的科研院所占據領先地位，近年來興起的一些民營企業也表現不俗。在光探測之外的其他光子

66、分支領域，重要創新主體主要為民營企業，其中華為、烽火通信、亨通光電等企業在多個分支領域中表現出色。表 1-4 國內光子領域創新主體 細分產業細分產業 公司或科研公司或科研機構名稱機構名稱 特點特點 光探測 軍工集團、中科院系科研院 早年間光探測領域主導者，科技含量高，獲得大量資金支持，擁有大批高端科研人才 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 25 細分產業細分產業 公司或科研公司或科研機構名稱機構名稱 特點特點 高德紅外 全產業鏈布局最為完備，軍品民品種類齊全。目前唯一具備武器系統總體科研生產資質的民營企業，紅外裝備行業巨頭之一。在測溫型紅外熱像儀方面居全球第四，是進入全球前五的唯一中國企

67、業 久之洋 實際控制人中國船舶集團公司，紅外探測產品占比高，擁有制冷型和非制冷型紅外探測設備生產能力 大立科技 在非制冷紅外焦平面探測器領域具備突出技術優勢，軍用領域產品主要應用于紅外導引頭和光電吊艙等領域 華為 于 2018 年推出自研引擎 HUAWEIAREngine，宣告正式進軍移動 AR 領域。該系統支持運動追蹤、平面檢測、光照估計和命中檢測等功能。水晶光電 主營精密光電薄膜、藍寶石襯底、反光材料。紅外濾光片、光學低通濾波器、窄帶濾光片產品處于行業領先水平 光通信 華為 光通信領域全球領先企業。全球最大的光傳輸設備廠家，從光傳輸開始起步 中興 全球領先的綜合通信解決方案提供商。具有下一

68、代光接入平臺 TITAN、E-OTN 解決方案，以及智能管控平臺ZENICONE，全面覆蓋光接入、光傳輸、智能管控等核心領域 亨通光電 專注于光纖通信和電力傳輸領域，構筑形成光纖通信和量子通信全產業鏈及自主核心技術，進軍海洋工程、量子保密通信、大數據等高端產品及新領域，形成“產品+運營+服務”全價值鏈 光迅科技 主營業務為光電子器件的研究、開發、制造和技術服務。中國最大光通信器件供貨商，目前中國唯一一家有能力對光電子器件進行系統性、戰略性研究開發的高科技企業，中國光電子器件行業最具影響的實體之一 烽火通信 信息通信領域設備與網絡解決方案提供商，國家科技部認定的國內光通信領域唯一的“863”計劃

69、成果產業化基地、“武漢中國光谷”龍頭企業之一。掌握了大批光通信領域核心技術，參與制定國家標準和行業標準 200 多項。國家基礎網絡建設的主流供應商，產品類別涵蓋光網絡、寬帶數據、光纖、光纜三大系列，光傳輸設備和光纜占有率居全國首列 光集成 博創科技 全球規模最大的平面波導（PLC）集成光器件制造商之一?；?PLC 技術，實現了 PLC 光分路器、DWDM 器件、光有源器件等產品批量化生產，光分路器占全球市場份額 10%中興 研發光電子芯片和器件，通過光電子產業鏈布局引導和推動硅光技術快速應用，打造光電子產業集群 華為 于 2014 年發布了 200G 光子集成方案，并已在全球建設超200 個

70、 100G 商用波分網絡，引領光網絡 100G 時代。研發的 7 納米光通信芯片正式大規模商用，性能全球領先 光輻射（激光器）銳科激光 率先實現國產高功率激光器量產突破，主要產品包括光纖激光器、連續光纖激光器、半導體激光器，是國內第一家專門從事光纖激光器及其核心器件的規?；a企業，研陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 26 細分產業細分產業 公司或科研公司或科研機構名稱機構名稱 特點特點 發實力處于國內領先水平 柏楚電子 從事激光切割控制系統的研發、生產和銷售，是國家首批從事光纖激光切割成套控制系統開發的企業，致力于為激光加工提供穩定、高效的自動化控制解決方案。主營業務為激光切割設備制造

71、商提供以激光切割控制系統為核心的各類自動化產品 凱普林 從事高功率激光器件、激光系統研發及產業化，致力于高性能光纖耦合半導體激光器、光纖激光器、超快激光器等產品的開發與市場應用。產品覆蓋可見光到近紅外波段，輸出功率涵蓋毫瓦級至萬瓦級，可提供高集成度的激光器件及系統 光存儲 紫晶存儲 國內唯一具有自主知識產權、能產業化生產應用于商業大數據存儲、檔案級的藍光存儲藍光介質的企業，實現了光存儲介質核心技術自主可控，在國內具有領先地位。推出的以光存儲為核心的融合存儲解決方案，目前已經在政務、互聯網、醫療、金融、檔案、能源、教育等多個行業，得到了廣泛應 易華錄 光磁融合云存儲產品、D-BOX 行業數據服務

72、一體機采用光磁一存儲技術，成為數據湖產品核心組成 華為 2019 年華為宣布正著眼于基礎對研究領域發起沖擊，包括下一代存儲技術的探索，華為在探索是否能使用 DNA 來存儲信息 紫光存儲 專注光存儲介質技術為一次性記錄藍光存儲，同時正在開展下一代全息光存儲技術產業化應用研究 長江存儲 研發了新型 3DNAND 閃存結構 Xtacking，該技術將為3DNAND 閃存帶來將近 DDR4 內存水平的 I/O 接口速度，同時具有業界領先的存儲密度 光顯示 京東方 國內顯示屏龍頭加速，近期發力布局柔性顯示屏。在綿陽、重慶等地投資 465 億建立柔性 AMOLED 產線 TCL 全球電視面板龍頭企業，在

73、LTPS 和 AMOLED 小尺寸面板均有布局，具備規模優勢 華星光電 在武漢建立 350 億 AMOLED 產線，在深圳建立 427 億LCD 產線 光轉換（光伏）保利協鑫能源控股有限公司 中國首家突破年產萬噸級以上多晶硅產能和產量的企業，是全球最大多晶硅生產企業之一，也是全球硅片產能最大的企業。2015 年，多晶硅年產量達 7.5 萬噸，硅片年產能達 15 吉瓦 常州天合光能有限公司 全球最大的光伏組件供應商和領先的系統集成商，已申請超過 1315 項太陽能光伏專利，其中 747 項獲得授權。P 型單晶硅電池及 P 型多晶硅電池的實驗室轉換效率分別達到22.61%和 21.25%陜西省知識

74、產權局陜西省光子產業專利導航 27 細分產業細分產業 公司或科研公司或科研機構名稱機構名稱 特點特點 英利集團 1999 年承接國家第一個年產 3 兆瓦多晶硅太陽能電池及應用系統示范項目，是全球領先的太陽能光伏企業。英利申請 PCT 國際專利 13 項，中國專利 2056 項，由國家 863 計劃支持自主開發的“熊貓”二代 MWT 高效太陽能電池生產效率達到 21.5%，發電量比常規組件高出 30%。在全球，已有超過 17 吉瓦的英利光伏組件為各類用戶提供綠色電力，占全球總裝機容量的 7%左右。平均每年可發電200 億度 特種光纖 長飛光纖 國內第一家擁有光纖預制棒生產能力的企業，目前也是全球

75、最大的光纖預制棒、光纖、光纜供應商，形成了“棒纖纜”一體化完整產業鏈 亨通光電 首個特種光纖工程中心新一代光纖通信材料工程中心，總投資 1 億元，年產 12 萬芯公里特種光纖的能力 烽火通信 2017 年定增特種光纖產業化項目，總投資 2.47 億元 華為 成立于 2008 年的華為海洋主要從事全球特種海纜通信網絡的建設，是全球第四大海底電纜工程公司。中天科技 2016 年定增特種光纖系列產品產業化項目，總投資 5 億元 光子技術是新一輪科技革命中人工智能、物聯網、云計算、先進制造、高端裝備等領域的重要突破技術，光子產業成為了 21 世紀最具戰略性、基礎性、先導性的新興產業，目前正處于類似大規

76、模集成電路發展初期的關鍵節點和創新紅利的初始期與窗口期，中國已成為全球最大的光子市場，占據全球近 27%的市場份額，中國光子產業近年來呈現出迅猛發展的態勢，每年以 20%以上的速度增長，持續發展潛力巨大。按照圍繞產業鏈部署創新鏈，圍繞創新鏈布局產業鏈總體要求，依托陜西光子技術與人才優勢，聚焦先進激光與光子制造、光子材料與芯片、光子傳感三大重點領域，推動創新研發及代工平臺建設，加快培育并引進優質光子企業，積極推動光子產業園區建設，集中力量打造以西安為重點的產業聚集區，做大做強產業規模，提升陜西光子品牌效應，帶動光子全產業鏈集聚發展，形成陜西光子產業發展生態體系，打造國家光子產業發展主陣地和全球具

77、有影響力的光子產業生態高地。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 28 2 全球光子產業專利布局分析全球光子產業專利布局分析 圍繞產業鏈部署創新鏈、圍繞創新鏈布局產業鏈，推動經濟高質量發展邁出更大步伐。本章以全景模式分析全球和我國光子產業的專利態勢，從而歸納、梳理產業鏈及創新鏈的未來發展方向。2.1 全球光子產業發展態勢與光子產業專利布局分析全球光子產業發展態勢與光子產業專利布局分析 2.1.1 全球專利態勢分析全球專利態勢分析 中美“芯片戰”，美國通過芯片限令來掐脖子，中國搞定芯片，美國就通過芯片制造來阻止。2021 年，荷蘭光刻機巨頭 ASML 在中國的營業額達到 27 億歐元，占其全球

78、營業額的 14.5%。光刻機顧名思義也是應用激光的工藝。近日，比利時微電子技術研究中心 IMEC 發布了未來 15 年的芯片工藝路線圖，規劃了未來七代的芯片工藝，2024 年達到 2nm 工藝，2028 年達到 1nm 工藝，甚至展望到 2036 年的0.2nm 芯片工藝。如果實現可以讓摩爾定律在延續十五年，芯片將從“納米時代”進入到“埃米時代”。而另一方面應用光子代替電子作為計算媒介，每秒計算頻率能達到千萬億次，是目前晶體管計算頻率的 100 萬倍。從申請趨勢來看，全球產業活躍度高，我國產業高速發展，光子產業發展整體加速。十三五期間，光子行業市場規模將繼續保持快速的增長。中國光學光電子產業的

79、規模將以超過全球光學光電子產業 10%左右的增速發展，2019 年中國光子產業的規模已達到 8977 億元，光子領域近年來飛速發展，相關技術專利申請整體穩步上升。截至檢索日，全球光子領域專利共申請專利 994696 件，合并專利號后，共有 758916 件專利。其中，當前法律狀態為授權為 151762 件，專利有效性為有效 152061 件。公開類型為發明專利申請 608245 件，占比 80.15%，授權 126089件，授權率達 16.61%，實用新型 24582 件，占比 03.24%。本報告將以 758916 件專利為基礎，分析光子產業技術的發展情況。我們分別對光子產業上、中、下游的產

80、業鏈、技術鏈按涉及的領域、產品和技術方向進行檢索分析，并選取了光子產業若干優勢與短板的技術領域分別從企業數量、人才數量、專利數量、專利運營情況等 4 個方面進行了檢索分析，對申請量排名靠前的申請人進行了列舉展示，具體分析結果見陜西光子產業導航圖譜。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 29 隨著電子產品逐漸飽和，電子計算機產業開始出現疲憊征兆?，F代信息產業在光子技術產品上找到了新出路，光子技術成為 21 世紀推動經濟發展的核心技術，是一個高速發展的產業。市場研究公司 Markets and Markets 預測全球光子領域復合年增長率達 7.0%，將從 2017 年的 5200 億美元增長到

81、 2023 年的 7804 億美元。據 TrendForce、QYResearch、Yole 等各大機構預測，近 80%下屬產業未來市場增長率在 10%以上，包括 MiniLED、OLED 產業增長率分別為 59%、40%；3D 成像、衛星遙感、硅光子收發器、光子集成電路產業增長率 23%以上；機器視覺、激光器、高光譜成像、光通信設備、光纖產業增長率也在 10%以上。光子產業需求日益增長熱門領域引爆多個光子前沿方向的發展。當前，人工智能（AI）、5G、無人駕駛技術（無人作戰機）、物聯網、無觸點手勢識別等產業和技術的發展如火如荼，而這些熱門領域的發展必然會驅動相關光子技術與產業的發展。如交流機器

82、人產業的發展與光子芯片與激光雷達息息相關，無人駕駛技術則與光學成像、激光雷達、硅光子技術等有著密切的聯系，VR/AR 則離不開 3D 成像、3D 攝像頭、液晶覆硅技術的發展，云計算極大促進高速光模塊、光互連設備、硅光子、光子集成的需求，光學攝像機、光學傳感器影響無觸點手勢識別的發展，5G 引發光傳送網、光纖、光模塊及光子芯片需求和發展，AI 使 3D 成像光學革命即將到來，光子相機是作戰無人機發展的關鍵因素，信息化戰爭使光子集成應用范圍不斷拓展。光子產業作為現代通信技術的核心基礎，全球范圍內相關專利申請在 20 世紀初就已經出現，之后申請數量緩慢上升。我國在該領域的起步較晚，截至檢索日，我國光

83、子產業共檢出專利 129584 件，91937 個專利族，本報告中國專利是基于91937 件專利進行分析。我國于 1985 年開始專利申請，1994 年申請量過百，2002年申請量過千，2015 年申請量超過五千，近年申請量高位運行，年申請量始終在六千以上。我國于 20 世紀 60 年代建立起了較完整的光學材料及光學單元技術，一系列自主研制的固體激光應運而生。1962-1964 年的三次全國激光技術研討會極大地推動了我國早期激光技術的發展。早期（1961-1967 年）我國激光技術的發展重點包含輻射武器帶動的高能量銣玻璃激光系統、以激光核聚變為目標的高能量銣玻璃激光系統、以激光加工、測距和雷達

84、為目標的中、小功率固體激光器、氣體激光器陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 30 和半導體激光器等，1963 年中科院光機所在半導體激光器中的重大技術突破為我國激光器技術發展奠定了堅實的基礎。隨后，激光器的發展歷經了異質結構、量子阱能帶工程的引入、寬帶隙 GaN 基半導體以及新型半導體激光器（量子級聯紅外激光器及微腔激光器等）四次里程碑式的技術飛躍。從全球申請量分來看，1911 年第一件光子專利申請至 1952 年，全球年申請量不足百件，1953 年至 1963 年，全球年申請量從百件起步至千件以下，1964 年開始年申請量突破千件，1985 年申請量突破萬件，1998 年突破兩萬件，自此

85、全球光子年申請量一直在高位運行，2019 年達到峰值 21966 件，如圖 2-1 所示：圖 2-1 光子產業專利全球整體申請趨勢 近年來，國務院、發改委、科技部、工信部等多個部委先后發布了 20 余項相關戰略綱要、規劃、發展指南、路線圖等，相關產業遍及光通信、光集成、光伏發電、特種光纖、光傳感等領域。2016 年國務院印發的國家重點專項規劃之“十三五”國家科技創新規劃文件指出，將重點發展光電子技術，重點加強極低功耗芯片、新型傳感器、第三代半導體芯片和硅基光電子、混合光電子、微波光電子等技術與器件的研發。其中，光電子技術主要針對信息技術在速率、能耗和智能化等方面的核心技術瓶頸，研制滿足高速光通

86、信設備所需的光電子集成器件；突破光電子器件制造的標準化難題和技術瓶頸，建立和發展光電子器件應用示范平臺和支撐技術體系，逐步形成從分析模型、優化設計、芯片制備、測試封裝到可靠性0500010000150002000025000300001911191519191923192719311935193919431947195119551959196319671971197519791983198719911995199920032007201120152019全球申請量在華申請量緩 慢 發 展緩 慢 發 展期期 高 速 發 展高 速 發 展期期 平穩發展期平穩發展期 1964-陜西省知識產權局陜西省

87、光子產業專利導航 31 研究的體系化研發平臺，推動我國信息光電子器件技術和集成電路設計達到國際先進水平。圖 2-2 光子產業政策圖 與電子產品一樣，光子產品正在許多不同的應用和廣泛的領域中使用。在生產技術部分，有激光材料加工系統、光刻系統、用于生產技術的激光和用于晶圓步進器的物鏡。在測量和圖像處理部分，有機器視覺、光譜儀和模塊、二進制傳感器和各種測量系統。在醫療技術和生命科學領域，有用于眼鏡和隱形眼鏡的鏡片，用于醫學治療內窺鏡、顯微鏡、醫學成像、眼科和美學的激光系統，以及其他醫藥學和生物技術研發的診斷系統。因此本報告依據光子技術的種類及用途，將光子技術分為上游材料與芯片、中游器件與模組和下游設

88、備與系統三個二級技術分支。截止檢索日，光子技術領域上游共 455452 件，343915 件專利；中游共 456590 件，352276 件專利；下游共 97633件，76788 件專利。通過一級技術分支專利申請量及其變化趨勢可以看出，材料和芯片的專利申請量自 1968 年以后申請量過千，1997 年以后申請量過萬，經歷了快速增長，在 2003 年達到歷史峰值 11348 項。伴隨光子產業所需配套技術的迅猛發陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 32 展，器件與模組的專利申請量自 1972 年以后申請量過千，2001 年專利申請量激增，年申請量過萬，2019 年申請量達到歷史峰值 11946

89、 件。下游設備與系統專利申請量自 2000 年以后申請量過千，2011 年專利申請量激增，2020 年達到歷史峰值 2718 項。從整體來看，目前上中下游技術分支專利申請量仍在高位運行，據此可推斷，光子技術領域研發活躍度高，光子產業發展勢頭良好。如圖 2-2 所示：圖 2-3、4、5 光子產業專利二級技術分支全球整體申請趨勢 歐盟委員會在 2019 年 8 月發布的未來的 100 項突破性創新中提出的對全球經濟具有重大影響的突破性創新有多項與光子領域相關。如光電子學、光子芯片、光電傳感、高光譜成像、全息圖、Nano-LEDs 等，這些技術雖然當前成熟度較低，但預測未來在歐洲的地位均較高，且 2

90、038 年大量使用的可能性非常高，預測等級均在 4 以上（滿分為 5），尤其，光子芯片、光電傳感、高光譜成像、Nano-LEDs，預測 2038 年大量使用的可能性為滿分。2.1.2 我國與其他重要申請國專利態勢對比分析我國與其他重要申請國專利態勢對比分析 從國家專利實力來看，日中美韓位列前四，我國發力追趕超越。光子技術水平和產業能力已經成為衡量一個國家綜合實力和國際競爭力的重要標志。德國將光子確定為 21 世紀保持其在國際市場上先進地位的九大關鍵技術 02000400060008000100001200019111922193319441955196619771988199920102021

91、020004000600080001000012000140001914192419341944195419641974198419942004201405001000150020002500300019111919192719351943195119591967197519831991199920072015上游材料與芯片 中游器件與模組 下游設備與系統 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 33 之一；日本 2013 年開始實施的先端研究開發計劃中部署了“光電子融合系統技術開發項目”；2020 年，英國發布了光子長期規劃，研究內容覆蓋光電子材料、光學加工工藝、光子學器件和系統等。全球科技

92、領先國家正在加快光子領域的部署和投入，搶占新一輪科技革命與產業發展的制高點。對光子相關專利的優先權國家進行分析后發現，專利數量排名前 5 的國家依次為日本、美國、中國、韓國和德國，合計占全球相關專利的超八成。其中，日本、美國和中國專利的合計數量約占總數量的七成。圖 2-6 全球光子專利主要布局及占比 從總體分析，全球光子產業整體日本技術研發實力強，申請量遙遙領先，中國在此領域雖然起步比全球晚八十多年，但作為后起之秀，表現優異，目前專利申請量占比穩居第三。圖 2-7 全球光子上游芯片和材料專利主要布局及占比 從上游芯片與材料技術分支分析，日本依然是該領域申請大國，申請量占三成日本日本,24742

93、6,34%美國美國,145673,20%中國中國,112479,16%韓國韓國,86632,12%德國德國,29023,4%英國英國,12199,2%法國法國,8439,1%中國臺灣中國臺灣,7550,1%其他其他,68896,10%日本日本,120771,36%美國美國,72660,22%韓國韓國,49341,15%中國中國,38961,12%德國德國,12043,4%英國英國,5506,2%法國法國,3807,1%加拿大加拿大,2024,0%其他其他,25843,8%陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 34 以上，中國由于這一技術領域進入較晚，占比較少，位列第四。圖 2-8 全球光子中

94、游器件與模塊專利主要布局及占比 從中游器件與模塊技術分支分析，與上游不同的是，日本在該領域申請占比略有下降，申請量占三成，中國在這一技術領域發展迅猛，占比達到四分之一強，位列第三。圖 2-9 全球光子下游系統與設備專利主要布局及占比 從下游系統與設備技術分支分析，與上、中游不同的是，美國、德國在該領域專利申請量急劇下降，占比降低，而中國這一技術領域發展迅猛，占比超過三成，并一躍成為頭號申請大國?？傊?，中國專利申請量激增，也反映了在近年國家政策和國際環境的雙重影響下，中國技術實力在不斷增強，在應用領域研究勢頭不容小覷。2015 年全球光子產品市場規模為 4470 億歐元。歐洲光電子產業為 692

95、 億歐日本日本,109922,33%美國美國,65902,20%中國中國,55185,17%韓國韓國,32739,10%德國德國,14806,5%英國英國,5554,2%加拿大加拿大,4421,1%中國臺灣中國臺灣,4128,1%其他其他,37473,11%中國中國,17458,33%日本日本,16642,31%韓國韓國,6905,13%美國美國,4924,9%中國臺灣中國臺灣,1642,3%德國德國,1082,2%英國英國,794,1%法國法國,445,1%其他其他,3566,7%陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 35 元，占全球市場份額的 15.5。跟歐洲相比，日本國內光電子產業 6

96、80 億歐元，兩者差不多。自 2011 年至 2015 年，歐洲以 1.3的增長率從 656 億歐元發展過來。如果我們將光伏排除在外，歐洲光子產品的產量為 666 億歐元，占全球市場份額的 17（3910 億歐元）。同期沒有光伏的增長率為 3.9（從 571 億歐元發展）。2015 年日本光電子產業出現了萎縮（-5.1）。值得注意的是，歐洲光電子產業的增長強于歐洲的工業生產（不計算光伏，增長率是 0.1比 3.9）。但是，除了光伏發電之外，歐洲光電子產業的增長實際上幾乎只有全球光子市場增幅 6.7的二分一。中國是歐洲經濟增長放緩的一個重要原因，中國越來越多地在全球光子產品中占據越來越大的份額，

97、導致所有其他主要生產國的市場份額損失。2.1.3 我國光子產業結構優勢與不足分析我國光子產業結構優勢與不足分析 從產品的起源來看，中國在光電子產業中自信地領先。領先于日本、歐洲、北美、韓國和中國臺灣。但從制造商總部所在的國家來看，日本仍然是不敗的全球市場領導者。中國在過去四年中取得領先，全球市場份額從 2005 年到 2015 年迅速增長。2005 年增長率為 10，然后在 2011 年達到 21，2015 年增長率達到令人印象深刻的 27。主要增長領域是光伏、信息技術、照明、顯示和通信。全球和我國企業對比分析：一、光模塊領域主要有美日企業主導。二、在光設備領域，中國呈現領跑態勢。2015 年

98、，光接入網市場收入達到 83億美元，相比 2014 年增長 29%。我國 FTTH 用戶已達 1.9 億戶，居世界第一。中國電信、聯通從 2014 年起，領先全球率先啟動從 PON 向 10GPON 的帶寬升級，2015-2016 年 10GPON 采購量近 200 萬端。全球光接入網份額主要由華為、中興、阿朗、思科、烽火占據，國內光接入市場則是華為、烽火居前。三、在光纖光纜領域，經過多年發展，我國光纖光纜行業有了顯著進步。2014年，全球 56 家能夠拉制光纖的工廠有 25 家位于中國，當年光纖產量為 1.73 億芯公里，占全球需求總量的 55%。2015 年國內光纖產量 2 億芯公里，產能

99、達 2.3 億芯公里。四、在光器件及芯片領域，2015 年全球前十大光器件廠商中，中國僅光迅、海信入圍，所占市場份額分別為 5%和 3%。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 36 表 2-1 光子細分產業發展現狀 細分領域細分領域 產業現狀產業現狀 市場地位和代表性企業市場地位和代表性企業 國內占有率國內占有率 光模塊 全球產業由美日企業主導，國內產業受到高端光器件和芯片的制約發展瓶頸明顯 市場占有率較低，國內僅光迅科技一家企業進入全球市場份額前十位 10%光網絡設 備 全球范圍內市場集中化，我國企業已掌握部分關鍵性技術的自主知識產權 擁有華為、中興、烽火為代表的龍頭企業。占據全球市場份額

100、分別為 26%、13%、6%45%光纖光纜 國內產業鏈逐漸完備，光纖預制棒已擺脫進口依賴 中國已成為全球最大的光纖出口國，產量占 50%以上，2015 年全球該產業前十位廠商中中國占據 3 席 50%光器件及芯片 低端產品與發達國家基本相當，高端產品國產化率低，關鍵器件芯片產業實力薄弱，制約了光器件、組件、模塊的發展 國產高端芯片缺失嚴重，2015 年全球前十位廠商中，中國近光迅和海信入圍，市場占有率分別為 5%和 3%10%總的來說，目前我國光子產業結構的不均衡體，產業鏈上下游成熟度不一，主要表現為上游核心器件的缺失，國內相關廠商主要從事中低端產品的研發，導致毛利率不高。上游產業鏈的薄弱使其

101、難以為下游設備廠商提供有力的支持，絕大部分高端核心光器件及光模塊產品被國外公司壟斷，導致國內設備廠商毛利不高，發展受到掣肘。近年來，中興、華為屢次遭受美國商務部調查就凸顯了我國光子產業供應鏈背后隱藏的巨大危機。因此，加強上游核心芯片和光器件環節的建設已迫在眉睫。從產品結構來看，中國相關廠商的產品主要集中在中低端，高端、核心產品缺失，“空芯化”嚴重。關鍵器件芯片的薄弱導致我國光器件、組件以及模塊均受到制約，供應鏈安全沒有保障，已經成為限制我國光子產業長期發展的瓶頸。2.2 激光器產業專利態勢與產業發展激光器產業專利態勢與產業發展 2.2.1 全球激光器產業發展態勢全球激光器產業發展態勢 2018

102、 年，全球激光器銷售額增至 149.4 億美元，相比 2017 年增速放緩。2022年預計在高功率光纖激光器持續增長的帶動下，全球激光器銷售額將達到 201 億美元。2018 年，激光材料加工再次成為全球激光器應用市場收入占比最大的細分領域，約 61.6 億美元；通信領域位居第二；科研和軍事市場同比增長 50%，超過醫療和美容市場位居第三。激光設備升級和新的應用場景明顯地推動了激光工業在陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 37 現代高端制造中的重要作用。激光（激光設備的核心組件）的世界市場規模正在迅速膨脹。全球工業激光市場從 2014 年的 26.3 億美元激增至 2018 年的 45.9

103、 億美元，復合年增長率為 14.9，在 2019 年至 2025 年之間的復合年增長率為 6-8。圖 2-10 全球激光器增長規模及趨勢 2.2.2 國內激光器產業發展態勢國內激光器產業發展態勢 盡管我國光子產業市場起步較晚，10 年前國內激光器等光子市場還一度幾乎被國外公司壟斷，但隨著國家裝備制造業的迅猛發展，激光產業發展也逐步邁向新臺階。如今中國的低功率（100W）光纖激光器市場已大多被國內廠商占據，中功率光纖激光器（1500W）市場中國內廠商也已超過 50%。數據顯示，2017 年全國工業激光產業產值突破 600 億元，有預計至 2020 年可達 1000 億元。圖 2-11 中國激光器

104、市場規模及趨勢 中國激光設備市場銷售收入及預測如圖 2-19 所示。我國的激光器市場具備如陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 38 下特點：第一，光纖激光器占據了工業激光器的大部分，在 2018 年超過 44。光纖激光器市場規模從 2014 年的 7.2 億元人民幣激增至 2018 年的 19 億元人民幣，復合年增長率為 27.7，預計 2022 年規模將超過 140 億元人民幣。其次，超快激光器發展態勢良好，銷售量從 2015 年的 40 臺增長到 2018 年的 850 臺，復合年增長率為 177，但中國仍有 80以上的超快激光器依靠進口。隨著生產工藝成熟和成本降低，超快激光將獲得更廣

105、泛的應用。第三，新興領域推動需求增長。2018年下半年以來，受需求和貿易戰的動蕩影響，工業企業的資本支出已縮減。此外，低功耗領域（如消費類電子產品、面板等）的創新能力較弱或生產擴張周期延長，工業激光行業的同比增速有所放緩。隨著在新能源汽車、動力電池、OLED 和半導體領域的更多應用，工業激光器的市場需求將反彈。第四，本地化進程加快。迄今為止，中國制造的中、低功率光纖激光器幾乎替代了進口產品。中國光纖激光器巨頭武漢雷克斯光纖激光器技術有限公司已經實現了泵浦源、光纖組合器、激光器等核心組件的獨立生產。2.2.3 激光器產業專利態勢激光器產業專利態勢 激光器專利截止檢索日檢索 135823 條，合并

106、專利號后為 108114 件。從全球激光器專利申請和轉讓趨勢圖中看出，申請量逐年上漲，1983 年破千，此后申請量逐年走高，2019 年達到峰值 4779 件，2021 年 3054 件，轉讓量從 80 年之前個位數、兩位數，到 81 年之后破百，2007 年破千，也呈逐年上升趨勢，兩者對比發現，專利的應用和運用維持在較低水平。圖 2-12 全球激光器申請、轉讓、趨勢圖 01000200030004000500060001920192419281932193619401944194819521956196019641968197219761980198419881992199620002004

107、2008201220162020全球激光器申請、轉讓趨勢申請量轉讓量陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 39 許可量從 2001 年開始，零星年份有許可事件發生，但大都是個位數，許可市場不太活躍。激光器的應用是另一個蓬勃發展的市場。工業激光器繼傳統的氣體、固體激光器之后，光纖激光器、半導體激光器、超短脈沖激光器等新型激光器開始迅速發展起來。如半導體激光器，現在的應用范圍已經覆蓋了整個光電子學領域，在激光測距、激光雷達、自動控制、檢測儀器等方面獲得了廣泛應用，并形成了廣闊的市場空間。光纖激光器在工業加工領域也具有多方面的優勢，與傳統的 CO2 激光器和固態激光器相比，光纖激光器體積更小、效率

108、更高、成本更低。在汽車和造船等行業中，結構緊湊、使用方便的高功率光纖激光器具有巨大的市場潛力。從區域重點技術分布來看，為了方便我們看清楚激光器專利布局情況，我們對激光器領域申請前三的中國、美國和日本、在激光器領域布局的專利進行了分析：圖 2-13 美國在激光器領域專利地圖 通過上圖我們可以清楚地看到美國在激光器專利領域的布局比較全面，整體技術發展比較集中，相關專利的衍生性好，外圍專利布局不多。主要集中在激光加工技術領域，具體為激光系統、激光脈沖、激光二極管驅動電路等技術領域。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 40 圖 2-14 日本在激光器領域專利地圖 日本在激光器領域的專利布局則更優化

109、，整個專利地圖基本呈圓形，說明日本在激光器這一領域起步較早，整體布局比較全面?？梢钥吹饺毡驹诩す饧庸ゎI域進行著一些探索，也形成了一些專利族，這也從側面說明了激光加工領域正在成為一個熱門發展領域。圖 2-15 中國在激光器領域專利地圖 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 41 中國激光技術研究起步較早，可以說差不多和國際上同步展開。1957 年，我國老一輩光學專家王大珩等在長春建立了我國第一所光學專業研究所中國科學院長春光學精密儀器機械研究所。1958 年美國物理學家肖洛、湯斯關于激光原理的著名文章發表不久，王大珩便積極倡導開展激光技術研究，在短時間內凝聚了富有創新精神的中青年研究隊伍，提出

110、了大量提高光源亮度、單位色性、相干性的設想和實驗方案。1960 年世界上第一臺激光器問世。僅在一年之后，1961 年夏，在王之江先生主持下，我國第一臺紅寶石激光器研制成功，此后短短幾年內，激光技術迅速發展，產生了一批先進成果，各種類型的柜固體、氣體、半導體和化學激光器相繼研制成功。1963 年，鄧錫銘等腌制成我國第一臺 He-Ne 激光器；王福熹等驗證出我國第一臺摻釹玻璃激光器；王守武等研制成我國第一臺 GaAs 同質結半導體激光器.1964 年，脈沖 Ar 離子激光器研制成功。1965 年，CO2 分子激光器研制成功。在基礎研究和關鍵技術方面、一系列新概念、新方法和新技術（如腔的 Q突變及轉

111、鏡調 Q、行波放大、錸系離子的利用、自由電子振蕩輻射等）紛紛提出并獲得實施，其中不少具有獨創性。作為具有高亮度、高方向性、高質量等優異特性的新光源，激光很快應用于各技術領域，顯示出強大的生命力和競爭力。通信方面，1964 年 9 月用激光演示傳送電視圖像，1964 年 11 月實現 3-30 公里通話。工業方面，1965 年 5 月激光打孔機成功地用于拉絲模打孔生產，獲得顯著經濟效益。醫學方面，1965 年激光視網膜焊接器進行了動物和臨床試驗。國防方面，1965 年 12月研制成功激光器漫反射測距機，1966 年 4 月研制出遙控脈沖激光多普勒測速儀。改革開放后，激光技術的發展再次受到重視，在

112、多項國家級戰略性科技計劃中激光技術和光子技術都被列為重要研究項目，代表性成果有：激光跟蹤測距、“神光”系列慣性約束聚變（ICF）激光驅動器、新型激光器等。1979 年，我國開始了光存儲技術研究。我國激光技術經過多年努力，在技術研究方面獲得重大突破，成為我國科學界最活躍的領域之一。激光產業也從無到有，發展勢頭良好，激光產業是一個系統工程，我國激光技術理論研究實力較強，但產業化生產配套工程的技術和工藝水平不高，相關的支撐性和輔助性工業較弱，資本市場不活躍，再加上研究項目過于依賴科研院所，缺乏大量企業接投入，種種因素制約了激光產業的發展。中國在激光器領域的專利布局相對來說較弱一點，尤其是在激光基礎技

113、術領域，如光源、脈沖、振蕩器等這些發展較早的領域中國只是布局了比較分散的一些專利。在其他大功率激光器、多波激光器、微片激光器等領域已經形成了相對較好陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 42 的專利布局。從專利有效率（獲得授權的專利中，處于有效狀態的專利所占比例，以發明、實用新型公告版本為基準計算，計算公式為：有效率=有效專利數量/授權專利數量*100%）分析，2012 年之前，有效率一直處于 50%以下，從 2013 年開始，專利有效率超過 60%，2021 年出現了峰值 100%.說明近十年中國激光器專利維持情況優秀，專利質量較高。表 2-2 激光器發展歷程中比較典型的專利分析 標題標題

114、 申請號申請號 申請日申請日 IPCIPC 主分類主分類 引引證證次次數數 被被引引證證次次數數 光電倍增管 DK44645D 1930-11-28 發光放電管中的改進 GB2909169 1929-03-21 H01J61/00 導電材料、器件及其制造方法 US02568190 1944-12-14 B28B7/00 1 17 激光器 BE0611921 1961-12-22 H05H 或涉及激光器裝置中的改進 GB6432773 1962-7-24 H01S3/06 半導體激光器結構 US04248380 1962-12-31 H01L21/00 11 32 具有負電阻特性的固態發光二極管

115、 US04326114 1963-11-26 H01L21/00 5 16 電致發光裝置 GB6443681 1964-10-27 H01L21/00 5 或涉及氣體中的改進放電紅外激光器包括一調諧部件 GB6644469 1966-10-5 H01S3/034 1 氣體激光器 GB6944778 1969-9-10 H01S3/02 1 雙異質結激光器 US05033705 1970-5-1 H01S3/18 3 42 鎖相遠紅外激光器 US3689851D 1970-10-20 H01R3/00 1 4 高效率鉺玻璃激光器 US3755757D 1972-6-23 H01S3/16 1 7

116、 離子注入結激光器及其制造方法 US05469137 1974-5-13 H01L21/265 3 15 利用外延生長和選擇擴散制備注入激光器 US05891886 1978-3-30 H01L21/225 11 14 具有用于透光構件支撐和焊接裝置的半導體激光器裝置 US06259157 1981-4-30 H01L23/02 12 66 密封激光器 US06567094 1983-12-30 H01S3/03 2 17 具有摻雜雜質量子阱有源區的半導體激光器 US06888073 1986-7-22 H01S3/19 10 14 磷化銦/砷化銦鎵掩埋異質結半導體激光器的制備方法 US075

117、83409 1990-9-14 H01L21/20 18 95 包括鎵鋁砷化合物半導體激光器件 US07871913 1992-4-21 H01S3/19 4 37 具有耦合腔半導體激光器件 US07927822 1992-8-10 H01S3/19 12 31 皮秒調 Q 微激光器 US08106229 1993-8-13 H01S3/10 8 84 具有連續漸變垂直腔面發射激光器 US08346559 1994-11-29 H01S3/08 8 90 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 43 標題標題 申請號申請號 申請日申請日 IPCIPC 主分類主分類 引引證證次次數數 被被引引證

118、證次次數數 具有選擇性 IILD 的熱處理的含磷或砷半導體激光器 US08368676 1995-1-4 H01L21/20 6 47 鈍化垂直腔面發射激光器 US08682473 1996-7-17 H01S3/19 2 51 單片垂直腔面發射激光器及諧振腔光探測器收發器 US08736803 1996-10-25 H01S3/19 36 189 倍頻光纖激光器 US08811183 1997-3-4 H01S3/30 15 56 具有電流限制的垂直腔面發射激光器的制造 US08843116 1997-4-28 H01L21/20 3 111 具有倍頻諧振腔的超快激光器 US08858494

119、 1997-5-19 H01S3/081 5 62 包層泵浦光纖激光器 US08908258 1997-8-7 H01S3/30 4 63 具有氧化層的長波長垂直腔面發射激光器及其制造方法 US08912940 1997-8-15 H01S3/19 2 51 具有用于自動功率控制的光檢測器的長波長垂直腔面發射激光器及其制造方法 US08912605 1997-8-18 H01S3/19 5 68 具有與其一體形成的相關電子元件的半導體激光器 US08921935 1997-8-27 H01S5/206 18 55 具有用于光限制和電隔離的天然氧化物的獨立可尋址激光器陣列 US08924030

120、1997-8-29 H01S3/085 5 42 具有設置在有源區和襯底之間的改進的氮化鋁鎵包覆層的氮化鎵基半導體激光器 US08989858 1997-12-12 H01S3/19 2 62 具有抑制裂紋等缺陷的包覆層的 III-V 族氮化物激光器件 US09151792 1998-9-11 H10I5/00 5 87 使用埋置布拉格反射器的垂直腔面發射激光器(VCSEL）及其制造方法 US09243184 1999-2-2 H01L21/00 4 29 使用能夠發射包括兩個或多個波長分量的激光束的光纖激光器的激光輻射裝置 US09389749 1999-9-7 H01S3/30 18 16

121、 具有不穩定諧振腔的空間相干表面發射光柵耦合量子級聯激光器 US09854800 2001-5-14 H01S3/08 14 193 使用 VCSEL 激光器陣列的通信 US10885533 2004-6-30 H04B10/00 33 36 波導抽運增益波導折射率反導光纖激光器 US11937771 2007-11-9 H01S3/30 3 7 無源鎖模光纖的過程的自動化飛秒脈沖激光器 KR1020100119979 2010-11-29 H01S3/098 4 2 配置在圖案化襯底上含氮化鎵的激光器件 US14317846 2014-6-27 H01S5/02 195 8 折疊光學耦合多芯

122、固體激光器 US14720097 2015-5-22 H01S3/11 4 3 具有橫向模式濾波器的硅基 III-V 混合激光器件 US15466323 2017-3-22 H01S5/00 7 9 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 44 通過對上表可以清楚地了解到，在激光器產品從光電倍增管到發光放電管，再到電子放電裝置、光電單元、氣體激光器、氦氖激光器、有機染料激光器、光學激光器等多功能方向發展。2.2.4 激光器產業發展趨勢激光器產業發展趨勢 從 2014 年看，很明顯激光行業正在不斷發展。關鍵驅動因素是消費電子設備和中國的產量增加。光纖激光器，LIDAR 激光器和 VCSEL 是領

123、先的技術。自 2016年以來最大的行業是激光材料加工，其次是通信行業。該行業的四位領導者:相干（美國），大族激光（中國），IPGPhotonics（美國）和通快（德國）在 2017 年的表現都好于預期，每家收入超過 10 億美元并且顯著增長。相干將增長歸功于微電子行業，尤其是與 OLED 相關的行業，和羅芬的收購，醫療設備領域的銷售以及航空航天和國防市場的增長。大族激光還通過收購加拿大光纖供應商來增加其收入，現在占有全球光纖激光器應用端的近 17。IPGPhotonics2017 年的收入增長了 10，因為它們正在接管材料加工市場（切割，焊接和 3D 打印技術），總收入超過 10 億歐元。通快

124、也增長了 10以上，達到創紀錄的近 30 億歐元收入。他們將這種增長歸功于過去幾年全球經濟增長。從設備及其制造中使用的技術的角度來看，消費電子產品也是近年增長的主要原因。例如，對于任何智能手機的制造，基于激光的工藝用于玻璃切割，雕刻或電路板處理。此外，智能手機使用 OLED 屏幕，部分使用激光制造，甚至是帶有VCSEL 的新型 3D 傳感器。激光在我們的日常生活中越來越普遍。從我們使用的東西的制造，各種各樣的傳感器，醫療應用到農業和娛樂。日本老牌軍工企業實力強勁。歐美“混血”企業表現亮眼。以美國通用電氣公司為例，作為世界第 27 大企業，在 2021 年位居胡潤世界 500 強第 130 位，

125、其經營產業包括電子工業、能源、運輸工業、航空航天、醫療與金融服務等，業務遍及世界 100 多個國家。與其他公司經營戰略不同的是，通用電氣公司采用不斷并購的方式來進行商業版圖的擴充。在其創立后的 80 多年中，以各種方式吞并了國內外許多企業，攫取了許多企業的股份，1939 年國內所轄工廠只有三十幾家，1947年就增加到 125 家，到 1976 年底，它在 24 個國家共擁有 113 家制造廠，成為了一個龐大的跨國公司。通用電氣公司并購案例中最典型的就是對法國阿爾斯通公陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 45 司的并購：2014 年 4 月通用公司和阿爾斯通達成協議，以 123.5 億歐元的

126、價格收購其發電和電網業務。由于公司戰略的不同，通用公司自身對于研發新技術的積極性不如其他企業，更多是采用并購其他公司的研發部門的方式來提高自身的研發水平。2.3 傳感器產業專利態勢與產業發展傳感器產業專利態勢與產業發展 光子型傳感器自二十世紀五十年代問世以來，由于具有高探測率、響應快的優勢，技術上得到了快速的發展，最早的光子型傳感器是單元及線性陣列結構，屬于第一代技術、其采用掃描系統進行成像。由于基于線性陣列的掃描紅外成像系統比較復雜，總體性能較低，因此，很快光子型傳感器就發展到了第二代，即凝視焦平面防其設置二維陣列紅外傳感器，并利用與陣列集成在一起的線路完成電子掃描，獲取發像的速度與第一代相

127、比，具有巨大的提升。然而，第二代光子型傳感器的總體從能仍然跟不上蓬勃發展的應用需要，因此，產生了第三代更高性能傳感器，其所具有的更高性能包括多波段探測、大規格成像、更小像素間距、甚長波探測、更高工作溫度等。其中，多波段光子型傳感器是第三代光子型傳感器的典型代表，其通過對多個波長同時探測，能夠提供比單波長紅外傳感器更高的靈敏度。光子型傳感器技術上的上述發展帶動了其產業的發展，而光子型傳感器產業的發展本質上是軍用和民用需求牽引和推動的過程。早期，軍事領域的需求例如制導、偵察、搜索、預警、探測、跟蹤等推動了紅外傳感器在探測率、響應率、信噪比、可靠性等性能方面持續發展。20 世紀 70 年代以后，電力

128、在線檢測、鐵路車輛軸溫探測、礦產資源勘探、環境監測和農作物監測等民用需求急劇增長，軍用光子技術逐步向民用部門轉化，這推動了傳感器往低成本、低功耗、小體積、小質量、便攜性等方向的發展。軍事領域和民用領域的應用使得傳感器漸漸成為軍民兩用技術，也使得軍民融合成為驅動傳感器產業發展的核心動力。在美國、法國等發達國家，軍民融合在傳感器領域已有范例，一方面是“軍轉民”，就是將軍用傳感器技術轉向民用，另一方面是“民參軍”，即民營主體參與傳感器軍工市場，而這種軍民融合的策略也使得這些發達國家在傳感器領域繼續保持領先。然而在我國，光子型傳感器技術主要由軍工背景或軍工導向的科研院所研發和掌握，一方面，這些光子型傳

129、感器基本用于軍事領域，另一方面，民營主體基本不參與軍用光子型傳感器。這導致了我國光子型傳感器技術發展落后，目前主要處在第二代、與國外目前陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 46 所處的第三代存在較大的差距?；诠庾有蛡鞲衅髟诩夹g和產業上的上述現狀，為了幫助國內紅外傳感器企業在技術研發上有所突破、在產業發展模式上有所創新，本章在對光子型紅外傳感器總體申請態勢和市場布局進行分析的基礎上，對詳細分析了其技術演進、市場布局以及功效分布，重點分析了重要申請人申請策略以及對我國的啟示。傳感器專利截止檢索日檢索 11520 條，合并專利號后為 9569 件。從全球傳感器專利申請和轉讓趨勢圖中看出，申請量

130、逐年上漲，轉讓量從 81 年個位數，到 95 年兩位數，再到 12 年的三位數，也呈逐年上升趨勢，但兩者對比發現，專利的應用和運用還是維持在較低水平。圖 2-16 全球傳感器申請、轉讓、許可趨勢圖 許可量從 2009 年開始，零星年份有許可事件發生，但大都是個位數，市場運用不太活躍。全球傳感器領域的發展可分為三個階段：一、萌芽期（1957 年1983 年）傳感器專利技術最早出現在 1957 年美國，為極化分析傳感器，通過將物質放置在偏振器和分析器之間，并且對于偏振器的偏振軸位于其中的兩個參考位置，光電測量從分析器出射的光束的強度，來確定物質的光學旋轉并且分析器以已知的相反符號的角度傾斜。之后，

131、傳感器的技術研究主要集中在對于激光系統、傳感器的材料、掃描技術等，這一時期，技術更新緩慢，相關企業較少，年申請量在個位數徘徊。二、發展期（1984 年2003 年）1984 年，名為熱集成的激光 FLIR 測距儀，該激光發射器用于發射波長與能量收集透鏡系統的光帶通兼容的激光能量，由此激光返回能量由能量收集透鏡系統收集以供能量檢測裝置檢測，以及用于根據激0200400600800100012001400申請量轉讓量陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 47 光發射信息和激光返回信息確定測距信息的裝置，激光在測距領域初步嘗試，由于傳感技術領域長足進步，傳感器在這一時期申請量也有較好表現，年申請量

132、已是兩位數。三、增長期（2004 年2016 年）隨著醫療領域需求不斷增加，傳感器在醫療領域不斷嘗試，題為單室膝關節成形術的外科導航系統和方法，該專利使用傳感器上顯示的圖像來評估關節的性能，從此，激光在醫學領域應用日益廣泛，醫療傳感器的性能繼續完善和發展，這一時期，專利年申請量由一百件增至八百件。四、上升期（2016今）這一時期，傳感器領域相關的各項技術在不斷發展的同時，中國的專利申請量也逐漸大幅增加，華南理工大學、華為技術有限公司、大連理工大學、深圳市大疆創新科技有限公司等這一時期也提出大量申請，總體來看高校在此時期表現亮眼。說明在世界傳感器技術穩步發展的同時，我國傳感器水平也在不斷提高。中

133、國傳感器專利截至檢索日共申請 4416 條，合并申請號后 3665 件。中國從1989 年申請第一件專利開始，2004 年突破兩位數，2013 年突破三位數，專利申請逐年上漲，2020 年達到峰值 628 件，近年申請量一直維持在較高水平。轉讓始于2002 年，2017 年之前年轉讓量為個位數，之后年轉讓量逐年增長，2021 年增至 50件，初步分析近五年該領域專利運用較活躍，比較申請和轉讓趨勢，我國在專利運用水平低于全球專利運用水平。圖 2-17 中國傳感器申請、轉讓趨勢圖 中國傳感器專利許可量從 2009 年開始，零星年份有許可事件發生，但大都是個 位 數，市 場 運 用 不 太 活 躍，

134、這 一 點 和 全 球 呈 現 相 同 發 展 水 平。01002003004005006007001989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021中國傳感器申請、轉讓趨勢申請量轉讓量陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 48 圖 2-18、19 全球、中國傳感器專利申請分布 從傳感器專利技術分布來分析，該產業主要分布在系統設備、器件模組兩個技術領域，全球和中國技術極其相似，我國在該領域和世界技術申請趨勢一致，研發重點和方向趨同。圖 2-20 全球傳感器技術專利分布 從區域

135、重點技術分布來看，為了方便我們看清楚傳感器專利布局情況，我們對傳感器領域申請前三的中國、美國和日本在傳感器領域布局的專利進行了分析：523916907950100020003000400050006000系統設備系統設備器件模組器件模組材料芯片材料芯片全球傳感器技術專利申請量分布228043410205001000150020002500系統設備系統設備器件模組器件模組材料芯片材料芯片中國傳感器技術專利申請量分布陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 49 傳感器專利運營最活躍的一件專利 從專利有效率（獲得授權的專利中，處于有效狀態的專利所占比例，以發明、從專利有效率（獲得授權的專利中，處于有

136、效狀態的專利所占比例，以發明、實用新型公告版本為基準計算，計算公式為：有效率=有效專利數量/授權專利數量*100%）分析，2012 年之前，有效率一直處于 50%以下，從 2013 年開始，專利有效率超過 60%，2021 年出現了峰值 100%.說明近十年中國激光器專利維持情況優秀，專利質量較高。表 2-3 傳感器專利授權、有效情況 申請年申請年 授權的專利總數量授權的專利總數量 有效專利數量有效專利數量 有效率有效率 2012 64 29 45.31%2013 76 48 63.16%2014 93 76 81.72%2015 152 117 76.97%2016 206 163 79.1

137、3%2017 214 190 88.79%2018 265 240 90.57%2019 262 248 94.66%2020 275 272 98.91%2021 130 130 100%專利申請號：專利申請號：US20060098899A1 專利名稱：專利名稱：從打印在紙上的文檔和顯示在動態顯示設備上的文檔中捕獲文本的手持設備 技術要點技術要點:一種用于捕獲呈現文本的設備。包括一個或多個視覺傳感器，視覺傳感器接收作為捕獲渲染文本的一部分的視覺信息。視覺傳感器共同能夠捕獲永久打印在頁面上的文本和暫時顯示在動態設備上的文本。裝置還包括用于處理由所述視覺傳感器接收的視覺信息的視覺信息處理子系統還

138、包括承載所述視覺傳感器和視覺信息配置子系統的包裝，并且適合于被握持在人的手中。轉讓信息：轉讓信息：該專利分別于 20051110、20051116、20051120、20110105、20170929、20210716轉讓給荷蘭、美國和日本的不同轉讓人，轉讓原因有更名、權益人權益轉讓等。技術特點：技術特點：從技術先進性分析，該專利及其同族專利在全球被引用 316 次，先進性好，涉及 6 個 IPC 小組，應用領域廣泛，研發人員投入 4 人。在 39 個國家/組織/地區申請專利布局。技術先進性良好。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 50 傳感器專利維持時間較長一件專利 0102030405

139、060708090華南理工大學ROBERT BOSCH GMBHQUALCOMM INCORPORATEDTRINAMIX GMBHMICROSOFT TECHNOLOGY LICENSING LLCSZ DJI TECHNOLOGY CO LTDOUSTER INCKONINKLIJKE PHILIPS N VSAMSUNG ELECTRONICS CO LTDAPPLE INC全球傳感器專利申請人排名01020302003200520072009201120132015201720192021蘋果05101519891992199519982001200420072010201320162

140、0192022三星專利申請號：專利申請號：CN1251126C 專利名稱：專利名稱：檢測鐵路貨物車輛裝載超限的二維激光掃描方法 技術要點：技術要點：該方法采用二維激光掃描技術，通過多臺傳感器的組合，來測量得到鐵路貨車車輛及貨物的全斷面輪廓數據。在同一坐標系下，將車輛及貨物的輪廓數據與限界數據進行對比，不僅可以判斷車輛及貨物超限與否，還可以進一步提供具體的超限部位、超限等級以及超限數值。在鐵路線路允許的空間內布置兩臺或多臺采用二維激光掃描技術的激光傳感器，使激光掃描區域覆蓋鐵路車輛的側面和頂部，當車輛通過時就可以測量得到車輛以及裝載貨物側面及頂部全斷面輪廓上點的坐標，比較車輛輪廓上各點坐標與規定

141、限界值之間的大小，來判斷車輛及貨物是否超過允許限界。技術特技術特點：點：該專利已維持 18 年之久，該專利從技術穩定性分析，有效的發明專利，穩定性好，并且無訴訟行為發生，也未發生過質押保全，申請人未提出過復審請求，未被申請無效宣告；從技術先進性分析，該專利及其同族專利在全球被引用 14 次，先進性較好，研發人員投入 8 人，未發生許可，曾發生轉讓。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 51 圖 2-20、21、22、23、24、25、26 全球中國重點申請人及排名情況 下游應用領域的發展是驅動光電傳感器發展的重要因素，無人駕駛、無人機和無觸點手勢識別技術被列入未來的 100 項突破性創新中。

142、盡管成熟度均有所欠缺，但他們的重要性和地位都不容小覷。（一）無人駕駛技術廣泛應用的主要障礙之一是傳感器的相對成本和復雜性。如果希望運載人類，它必須以一種直觀和清晰的方式與他們交流。這意味著為車輛配備專門用于乘客分析的內部傳感器（光學成像識別系統），這也是光電傳感器的未來發展方向。05101520飛利浦05101520美國激光雷達技術公司051015微軟12121313161616161617171818182121222225340510152025303540北京工業大學國家電網公司南京林業大學山東魯能智能技術有限公司蘋果公司浙江大學北京航空航天大學大連理工大學南京理工大學華為技術有限公司中

143、國傳感器申請人排名20陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 52（二）無人機的研究一直專注于提高信息收集能力，使無人機更加精確以及制造能夠識別和攻擊個體的微型無人機。另外，感知能力是評判無人機性能的重要指標，為此開發利用多波長激光遠距離分析物質的傳感器能夠可靠地探測到提供關鍵任務數據的爆炸物。未來隨著物聯網技術的發展和普及，光電傳感器應用將滲透到人類生活的方方面面。隨著光電傳感器應用領域的不斷擴大，借助半導體的蒸鍍技術、擴散技術、光刻技術、精密微加工及組裝技術等，使多種敏感元件整合在同一基板上成為可能。終端應用的集成化要求，推動了多功能化傳感器的發展。通過比較可以得知，我國光子傳感器企業應重

144、視技術研發和專利申請，相關科研單位也應注意科技成果的順利轉化，真正實現產研相結合，將技術創新作為生產發展的推動力；此外，也要重視國外相關企業在中國的專利布局。在企業發展思路方面，我國企業可以向行業內占據優勢地位的企業學習，不僅要研究其技術發展路線，為國內技術創新提供參考，也要學習其技術發展思路，密切關注科技創新，積極推動技術發展；不僅要與相關科研單位緊密合作，也要與同行領先企業合并重組，不斷推動技術融合發展，從而使自身技術和制造水平一直屬于領先地位。在企業發展過程中，相關科研單位也應技術參與，一方面有利于科研成果的及時轉化，另一方面也可以利用企業在設備、資金方面的優勢推動科研水平的提高。2.4

145、 光子專利重點創新主體與光子產業分布光子專利重點創新主體與光子產業分布 2.4.1 重點創新主體分析重點創新主體分析 一、全球創新主體 企業是產業發展的重要加速器。當前，光子產業發展形勢搶眼，創新和應用成果不斷涌現。為此，本節以專利信息為入口，通過指標篩選并輔以背景調研，找出光子產業的龍頭企業、示范企業和新興企業。龍頭企業是指對行業內其他企業具有深遠影響、一般指行業領袖或行業冠軍級企業。通過對全球范圍內光子技術領域企業的專利申請量、同族被引用專利數進行統計分析，鎖定產業的龍頭企業。目前光子產業全球排名前 15 的龍頭企業分布在日本（10 家）、德國（1 家）、韓國（2 家）、美國（2 家）。光

146、子產業的專業性特點決定了光子相關技術企業具有市場集中度高，不同領域同質化、專業化競爭的特征，龍頭企業充分利用專利布局搶占技術制高點，控制著核心技術和產品市場，專利實力與企業的市場競爭地位相一致。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 53 表 2-4 光子產業全球龍頭企業 TOP15 申請人申請人 申請數量申請數量 涉及領域涉及領域 日本日本NEC 16279 芯片 日本日立有限公司日本日立有限公司 13419 器件 日本富士通有限公司日本富士通有限公司 13250 顯示器 韓國三星電子有限公司韓國三星電子有限公司 12510 芯片組件系統 韓國海力士半導體公司韓國海力士半導體公司 12185

147、 器件 日本三菱電機公司日本三菱電機公司 11164 設備 日本東芝公司日本東芝公司 10832 設備 日本索尼公司日本索尼公司 8713 器件設備 日本松下電器工業有限公司日本松下電器工業有限公司 8699 器件芯片 日本精工愛普生公司日本精工愛普生公司 7916 器件設備 日本佳能日本佳能 KK 6407 器件設備 美國美國IBM 5927 芯片 德國西門子公司德國西門子公司 5329 器件系統 日本夏普日本夏普 KK 4891 系統設備 美國國際商業機器公司美國國際商業機器公司 4455 器件 日本的光學產業建立于 100 多年前，始于 1906 年在東京的光學研究實驗室。在第一次世界大

148、戰期間，日本人正在生產用于軍事應用的光學器件，從那時起，各種研究和制造精密玻璃、過濾器、涂層、非球面，精密光學組件、電光學和許多其他產品開始增長。這些相同的集群開始進行激光研究，基于激光的材料加工和光刻。松下，奧林巴斯和佳能等技術和成長型公司是處于這些集群的核心，并為其技術進步開發了一個巨大的供應鏈。這些集群是日本經濟的主要貢獻者之一。日本公司是許多光子學領域的先驅，尤其是信息技術和顯示領域?，F在，總部設在日本的公司近一半的光電子產品正在海外生產，主要是在我國，這幾乎占據了我國光電子產量的一半。十多年前，日本是光子學的主要生產國，其全球份額為 34，不包括海外生產。雖然 2011 年這一份額縮

149、減至 21，而 2015 年的份額僅為 15左右。如果要包括海外生產，日本仍然是主要的生產商，2011 年占 40，2015 年占 30。在過去的幾年中，隨著全球趨勢，日本光電子產品在生產技術，測量和圖像處理以及醫療技術和生命科學方面的增長。然而，日本在信息技術（輸入/輸出），光學元件和系統（光通信），通信，顯示器和光伏發電方面的份額下降。日本光電子產業在大多數光子學領域都有著令人印象深刻的足跡，如果包括海外生產，它仍然是全球光子學的明顯領導者。盡管如此，中國正在以追趕超越的姿態，大力發展光子產業技術，未來有可能中日成為這一領域的領導者。韓國光子技術得到迅速發展，擁有世界級水平的 LED 制造

150、技術，ICT 基礎設施等.同時，光產業作為韓國主要支柱產業中提高質量和功能的高附加值核心產業，陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 54 因光融合產業市場的成長，迎來了新的增長機遇.因此，韓國為推進光子技術和光產業的發展，先后制定了國家光技術路線圖建設 光融合技術綜合發展計劃等國家層面的戰略規劃，以及發展光州市產業集群為代表的地方層面的戰略規劃，部署重點項目給予大力支持.韓國重點發展光融合技術與未來新市場，以及頒布 光融合產業振興法 提供法律保障的做法經驗，提出重視光子技術與光產業發展的中長期規劃與戰略制定，光子技術與其他技術融合應用的產業發展，光子技術與光產業發展中的基礎設施建設，以及推動

151、對外依賴度高的核心技術國產化等。歐洲公司通常在全球市場中占有很大的比重，特別是在與工業制造和醫療技術相關的領域。然而，數據相關的光子技術（信息，通信和顯示）占據了世界光電子產業的 47的份額。在歐洲工業中，最普遍的領域是激光材料加工和光刻（占世界市場 50的份額）和測量和圖像處理（占 35的份額）。其他全球成功的領域是醫療技術和生命科學（占 28的份額），光學元件和系統（占 32的份額），照明（占 25）和國防與安全（占全球市場份額的 26）。從全球市場份額增長的角度來看，制造業領域的增長最為強勁生產技術和光學測量與圖像處理在 2011年至 2015 年期間分別增長 4.9和 5.7在生產技術

152、方面，最大的推動力來自激光材料加工（10.8）。歐洲是激光和系統的主要生產地區。但是，總部位于北美的公司繼續購買歐洲激光制造商。這不可避免地導致北美公司擁有的歐洲工業激光產品的很大一部分。在光刻技術方面，荷蘭 ASML 是全球主要的生產商。收入為 63 億歐元，占歐洲光子產值的近 10。ASML 是微光刻領域的明顯市場領導者，而日本公司主導著用于制造顯示器的光刻系統市場。增長強勁（超過 10）的產品部門是制藥和生物技術行業的內窺鏡，治療激光系統和分析系統。有趣的是，在內窺鏡組中，主導公司是奧林巴斯。歐洲的總產量為 96 億歐元占全球市場份額的 28，第二位是北美，占 27，第三位是日本，占 2

153、2。歐洲在內窺鏡旁強大的細分市場是顯微鏡和眼科產品。美國陸續出臺對高科技技術的控制措施，包括采取出口管制或加征關稅等系列手段。光子技術領域中光通信器件、光纖光纜、光顯示、光探測、激光器等子領域受美國控制措施影響，相關產品或技術需要尋找替代方案。光子技術領域的競爭對手云集，市場競爭壓力日趨加大，各技術方向都已聚焦了大量的國內外競爭對手。國外競爭對手主要來自美國、日本、韓國、德國等，其中美國在光子各領域均陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 55 有領先公司，技術和產業實力強大，如英特爾、菲尼薩、英飛朗、康寧等企業：示范企業是指具備較強的市場競爭力，整體技術水平處于行業內領先地位，對區域內企業具

154、有一定的影響力、號召力和引導作用的企業。通過對全球光子產業企業的綜合發明專利占比及有效專利占比進行統計分析，鎖定產業的實力企業。如下表所示，中國中芯國際集成電路制造（上海）有限公司專利申請量最高，其次是美國美光科技公司、日本富士電氣有限公司和日本東京 SHIBAURA 電力公司。從技術活躍度角度來看，有 11 家企業申請發明專利占比超 80%，反映光子產業正處于蓬勃發展階段且仍有極大的發展潛力。進一步對 15 家企業的背景進行調研分析發現，日本、美國、德國等國家的光子企業成立較早，有大量專利基礎，依托雄厚的實力積淀，其發明專利申請占比較高，我國光子企業專利申請占比量較低。表 2-5 光子產業全

155、球示范企業 TOP15 申請人申請人 申請量申請量 發明專利占比發明專利占比 美國應用材料公司美國應用材料公司 3802 60.32%日本電報電話日本電報電話 3798 73.70%日本電氣公司日本電氣公司 3780 73.12%日本奧基電氣工業有限公司日本奧基電氣工業有限公司 3696 87.66%日本富士照相膠片有限公司日本富士照相膠片有限公司 3276 72.79%日本尼康公司日本尼康公司 2970 86.01%美國美光科技公司美國美光科技公司 2614 32.52%韓國韓國LG 顯示器有限公司顯示器有限公司 2491 61.97%美國先進微設備公司美國先進微設備公司 2434 32.6

156、7%日本東京日本東京 SHIBAURA 電力公司電力公司 2305 66.85%美國飛利浦內華達州美國飛利浦內華達州 2257 69.91%日本東芝日本東芝 KK 2242 51.83%日本三洋電氣公司日本三洋電氣公司 2220 83.75%日本住友電氣工業日本住友電氣工業 2199 75.34%美國德克薩斯儀器公司美國德克薩斯儀器公司 2176 37.44%二、國內創新主體（一）國內光子產業發展情況：華東、華中、華南地區集中國內了約 80%的光子產業，華東地區的長三角占比最大，超過 200 億元，華中地區因為武漢光谷的帶領，約有 200 億規模，華南地區主要集中在珠三角，規模近百億。2015

157、 年以來，“制造強國”、“十三五”國家科技創新規劃、“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃、“十三五”國家信息化規劃 等國家戰略規劃均將光電子技術作為重要方向進行布局?？萍疾坎季謬抑攸c研發計劃“增材制造與激光制造”重點專項，推動超快激光精密制造技術及裝備等關鍵技術突破。2021 年，“信息光子技術”被列為“十四五”國家重點研發計劃陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 56 重點專項。國家自然科學基金委從信息器件、信息光學與光電子器件、激光技術與技術光學等方面支持光子技術原始創新。北京市將光子產業列入“十四五”規劃，正在籌建北京光子創新研究院，建設北京光子創新平臺。上海市 2017 年將硅光子

158、與硬 X 射線自由電子激光作為首批市級科技重大專項予以支持，著力形成完整的硅基光互連芯片產業鏈，打造世界級硅光子基地。重慶市與中國電科于 2018 年聯合建設 UMEC（微電子中心），打造 8英寸和 12 英寸高端特色工藝集成電路制造中試平臺、集成電路協同設計平臺、異質異構三維集成封裝平臺?？傊?，在政策的導向下，光子產業領域的新興企業表現出高度的研發熱情。新興企業是指擁有自主知識產權的核心技術、知名品牌，進入行業晚但在市場競爭中具有優勢和持續發展能力的企業。通過對國內各企業近五年的發明占比、有效占比進行篩選分析，鎖定產業的新進企業。進一步地，通過對新進企業的背景進行分析調研，可以發現這些新進企

159、業背后大多有強大的研發資金或強大的科研團隊支持。例如，表 2-6 光子產業中國新興企業 TOP10 申請人申請人 申請量申請量 發明申請發明申請占比占比 有效占比有效占比 技術領域技術領域 中芯國際中芯國際集成電路制造（上海）有限集成電路制造（上海）有限公司公司 2140 56.89%71.97%材料芯片 上海華力微電子有限公司上海華力微電子有限公司 1213 67.20%65.42%器件 京東方科技集團股份有限公司京東方科技集團股份有限公司 1122 60.41%67.31%器件 上海華虹上海華虹NEC電子有限公司電子有限公司 1004 72.67%70.02%材料器件 上海華虹宏力半導體制

160、造有限公司上海華虹宏力半導體制造有限公司 897 50.62%73.73%器件 上海宏力半導體制造有限公司上海宏力半導體制造有限公司 424 84.60%50.60%材料器件 中芯國際中芯國際集成電路制造（北京）有限集成電路制造（北京）有限公司公司 418 48.78%70.44%器件 上海微電子裝備有限公司上海微電子裝備有限公司 366 57.76%91.09%系統設備 旺宏電子股份有限公司旺宏電子股份有限公司 341 55.48%36.88%材料器件 長江存儲科技有限責任公司長江存儲科技有限責任公司 334 64.34%71.12%器件系統（二）中芯國際集成電路制造有限公司 該公司于 20

161、00 年 4 月 3 日根據開曼群島法例注冊成立。2004 年 3 月 18 日于香港聯合交易所主板上。2020 年 7 月 16 日在上海證券交易所科創板鳴鑼上市。中芯國際控股有限公司注冊成立于 2015 年 7 月 28 日，是中國內地規模大、技術先進的集成電路芯片制造企業。中芯國際主要業務是根據客戶本身或第三者的集成電路設計為客戶制造集成電路芯片。中芯國際是純商業性集成電路代工廠，提供陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 57 0.35 微米到 14 納米制程工藝設計和制造服務。榮獲半導體國際雜志頒發的2003 年度最佳半導體廠獎項。2020 年 7 月，2020 年財富中國 500

162、強排行榜發布，中芯國際集成電路制造有限公司排名第 427 位。2021 年 8 月，2021 年 財富中國 500 強排行榜發布，中芯國際集成電路制造有限公司排名第 382 位。中芯國際向全球客戶提供 0.35 微米到 45/40 納米芯片代工與技術服務。除了中芯國際高端的制造能力之外，為客戶提供全方位的晶圓代工解決方案，從光罩制造、IP 研發及后段輔助設計服務到外包服務（包含凸塊服務、晶圓片探測，以及最終的封裝、終測等）。全面一體的晶圓代工解決方案務求能最有效縮短產品上市時間，同時最大降低成本。公司與世界級設計服務、智能模塊、標準單元庫以及EDA 工具提供商建立了合作伙伴關系，為客戶提供廣泛

163、且高靈活度的設計支持。公司裝備了大陸最先進的光掩膜生產線，技術能力跨越 0.5 微米到 45 納米。測試服務則針對邏輯電路、存儲器、混合信號電路等多種芯片。為了更好地服務全球客戶，中芯國際還在美國、歐洲、日本和臺灣地區提供客戶服務和設立營銷辦事處。值得一提的是，中芯國際集成電路制造有限公司發展目標為“成為世界一流的專業芯片代工公司”，從擁有專利方面分析，專利有效性來看，有效專利占比 63.04%；失效專利占比 33.14%；審中占比 3.82%。從專利法律事件來看，轉讓 496 件，許可 3 件，復審決定 68 件，權利人變更 1 件。從被引證國別看，中國 1360 次，美國 174 次，世界

164、知識產權組織 126 次，中國臺灣 25 次，日本 4 次，韓國 4 次，俄羅斯 3 次，歐洲專利局 2 次，英國 1 次。從應用領域來看，新一代信息技術產業占比 99.8%，新材料產業占比 2.3%。表2-7 中芯國際集成電路制造有限公司光子技術代表專利解析表 公開（公告）號公開（公告）號 專利標題專利標題 技術要點技術要點 CN1635413A 硅基液晶顯示裝置的金屬反射層的制作方法 在硅晶片基底上完成內部驅動電路、絕緣層，然后沉積金屬反射層、復合阻擋保護層 CN1716550A 用于高電壓操作的金屬氧化物半導體器件及其制造方法 半導體襯底內部的阱區以及一個在阱區內部的雙擴散漏極區，一個柵

165、電介質層覆蓋在表面區域之上。以20伏特以上的電壓表征高電壓器件具有的高電壓半導體器件擊穿電壓。CN1635627A 利用注入晶片的注入機的低能量劑量監測 監測晶片由結晶材料制成。將多個粒子引入材料的某個深度之中，其中多個粒子導致結晶材料成為非晶態。利用注入工具將多個摻雜物粒子引入非晶態的結晶材料的所選擇的深度。非晶態捕獲摻雜物粒子。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 58 公開（公告）號公開（公告）號 專利標題專利標題 技術要點技術要點 CN1612312A 一種離子布植制程的監控方法 用于監控低能量（布植能量小于10KeV）雜質的布植，包含下列步驟：使用低溫制程在該離子布植層上覆蓋一層遮

166、蔽層；高溫快速回火處理；及測量組件參數。CN1921086A 應變CMOS的集成制作方法 在形成多晶硅柵極導電結構以及間隔層以后，光刻膠保護PMOS的多晶硅柵極和NMOS區域，對PMOS的源漏進行硅凹陷刻蝕，去除光刻膠層之后去除電介質層，進行后續的制程。CN1979811A 用于制造集成電路的電容器器件的方法與結構 表面區上具有中間電介質層。中間電介質層具有上下表面。器件在中間電介質層中具有容器結構。CN1870247A 一種改進深溝槽DRAM鎢金屬位線的CMP工藝窗的方法 通過在M0位線接觸窗填充材料凹陷刻蝕階段同時移除多晶硅層，解決了在深溝槽DRAM的內連線制作過程中在（M0）位線鎢金屬的

167、化學機械研磨（CMP）之后隨機產生多晶硅殘留，影響鎢金屬研磨工藝窗的問題。CN1941329A 用于CMOS技術的應變感應遷移率增強納米器件及工藝 該CMOS器件包括NMOS器件、PMOS器件，在源極區和漏極區中形成硅鍺材料。硅鍺材料使溝道區處于壓縮模式。CN101153969A 硅基液晶顯示裝置反射鏡面的制作方法 在金屬層上形成氧化鋁層；在氧化鋁層上沉積硅氧化物層；在硅氧化物層表面沉積抗反射層；在抗反射層上形成圖案化光阻層；以光阻層為掩膜，蝕刻穿透抗反射層、硅氧化物層、氧化鉛層以及金屬層，露出硅基底。CN101051612A 硅化金屬阻止區的形成方法及半導體器件的制造方法 在半導體基底上形成

168、圖形化的電介質層和多晶硅層；形成硅化金屬阻止層；對該硅化金屬阻止層進行曝光、顯影，形成打開區和阻止區；CN101123271A 半導體器件及其制造方法 本發明結合鈷硅化物工藝和鎳硅化物工藝各自的優勢，將鎳的硅化工藝很好地用于65nm以下工藝節點，在保證柵極表面利用鎳硅化物形成高可靠的金屬接觸層的同時，最大程度地降低在源/漏區形成釘軋（spriking）的風險。CN101106078A 形成納米單晶硅的方法和非揮發性半導體存儲器制造方法 在半導體基體上形成富硅介質薄膜層；將硅離子植入富硅介質薄膜層；對半導體基體進行退火處理，在富硅介質薄膜層中形成納米單晶硅。本發明還提供了含有納米單晶硅浮柵的非揮

169、發性半導體存儲器的方法。CN101038870A 半導體器件柵極結構的制造方法 本發明的半導體器件柵極結構的制造方法對于在65nm及以下的工藝節點精確控制柵極氧化層的厚度非常有效，刻蝕深度能夠完美地停止在柵極氧化層表面而不會對有源區表面造成任何凹陷。CN1941293A 用于半導體器件的使用預處理的材料原子層沉積的方法 該方法包括將氧化物質引入到室中。包括處理半導體襯底的上表面，以去除一種或多種含碳物質并形成上覆于上表面的二氧化硅粒子膜。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 59 公開（公告）號公開（公告）號 專利標題專利標題 技術要點技術要點 CN1635636A 用于將銅與金屬絕緣體金屬

170、電容器結合的方法和結構 該器件在該多個層間連接開口的每一個中填有銅填充材料，以形成由上表面穿過刻蝕阻擋層延伸到銅金屬層的多個銅結構。CN1893028A 具有氧化物間隔層的應變源漏CMOS的集成方法 將以氧化物間隔層和多晶硅硬掩模為掩模的硅鍺外延生長源漏的PMOS和具有硅碳外延生長源漏的NMOS的制作和安全去除硬掩模集成的方法。CN101127304A 半導體器件的制造方法 本發明的方法省去了高溫退火的步驟，利用后續積淀的溫度對鎳進行二次退火，既簡化了制造工藝，又能夠更好地控制整個鎳硅化過程的熱預算，防止了在高溫熱退火時硅化鎳轉變為高阻態導致接觸電阻增大現象的發生。CN101140869A 金

171、屬氧化物半導體器件的制造方法 本發明在所述柵極的側壁形成側壁保護層，該保護層起到了隔離腐蝕液與柵極的作用，從而避免了瓶頸現象的發生。CN101197327A SONOS快閃存儲器的制作方法 本方法避免在介電層的側壁以及介電層之間產生多晶硅殘留，防止漏電流發生。（三）上海華力微電子有限公司：于 2010 年 1 月 18 日在成立。公司經營范圍包括開發、設計、加工、制造和銷售集成電路和相關產品等。2022 年 1 月 28 日，該企業技術中心入選 2021 年（第28 批）新認定國家企業技術中心名單。隸屬于華虹集團，作為行業內領先的集成電路芯片制造企業，華麗擁有先進的工藝制程和完備的解決方案，專

172、注于為設計公司、IDM 公司及其他系統公司提供 65/55 納米至 28/22 納米不同技術節點的一站式芯片制造技術服務。華力建立了擁有自主知識產權的 65/55 納米、40 納米和 28/22納米邏輯工藝技術平臺，并在此基礎上延伸開發了射頻、圖像傳感器、高壓、超低功耗、嵌入式存儲器等特色工藝技術，可以有效滿足客戶多元化需求。華力提供全方位的芯片制造服務，為客戶提供豐富多元的 IP、設計服務、多項目晶圓服務、光罩服務和分析服務等專業技術支持，并依托自有的晶圓級芯片測試能力，以一站式服務滿足客戶的不同需求。全方位芯片制造解決方案可以有效縮短客戶產品上市時間并降低成本。陜西省知識產權局陜西省光子產

173、業專利導航 60 表2-8 上海華力微電子有限公司光子技術代表專利解析表 公開（公告）公開（公告）號號 專利標題專利標題 技術要點技術要點 CN103579118A 靜態隨機存儲器之寫入冗余度改善的方法 步驟S1：提供硅基襯底，并形成淺溝槽隔離；步驟S2：形成NMOS器件和作為上拉晶體管的PMOS器件；步驟S3：在NMOS器件和作為上拉晶體管的PMOS器件之源極區和漏極區進行源漏注入，并沉積氮化硅保護層；步驟S4：對NMOS器件和作為上拉晶體管的PMOS器件進行源漏退火工藝；步驟S5：刻蝕除去氮化硅保護層。CN109461739A 一種改善SONOS存儲器之多晶硅薄膜沉積特性的方法 步驟S1：

174、提供硅基襯底，并形成SONOS區、選擇柵極區、外圍邏輯電路區，且已形成高壓柵氧化層、原位ONO層；步驟S2：刻蝕去除原位ONO層之阻擋氧化物層；步驟S3：采用ISSG法在原位ONO層的氮化硅層上沉積第一阻擋氧化物層；步驟S4：刻蝕去除位于選擇柵極區和外圍邏輯電路區處的第一阻擋氧化物層和氮化硅層；步驟S5：采用ISSG法在原位ONO層之第一阻擋氧化物層上沉積第二阻擋氧化物層；步驟S6：多晶硅薄膜沉積；步驟S7：多晶硅柵結構形成。CN102412125A 一種制造高拉應力氮化硅薄膜的方法 先在硅基板上沉積一層第一氮化硅薄膜層，利用等離子體對第一氮化硅薄膜進行處理；在第一氮化硅薄膜層之上沉積一層第二

175、氮化硅薄膜層，并再次用等離子體對第二氮化硅薄膜進行處理；對多層氮化硅薄膜層進行紫外光照射。CN103077880A 一種處理鋁焊墊上的氮化鈦殘留物的工藝方法 步驟一，對未被光阻層所覆蓋的阻擋層以及阻擋層下方的襯底與頂部金屬阻擋層進行刻蝕，直至刻蝕至金屬層；步驟二，將光阻層完全移除；步驟三，進行氮化硅的沉積，氮化硅覆蓋于阻擋層、襯底側壁頂部金屬阻擋層側壁以及金屬層上表面；步驟四，在氮化硅上表面進行光阻層沉積，并利用鋁焊墊光刻的條件進行光阻的涂布和顯影；步驟五，對未被光阻層所覆蓋的氮化硅進行刻蝕；步驟六，進行光阻層去除；步驟七，進行化學清洗。CN106449766A SONOS 器 件 以 及SO

176、NOS器件制造方法 包括：硅襯底層、布置在硅襯底層上的隧穿氧化層、布置在隧穿氧化層上的第一氮化硅富硅層、布置在第一氮化硅富硅層上的氮化硅富氮層、布置在氮化硅富氮層上的第二氮化硅富硅層、布置在第二氮化硅富硅層上的阻擋氧化層、以及布置在阻擋氧化層上的多晶硅層；其中，第一氮化硅富硅層和第二氮化硅富硅層的硅含量高于氮化硅富氮層的硅含量；而且第一氮化硅富硅層和第二氮化硅富硅層的氮含量低于氮化硅富氮層的氮含量。CN102446743A 建立有源區氮化硅膜應用數據庫的工藝方法 包括：在每臺不同型機臺的基底層上生成氮化硅，其中，對基底層上生成的氮化硅進行薄膜的沉積自備，在對已經進行過薄膜自備的氮化硅上進行刻蝕

177、并形成溝槽，并進行曝光，對已所形成的溝槽進行填充物的填充，在進行對氮化硅上的填充物進行化學研磨，之后對氮化硅進行刻蝕，并完全去除氮化硅。CN102709178A 一種形成雙應力層氮化硅薄膜的方法 包括下列步驟：提供一種具有NMOS晶體管和PMOS晶體管的半導體襯底；在所述半導體襯底上沉積一層第一氮化硅層；在所述第一氮化硅層的表面沉積一層第二氮化硅層，所述第二氮化硅層為摻雜有雜質元素的氮化硅層，所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層組成高拉應力的氮化硅薄膜；蝕刻所述PMOS晶體管表面，去除所述PMOS陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 61 公開（公告）公開（公告）號號 專利標題專利標題 技術要

178、點技術要點 管表面的第一氮化硅層和第二氮化硅層；對所述半導體襯底進行快速熱退火工藝；對所述NMOS晶體管進行刻蝕，去除NMOS晶體管表面的第一氮化硅層和第二氮化硅層。CN106941104A 一種結合耐高壓晶體管的電荷捕獲型非易失存儲器制作方法 在硅基襯底之有源區和淺溝槽隔離區沉積ONO層；在ONO層上沉積多晶硅層；在多晶硅層上沉積至少含氮化硅層的第一絕緣層；通過刻蝕形成控制柵，并去除存儲區和外圍區的多晶硅；在存儲區之非控制區和外圍區形成絕緣薄膜；在絕緣薄膜上沉積多晶硅；在多晶硅表面沉積包含氮化硅層的第二絕緣層；干法刻蝕第二絕緣層和多晶硅層以形成外圍區柵極和存儲區側墻型柵極；透過第二絕緣層進行

179、外圍區離子注入；同步去除控制柵頂部之第一絕緣層的氮化硅層和外圍區柵極頂部之第二絕緣層的氮化硅層。CN107845636A 一種Flash晶圓的制作方法 S01：制備含有存儲區、邏輯區和電容區的Flash晶圓，并對其上表面進行平坦化；S02：對邏輯區和電容區中的淺溝槽填充氧化硅高度進行調整；S03：在上述Flash晶圓上表面依次沉積氮化硅層和氧化硅層，并依次去除存儲區上表面、邏輯區和電容區浮柵上表面的氧化硅層和氮化硅層；S04：對存儲區和電容區中的淺溝槽填充氧化硅高度進行調整，使其不同；S05：在上述Flash晶圓表面沉積層間介質層；S06：采用光罩保護存儲區和電容區，去除邏輯區中剩余部分，得到

180、具有不同淺溝槽填充氧化硅高度的存儲區、邏輯區和電容區。CN102437197A 一種新型的兩位SONOS存儲單元結構及其制備方法 存儲器包括硅基底、隧穿氧化硅層、氮化硅存儲介質層、氧化硅層和多晶硅層，隧穿氧化硅層覆于硅基底上，氮化硅存儲介質層覆于隧穿氧化硅層上，氧化硅層覆于氮化硅存儲介質層上，多晶硅層覆于氧化硅層上，其中，還包括凹槽，凹槽位于所述氧化硅層表面。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 62(四）京東方科技集團股份有限公司 京東方科技集團股份有限公司（BOE）創立于 1993 年 4 月，是一家為信息交互和人類健康提供智慧端口產品和專業服務的物聯網公司。核心事業包括端口器件、智慧物

181、聯和智慧醫工。端口器件產品廣泛應用于手機、平板電腦、筆記本電腦、顯示器、電視、車載、可穿戴設備等領域；智慧物聯為新零售、交通、金融、教育、藝術、醫療等領域，搭建物聯網平臺，提供“硬件產品+軟件平臺+場景應用”整體解決方案；在智慧醫工領域，京東方通過移動健康管理平臺和數字化醫院為用戶提供了全面的健康服務 。2019 年 BOE（京東方）全球排名躍升至第 13 位，連續 4 年在 IFITOP50 榜單中實現排名與美國專利授權量雙增長 。世界知識產權組織（WIPO）發布 2019 年全球國際專利申請（PCT）情況，BOE（京東方）以 1864 件 PCT 專利申請量位列全球第六。2020 年 7

182、月 7 日，京東方獲評“新財富最佳上市公司”。10 月 15 日，京東方）上榜 BrandZ 最具價值中國品牌 100 強榜單。2021 年 1 月 26 日強勢上榜BrandFinance2021 全球品牌價值 500 強。3 月 2 日世界知識產權組織發布專利申請榜單京東方位列全球第七。目前，BOE（京東方）在北京、成都、綿陽、合肥、鄂爾多斯、重慶、福州、武漢等地擁有 14 條半導體顯示生產線，其中包括全球首條最高世代京東方合肥第 10.5 代 TFTLCD 生產線及中國首條第 6 代柔性 AMOLED 生產線京東方成都第 6 代柔性 AMOLED 生產線。此外，BOE（京東方）子公司遍布

183、美國、德國、英國、法國、瑞士、日本、韓國、新加坡、印度、俄羅斯、巴西、阿聯酋等 19 個國家和地區，服務體系覆蓋歐、美、亞、非等全球主要地區。京東方科技集團股份有限公司在氧化物半導體顯示技術領域取得突破，銅易擴散、易氧化、易鉆刻等業界難題被京東方攻克。2022 年 2 月冬奧會開幕式“雪花”形態主火炬臺的整體硬件支撐和軟件系統都由京東方自主研發設計，主火炬臺直徑達 14.89 米，由 96 塊小雪花形態和 6 塊橄欖枝形態的 LED 雙面屏創意組成，采用雙面鏤空設計，嵌有 55 萬余顆 LED 燈珠，每一顆燈珠都由驅動芯片的單一信道獨立控制。京東方團隊通過 500 多張設計圖紙和近 10 輪的

184、制樣，研發出目前行業內發光面最窄的單像素可控異形顯示產品，充分呈現雪花的線條感和細膩的畫面顯示效果，成功將導演組的藝術創意變為陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 63 現實。開幕式的舞臺地面是目前最大的 8K 超高清地面顯示系統，京東方采用多個8K+級分辨率的畫面融合技術，超大規模的光學校正算法可對每個顯示畫面進行像素點級的光學校正，可呈現出 100000:1 超高對比度，3840Hz 超高刷新率，以及29900 x15096 超高分辨率的超高清絢麗畫面。京東方作為國內主要顯示屏龍頭企業，專利實力強大，占據這一領域冠軍位置。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 64 表 2-9 京東方科

185、技集團股份有限公司光子技術代表專利解析表 公開（公告）號公開（公告）號 專利標題專利標題 技術要點技術要點 CN106681054A 背光模組、空間光調制器、全息顯示裝置及其顯示方法 該背光模組可同時避免當多個子空間調制器采用同一再現光源而導致的觀看效果不良以及當多個子空間調制器采用不同的可獨立控制的光源時光源的開關導致的功率不穩定而導致的全息圖像效果較差等問題。CN108962959A 一種有機發光顯示面板及顯示裝置 在各光學探測組背離襯底基板的一側設置偏光組件，每一個光學探測組均對應著一部分偏光組件，而每個光學探測組所對應的部分偏光組件均具有設定的偏振化方向，只有滿足其偏振化方向的線偏振光

186、才能通過這部分偏光組件。CN106547169A 一種光刻膠涂布裝置 包括：噴嘴、光電探測器、光學元件，以及控制器；發明利用干涉原理，實現了根據光刻膠厚度的均勻性實時調整光刻膠的涂布狀態，避免光刻膠的厚度出現大的波動。CN109491155B 一種顯示面板及其制造方法、顯示裝置 包括：第一顯示面板和設置在第一顯示面板上方的第二顯示面板，該顯示面板還包括若干光學各向異性的陣列結構；陣列結構位于第一顯示面板和第二顯示面板之間，用于支撐第一顯示面板和第二顯示面板。提高顯示面板的顯示效果。CN110634415A 一種顯示裝置 涉及顯示技術領域，可以解決成像組件發出的光射向相鄰光學元件，經相鄰光學元件

187、偏折進入人眼產生雜散光的問題。CN111628035A 一種光電探測器及其制備方法 通過采用由寬禁帶氧化物半導體材料與非晶硅材料形成的半導體異質結構，在 300 納米至 650 納米的波長范圍內，都有較高的光吸收和電流轉化效率，量子效率高；同時，通過在結界面中加入阻擋層結構，使得光電探測器在較大偏壓與較高溫度下的暗電流能保持穩定，探測準確性、穩定性遠高于非晶硅同質結 PIN；并且制備工藝與現有 TFT 背板兼容，具有制作成本低、易于工藝實現、生產效率高和良品率高等優點。CN207781619U 一種光電探測器 與現有的光電探測器相比，增加了位于光吸收層入光側的第一光學濾光層和光譜轉化層，以及位

188、于光吸收層背面的第二光學濾光層。因此可以在不需要增加光吸收層的厚度的基礎上，明顯提高光電探測器的響應度。CN108573983A 光學探測器及其制備方法、指紋識別傳感器、顯示裝置 探測器包括：依次層疊設置的第一電極、光電轉換層、第二電極、第一絕緣層和第三電極的層疊結構；光學探測器還包括：有源層、柵絕緣層和柵極；本發明可以提高光學探測器的感光區面積，從而可以提高光學探測器的靈敏。CN104111548A 用于陣列基板檢測設備的光學系統及陣列基板檢測設備 利用偏光片只能透過單方向矢量光波，反射光經過液晶旋光性作用影響光波方向矢量，再通過偏光片過濾光波，從而使光強探測器接收到的好壞像素的反射光強差異

189、增大，從而使檢測標準設定容易，降低假不良的產生，很好分辨好壞像素，提升檢出率，為提升產品品質提供改善方向。CN105116614A 一種背光模組的組裝治具及組裝方法 用以提高背光模組的組裝效率及組裝良品率。以預設的傾斜角度將所述一組光學元件的凸起結構嵌入到背板的凹槽結構中，然后將一組光學元件平放在背板上，使其與背板完全貼合。CN205827015U 一種光學器件及顯示裝通過打開所述光源，能夠控制所述光學元件對透過的光線進行調整，增大或減小光照區域，從而將所述光學器陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 65 公開（公告）號公開（公告）號 專利標題專利標題 技術要點技術要點 置 件設置在顯示面板

190、的顯示側時，就能夠達到增大或減小顯示視角的目的。而且通過光控來切換顯示視角的大小，具有靈敏度高、控制簡單的優點，能夠快速切換。CN108550610A 顯示面板、其指紋識別方法、其程序解鎖方法及顯示裝置 在曲面顯示區包括：襯底基板，在襯底基板一側依次設置的發光器件和保護蓋板；發光器件與襯底基板之間設置有多個光學探測器；曲面顯示區內發光器件的出光側具有用于會聚光線的光學結構；光學探測器用于在手指接觸顯示面板的曲面顯示區時，接收發光器件入射到手指后反射的光線。CN103994399A 光補償件、遮光膠帶、背光模組及顯示裝置 光補償件位于光學元件的邊緣的上方，其包括第一側面，第一側面朝向光學元件的出

191、光面；且第一側面上設有至少一個凹槽；凹槽的表面能夠將射至凹槽的光線匯聚并反射向光學元件的出光面上亮度較低的區域?？梢詫鈱W元件的出光面上亮度較低的區域進行補償，增強光學元件的出光面上亮度較低的區域的亮度，使光學元件的出光面上各區域的亮度均勻。CN106785817A 一種光學設備及準分子激光退火系統 由于光源的出射光在經過光學系統后垂直入射至透明窗口，因此由透明窗口反射回光學系統的反射光可以按入射光的反方向原路返回，從而使得反射光在經過光源和/或光學系統中的光學鏡片的反射后重新向透明窗口出射的光線的傳播方向與原出射光線相同，由此可將透明窗口的反射光重新作為出射光線，提高了最終到達透明窗口的光線

192、的能量密度，有效降低了透明窗口對光源能量的衰減，節省能源。CN106940486A 一種顯示裝置及其顯示方法 其中，顯示裝置包括：光學器件，根據所述圖像數據調整每一光學單元的透光率和/或折射率。本發明的技術方案能夠實現全息圖像的動態顯示。CN110095834A 背光源、背光源制作方法和顯示裝置 顯示面板提供光源；包括發光源；及設置于發光源的發光面一側，用于將發光源所發射的光線均勻出射至顯示面板的光學元件。本發明的有益效果是：導光板和所述光學膜材中的至少一個為玻璃材質，增強背光源物理強度，避免在高溫狀態下導光板和/或光學膜材發生褶皺，提高產品信賴性。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 66

193、 三、其他創新主體 光子技術各個細分產業的主要創新主體除專利檢索出的重點企業外，還包括在行業影響巨大，但專利獲取主要不以申請為主的創新主體，經過行業調研和資料搜集，研究者發現主要集中在美國、日本、韓國、德國等，其中美國的重要創新主體最多，且在光子領域各細分行業均有分布，可見其技術和產業實力強大。另外，英特爾、菲尼薩、英飛朗、康寧等企業在光子領域多個行業中表現不俗。上游材料與芯片技術領域美國技術力量雄厚，Acaicia（阿卡西亞）公司研發領域主要將 DSPASIC 和 SiliconPIC 整合到同一硅基芯片上，較好地提高了集成度，相關模組即插即用，更容易部署，使用成本低廉，在信號處理芯片和硅光

194、芯片擁有大量知識產權；美國 IBM 公司成功將硅光子芯片集成到與 CPU 相同的封裝尺寸，同年展示了完全整合的分波多工 CMOS 硅光子芯片，該全整合式分波多任務 CMOS 光子芯片，內含四個獨立的發射通道，有四個不同波長的 25Gbps 收發器信道，利用芯片上的分波多任務器進行結合或分開；美國（Finisar）菲尼薩公司在光模塊和光子集成芯片領域積累深厚，長期致力于光模塊的低成本、高密度、低功耗技術開發；美國康寧作為特殊材料制造商，主要生產特殊玻璃材料和陶瓷材料，廣泛應用于高科技消費電子、電信、生命科學、移動排放控制領域?？祵幑景l明制造了玻璃燈泡（1879 年）、電視顯像管（1947 年）

195、，并制造出世界第一根光纖（1970年）；美國SiFotonics發布2.5Gb/s速率的接收器單片集成芯片TP1001。圖 2-27 國外上游材料與芯片技術領域創新主體專利布局情況 中游器件與模組技術領域美國蘋果最早布局 3D 成像的公司，并購了多家相關企業，實現結構光產業的關鍵零組件的深度綁定，使其他品牌廠商難以完全復制；美國 LockheedMarti（洛克希德）公司是全球排名第一的軍用紅外熱像儀；美陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 67 國 Raytheon（雷神公司）全球排名第二的軍用紅外熱像儀；美國 FLIR 全球規模最大、品種最齊全的民用紅外熱像儀供應商，市場占有率達 40%

196、；美國 Kaiam（凱姆）公司著名光器件公司，光集成技術領導者；美國英特爾（Intel）近年來在硅光集成技術領域積累了大量的產品生產經驗，采用的 InP-Si 混合集成技術在封裝方面具備突出優勢，目前英特爾已經成為基于硅光子技術的第二大光收發器供應商，建立起全球首個集成激光器的端到端硅激光數據連接；德國英飛朗（Infinera）公司生產的磷化銦光子集成電路被用作智能傳輸網絡平臺中的區分組件；美國Mellanox和Neo Photonics 公司合作開發激光器陣列，主要針對100GPSM4模塊，用于數據中心收發器；德國 IPG 激光公司是全球最大光纖激光制造商，擁有國際領先水平的光纖激光研發中心

197、。憑借其光纖激光器等先進技術，一直保持著較高增速。由于其縱向整合以及直銷模式，近年毛利率約為 55%，90%左右的產品都銷往激光材料加工市場、原始設備制造商（OEM）、系統集成商以及最終用戶；英國 Thales Optronique（泰雷茲光電子公司）在激光行業有超過 30 年的經驗，為客戶提供設計、開發和制造高能量激光器和超強超短飛秒摻鈦藍寶石激光器。其激光器系列產品應用領域主要分為工業應用和科學應用；韓國韓華公司是世界上最大的光伏制造商之一，財富世界五百強企業，韓國的八強企業。擁有 5.7GW 電池和 5.7GW 太陽能組件的產能，是世界上最大的電池制造商，也是最大的太陽能組件供應商之一。

198、圖 2-28 國外中游器件與模組技術領域創新主體專利布局情況 下游系統與設備技術領域，德國英飛朗（Infinera）主營光傳輸網絡系統，是世界各地的一級和二級電信服務提供商、互聯網內容提供商、有線電視運營商、批發和企業運營商、研究和教育機構以及政府實體服務提供商。其產品組合包括陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 68 DTN-X 系列平臺、InfineraDTN 平臺、InfineraCloudXpress 平臺、InfineraTM 系列、InfineraTG 系列和 InfineraATN 平臺等，主要用于海底、長途傳輸和城域網絡；美國 Ciena 公司是全球光網絡領域的領軍企業，近年

199、來致力于光網絡構架的升級并著手投入大量力量開拓數據中心互聯領域；美國菲尼薩斯（Finisar）全球性的電信系統供應商，包括電信設備、電信軟件、服務（語音/視頻/數據）。廣泛服務于通信提供商、線纜運營商、政府和企業（OLED 加工）、硅退火、激光沖擊處理、激光消融等?？茖W應用領域，主要在電子和離子加速、等離子體物理、VUV-X 射線研究等領域；日本索尼推出光存儲系統 Everspan，保證存儲在光存儲介質中的數據100年完好無損，克服磁帶存儲需要快進快退搜尋資料的缺點；美國英特爾（Intel）發布了采用硅光子技術的有源光纜（AOC），支持 Facebook 主導的數據中心行業標準OpenComp

200、uteProject。宣布其硅光子模組（100G 收發器）正式投入商用，代表數據中心的銅線架構將快速被高速光纖的硅光架構取代；美國 FirstSolar 世界領先的太陽能光伏模塊制造商之一，MIT 科技評論評選的 2016 年“全球 50 大創新公司”中的 3 家上榜能源公司之一。以低成本的薄膜半導體技術設計和制造太陽能電池板，同時還建造太陽能發電廠，為各類設施提供能源；韓國三星 OLED面板制造、部分設備和材料領域全球領先膜技術的 5 倍。擁有自主知識產權的大型光伏系統，在全球 11 個國家已經建設和安裝了超過 500 個大型電站，總裝機容量達到 1.5GW，目前正在參與開發的電站總規模達到

201、 5GW；美國康寧公司掌握光纖光纜行業中上游的光棒制造核心工藝；美國 Nufern 全球領先的有源光纖，光纖激光器和光纖放大器生產商，近期推出 30W 平均功率的 NuQ 工業級脈沖光纖打標激光器，采用了 Nufern 優化設計的摻鐿光纖，具有“快啟動”的特性，接通時間只需要 125s，可以最大限度提高打標的生產能力；德國萊尼（LEOIN）世界上的電纜、銅線、線束系統供應商之一，主要從事工業應用定制化產品和解決方案的開發、制造及營銷，服務于乘用車和商用車、通訊和基礎設施、電氣、導體和銅線解決方案等領域。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 69 圖 2-29 國外下游系統與設備技術領域創新主

202、體光子產業相關專利布局情況 國內光子領域主要創新主體以軍工集團為代表的國有企業和以中國科學院為代表的科研院所占據領先地位，近年來興起的一些民營企業也表現不俗。在光探測之外的其他光子分支領域，重要創新主體主要為民營企業，其中華為、烽火通信、亨通光電等企業在多個分支領域中表現出色。上游材料與芯片技術領域水晶光電公司主要研發精密光電薄膜、藍寶石襯底、反光材料。紅外截止濾光片、光學低通濾波器、窄帶濾光片產品處于行業領先水平；保利協鑫能源控股有限公司是中國首家突破年產萬噸級以上多晶硅產能和產量的企業，是全球最大多晶硅生產企業之一，也是全球硅片產能最大的企業。圖 2-30 國內上游材料與芯片技術領域創新主

203、體專利布局情況 中游器件與模組技術領域軍工集團、中科院系科研院早年間光探測領域主導者，科技含量高，獲得大量資金支持，擁有大批高端科研人才；高德紅外全產業陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 70 鏈布局最為完備，軍品民品種類齊全。目前唯一具備武器系統總體科研生產資質的民營企業，紅外裝備行業巨頭之一。在測溫型紅外熱像儀方面居全球第四，是進入全球前五的唯一中國企業；久之洋實際控制人中國船舶集團公司，紅外探測產品占比高，擁有制冷型和非制冷型紅外探測設備生產能力易華錄光磁融合云存儲產品、D-BOX 行業數據服務一體機采用光磁一存儲技術，成為數據湖產品核心組成；大立科技在非制冷紅外焦平面探測器領域具備

204、突出技術優勢，軍用領域產品主要應用于紅外導引頭和光電吊艙等領域；華為于 2018 年推出自研引擎HUAWEIAREngine，宣告正式進軍移動 AR 領域。該系統支持運動追蹤、平面檢測、光照估計和命中檢測等功能。銳科激光率先實現國產高功率激光器量產突破，主要產品包括光纖激光器、連續光纖激光器、半導體激光器，是國內第一家專門從事光纖激光器及其核心器件的規?；a企業，研發實力處于國內領先水平。2019 年華為宣布正著眼于基礎對研究領域發起沖擊，包括下一代存儲技術的探索，華為在探索是否能使用 DNA 來存儲信息；光迅科技主營業務為光電子器件的研究、開發、制造和技術服務。中國最大光通信器件供貨商，目

205、前中國唯一一家有能力對光電子器件進行系統性、戰略性研究開發的高科技企業，中國光電子器件行業最具影響的實體之一；博創科技全球規模最大的平面波導（PLC）集成光器件制造商之一?；?PLC 技術，實現了 PLC 光分路器、DWDM 器件、光有源器件等產品批量化生產，光分路器占全球市場份額 10%；凱普林從事高功率激光器件、激光系統研發及產業化，致力于高性能光纖耦合半導體激光器、光纖激光器、超快激光器等產品的開發與市場應用，產品覆蓋可見光到近紅外波段，輸出功率涵蓋毫瓦級至萬瓦級，可提供高集成度的激光器件及系統；紫晶存儲國內唯一具有自主知識產權、能產業化生產應用于商業大數據存儲、檔案級的藍光存儲藍光介

206、質的企業，實現了光存儲介質核心技術自主可控，在國內具有領先地位。推出的以光存儲為核心的融合存儲解決方案，目前已經在政務、互聯網、醫療、金融、檔案、能源、教育等多個行業，得到了廣泛應用；華為紫光存儲專注光存儲介質技術為一次性記錄藍光存儲，同時正在開展下一代全息光存儲技術產業化應用研究；長江存儲研發了新型 3DNAND 閃存結構 Xtacking，該技術將為3DNAND 閃存帶來將近 DDR4 內存水平的 I/O 接口速度，同時具有業界領先的存儲密度；京東方國內顯示屏龍頭加速，近期發力布局柔性顯示屏。在綿陽、重慶等地投資 465 億建立柔性 AMOLED 產線；TCL 全球電視面板龍頭企業，在 L

207、TPS陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 71 和 AMOLED 小尺寸面板均有布局，具備規模優勢；華星光電在武漢建立 350 億AMOLED 產線，在深圳建立 427 億 LCD 產線。下游系統與設備技術領域華為光通信領域全球領先企業。全球最大的光傳輸設備廠家，從光傳輸開始起步。華為于 2014 年發布了 200G 光子集成方案，并已在全球建設超 200 個 100G 商用波分網絡，引領光網絡 100G 時代。研發的 7 納米光通信芯片正式大規模商用，性能全球領先。成立于 2008 年的華為海洋主要從事全球特種海纜通信網絡的建設，是全球第四大海底電纜工程公司。柏楚電子是從事激光切割控制系

208、統的研發、生產和銷售，是國家首批從事光纖激光切割成套控制系統開發的企業，致力于為激光加工提供穩定、高效的自動化控制解決方案。主營業務為激光切割設備制造商提供以激光切割控制系統為核心的各類自動化產品；中興是全球領先的綜合通信解決方案提供商。具有下一代光接入平臺TITAN、E-OTN 解決方案，以及智能管控平臺 ZENICONE，全面覆蓋光接入、光傳輸、智能管控等核心領域；亨通光電專注于光纖通信和電力傳輸領域，構筑形成光纖通信和量子通信全產業鏈及自主核心技術，進軍海洋工程、量子保密通信、大數據等高端產品及新領域，形成“產品+運營+服務”全價值鏈；烽火通信信息通信領域設備與網絡解決方案提供商，國家科

209、技部認定的國內光通信領域唯一的“863”計劃成果產業化基地、“武漢中國光谷”龍頭企業之一。掌握了大批光通信領域核心技術，參與制定國家標準和行業標準 200 多項。國家基礎網絡建設的主流供應商，產品類別涵蓋光網絡、寬帶數據、光纖光纜三大系列，光傳輸設備和光纜占有率居全國首列；常州天合光能有限公司全球最大的光伏組件供應商和領先的系統集成商，已申請超過 1315 項太陽能光伏專利，其中 747 項獲得授權。P 型單晶硅電池及 P 型多晶硅電池的實驗室轉換效率分別達到 22.61%和 21.25%；英利集團 1999 年承接國家第一個年產 3 兆瓦多晶硅太陽能電池及應用系統示范項目，是全球領先的太陽能

210、光伏企業。英利申請 PCT 國際專利 13 項，中國專利 2056 項，由國家 863 計劃支持自主開發的“熊貓”二代 MWT高效太陽能電池生產效率達到 21.5%，發電量比常規組件高出 30%。在全球，已有超過 17 吉瓦的英利光伏組件為各類用戶提供綠色電力，占全球總裝機容量的 7%左右。平均每年可發電 200 億度；長飛光纖國內第一家擁有光纖預制棒生產能力的企業，目前也是全球最大的光纖預制棒、光纖、光纜供應商，形成了“棒纖纜”一體化完整產業鏈。亨通光電首個特種光纖工程中心新一代光纖通信材料工陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 72 程中心，總投資 1 億元，年產 12 萬芯公里特種光纖

211、的能力；烽火通信 2017 年定增特種光纖產業化項目，總投資 2.47 億元；中天科技 2016 年定增特種光纖系列產品產業化項目，總投資 5 億元。2.4.2 我國科研機構分析我國科研機構分析 數據顯示，我國范圍內光子產業專利申請量排名前10的科研機構中，有4家科研機構的申請量超500項，主要集中在北京、上海、吉林、福建和陜西。表2-10 光子產業中國科研院所TOP10 申請人申請人 申請量申請量 發明申請占比發明申請占比 有效占比有效占比 技術領域技術領域 中國科學院半導體研究所 1312 64.41%42.86%系統器件 中國科學院上海光學精密機械研究所 802 54.08%30.44%

212、器件 中國科學院微電子研究所 762 64.51%62.92%芯片器件 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 506 63.19%40.70%器件 中國科學院上海微系統與信息技術研究所 481 58.40%55.60%器件材料 中國科學院福建物質結構研究所 346 66.03%37.82%材料器件 中國科學院上海技術物理研究所 343 53.78%45.17%器件系統 中國科學院物理研究所 259 55.19%32.66%器件設備 中國科學院西安光學精密機械研究所 250 52.41%38.86%系統設備 中國工程物理研究院激光聚變研究中心 222 50.00%31.75%設備系統 從表中可

213、以看出，各科研機構專利申請較活躍，發明申請占比均高于五成，專利有效性方面差距較為明顯，有效占比最高的為中國科學院微電子研究所，超過六成，同時，各研究機構對關系產業的研究側重有所不同，中游器件和下游系統設備領域研究較普遍，是大多數科研機構研究的重點方向，下面以中國科學院半導體研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所為例進行具體分析。一、中國科學院半導體研究所 中國科學院半導體研究所于 1960 年成立，是中國國務院直屬事業單位，是集半導體物理、材料、器件及其應用于一體的半導體科學技術的綜合性研究機構。研究所主要的研究方向和領域有半導體物理、材料、器件、工藝、電路及其集成應用研究等。據 2016

214、年 9 月研究所官網顯示，研究所擁有 14 個科研機構，與地方政府、科研機構、大學和企業等共建了 1 個院士工作站、3 個研發（轉移）中心、9 個聯合實驗室；擁有 3 個博士后流動站，3 個一級學科博士培養點，包括 5陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 73 個二級學科博士培養點；擁有 5 個二級學科碩士培養點，3 個專業學位碩士培養點；共有職工 690 余名，在學研究生近 600 名。2019 年，中國科學院半導體研究所牛智川研究員團隊創新設計金屬光柵側向耦合分布反饋（LC-DFB）結構，成功實現了 2m 波段高性能單模激光器，綜合性能達到國際一流水平并突破國外高端激光器進口限制性能的規

215、定條款。截至 2012 年 3 月，中心具有各類環境模擬試驗設備 30 余臺（套），有 Royce650鍵合拉力與芯片剪切力測試儀、SM-105-MPAVEX 機械沖擊臺、TIRA 電磁變頻振動臺、WEB9051 離心機、UL1000 氦質譜檢漏儀、EDA407 內部水汽檢測儀、TE-05-70-WH 高低溫（濕熱）快速溫度變化試驗箱、內引線拉力、芯片剪切應力測試儀、PIND4511L 顆粒碰撞噪聲檢測儀、充氮充氦氟油加壓檢漏裝置、離心機、電動振動試驗系統、沖擊臺、鹽霧腐蝕試驗箱、高溫試驗箱、高低溫試驗箱、高低溫交變濕熱試驗箱、氦質譜檢漏儀等設備，可依據GJB548B、GJB128A、GJB3

216、60A、GB/T2423 等試驗方法標準的要求開展相關試驗，試驗項目包括機械沖擊、振動、恒定加速度、耐濕、鹽霧、芯片剪切、鍵合拉力、粒子碰撞噪聲（PIND）、粗細檢漏以及高低溫循環、貯存、老練、壽命、熱沖擊等，并可提供相應的試驗報告及數據。據研究所官網顯示，研究所擁有 2 個國家級研究中心、3 個國家重點實驗室、2 個院級實驗室（中心）；設有半導體集成技術工程研究中心、光電子研究發展中心、高速電路與神經網絡實驗室、納米光電子實驗室、光電系統實驗室、全固態光源實驗室、元器件檢測中心和半導體能源研究發展中心；科學技術部和國家外國專家局批準成立“國家級國際聯合研究中心”。擁有國家級研究中心：國家光電

217、子工藝中心、光電子器件國家工程研究中心。國家重點實驗室：半導體超晶格國家重點實驗室、集成光電子學國家重點聯合實驗室、表面物理國家重點實驗室（半導體所區）同時，還具有研發（轉移）中心：蘇州中科半導體集成技術研發中心、揚州中科半導體照明研發中心。聯合實驗室：中國科學院半導體所納川電子集成技術聯合實驗室、西安交通大學中國科學院半導體研究所信息功能材料與器件聯合實驗室、中國科學院半導體所四川九洲光電科技有限公司共建聯合實驗室、中國科學院半導體研究所迅捷光電聯合實驗室、中國科學院半導體研究所天津信息傳感與智能控制陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 74 產學研聯合實驗室、揚州中科半導體照明有限公司中

218、科院半導體所聯合實驗室、中國科學院半導體研究所北京航星網訊技術股份有限公司聯合實驗室、中國科學院半導體研究所江蘇領世激光科技有限公司聯合實驗室、深圳市威富安防有限公司中國科學院半導體研究所認知計算技術聯合實驗室。二、中國科學院上海光學精密機械研究所 中國科學院上海光學精密機械研究所（簡稱中科院上海光機所）是中國建立最早、規模最大的激光專業研究所，成立于 1964 年，已發展成為以探索現代光學重大基礎及應用基礎前沿研究、發展大型激光工程技術并開拓激光與光電子高技術應用為重點的綜合性研究所。中國科學院上海光學精密機械研究所重點學科領域為：強激光技術、強場物理與強光光學、空間激光與時頻技術、信息光學

219、、量子光學、激光與光電子器件、光學材料等。官網顯示，研究所設 8 個實驗室，擁有國家重點實驗室 1 個，“中科院中物院”聯合實驗室 1 個，中科院重點實驗室 4 個，上海市重點實驗室 1 個，合作共建研究機構 3 個。擁有國家重點實驗室：強場激光物理國家重點實驗室。擁有中科院重點實驗室：中科院量子光學重點實驗室、中科院空間激光通信及檢驗技術重點實驗室、中科院強激光材料重點實驗室、中科院高功率激光物理重點實驗室。擁有上海市重點實驗室：上海市全固態激光器與應用技術重點實驗室。表 2-11 合作共建研究機構 研究機構研究機構 時間時間 合作共建研究機構合作共建研究機構 中韓高能量密度激光物理聯合研究

220、中心 2010 年 韓國原子能研究所 上海光機所南京先進激光技術研究院 2012 年 南京經濟技術開發區 中日 SIOM-RIKEN 聯合實驗室 2013 年 日本理化研究所 國際交流：2014 年，中國科學院上海光學精密機械研究所中以合作項目（NLFSystem）進展順利，2014 年進入工程實施階段?？萍疾吭?2014 年 12 月 29日修訂版中以創新合作三年行動計劃（2015-2017）（草案）已經將“中以高功率激光工程聯合研究中心”納入兩國政府間合作聲明。與白俄羅斯、意大利、韓國的國際科技合作項目進展順利。2014 年，我所相繼成功主辦“第一屆國際高功率激光科學與工程學術研討會”、“

221、第五屆成絲國際會議”、“第十三屆多光子過程國際會議”等 6 個較大規模國際學術會議。2 位中國科學院“外國專家特聘研究員”來所開展科技合作。李儒新研究員當選美國光學學會（OSA）會士（Fellow）。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 75 院地合作：2014 年，中國科學院上海光學精密機械研究所研究院新孵化培育5 家產業化公司，共培育出 15 家高科技公司，形成年產值達 1 億元。2與長三角、新疆、山東、福建等多個地區開展了廣泛的科技合作，并與地方合作成立 30余家高科技公司，形成了一個圍繞“激光與光電子產業”的高科技企業群。2.4.3 我國高等院校分析我國高等院校分析 數據顯示，我國范

222、圍內光子產業專利申請量排名前 15 的高等院校中，有 5 家科研機構的申請量超 600 項，在全國呈點狀分布態勢，北京、上海和南京均有兩家高校。表2-12 光子產業中國高校TOP15 申請人申請人 申請量申請量/項項 發明申請占比發明申請占比 有效占比有效占比 技術領域技術領域 電子科技大學電子科技大學 930 65.20%48.67%器件 華中科技大學華中科技大學 667 55.62%52.41%芯片材料 清華大學清華大學 654 55.38%46.20%器件模組 北京工業大學北京工業大學 604 57.68%39.39%器件 浙江大學浙江大學 603 56.43%31.49%材料器件 東南

223、大學東南大學 465 55.59%52.19%器件 華南理工大學華南理工大學 434 58.80%52.81%材料器件 北京大學北京大學 420 58.79%49.63%器件系統 西安電子科技大學西安電子科技大學 410 61.45%55.29%器件材料 山東大學山東大學 396 60.61%48.74%器件系統 天津大學天津大學 392 60.00%37.43%設備系統 復旦大學復旦大學 368 67.31%18.96%材料模組 長春理工大學長春理工大學 367 66.60%43.07%器件系統 上海交通大學上海交通大學 356 60.91%36.30%器件設備 南京大學南京大學 330 6

224、1.05%51.55%芯片器件 從表中可以看出，各高等院校專利申請較活躍，發明申請占比均高于五成，專利有效性方面除復旦大學有效性占比較低，其他高校都高于三分之一，有效占比最高的為華南理工大學，同時，各高等院校對光子產業的研究側重有所不同，中游器件和下游系統設備領域研究較普遍，是大多數院校研究的重點方向，下面以電子科技大學和華中科技大學所為例進行具體分析。一、電子科技大學 電子科技大學（UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina），簡稱“電子科大”，坐落于四川省成都市，是中華人民共和國教育部直屬高校，由教育部、工業和信息化部、四川省和成都市

225、共建；位列國家“雙一流”、“985工程”、“211工程”，入選“2011計劃”、“111計劃”、卓越工程師教育培養計劃、國家建設高水平大學公派研究生項目、中國政府獎學金來華留學生接收院校、全國深化陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 76 創新創業教育改革示范高校，為“兩電一郵”成員；是一所完整覆蓋整個電子類學科，以電子信息科學技術為核心，以工為主，理工滲透，理、工、管、文、醫協調發展的多科性研究型全國重點大學。擁有2個國家一級重點學科、2個國家重點（培育）學科；有博士后流動站15個，一級學科博士點16個，專業學位博士點4個，一級學科碩士點28個，二級學科碩士點1個，專業學位碩士點12個。國

226、家級實驗教學示范中心（5個）：電子實驗教學中心、通信與信息系統實驗教學中心、計算機實驗教學中心、電子信息材料與器件實驗教學中心、機電與控制工程實驗教學中心。國家級虛擬仿真實驗教學中心（3個）：電子與通信系統虛擬仿真實驗教學中心、信息與網絡安全虛擬仿真實驗教學中心、光電信息技術虛擬仿真實驗教學中心。教育部人才培養模式創新實驗區（1個）：管理與信息技術復合型人才培養實驗區。學校有國家重點實驗室4個，國家工程技術研究中心1個，教育部重點實驗室5個，四川省重點實驗室3個，教育部工程研究中心3個，四川省工程技術研究中心4個，科學技術研究院3個，校級研究中心2個，學科創新引智基地（高等學校學科創新引智計劃

227、）5個。研發實力雄厚，如下表：表2-13 高校國家級研發平臺、學科創新引智基地 科研平臺類別科研平臺類別 數量數量 平臺名稱平臺名稱 國家重點實驗室 2 通信抗干擾技術國家重點實驗室 電子薄膜與集成器件國家重點實驗室 國防科技重點實驗室 2 微波電真空器件國防科技重點實驗室 極高頻復雜系統國防重點學科實驗室 國家工程技術研究中心 1 國家電磁輻射控制材料工程技術研究中心 教育部重點實驗室 5 綜合電子系統技術教育部重點實驗室（B類）神經信息教育部重點實驗室 光纖傳感與通信教育部重點實驗室 光電探測與傳感集成技術教育部重點實驗室（B類）多頻譜吸波材料與結構教育部重點實驗室（B類）四川省重點實驗室

228、 3 電力系統廣域測量與控制四川省重點實驗室 網絡與數據安全四川省重點實驗室 顯示科學與技術四川省重點實驗室 教育部工程研究中心 3 隱身材料與技術教育部工程研究中心 新型微波探測技術教育部工程研究中心 電子測試技術與儀器教育部工程研究中心 四川省工程技術研究中心 4 四川省微波毫米波工程技術研究中心 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 77 科研平臺類別科研平臺類別 數量數量 平臺名稱平臺名稱 四川省對地觀測工程技術研究中心 四川省數據通信與災備工程技術研究中心 四川省高密度集成器件（SIP）工程技術研究中心 科學技術研究院 3 東莞電子科技大學電子信息工程研究院 電子科技大學電子科學技

229、術研究院 電子科技大學空天科學技術研究院 校級研究中心 2 信息醫學研究中心 大數據研究中心 學科創新引智基地 序號序號 基地名稱基地名稱 負責人負責人 1 電子信息工程科學創新引智基地 聶在平 2 集成電路與集成系統創新引智基地 康凱 3 神經信息創新引智基地 堯德中 4 微波材料與器件學科創新引智基地 張懷武 5 光纖傳感與通信學科創新引智基地 饒云江 6 可視媒體信號與信息處理學科創新引智基地 曾兵 7 低功耗微電與微系統學科創新引智基地 李強 2018年1月，為建立與現代大學制度相適應的治理結構，根據國家“雙一流”建設要求，以原光電信息學院為基礎，整合校內光學工程學科科研教學力量，成立

230、電子科技大學光電科學與工程學院。列舉一教授成果 2021年11日，電子科技大學獲批“集成電路科學與工程”“航空宇航科學與技術”和“公共管理”等3個一級學科博士學位授權點，獲批“心理學”和“系統科學”等2個一級學科碩士學位授權點。同時，電子科技大學成為全國首批獲批“集成電路科學與工程”一級學科博士學位授權點的18所高校之一。在產學研方面，企業聯合研發并申請專利量雖不大，但涉及企業較多，在專利申請運用方面積極探索。發明人排名，第一名張波教授主要研究方向為電磁學，第二名劉永教授主要研究方向為光學與光電子；光纖通信等領域。張波：226件、劉永：142件、喬明：91件、李澤宏：83件、張金平：55件等。

231、劉永教授，博士生導師，現任職于電子科技大學光電科學與工程學院副院長，IEEE高級會員。他長期從事光學與光電子、光纖通信、光纖傳感、微波光子等領域的研究工作，在新一代光網絡中的光路由器和超高速光信號處理這一研究方向上，取得了國際領先的研究結果。主要研究光纖通信中的全光交換以及全光交換所需的超高速光信號處理的關鍵技術，包括超高速全光波長轉換，全光存儲器，全光緩存，全光數據包的頭信息處理，以及集成光路方案設計等陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 78。2003年入選IEEE協會在光學和光電子領域評出的全球最佳12名博士生（GraduateStudentFellow）。該稱號每年由IEEE協會在全

232、世界范圍從事光學和光電子學等領域的博士生中評選，頒發給學術成績最為突出的12人。近年來在各類重要國際期刊和學術會議上發表了100余篇英語論文，被SCI收錄36篇，被SCI他引超過700次，多次在國際會議上做特邀報告。他作為第一發明人的代表專利標題為（CN105022178A）基于平面波導的石墨烯相位型光調制器，技術要點為：包括襯底層、光波導、第一電介質填充層、第二電介質填充層及電極結構；第一電介質填充層、第二電介質填充層及光波導均位于襯底層上端，光波導由從下往上依次設置的第一矩形波導、第一隔離介質層、第一石墨烯層、第二隔離介質層、第二石墨烯層、第三隔離介質層、第二矩形波導組成；電極結構包括第一

233、金屬層和第二金屬層，第一金屬層和第二金屬層分別沉積在第一石墨烯層、第二石墨烯層的延伸部分的上端面。本發明的石墨烯層內嵌于光波導中，增強了石墨烯與光的相互作用，降低了系統的電阻，提高了調制器的調制速率，可以有效調控波導中的有效折射率變化，實現對光場相位的動態調制。該專利具有較強的技術先進性，被引用34次，高亮部分為相同申請人，電子科技大學在相關技術領域布局多件專利，該領域研發活躍。非高亮部分為其他申請人，分別是湖南大學、西北大學、浙江大學、北京郵電大學、北京郵電大學等，高校居多。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 79 圖2-29 電子科技大學重點專利及引證情況 二、華中科技大學 華中科技大

234、學（HuazhongUniversityofScienceandTechnology），簡稱華中大，位于湖北省武漢市，是中華人民共和國教育部直屬的綜合性研究型全國重點大學、位列國家“雙一流”、127 、入選、卓越工程師教育培養計劃、卓越醫生教育培養計劃、湖北省2011計劃、國家大學生創新性實驗計劃、國家級大學生創新創業訓練計劃、國家建設高水平大學公派研究生項目、國家級新工科研究與實踐項目、基礎學科拔尖學生培養計劃2.0，是學位授權自主審核單位、全國深化創新創業教育改革示范高校、一流網絡安全學院建設示范項目高校、中國政府獎學金來華留學生接收院校、教育部來華留學示范基地，為中歐工程教育平臺成員和醫

235、學“雙一流”建設聯盟、中國人工智能教育聯席會理事單陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 80 位。截至2021年12月，華中科技大學擁有48個碩士學位授權一級學科，46個博士學位授權一級學科，39個博士后科研流動站；入選“雙一流”建設學科8個，擁有一級學科國家重點學科7個，二級學科國家重點學科15個（內科學、外科學按三級計），國家重點（培育）學科7個。在教育部第四輪學科評估中，機械工程、光學工程、生物醫學工程、公共衛生與預防醫學等4個學科進入A+，A類學科14個，B+及以上學科33個。根據2022年1月學校官網顯示，華中科技大學建設有1個國家研究中心以及2個國家重大科技基礎設施，還擁有1個國

236、家制造業創新中心、4個國家重點實驗室、6個國家工程（技術）研究中心、1個國家工程實驗室、2個國家專業實驗室、1個國家級人文社科基地、8個國家其他類別研究機構、10個省部共建（國家地方聯合）科研基地、1個省部共建協同創新中心、6個科技部國家國際科技合作基地及一批省部級研究基地；有國際合作科研基地25個 ，國際科研中心一個。國家自然科學基金創新研究群體9個，教育部創新團隊19個。在科研實力方面，學校設有多個國家級、省部級重點實驗室和科研中心，如下表：表2-14 國家級科研機構 國家研究中心 武漢光電國家研究中心 科技部 國家重大科技基礎設施 脈沖強磁場科學中心（籌）國家發改委 精密重力測量研究設施

237、 國家重點實驗室 煤燃燒國家重點實驗室 科技部 材料成形與模具技術國家重點實驗室 數字制造裝備與技術國家重點實驗室 強電磁工程與新技術國家重點實驗室 國家工程（技術）研究中心 激光加工國家工程研究中心 國家發改委 制造裝備數字化國家工程研究中心 國家企業信息化（CAD）應用支撐軟件工程技術研究中心（武漢）科技部 國家數控系統工程技術研究中心 國家防偽工程技術研究中心 國家納米藥物工程技術研究中心 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 81 表2-15省部級科研機構 教育部重點實驗室 圖像信息處理與智能控制教育部重點實驗室 脈沖強磁場教育部重點實驗室 信息存儲系統教育部重點實驗室 服務計算技術

238、與系統教育部重點實驗室 智能制造技術教育部重點實驗室 生物物理教育部重點實驗室 生物醫學光子學教育部重點實驗室 神經退行性疾病教育部重點實驗室 器官移植教育部重點實驗室 腫瘤侵襲與轉移教育部重點實驗室 基本物理量測量教育部重點實驗室 生物靶向治療教育部重點實驗室 環境與健康教育部重點實驗室 器官移植教育部重點實驗室 表2-16 國家級科技大平臺 武漢光電國家研究中心 脈沖強磁場實驗裝置國家重大科技基礎設施 精密重力測量國家重大科技基礎設施 國家數字化設計與制造創新中心 唐霞輝，“武漢.中國光谷”激光協會副理事長。光電子科學與工程學院教授，激光工程系主任、激光加工國家工程研究中心副主任。主要從事

239、高功率氣體激光器、高功率激光加工系統集成、激光加工工藝等方面的研究。在橫流CO2氣體激光器的諧振腔技術、新型風機技術與氣體流場設計、氣體電子學及放電特性、開關電源技術、數值模擬與優化設計，以及粉末冶金材料的激光焊接機理、金剛石工具激光焊接技術與裝備等方面的研究具有特色。開辟了激光加工、粉末冶金、超硬材料交叉學科新方向。研究方向1.高功率橫流CO2氣體激光器研究開發；2.新型氣體激光器及其單元技術研究；3.激光加工技術及裝備研究開發；4.金剛石工具激光焊接技術及裝備。作為主要骨干力量，參與了“激光加工國家工程研究中心”學科建設等系列重要工作。重視科研成果轉化為生產力，圍繞學科建設及激光技術在國民

240、經濟應用，重點開發高功氣體激光在鋼鐵、汽車、軍工、機械制造等行業的激光焊接及表面改性加工裝備。先后承擔并完成科技部國家“十五”、“十一.五”科技攻關項目各一項，湖北省“十一.五”重點科技攻關一項，其他省部級項目6項；承擔（或參與）來自工業企業重要橫向項目近60項。作為第一發明人，有50項光子領域相關專利申請，主要涉及領域為激光器及激光器設備，舉例說明其代表性專利：CN105483694A“一種針對大型閥門的斜錐臺型閥板密封面的激光熔覆裝置”，技術要點：是一種針對包括斜錐臺型閥板的專用夾具、激光熔覆裝置以及相應的激光熔覆方法，屬于半導體激光器激光熔覆領域；現有技術中閥板夾具在進行激光陜西省知識產

241、權局陜西省光子產業專利導航 82 熔覆過程中，由于閥板的斜錐臺型，熔覆不均勻，有些部位不能得到熔覆；該發明提供的專用夾具包括側壁和底面，側壁為圓筒形，底面為橢圓，底面與所述側壁呈一定角度，角度等于所述閥板斜錐臺型中心軸與所述閥板平面法線之間的夾角；對于斜錐臺型閥板的熔覆，粉料堆積更均勻，熔覆面水平，整個錐臺斜面都能熔覆，熔覆更均勻。該專利技術先進，有多次被引證：圖2-29 唐霞輝重點專利及引證情況 2.5 光子產業聚集分析光子產業聚集分析 2.5.1 光子產業集群分析光子產業集群分析 國外光子領域代表性產業集群（一）美國 包括2014年10月美國白宮公布的“國家制造業創新網絡”（NNMI）下屬

242、“創新制造學院”（IMI）“集成光子制造學院”（IP-IMI），旨在打造美國“端到端光子生態系統”119；亞利桑那州的亞利桑那大學建立的“美國光谷”；佛羅里達州依托當地高校和研究機構形成的產業集群。（二）日本 1980年，由日本11家著名大公司共同發起，在日本政府的支持下，日本成立了光產業技術振興協會(OITDA)。該協會定期對日本光電產業產值及產業結構進行調查分析，出版“日本光產業動向”，同時接受通產省委托進行光電標準化的工作，舉辦全 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 83 日本最大專業光電展“InterOpto展覽”。日本濱松地區形成了以高尖端影像技術和設備為主的光電子技術產業集群，

243、其組成成員包括靜岡大學、濱松醫科大學以及20余家企業。濱松地區以該產業集群為基礎建立了光電子技術產業化研究會。除美、日外，還包括德國激光與光電產業集群Adlersho，立陶宛光子學集群和波羅的海光子學集群等。表2-17 國外光子領域代表性產業集群 國家國家/地區地區 產業集群產業集群 重要組成重要組成 主導產業主導產業 特點特點 美國 光子制造創新研究機構 紐約州立大學研究基金會 光子制造領域 是目前公開的9家制造創新研究機構中的第6家，采用公私合營方式促進美國先進制造技術的發展，推動美國創新，創造就業機會并吸引人才到制造業中，以擴大中產階級人群 亞利桑那大學“光谷”“光谷”內企業約150余家

244、，還包括亞利桑那州學，Tucson光電子科學中心 主要從事精密電子零件、電子設計軟件研發、定位系統、激光、電子資料傳輸與儲存，以及大型光學鏡片及零件的生產與服務 1998年成立于美國在亞利桑那州南部的Tucson 美國佛羅里達州光子集群 中佛羅里達大學、佛羅里達學、邁阿密大學、佛羅里達技術研究院、佛羅里達國際大學、先端光子中心等科研機構。以及海洋光學公司、LaserEnergutics、Beam等企業 光通信、激光儀器設備、半導體照明 基于當地勞動力市場和科研資源打造，以中小企業為主，創新活躍，產品質量高 日本 日本光電子產業和技術發展協會（OITDA）東京光學研究實驗室 造精密玻璃、過濾器、

245、涂層、非球面，精密光學組件、電光學 產品主要集中在生產技術，測量和圖像處理以及醫療技術和生命科學方面 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 84 國家國家/地區地區 產業集群產業集群 重要組成重要組成 主導產業主導產業 特點特點 日本濱淞光電子產業集群 靜岡大學、淇淞醫科大學、濱淞工業技術支援中心等 醫療設備產業、微電子產業、高尖端影像設備為主的光電子技術 依托產業聯盟建立了區域產業發展平臺光電子技術產業化研究會，幫助12項產品實現產業化，未來市場潛力500億1000億日元 德國 柏林的Adlersho 激光與光電產業 德國重要的光學產業基地，其激光與光電產業每年創造大約8千萬馬克的效益 俄

246、羅斯 俄納米集團 RUSNAN公司ADVENIRA公司等 納米電子學和光子學、涂層和表面改性、先進材料、生物制藥、核醫學和太陽能等 未來十年，俄羅斯納米產業將擴大到五個新技術方向：風力發電、固體廢棄物回收利用、柔性電子產品、工業儲能和納米改性材料。將加入自2007年以來在俄羅斯建立的六個納米技術集群：納米電子學和光子學、涂層和表面改性、先進材料、創新型納米生物制藥、核醫學和太陽能等，使俄羅斯納米技術集群達11個 波羅的海 立陶宛光子學集群和波羅的海光子學集群 EKSPLA公司 高性能固體激光器、光電產品和激光系統 主要研發激光器及相關產品，如：光譜儀、材料研究、衛星測距、材料加工、精密加工等

247、國內重要產業集群 總體來說，長三角地區目前擁有全國最大的光電產業集群，在研發、制造、應用等產業鏈各環節都走在全國前列。長三角地區擁有全國最大的液晶模組產業基地，分布在蘇州、上海、南京等地，此外還擁有天馬、龍騰光電、中電熊貓、三星（在建）等多條高世代液晶面板生產線。在江蘇省，揚州擁有國家級的半導體照明工程產業化基地；蘇州是我國最早承接LCD轉移的城市之一；南京則擁有整機制造的優勢，致力于打造液晶谷121。武漢光谷建立于1988年，1991年經國務院批準為首批國家高新區，2001年經原國家計委、科技部批準為國家光電子產業基地，2007年經國家發改委批準為國家生物產業基地，2009年經國務院批準為全

248、國第二個國家自主創新示范區，2011年經中組部、國務院國資委確定為全國四家“中央企業集中建設人才基地”之一。2016年獲批國家首批雙創示范基地，并獲批為中國（湖北）自由貿易試驗區武漢片區。光谷北斗、烽火通信、長飛光纖等一批國內優秀光子企業入駐，同時，光谷已與100多個國家建立緊密聯系；700多家外企、百余家世界500強企業匯聚于陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 85 此；研發生產了我國第一根光纖和第一個光傳輸系統，是我國最大的光電器件生產基地，產業基礎扎實。長春光谷以中國科學院長春光學精密機械研究所、長春應用化學研究所、長春理工大學等科研單位、高校為代表，從事光電信息產業的科學研究，推動

249、光電信息技術成果產業化。長春光谷依托科教資源，培養了一批光電信息產業科研和技術人才，曾設立了第一個光電領域博士點和博士后流動站，為長春市光電信息產業的發展和創新提供了重要支撐。同時，長春光谷依靠科研實力，研發生產了中國第一爐光學玻璃和第一臺紅寶石激光器等多項“中國第一”的光電信息產品。這些獨特的產業優勢，成為長春光谷發展的堅實基礎。廈門市光電顯示產業集群是由傳統電子企業或光學企業演變為新興光電子產品企業而形成發展起來的。廈門光電產業取得了許多突出成績。從產業鏈來看，廈門的光電產業已經形成了從外延、芯片、封裝到應用的完整產業鏈。國家半導體發光器件應用產品質量監督檢驗中心、海西照明國際檢測認證中心

250、、廈門市創意照明應用設計中心等公共服務平臺的建立有力地推動了光電產業的發展。表2-18 國內光子領域代表性產業集群 產業集群產業集群 重要組成重要組成 主導產業主導產業 特點特點 武漢光谷 關東光電子、關南生物醫藥、光谷軟件園、武漢軟件新城，光谷生物城 光通信、光電元器件（包括無源光電元器件、有源光電元器件）、光顯示、光存儲、光材料、激光器及應用儀器、光學系統及元件 中國生產光電子產品最密集的地區 長春光谷 長春光機所、長春物理所 光顯示器件、激光器應用儀器、光學系統 中國光學發源地 北京國家863計劃光電子成果轉化產業基地 清華大學、北京大學、半導體所 光機電一體化、激光加工、光電子有源器件

251、、激光器組件等光子技術的產業化 成果轉化最為迅速 上海光電子產業發展基 上海微電子、上海光機所、天馬 光通信、光顯示、光存儲、光學整機和系統、關鍵的光電子元器件 基礎好，商機多 西安光電子科技產業園 西安光機所、西安應用光學研究所光 機電一體化儀器設備、光電轉化、科學儀器和光通信技術 光電子產業集中 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 86 產業集群產業集群 重要組成重要組成 主導產業主導產業 特點特點 重慶光電產業園 重慶大學、中國電子科技集團公司44所等 以光通信技術、圖像產品、光機電一體化產品、光電材料與元器件、光存儲等為主 與西南部客戶群接近 國家信息光電子創新中心 烽火通信等 光

252、存儲、光顯示、光互聯、光計算、光通信相關產業鏈，建立了光電芯片工藝平臺和光電集成研發平臺，形成了從材料生長，芯片后工藝、光子集成、光電集成、高速系統硬件試驗測試的高端工藝和測試的技術平“中國制造2025”全國正式授牌的第二批創新中心 船山區光電產業集群 攝像頭、電子屏、鋰電池及光電類成套設備生產等30余家以手機產業為核心的制造企業 引入視派特光電、智能機器人、電子材料、3D玻璃蓋板等6個光電產業重點項目 形成以智能手機配套產品生產制造為主的光電產業集群，實現年產值約100億元 廈門市光電顯示產業集群 三安光電、廈門陽光恩耐、乾照光電、廈門普為光電、通士達等 光顯示 廈門共推廣260萬盞LED照

253、明燈具，成功申報實施了13.2MWP國家“金太陽”太陽能光伏示范項目，并積極申報國家分布式太陽能發電應用示范區 南陽市高新區光電產業集聚區 入駐企業162家，企業從業人員1.2萬人 光電新能源、裝備制造、物流配送三大主導產業，突出大力發展數字微顯電視光學冷加工、光學組件等產業特色 努力打造集光學研發、市場信息、商業金融服務、居住、旅游為一體的現代化新城區。目前該區已晉升為國家級高新區，區內光電產業已形成了以光電元器件、光伏發電、光電顯示器生產為主導的產業結構 清溪光電通訊產業集群 截至2016年已投產企業3600多家，其中光電通訊占據了半壁江山?，F有國內外上市企業設立公司20多家，主要為國際知

254、名的光電通訊企業 以光電、電腦、通訊設備為主的外向型經濟已成為清溪經濟發展的支柱 產品涉及LED、光伏太陽能、新型顯示器、無線通信設備、3G手機及相關電子元器件等。產業規模超過600億元，產業鏈完整，形成了較廣泛的區域品牌國際聲譽。集群品牌化發展成為推動“清溪光電通訊”產業集群進一步聚集發展和提升競爭力的必然選擇 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 87 2.5.2 光子產業聯盟分析光子產業聯盟分析 一、國外重要產業聯盟主要集中在美國、日本。（一）包括國家層面的美國“國家光子計劃”產業聯盟，該聯盟不僅僅推動了“集成光子制造學院”的成立，還呼吁美國應加大對“光子與光學”類似能技術的重視，并將

255、其影響力擴大到了大數據、腦計劃等美國近年多項科技戰略。國家光子計劃本質上是由光學與光子學有關科技學會牽頭成立的光學技術行業聯盟。該聯盟結構涵蓋了美國光學與光子學領域產學研各層次，成員不僅包括光學與光子學技術領域的重量級機構還包括美國科技及制造業領域的巨頭。該聯盟形成背景源于2012年美國國家研究委員會NRC更新了一份國家光學技術發展需求的報告光學與光子：必要技術（OpticsandPhotonics EssentialTechnologies）。（二）也有地區性和專注某子領域的產業聯盟，涉及光集成、光網絡、激光、光學元件、光存儲、光通信、LED、光機電等領域。（三）不乏依托產業集群建立的產業聯

256、盟，例如：美國亞利桑那州光電子產業協會（AOIA）依托美國亞利桑那州光電產業集群設立，日本三遠南信振興理事會（HIT-VIT）依托當地產業集群建立。產業聯盟可為成員單位提供方便的服務，同時濃厚產業氛圍有助于產業集群的良性發展；產業集群負責產業聯盟內部管理工作。表2-19 國外光子領域代表性產業聯盟 國家國家/地區地區 聯盟名稱聯盟名稱 重要機構重要機構 主導產業主導產業 特點特點 美國 美國“國家光子計劃”產業聯盟 美國集成光子制造創新研究所，NASA、UCSB、GE、AP 光子集成制造先進制造、集成光子電路傳感器、模擬射頻應用、數據通信 技術先進，生產鏈完整 美國 ON2020光網絡產業聯盟

257、 華為、諾基亞、富士通、Finisar和Lumentum、Verizon、AT&T、Telus、ORange、Facebook、Telefonica 光網絡技術 參與廣泛，定義下一代光網絡架構 美國 半導體制造技術研究聯合體美國國防科學委員會、美國半導體協會（SIA）超微型集成半導體 技術成熟 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 88 國家國家/地區地區 聯盟名稱聯盟名稱 重要機構重要機構 主導產業主導產業 特點特點 SEMATECH 美國 美國亞利桑那州光電子產業協會（AOIA）美國亞利桑那州光電產業集群 主要從事精密電子零件、電子設計軟件研發、定位系統、激光、電子資料傳輸與儲存，以及大

258、型光學鏡片及零件的生產與服務 與美國亞利桑那州光電產業集群相互依存，負責產業集群的管理工作 日本 VLSIResearchConsORtium 政府與五大企業 超大規模集成電路 起步早，發展時間長 日本 日本三遠南信振興理事會（HIT-VIT）當地產業集群 光通信、微電子產業、LED、光機電、光學元器件等 通過安排企業走訪，設立共同合作項目如區域振興協會的光電傳輸光纖研發項目，開展省際間的合作交流等措施加強了集群內產學官研之間的聯系。國內重要產業聯盟 表2-20是我國代表性光子領域產業聯盟，涵蓋了光子芯片、光顯示、硅光子、光通信、光傳感、照明、激光、光探測等領域。產業集群與產業聯盟之間密切相關

259、，相輔相成。例如：光谷光電信息產業聯盟依托武漢光谷產業集群設立，廈門市光電產業技術創新聯盟依托廈門市光電顯示產業集群建立。表2-20 國內光子領域代表性產業聯盟 聯盟名稱聯盟名稱 重要機構重要機構 主導產業主導產業 特點特點 深圳智能光子產業標準聯盟 深圳建科院、北京華奧信客、卓越集團、星火電子和前海通 光譜變頻、運動變頻、光子支付 致力于光子行業標準和規范建設 光谷光電信息產業聯盟 晶能光電、南昌光谷集團、美晨通訊 智能終端、LED硅光子芯片 有完整的LED產業鏈 硅光子產學研聯盟 易飛揚，亞派、華拓光通信、中科院微系統所，微電子所，中國電科38所，南京大學，上海交通大學 硅光子產品研發、C

260、MOS工藝線、光通信，數據中心，超級計算 實力雄厚，發展迅速 啟迪物聯網產業生態聯盟 博大光通、啟迪集團 物聯網、人工智能、區塊鏈、云計算、大數據“數字產城”發展模式：即“產業數字化、城市數字化、園區數字化”三融合模式。與中興通訊等多家行業龍頭企業以及清華大學多家研究院開展創新合作。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 89 聯盟名稱聯盟名稱 重要機構重要機構 主導產業主導產業 特點特點 大灣區5G產業聯盟 奧比中光、華為、中興 5G技術與AI、3D傳感、云計算、工業互聯網 粵港澳地區發展迅速 中日先進光電子技術轉移中心 武漢光電工研院、靜岡大學創新社會協同推進機構 光電子 由雙方共同篩選所

261、在國家和地區的優質企業和項目，為其提供“培訓+平臺+資源+投資”的一體化加速服務，推動國內外優質技術項目落地及人才交流，加速日本先進光電子技術向中國轉移。吉林省光電子產業聯盟 長光衛星技術有限公司、中科院長春光華微電子設備工程中心有限公司、長光宇航復合材料有限公司 航空航天信息、激光技術及應用、核心元器件與材料、智能制造與裝備、半導體顯示照明、人工智能、醫療與生命科學等“七大產業”創業苗圃+器+加速器，形成了完整的光電子生態圈。廈門市光電產業技術創新聯盟 三安光電、廈門陽光恩耐、乾照光電、廈門普為光電、通士達等 光顯示 實施了“半導體照明LED外延、芯片和封裝”關鍵技術攻關與產業化項目、“LE

262、D路燈技術創新及示范工程項目”以及“移動通信、數字電視光傳輸光覆蓋技術創新與產業化”三個市重大科技攻關項目，使該市照明級LED芯片、LED路燈以及光通信技術達到當時國內領先水平。全市光電產業專利授權逐年增長 中國光伏產業聯盟 22家發起單位由中國光伏產業的精英組成，涵蓋從多晶硅、太陽能電池、應用系統到專用設備的整個光伏產業鏈，同時還包括產業研究機構和行業協會。光伏發電、光伏產品及應用的研究、開發、制造、服務 成員單位的多晶硅總產量占2010年中國總產量的70%以上，太陽能電池總產量占2010年中國總產量的50%以上，代表著中國光伏產業界的骨干力量。國家半導體照明工程研發及產業聯盟 84個理事單

263、位和512個成員單位 半導體照明 2017年聯盟成員產值占國內LED產值的70%溫州國際激光與光電科技企業器 光電企業15家，國家級高新技術企業5家 光伏及半導體產業、激光產業，包括激光防偽、激光切割 引進國家級、省級科技創新平臺，已入駐中光科技、華中科技大學溫州先進制造技術研究院和激光加陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 90 聯盟名稱聯盟名稱 重要機構重要機構 主導產業主導產業 特點特點 工中心、浙江大學創意設計中心等。2.5.3 光子產業標準分析光子產業標準分析 光子產業相關的國家標準共計370個，其中2001-2012年之間光子產業國家標準的制定進入一段成熟期，標準數量最多的是20

264、10年，達到了43件。陜西在光子產業國家標準制定方面參與的企業及科研機構較少，僅西安微電子技術研究所、西安隆基硅材料股份有限公司、陜西天宏硅材料有限責任公司等為數不多幾家，參與制定標準較多的主要是上海、廣東、浙江的企業。圖2-30 光子產業相關的國家標準制定發布趨勢 370個光子產業國家標準中，涉及光學、光學儀器、纖維光學、環境試驗、光學玻璃、無色玻璃、測量程序、互連器件、基本試驗、無源器件、光學測量等領域。2920791132071012341843171451051327051015202530354045501981 1984 1988 1990 1992 1994 1996 1998

265、2000 2002 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 91 圖2-31 光子產業相關的國家標準涉及的技術領域 我們重點來看一下GB/T 20228-2021砷化鎵單晶，文件起草單位包括：云南中科鑫圓晶體材料有限公司、云南臨滄鑫圓鍺業股份有限公司、有色金屬技術經濟研究院有限責任公司、廣東先導先進材料股份有限公司、有研光電新材料有限責任公司、義烏力邁新材料有限公司。文件主要起草人惠峰、林作亮、普世坤、李素青、尹國文、陳維迪、周鐵軍、董汝昆、羅愛斌、林泉、馬英俊、賓啟雄、皮坤林。標準從砷化鎵單晶的技術要求、

266、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸、貯存、隨行文件及訂貨單內容等方面進行了標準化要求。標準適用于液封直拉法（LEC）、垂直梯度凝固法（VGF）、垂直布里奇曼法（VB）生長的用于制備光電子、微電子等器件的砷化鎵單晶，不適用于水平布里奇曼法（HB）生長的砷化鎵單晶。我們對參與制定標志的7家企業專利進行了檢索，7家企業共申請專利476件，其中發明申請190件，授權發明專利65件，實用新型專利219件，申請IPC專利2件，整體專利申請趨勢如圖：陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 92 圖2-32 砷化鎵單晶標準起草單位專利申請趨勢 在砷化鎵單晶方面，7家企業主要圍繞：砷化鎵單晶、半導體晶棒、光纖

267、用四氯化鍺、硫系玻璃、鍺合金等領域進行了專利布局，從圖中我們可以清楚地看到，以廣東先導先進材料股份有限公司為首的7家企業在砷化鎵單晶領域都進行了專利布局，廣東先導先進材料股份有限公司在砷化鎵單晶領域具有明顯優勢技術，已布局專利數量遙遙領先。圖2-32 砷化鎵單晶標準起草單位專利布局情況 表2-21 光子產業相關的國家標志涉及技術領域 序號序號 標準相關技術領域標準相關技術領域 標準數標準數 1 光學 47 2 光學儀器 43 3 纖維光學 43 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 93 序號序號 標準相關技術領域標準相關技術領域 標準數標準數 4 環境試驗 39 5 光學玻璃 38 6 無

268、色玻璃 38 7 測量程序 35 8 互連器件 35 9 基本試驗 35 10 無源器件 35 11 光學測量 32 12 硅單晶 16 13 測量方法 15 14 測試方法 15 15 光學特性 14 16 傳輸特性 12 17 眼科光學 12 18 電子顯微鏡 11 19 光纖試驗 11 20 測量 10 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 94 表2-22 與材料芯片有關的國家標準 序號序號 年份年份 標準號標準號 名名 稱稱 起草單位起草單位 關鍵詞關鍵詞 1 1988 GB/T9532-1988 鈮酸鋰、鉭酸鋰、鍺酸鉍、硅酸鉍壓電單晶材料型號命名方法 電子工業部第二十六研究所；標

269、準化研究所 名稱與符號；晶體；壓電材料 2 1988 GB/T10050-1988 光學和光學儀器 參考波長 上海光學儀器研究所 光學儀器；材料的光學性質；波長 3 2003 GB/T19199-2003 半絕緣砷化鎵單晶中碳濃度的紅外吸收測試方法 中國電子科技集團公司第四十六研究所 半導體；吸收；半導體材料；測量；砷化鎵；紅外線 4 2008 GB/Z21738-2008 一維納米材料的基本結構 高分辨透射電子顯微鏡檢測方法 中國科學院物理研究所電子顯微鏡實驗室 一維納米材料；檢測方法；高分辨透射電子顯微鏡 5 2021 GB/T40071-2021 納米技術 石墨烯相關二維材料的層數測量

270、光學對比度法 泰州巨納新能源有限公司；東南大學；泰州石墨烯研究檢測平臺有限公司；中國科學院半導體研究所；哈爾濱工業大學（威海）；冶金工業信息標準研究院；江南大學；華東師范大學；深圳技術大學 納米技術；光學對比度；二維材料；石墨烯；表2-23 與器件有關的標準 序號序號 年份年份 標準號標準號 名稱名稱 起草單位起草單位 關鍵詞關鍵詞 1 1989 GB/T11447-1989 光學纖維面板測試方法 機械電子工業部五十五所 測量；纖維光學；纖維；板材；光電器件 2 1998 GB/T9424-1998 半導體器件 集成電路 第2部分：數字集成電路 第五篇 CMOS數字集成電路4000B和4000

271、UB系列空白詳細規范 電子工業部標準化研究所；西安微電子技術研究所 數字集成電路；半導體器件；3 1998 GB/T17572-1998 半導體器件 集成電路 第2部分：數字集成電路 第四篇 CMOS數字集成電路 4000B和4000UB系列族規范 電子工業部標準化研究所；西安微電子技術研究所 數字集成電路；半導體器件；陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 95 序號序號 年份年份 標準號標準號 名稱名稱 起草單位起草單位 關鍵詞關鍵詞 4 2001 GB/T18311.2-2001 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-2部分：檢查和測量 單模纖維光學器件偏振依賴性 上海傳

272、輸線研究所 互連器件；無源器件；測量程序；纖維光學；基本試驗；5 2001 GB/T18309.1-2001 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第1部分：總則和導則 信息產業部電子工業標準化研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；6 2001 GB/T18310.18-2001 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-18部分：試驗 干熱高溫耐久性 上海傳輸線研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；7 2001 GB/T18310.2-2001 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-2部分：試驗 配接耐久性 信息產

273、業部電子工業標準化研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；8 2001 GB/T18310.3-2001 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-3部分：試驗 靜態剪切力 信息產業部電子工業標準化研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；9 2001 GB/T18310.39-2001 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-39部分：試驗 對外界磁場敏感性 上海傳輸線研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；10 2001 GB/T18310.4-2001 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-4部

274、分：試驗 光纖/光纜保持力 信息產業部電子工業標準化研究所 互連器件；測量程序；無源器件；保持力；纖維光學；基本試驗；11 2001 GB/T18311.6-2001 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-6部分：檢查和測量 回波損耗 上海傳輸線研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；回波損耗；12 2001 GB/T18311.3-2001 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-3部分：檢查和測量監測衰減和回波損耗變化（多路）上海傳輸線研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；回波損耗；13 2002 GB/T18310.12

275、-2002 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-12部分：試驗 撞擊 中國電子技術標準化研究所（CESI）互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；14 2002 GB/T18310.21-2002 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-21部分：試驗 溫度濕度組合循環試驗 中國電子技術標準化研究所（CESI）互連器件；測量程序；無源器件；循環試驗；纖維光學；基本試驗；陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 96 序號序號 年份年份 標準號標準號 名稱名稱 起草單位起草單位 關鍵詞關鍵詞 15 2002 GB/T18310.1-2002 纖維光學互連器

276、件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-1部分：試驗 振動（正弦）信息產業部電子第八研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；16 2002 GB/T18310.19-2002 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-19部分：試驗 恒定濕熱 中國電子技術標準化研究所（CESI）互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；17 2002 GB/T18310.5-2002 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-5部分：試驗 扭轉/扭絞 信息產業部電子第八研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；18 2002 GB/T18310

277、.7-2002 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-7部分：試驗 彎矩 信息產業部電子第八研究所（CESI）互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；19 2002 GB/T18904.2-2002 半導體器件 第12-2部分：光電子器件 纖維光學系統或子系統用帶尾纖的激光二極管模塊空白詳細規范 中國電子技術標準化研究所（CESI）激光二極管模塊；半導體器件；光電子器件；纖維光學；20 2002 GB/T18904.1-2002 半導體器件 第12-1部分：光電子器件 纖維光學系統或子系統用帶/不帶尾纖的光發射或紅外發射二極管空白詳細規范 中國電子技術標準化研究所（C

278、ESI）紅外發射；半導體器件；纖維光學；光電子器件；二極管；21 2002 GB/T18904.4-2002 半導體器件 第12-4部分：光電子器件 纖維光學系統或子系統用帶/不帶尾纖的Pin-FET模塊空白詳細規范 中國電子技術標準化研究所（CESI）纖維光學；半導體器件；Pin-FET；光電子器件；22 2003 GB/T18310.10-2003 纖維光學互連器件和無源器件基本試驗和測量程序 第2-10部分：試驗抗擠壓 中國電子技術標準化研究所（CESI）互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；23 2003 GB/T18310.11-2003 纖維光學互連器件和無源器件基本試

279、驗和測量程序 第2-11部分：試驗 軸向擠壓 中國電子科技集團公司第八研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；24 2003 GB/T18310.14-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-14部分：試驗 最大輸入功率 中國電子科技集團公司第八研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；25 2003 GB/T18310.17-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-17部分：試驗 低溫 上海傳輸線研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；26 2003 GB/T18310.22-2003 纖維光

280、學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-22部分：試驗 溫度變化 中國電子技術標準化研究所（CESI）互連器件；測量程序；溫度變化；無源器件；纖維光學；基本試驗；陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 97 序號序號 年份年份 標準號標準號 名稱名稱 起草單位起草單位 關鍵詞關鍵詞 27 2003 GB/T18310.26-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-26部分：試驗 鹽霧 中國電子技術標準化研究所（CESI）互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；28 2003 GB/T18310.42-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量

281、程序 第2-42部分：試驗連接器的靜態端部負荷 上海傳輸線研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；29 2003 GB/T18310.45-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-45部分：試驗浸水耐久性 中國電子科技集團公司第八研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；30 2003 GB/T18311.1-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-1部分：檢查和測量 外觀檢查 中國電子技術標準化研究所（CESI）互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；外觀檢查；31 2003 GB/T18311.34

282、-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-34部分：檢查和測量隨機配接連接器的衰減 上海傳輸線研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；32 2003 GB/T18311.4-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-4部分：檢查和測量 衰減 上海傳輸線研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；33 2003 GB/T18311.40-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-40部分：檢查和測量 帶保偏光纖尾纖連接器的消光比 上海傳輸線研究所 纖維光學；保偏光纖；無源器件；基本試驗；消光比；互

283、連器件；測量程序；34 2003 GB/T18311.5-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-5部分：檢查和測量 衰減對波長的依賴性 中國電子技術標準化研究所（CESI）互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；35 2003 GB/T18904.5-2003 半導體器件 第12-5部分：光電子器件 纖維光學系統或子系統用帶/不帶尾纖的pin光電二極管空白詳細規范 中國電子技術標準研究所（CESI)纖維光學；pin；半導體器件；光電二極管；光電子器件；36 2007 GB/T18311.20-2007 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-2

284、0部分：檢查和測量 纖維光學分路器件的方向性 中國電子科技集團公司第二十三研究所 纖維光學；無源器件；互連器件；測量程序；基本試驗；陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 98 序號序號 年份年份 標準號標準號 名稱名稱 起草單位起草單位 關鍵詞關鍵詞 37 2007 GB/T18311.31-2007 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-31部分：檢查和測量 纖維光學光源耦合功率比測量 中國電子科技集團公司第三十四研究所；中國電子科技集團公司第八研究所 纖維光學；互連器件；測量程序；無源器件；基本試驗；耦合功率；38 2007 GB/T18310.48-2007 纖維光學互

285、連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-48部分：試驗 溫度濕度循環 中國電子科技集團公司第三十四研究所；中國電子科技集團公司第八研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；39 2007 GB/T18311.16-2007 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-16部分：檢查和測量 球面拋光套管端面半徑 中國電子科技集團公司第八研究所；中國電子科技集團公司第三十四研究所 球面拋光；無源器件；纖維光學；基本試驗；互連器件；測量程序；40 2007 GB/T18311.26-2007 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-26部分：檢查和測量 光

286、纖和插針軸線間的角偏差的測量 中國電子科技集團公司第二十三研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；41 2007 GB/T18311.28-2007 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-28部分：檢查和測量 瞬間損耗 中國電子科技集團公司第二十三研究所 互連器件；測量程序；無源器件；纖維光學；基本試驗；42 2007 GB/T18311.30-2007 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第3-30部分：檢查和測量 單套管多芯光纖連接器拋光角度和光纖位置 中國電子科技集團公司第八研究所；中國電子科技集團公司第三十四研究所 多芯光纖連接器；無源器件

287、；基本試驗；纖維光學；單套管；互連器件；測量程序；43 2008 GB/T22181.21-2008 等離子體顯示器件 第2-1部分：光學參數測量方法 中國電子科技集團公司第五十五研究所 等離子體顯示器件；光學參數測量；表2-24 與系統設備有關的國家標準 序號序號 年份年份 標準號標準號 名名 稱稱 起草單位起草單位 關鍵詞關鍵詞 1 1989 GB11239-1989 手術顯微鏡 杭州醫用光學儀器廠 手術器械；顯微鏡；規范；分類系統 2 1989 GB/T11168-1989 光學系統像質測試方法 上海光學儀器研究所 缺陷與故障；系統分析；焦距；質量；調焦點；攝影圖像；測量；光學 陜西省知

288、識產權局陜西省光子產業專利導航 99 序號序號 年份年份 標準號標準號 名名 稱稱 起草單位起草單位 關鍵詞關鍵詞 3 2001 GB/T18310.6-2001 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-6部分：試驗 鎖緊機構抗拉強度 信息產業部電子工業標準化研究所 光學；光通信；通信；電連接器；測量；光通信系統；試驗；連接器；纖維 4 2003 GB/T18310.8-2003 纖維光學互連器件和無源器件 基本試驗和測量程序 第2-8部分：試驗 碰撞 中國電子科技集團公司第八研究所 光通信系統；碰撞試驗；試驗 5 2003 GB/T18310.9-2003 纖維光學互連器件和無

289、源器件 基本試驗和測量程序 第2-9部分：試驗沖擊 中國電子科技集團公司第八研究所 試驗；光通信系統；沖擊試驗 6 2008 GB/T22057.2-2008 顯微鏡 相對機械參考平面的成像距離 第2部分：無限遠校正光學系統 上海理工大學；上海光學儀器研究所 參考平面；成像距離；光學系統；顯微鏡；無限遠；7 2008 GB/T22061-2008 顯微鏡 偏光顯微術的參考系統 上海理工大學；上海光學儀器研究所 參考系統；偏光顯微術；顯微鏡；8 2009 GB/T10988-2009 光學系統雜（散）光測量方法 上海理工大學；華東師范大學 光學系統；光測量；9 2009 GB/T11168-20

290、09 光學系統像質測試方法 上海理工大學 光學系統；測試方法；10 2009 GB/T10987-2009 光學系統 參數的測定 上海理工大學 光學系統；11 2011 GB/T27667-2011 光學系統像質評價 畸變的測定 上海理工大學；華東師范大學；江南永新光學有限公司；寧波永新光學股份有限公司；南京東利來光電實業有限公司；寧波市教學儀器有限公司；寧波華光精密儀器有限公司；寧波舜宇儀器有限公司；梧州奧卡光學儀器公司；廣州粵顯光學儀器有限責任公司；麥克奧迪實業集團有限公司；像質評價；光學系統；12 2017 GB/T34900-2017 微機電系統（MEMS）技術 基于光學干涉的MEMS

291、微結構殘余應變測量方法 天津大學；電機生產力促進中心；國家儀器儀表元器件質量監督檢驗中心；南京理工大學；中國電子科技集團公司第十三研究所 微機電系統；應變測量方法；光學干涉；微結構；陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 100 序號序號 年份年份 標準號標準號 名名 稱稱 起草單位起草單位 關鍵詞關鍵詞 13 2017 GB/T34894-2017 微機電系統（MEMS）技術 基于光學干涉的MEMS微結構 應變梯度測量方法 電機生產力促進中心；天津大學；國家儀器儀表元器件質量監督檢驗中心；中國電子科技集團公司第十三研究所；南京理工大學 微機電系統；測量方法；光學干涉；應變梯度；14 2017

292、 GB/T34893-2017 微機電系統（MEMS）技術 基于光學干涉的MEMS微結構面內長度測量方法 天津大學；電機生產力促進中心；國家儀器儀表元器件質量監督檢驗中心；南京理工大學中國電子科技集團公司第十三研究所 微機電系統；結構面；光學干涉；陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 101 2.6 光子技術與產業未來發展趨勢光子技術與產業未來發展趨勢 2.6.1 熱門領域驅動光子技術與產業發展熱門領域驅動光子技術與產業發展 當前人工智能（AI）、5G、無人駕駛技術、物聯網、云計算、無觸點手勢識別等一大批熱門技術發展迅猛，而這些熱門領域的發展與光子技術與產業密切相關（如圖所示）。圖2-33

293、熱門領域技術與光子產業的聯系 2.6.2 光子產業未來發展趨勢光子產業未來發展趨勢 一、國外發展趨勢 美國、日本、歐洲等發達國家和地區的光電子技術處于領先水平，美國將光電子技術列為21世紀最重要的戰略性技術并投入了大量的人力、財力、物力。日本近些年也對光電子技術研究進行了大量投入，在國際市場中逐漸占據重要地位。在歐洲地區，德國對光電子技術研究較早，積累了大量寶貴的發展經驗，技術基礎夯實，逐漸取得了一些優勢，歐洲21世紀光子咨詢專家組在Towards2020PhotonicsDrivingEconomicGrowthinEurope中強調了光子學在歐洲經濟增長中的重要性。歐盟委員會在未來的100

294、項突破性創新中對各項重點技術進行了評估和預測（如圖4-10），引入了以下三個指標：2038年大量使用的可能性、歐洲地位和當前成熟度（三個指標評級為1-5級，等級越高說明指標表現力越強）。歐盟委員將8大與光子學相關的領域列入未來的100項突破性創新，包括交流機器人（涉及光子芯片）、高光譜成像、全息圖等?？傮w來看，這8大光子陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 102 學相關領域未來發展前景廣闊，但目前成熟度不高，代表光子學領域未來的發展方向。具體來說，這8大光子學領域到2038年大量使用的可能性都較高（評分均在4分以上）。其中，交流機器人（涉及光子芯片）、高光譜成像、作戰無人機（涉及光電傳感）

295、、無人駕駛（涉及光電傳感）、Nano-LEDs到2038年大量使用的可能性非常高（評分為5分）。從目前歐洲地位來看，報告認為，交流機器人（涉及光子芯片）處于最高級別（評分為5分），其次為高光譜成像、無人駕駛（涉及光電傳感）、無觸點手勢識別（涉及光電傳感）、Nano-LEDs、全息圖。而當前成熟度則普遍較低，其中高光譜成像、作戰無人機（涉及光電傳感）當前成熟度最低。圖2-34 光子相關突破性關鍵技術三項指標評分 從技術進展和未來的發展趨勢角度來看，美國國家科學院在光學與光子學美國不可或缺的關鍵技術中提到，光子學領域正在經歷跨越部門、市場和行業的快速技術進步與應用延伸，盡管某些分支技術（如光學）已

296、經進入成熟期，但該領域整體上正在經歷著機遇和增長期。報告歸納了如下幾個未來發展的重大攻克方向：提高光纖網容量/價格比的新技術；面向通信、傳感、醫療、能源和國防領域的光子和電子元件集成平臺，實現芯片的低成本制造和封裝；面向軍方需求的光學相機、高功率激光器、空間自由通信技術；高分辨率的光源和成像工具。此外，報告還評述了光子領域若干分支技術自1998年來的主要技術動向和發展趨勢，概括如下：（1）光通信領域：過去光通信領域取得的主要技術進展集中在WDM光纖網絡高通信量的經濟性管理和充分發揮光纖放大器的作用方面；未來10年，預計光陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 103 通信網絡承載量會以100倍

297、的速度增長，人們對于容量的需求促使光學技術的各種優勢擴展到了網絡邊緣設備，數據中心也傾向于利用光學實現互聯。（2）信息處理領域：量子計算等前沿領域是過去一段時間的研究熱點，未來，光學技術運用于信息交換和處理中的趨勢在不斷增長。（3）數據存儲領域：在過去十年間，技術不斷成熟，誕生了諸如三代碟片技術、藍光光碟、四代光學碟片、全息記錄等技術突破。由于與其他存儲技術的競爭，類似DVD光碟的未來發展前景并不明朗。（4）光子在國防與安全領域：光傳感器正在成為情報、監視和偵察系統的必殺技；激光武器正蓄勢待發；集成光子學有望取代傳統集成電路；精密光學監控系統研制取得關鍵性突破。報告認為，該領域內光子學技術尚處

298、于獨立研究開發階段，但是，這些活動之間存在著顯著的協同效應，過去硅光子領域的重大進展將以低成本、高效益的形式將光學和電子學緊密集成。（5）光子在健康領域：一方面，光子學扮演著重要角色，在診斷、治療和疾病預防領域提供行之有效的低成本方法。例如，光學成像為醫學診斷提供了關鍵的推動力；光學在許多分子診斷儀器中發揮了重大作用，提高了檢測的靈敏度和指向性。另一方面，新型光源和光學材料、成像設備、微流體技術及檢測方法等關鍵性技術的進步拓寬了光學技術的運用范圍。未來，光學制造水平向精度極限的發展趨勢和動力將推動光源和成像元件制造水平的不斷進步，以滿足對更高分辨率的要求。（6）光子在精密制造領域：光子學的發展

299、推動了精密制造產業的發展，使傳感器等技術進一步升級，未來光子技術將更多的運用于這些領域。代表性的技術包括通過生成高次諧波分量開發阿秒脈沖串、納米光學和等離子激光光子學光子狀態的形成、控制及探測以及利用光學綜合孔徑雷達實現高分辨率遙感等。（7）在光顯示領域：報告認為，盡管OLED近年來發展勢頭迅猛，但其在大型顯示設備中的運用還存在障礙，因此LCD仍有可能是未來一段時間的主流顯示技術。三維顯示和高色彩保真度是LCD顯示的發展趨勢；在柔性顯示領域，近年來的研發重點在于新材料的攻克，包括顯示所用的OLED、液晶和電泳粒子、作為柔性背板的穩定耐熱聚合物和可打印的半導體等。另外，報告還談及了戰略性光學材料

300、的發展重要性，代表性包括面向LED的新材料、亞波長光學、超材料和光子晶體、納米材料、生物光學材料等。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 104 二、國內發展趨勢 相比于國外發達國家而言，國內光子技術發展起步較晚，但大量的投入研究促使光子技術發展十分迅猛，逐漸縮小與最先發展光子技術國家之間的差距，已經逐漸達到世界先進水平。例如：光收發模塊、探測器等光電子器件上我國的技術水平較高，在世界范圍的市場具有強大的競爭力。（1）光子技術在尖端技術領域呈現出高速發展態勢 王振杰從應用角度分析了光子技術未來的發展趨勢，他認為，光子技術在尖端技術領域呈現出高速發展態勢，如在光互聯、光計算、光存儲等方面將在不

301、久的將來得以實現，并且運算速度、存儲容量等也將得到大幅度的提升。在生物醫藥領域中，光子技術也成功在諸多生物醫療儀器中得以應用，實現了對生物醫學的光學探測，如HIV病毒檢測等。（2）光子技術會朝著集成化的方向不斷發展 王婧雯認為，隨著半導體激光和導體激光燈電源器件在不斷的發展，使得相關的電子技術逐漸表現出多樣化和集成化的發展趨勢，特別是在當前的這種科研技術背景之下，使得各種新材料和新的器件設備不斷地出現，為光電的技術的發展提供了更新的特點和便利性。在硅基光電子技術的研究中，超晶格、摻鉺硅、硅基異質外延、量子阱材料、多孔硅等多種硅基發光材料使硅與鍺的發光效率不斷提高。Kimerling等人在SOI

302、中成功實現了對硅波導與摻鉺硅發光管的集成。Hirschman等人則實現了在同一硅片中利用硅微電子工藝對多孔硅發光館與雙極晶體管進行了集成。此外，英國科研學者還研制出一種能夠在室溫環境中發光的全硅LED二極管，這也使光電技術越來越向著全硅光電集成的方向進行發展。李圣鑫指出，在導體激光以及半導體激光的迅速發展之下，通過各種輔助材料和技術與光電子技術的融合，未來光電子技術將會呈現集成化發展狀態，并不斷研發出新的設備以及材料。（3）硅光電子技術是未來光子技術的重要發展方向 在光電子材料領域，IBM公司的科研人員利用半導體激光器與聚合物電光調制器對六個電視信號進行了同時傳輸與接收，并通過聚合物調制器取得

303、了較高信噪比。通過硅晶體來制造光電二極管，能夠生產出更多的先進數字設備，提高設備性能，使其響應速度更快、量子效率更高、工作范圍更大，這也使硅光電子技術成為未來光電子技術的重要發展方向。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 105（4）未來光子技術會拓寬應用范圍，并具有更強的環境適應能力 王婧雯認為，現在的科學技術在不斷的發展，使光電子技術開始從實驗室逐漸應用到了各個領域當中，因為環境不同，使光電子技術應用的環境也多種多樣，可以逐漸朝著地面行走、水下潛航、太空偵察和探測爆破等各種領域不斷的發展。（5）光顯示正朝AMOLED、可撓式OLED方向發展 王振杰指出，在液晶顯示屏中，光電子技術的應用實

304、現了有源陣列液晶顯示屏的生產。光電子技術還能通過光刻技術對色濾波器陣列與薄膜晶體管陣列進行制造，并且還能通過光學檢測技術對顯示器產品進行監視，正是這些作用，使光電子技術貫穿于液晶顯示器的整個生產流程，在液晶顯示屏制造領域中正發揮著越來越重要的作用。查朝云158指出，有機發光顯示技術取得了巨大的進展，目前，發光效率日益增長，全彩色OLED技術普及程度逐漸提高，采用低溫多晶硅TFT驅動的全彩色器件也已經被開發出來；白光OLED得到了廣泛的重視。未來OLED技術發展趨勢如下：（a）相對于PMOLED，AMOLED在主流應用產品趨向高彩、大尺寸、快速顯示的應用方向下更能夠滿足實際應用需求；（b）可撓式

305、OLED的應用是未來的必然趨勢；（c）OLED的材質特性使其在燈具、光源中的運用前景廣闊。（6）激光器不斷提高速度和帶寬，半導體激光器、全固化固體激光器、原子激光器競相發展 舒浩文認為激光器光電子技術的核心應用，半導體激光器便是其中具備重大意義的技術成果之一，在各個領域中得到了廣泛的應用。近年來，激光器的新材料新結構的研究開發促使半導體激光器開始向著大功率、中遠紅外波長、寬帶寬及短波長的方向進行發展。而全固化固體激光器的出現使其成功取代了傳統的固體激光器，原子激光器等其他類型的新型激光器也取得了顯著的技術進步。王龍奇認為，激光產品的發展趨勢在于不斷提高激光器的速度和帶寬，以滿足高速信息傳輸和處

306、理的要求；提高發射功率，滿足大功率加工、遠距離測量要求；提高激光效率；半導體激光相干合成技術，以實現半導體激光器在工業加工甚至激光武器水平；新體制半導體激光器研究（包括量子點激光器、量子級聯激光器、可調諧半導體激光器等）。（7）近場控制是光存儲的關鍵技術 陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 106 在光存儲方面，科研人員集中在提升光存儲容量方面的研究，并通過雙光頭讀寫技術與復膜技術使光存儲的容量提升到了數Gb范圍。同時還對光調制器與集成激光器面陣進行了研究，并成功解決了光存儲中點存儲密度極限問題。如今，科研人員對光存儲方面的研究主要集中在近場控制上，這也使近場存儲技術有望成為盤式存儲中的一

307、大關鍵技術。（8）光電探測器提高器件響應度，光電傳輸器件、光電連接器日趨小型化 王龍奇指出光電探測器的發展趨勢是提高器件的響應度，減小器件噪聲，必要時發展大規格陣列器件，將輔助電路（前放、模數轉換、溫度補償等）集成在探測器中，發展單光子探測器和三維探測器，擴展響應的頻譜范圍。光電傳輸器件及組件的發展趨勢是，隨著集成度的不斷提高，光電耦合器日趨小型化，向高速、高電壓和高線性度方向發展；向多路方向發展；向抗輻照、抗惡劣環境方向發展；向高可靠性、長壽命方向發展。光電連接器及組件的發展趨勢在于追求系列化、小型化和商品化，以使用于航空航天、核爆模擬、海底應用和野戰應用等領域。光纖光纜的發展趨勢是開發損耗

308、低、耐疲勞的野戰光纜；開發強度高、速度快的單模海底光纜；開發負載大、損耗低、強度高的系留和拖曳光纜；開發艦載和機載抗干擾低損耗光纜。2.6.3 光子技術未來發展趨勢光子技術未來發展趨勢 一、光學計算 伴隨著電子計算機的瓶頸，光子時代即將到來，光子計算機的使用可以突破傳統計算機的互聯方式局限，從而轉換為光互聯模式，運算方式也采用了更加現代化的光運算方式。光運算可以對不同信息數據的波長進行表現，還可以增強對各類復雜信息數據的處理速度，使用光子計算機還可以使計算速度呈現增長趨勢。楊燕妮提出，目前開發的全光子計算機的結構基本是按照電子的傳統計算機設計的，它用光控制器、光存儲器和光運算器組合而成，相互之

309、間和各自內部以光互聯這種方式來通信?，F在全光數字計算機處在研究過程中，如何開發更高利用率的光學元器件是面臨的一大瓶頸。光神經網絡計算機處理研究中，它具有人工智能的系列優點，帶給研究人員極大興趣，但是理論模型還需要進一步細化，要研制出利用率更高的空間調制器和性能更好地光開關列陣。當前全光數字計算陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 107 機與光電混合計算機正在不斷發展，數字光計算的研究將成為所需要的光電器件的重要支撐。二、光子芯片 光子技術是具有廣泛影響力的使能技術，它的發展成果可以促進其他領域的創新，反之，其下游應用領域的發展也會驅動光子技術的發展，例如，交流機器人被列入未來的100項突破

310、性創新中，它的“2038年使用可能性”、“歐洲地位”和“當前成熟度”三項指標得分分別為5、5、3，說明它盡管現在技術成熟程度欠缺，但其具備十足的重要性和未來的運用潛力。在過去的幾年里，自然語言處理、機器學習和云計算方面的軟件和硬件取得了顯著的進步，催生了交流機器人的大量廣泛使用，它們被用來進行個性化（盡管仍然有限）的對話。該報告指出，假設人工智能算法和光子芯片持續發展，人工智能驅動的交流機器人將越來越善于理解人類問題背后的意圖，以及在各種對話場景中提供有意義的答案。交流機器人的發展相應的會帶動光子芯片的快速發展。光子芯片為各種應用領域提供高性能的硬件支持，這需要芯片的物理結構跟應用軟件高度匹配

311、，達到較高的效率。已有的電子芯片在計算速度和功耗方面存在瓶頸。相比之下光子芯片計算速度是電子芯片的三個數量級，功耗僅為電子芯片的百分之一。李嘉恒總結了硅基微波光子芯片的發展趨勢，近年來，激光器、探測器、光柵耦合器、光波導、光開關和微環濾波器等光器件的分析設計和制作工藝已經成熟，但在系統設計過程中，各器件分離構成，大大限制了整個通信系統規模的發展。因此，硅基微波光子高度集成于同一芯片將會加快整個通信領域的發展。硅基微波光子芯片在軍事和民用方面具有潛在的巨大價值。傅耀威指出了以下幾個光電子集成芯片技術發展的主要趨勢：一是在光電子芯片與器件層面實現集成化是支撐信息系統對速率帶寬、能耗體積以及智能可調

312、控等需求的必然趨勢；二是信息應用的復雜化和動態化帶動了智能化信息傳輸、交換及處理的需求，這意味著光電子功能模塊具備可重構的能力，能夠完成所需要的快速功能轉換（例如波長、偏振、頻段等）?！翱烧{試”、“可編程”、“可重構”等將成為未來高性能光電子模塊的必然趨勢；三是隨著信息社會對帶寬需求的高速增長，復雜的信號維度組合逐漸成為光網絡系統構建的難點，各種波分復用技術和高階調制格式得到了廣泛運用。因此高效的信號控制機制將成為重要的技術發展趨勢。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 108 三、5D光學數據存儲 存儲技術的發展實際上是各種載體材料技術的發展，并且數據存儲壽命和容量之間往往存在一種相互制約

313、的關系，存儲大容量信息的存儲介質往往壽命較短，而存儲壽命較長的介質存儲容量又比較小。5D存儲技術利用了納米結構的熔融石英作為存儲介質，利用飛秒激光輸入法發射密集的超短波激光脈沖照射石英晶體制備可存儲數據的納米柵格，這種存儲系統特殊的退化核心機制（納米柵格之間的納米空洞的坍塌崩潰）賦予了它超長的存儲時間和很高的使用溫度。5D存儲技術記錄了納米結構的大小、方向和三維坐標五個維度的信息，通過光學顯微鏡和偏光器可以讀取其中的數據。此外，5D存儲技術還賦予了存儲系統巨大的存儲容量。但是5D存儲技術目前仍然處于實驗室研發階段，其商業化發展道路是未來攻克的重要趨勢，5D存儲技術目前商業化的障礙有以下幾方面：

314、首先，目前的數據存儲介質，其體積容量還不是一個主要的問題，且硬盤相對于5D技術有著巨大的寫入速度優勢。其次，高純度的石英玻璃價格比較高，其成本也是5D存儲技術商業化的一大障礙?？偟膩碚f，下一代數據存儲技術應該具有單位容量價格低、存取速度快、壽命長、能耗低等特點。短時間內，可以通過對原有存儲介質的擴展，來提高存儲能力。但從長遠看，必須加強新材料、新技術的研究和應用。四、高光譜成像 高光譜成像技術被列入未來的100項突破性創新名單中，它的“2038年使用可能性”、“歐洲地位”和“當前成熟度”三項指標得分分別為5、4、2，說明高光譜技術目前還處于開發的初級階段，但其表現出很高的地位和未來運用的潛力。

315、盡管報告認為該技術盡管比傳統成像系統具有明顯的優勢，但目前的成熟度較低，仍處于起步階段。其發展的局限性包括：一是速度限制，它受到高光譜數據固有的大數據量的限制。速度限制直到最近才被克服，為了使這項技術得到廣泛的應用，仍然需要進一步研發；二是成本和解釋信息的方法，但將最先進的高光譜成像引擎與分類和機器學習算法相結合有望解決這些問題。盡管存在發現的局限性，高光譜成像技術廣泛的下游運用前景有望驅動這一技術快速發展：（1）在醫療領域，高光譜成像具有非接觸性和微創性，在醫學治療和診斷中具有重要的應用價值?？捎糜诰_尋找癌癥腫瘤位置、評估早期胚胎的健康狀陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 109 況，

316、提高體外受精（IVF）成功率，此外基于光譜分辨檢測器陣列開發的HSI熒光成像相機可用于內窺鏡室或手術室在神經外科和眼科領域顯示出前景。（2）在食品質量領域，目前科學家們已經證明，高光譜成像結合圖像處理算法可以快速的、無創的準確預測獼猴桃品質屬性（如硬度、可溶性固形物含量和酸度等）。另外，利用數字成像、光譜學和機器學習技術的結合可以分析光線的獨特光譜反射，從而確定食品營養成分、脂肪和蛋白質含量以及新鮮度。這種自動化的、非侵入性的技術有望提高現有食物的質量和新鮮度，減少食物浪費。（3）在礦業領域，由于一些基本金屬的已知來源在未來幾十年內將面臨枯竭，在尋求現有采礦勘探技術的替代方法方面面臨更大的壓力

317、。高光譜成像可以基于物質吸收和反射的可見光和不可見光的波長建立每種礦物的光譜指紋有望運用于采礦勘探技術領域。（4）在資源回收領域，結合空間模式識別算法的高光譜數據可以檢測到廣泛的材料、模式、涂層、缺陷和污染物，生成用于質量控制的數據，并將信息傳輸給機器人執行機構，實現商品的自動挑選和分類，克服傳統視覺系統對顏色或外觀相似的物品進行分類的缺陷。（5）在安防領域，高光譜成像技術和分析軟件可用于檢測在制造炸彈或走私毒品等非法活動期間可能轉移到特定物品（如車輛或背包）上的爆炸物、麻醉品或化學殘留物。（6）光譜成像系統的優化也取得了顯著的進步，例如研究人員開發出一種算法，用更少的數據快速準確地重建高光譜

318、圖像。該方法采用“壓縮測量”技術，將空間和波長數據混合起來，算法和硬件相結合，可以在更短的時間內獲得高光譜圖像，并使用更少的內存存儲這些圖像。另一研究團隊將石墨烯與量子點結合，開發出一組光探測器，產生高分辨率的圖像傳感器。當作為數碼相機使用時，該設備能夠同時感知紫外線、可見光和紅外光。這種基于CMOS的單片圖像傳感器兼具低成本、高分辨率寬帶，是高光譜成像系統的一個里程碑。在未來發展方向方面，高澤東168等認為，小型化、低成本、實時快照式光譜儀將是高光譜成像領域未來的發展趨勢。近年來，棱鏡光柵色散型、AOTF可調諧濾光型、傅里葉變換干涉型光譜成像儀已得到快速發展，但是這些光譜儀體積較大、成本較高

319、，一般作為科學儀器使用，不適合產業化應用需求?；诮蛊矫娣止獾墓庾V成像技術將階梯楔形Fabry-Perot干涉濾光片制作在CMOS傳感器表陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 110 面，通過器件形式實現光譜分光的光譜儀具有體積小、重量輕、易于批量生產、成本低等優勢。在實時快照式光譜成像方案中，計算層析、壓縮編碼光譜成像技術基于復雜的重構理論，重構的數據質量和重構實時性還需要進行攻關突破，短時間難以實用；積分視場、離散采樣光譜成像技術原理簡單且相對成熟，一般用于對空間分辨率要求不高的場合。復眼濾光式光譜成像技術采用復眼成像實現視場的復制，將3D映射到2D，像素濾光式光譜成像技術將Bayer彩

320、色成像概念拓展到光譜成像，通過探測器表面的像素級Fabry-Perot濾光分光，既能在權衡光譜分辨率與空間分辨率的基礎上實現實時性，又能極大地減小體積、降低成本。黎珊珊歸納了高光譜成像技術在醫學領域的應用趨勢，她認為高光譜成像儀器的整機性能的進一步提升；改進和融合傳統的分類識別技術、創建適合高光譜數據特點的分類識別新模式；剔除各種干擾因素的高光譜成像數據挖掘、數據量化處理算法是該領域技術的發展趨勢。五、Nano-LEDs 相比于傳統的LED技術，納米LED具備更高的發光效率，規避了熒光粉存在的壽命衰減、色溫衰減等問題。但是，工藝瓶頸的突破是納米LED商業化的必經之路，納米柱狀發光體的特性和目前

321、半導體生產工藝過程中需要解決穩定、均勻地控制基板上的納米LED柱狀體生成，并盡可能降低壞點和死點的問題。另外，納米LED控制部分的線路布置，也需要進一步研究攻克。納米LEDs技術被列入未來的100項突破性創新中，它的“2038年使用可能性”、“歐洲地位”和“當前成熟度”三項指標得分分別為5、4、4，它是光電子技術領域為數不多的三項指標得分均較高的領域，說明它具備較高地位和發展前景的同時在技術和產業領域也在逐步走向成熟。報告指出，電子通過發光的納米半導體將在生物學、計算機、醫學，照明等領域有許多應用。納米LED可以產生更大范圍的波長，只使用少量的能量，并允許更溫暖和更生動的顏色顯示。在短時間內，

322、納米LED就可以被用來給公寓的墻壁涂上自己喜歡的顏色和圖案。從更長遠的角度來看，既能發光又能探測光線的新型LED陣列可以幫助用戶通過非觸摸手勢控制智能設備，還可以利用環境光為這些設備充電。未來最重要的研究方向之一將是開發超小型高效電路元件，例如使用納米LED的調制器和探測器。納米LED領域近期代表性的研究進展如下：多任務LED顯示屏是基于納米棒的LED，它能夠以LED三倍的速率同時發射和檢測光，使得陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 111 人眼在執行其他功能（如通過陽光充電或響應非觸摸命令）時，仍能感覺到顯示器處于永久開啟狀態。由納米棒LED制成的陣列可以對激光筆作出反應。它可以運用于智

323、能白板、平板電腦或其他表面的書寫或繪圖功能。此外，納米LED還在光學數據通信有著廣泛的運用前景，用電壓信號發送數字數據的另一種方法是使用光信號。在LED或固態激光器的幫助下，數字電路中的電信號可以轉換成離散的光學信號，反之亦然。埃因霍溫科技大學的科學家們設計了一種納米LED，其效率是其前身的1000倍，能夠以每秒幾千兆比特的速度傳輸數據。六、片上光源 通過將最小的碳納米管集成到納米結構波導中，研究人員開發了一種小型開關元件，可以將電信號轉換成清晰定義的光學信號。這種納米結構像光子晶體一樣，可以在碳納米管中定制光的特性，當施加電壓時，就產生光子。這種緊湊的電力/光信號轉換器現在滿足了下一代計算機

324、的要求，將電子元件與納米光子波導相結合，有望提高速度和更好的能源效率?；旌霞傻钠瞎庠?，就是利用鍵合等CMOS兼容工藝將硅基光電子器件與II-V族材料器件混合集成在同一個襯底上。片上集成光源方面取得系列研究進展：作為現代光學尤其是集成光學核心部分，高質量脈沖與相干激光光源一直以來都是學術界與產業界的重要關注點。在中國科學院B類戰略性先導科技專項“大規模光子集成芯片”支持下，近日，西安光機所微納光學與光子集成團隊在片上集成光源方面取得系列研究進展。在片上實現了以49GHz為基頻得多倍頻（115）穩定激光脈沖源，該研究成果于2017年7月19日發表在SCI光學一區期刊ACSPhotonics雜志

325、上，題目為“Repetitionratemultiplicationpulsedlasersourcebasedonamicro-ringresonator”。通過設計不同激光器參數，利用激光腔內光場增益、非線性和色散的相互作用，產生的各類脈沖激光源已經在學術和商業領域中取得豐碩的成果。而面對超高速光學時鐘、高速光通信技術、微波光子學、光譜測量及天文光頻梳等領域對激光脈沖源的重頻提出了更高的需求。西安光機所利用自主研制的片上微環諧振腔，基于耗散四波混頻效應，實現了基頻為49GHz的穩定激光脈沖輸出，相比于超短腔脈沖激光器，有效降低了SchawlowandTownes限制帶來的高相位噪聲。同時利

326、用片上激光模式選擇機制，實現了49735GHz的多倍速率的激光脈沖，突破了激光腔自由光譜范圍對重復頻率的限制。陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 112 七、光電傳感器 下游應用領域的發展是驅動光電傳感器發展的重要因素，無人駕駛、無人機和無觸點手勢識別技術被列入未來的100項突破性創新中，這三個領域的“2038年使用可能性”、“歐洲地位”和“當前成熟度”三項指標得分分別為5、4、3，5、3、2，4、4、3。盡管成熟度均有所欠缺，但他們的重要性和地位都不容小覷。（1）無人駕駛技術廣泛應用的主要障礙之一是傳感器的相對成本和復雜性。如果希望運載人類，它必須以一種直觀和清晰的方式與他們交流。這意味

327、著為車輛備專門用于乘客分析的內部傳感器（光學成像識別系統），這也是光電傳感器的未來發展方向。（2）無人機的研究一直專注于提高信息收集能力，使無人機更加精確以及制造能夠識別和攻擊個體的微型無人機。另外，感知能力是評判無人機性能的重要指標，為此開發利用多波長激光遠距離分析物質的傳感器能夠可靠地探測到提供關鍵任務數據的爆炸物。未來隨著物聯網技術的發展和普及，光電傳感器應用將滲透到人類生活的方方面面。隨著光電傳感器應用領域的不斷擴大，借助半導體的蒸鍍技術、擴散技術、光刻技術、精密微加工及組裝技術等，使多種敏感元件整合在同一基板上成為可能。終端應用的集成化要求，推動了多功能化傳感器的發展。八、全息圖 全

328、息圖在娛樂、設計、醫學或智能等領域運用前景廣闊，被歐盟委員會列入未來的100項突破性創新中，它的“2038年使用可能性”、“歐洲地位”和“當前成熟度”三項指標得分分別為4、4、4。說明了全息技術具備突出的地位和未來發展潛力，同時其技術成熟度也比較理想，綜合評分比較優異。報告指出，未來的3D全息顯示可以在不佩戴任何3D眼鏡或VR設備的情況下，提供超真實的電影再現水平。柔性和彈性超薄薄膜可以嵌入到各種各樣的表面，從而產生創新的智能手機和日常設備，這些設備將投影3D全息圖，使它們的屏幕大小變得無關緊要。此外，如果可觸摸全息圖真正發揮作用，我們可以看到全息界面與設備交互的新方式，以及為虛擬現實體驗添加

329、了全新的維度。李建華分析了體全息技術在存儲領域中的應用，與電、磁存儲技術相比，體全息存儲以光波作為載體，具有振幅、偏振、相位等多個特征參量，以及將二維表面存儲發展為多維度高密度存儲的潛在優勢，有望突破現有存儲技術的不足，滿足當今信息時代對海量數據存儲的需求。最近的進展表明，使用超表面全息圖陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 113 的納米立體顯示器是有望實現的。與通過許多視覺效果來模擬深度的傳統的顯示不同，立體顯示能夠在三個物理維度上對物體進行視覺表示。在實際應用中，標準全息圖具有非常窄的視角（小于3）和較差的色彩再現，并不適用于立體顯示。為了產生足夠的相移用于三維顯示，全息圖需要達到光學

330、波長的厚度。最近的一系列實驗涉及納米級薄膜的全息圖，這使得納米像素比可見光的波長還小。（1）豐橋理工學院的日本研究人員利用磁光空間光調制器（MOSLMs）開發出了納米像素、視角超過30的三維全息顯示器，適用于再現3D電影。（2）來自中國和新加坡的一組研究人員發明了一種超材料，可以產生納米像素，并將整個光譜的投影角度推到90度以上，獲得了優異的圖像質量，信噪比之前的全息圖設計高五倍。（3）BrighamYoung大學最近發表的一項研究顯示，科學家們操縱塵埃狀粒子“幾乎看不見的空中斑點”，并用它們來創建比傳統全息圖更逼真、更清晰的三維立體圖像。站在這樣一幅圖像周圍的人將能夠從他們自己的角度看到圖像

331、。（4）日本筑波大學的研究人員利用飛秒激光創造出了能對人類觸摸做出反應的全息圖，該技術可以用于三維通信，應用于建筑工地或醫療指導。（5）圣彼得堡ITMO大學的俄羅斯研究人員開發了一種創新工藝，采用裝載了納米鈦制成的無色墨水的普通噴墨打印機，在微型壓花紙上進行沉積可在幾分鐘內打印全息圖像，極大地節約了時間和金錢成本。全息圖不僅可以打印，而且全息圖本身也可以用于3D打印。2.6.4 美國對光子產業技術的貿易控制美國對光子產業技術的貿易控制 一、美國對高科技技術貿易控制措施（1）出口管理條例 Export Administration Regulations）相關措施來源于聯邦法規第十五章（編號15

332、CFR774），商業控制清單（包含敏感商品和敏感技術）。美國商務部工業安全署（BIS）根據該清單對涉及國家安全和高技術范疇的軍民兩用和較為不敏感的軍品等出口商品進行甄別和監管。出口清單上的項目需要預先獲得商務部批準。凡是在清單上擁有出口管制分類編碼（ExportControlClassificationNumber,ECCN）且未得到豁免的商品出口均受EAR管制173。（2）對華301調查征稅產品建議清單“301”報告是指美國1974年貿易法第301條，美國貿易代表辦公室可以利用這一條款中的規定，對美國的貿易伙伴國家進行調查，最終采取提高關稅、限陜西省知識產權局陜西省光子產業專利導航 114

333、制進口、停止有關協定等報復措施。簡稱“301調查”。美國東部時間2018年4月3日，美國貿易代表辦公室（USTR）發布對華301調查征稅產品建議清單。建議征稅的領域包括航空航天、信息和通信技術、機器人和機械制造等行業，涵蓋約1300種征稅產品，建議稅率為25%。美方聲稱此舉是為了應對中國所謂“有關強制美國技術和知識產權轉讓的不公平貿易行為”。實則目的在于打擊“中國制造2025”所鼓勵的行業的發展。（3）美國貿易代表辦公室對2000億美元中國商品加征關稅 為了回應中國政府此對美國600億美元產品加征25%-5%的不等關稅。2019年5月10日，美國海關與邊境管理局（CBP）正式發出通知，對第三批共計2000多億美元來自中國的商品，采取征收25%關稅的報復措施。二、受美國貿易控制措施影響的光電子產業技術（1）“光通信傳輸”領域有22項子類技術被列入美國技術控制措施中，占據光電技術受控總量的57