什么是光电子器件_光电子器件发展趋势解析

　　光电子器件定义

　　根据是否需要电支持，光器件可以分为无源和有源两类。有源器件主要包括波长转换器、光放大器、激光器、光调制解调器、色散补偿光模块、光开关等需要外加能源驱动工作的光电子器件。

　　无源器件是光通信系统中需要消耗一定的能量，具有一定功能而没有光电转换的器件，主要由光分路器、光滤波器、光分波器、光合波器、光耦合器、光纤连接器等不需要外加能源驱动工作的光电子器件组成。

　　光无源器件具有高回波损耗、低插入损耗、高可靠性、稳定性、机械耐磨性和抗腐蚀性、易于操作等特点，广泛应用于长距离通信、区域网络及光纤到户、视频传输、光纤感测等等。它是光纤通信设备的重要组成部分，也是其他光纤应用领域不可缺少的元器件。

　　光电子器件分类

　　光电子器件根据光电子技术的不同，可分为：光电导传感器（其中包括光敏电阻）、结型光电传感器、光电阴极与光电倍增管、微光像增强器、摄像管、CCD和CMOS成像器件、致冷型红外成像器件、微测辐射热计红外成像器件、热释电传感器和成像器件、紫外传感器和成像器件、X射线传感器与成像器件等。

　　

　　光电子器件与光通信发展的关系

　　进入21世纪后，由于互联网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的快速增长，数据通信对带宽的需求快速增长，对超高速和超长距离的大容量光纤网络和传输系统有了更为迫切的需求。

　　随着光通信行业的发展，宽带用户数量不断提高。根据ICCSZ发布的《2015全球光通讯市场分析与预测》，截至2014年底，全球固网宽带用户约为7.28亿，年净增数接近5000万。

　　根据工信部数据，截至2015年10月末，我国互联网宽带用户规模达到2.12亿户，3G、4G移动宽带用户达到7.47亿户，其中4G用户达3.28亿户。“宽带中国”战略的加速推进，宽带提速效果日益显著，8Mbps及以上接入速率的宽带用户总数超过1.33亿户，占宽带用户总数的比重达63%，比上年末增加22个百分点；20Mbps及以上宽带用户总数占宽带用户总数的比重达27.5%，比上年末增加17.1%。光纤宽带建设进度加快，光纤接入FTTH/0用户比上年末净增4158.6万户，超过上年同期增量91.6%，总数达到1.1亿户，占宽带用户总数的比重达到51.8%。

　　我国政府和有关部门对光纤宽带网络建设重视程度不断加深，先后出台多项政策和指导性文件，强调发展光纤宽带网络。《通信业“十二五”发展规划》要求2015年光纤入户覆盖量达到2011年的3.4倍，年均复合增长率为45.19%，这将带动光通信相关产业的良好发展。

　　光电子器件作为光纤网络的构成要件，其发展与整个光纤通信行业的状况息息相关，既直接受基础网络的资本性投入、组网需求和组网方式等网络运营的影响，也通过自身技术的发展和性能的优化不断推动光网络市场和技术的演进。随着光纤网络从长距离骨干网向城域网和接入网过渡以及全光网络的发展，对光电子器件的需求更加迫切，市场需求量也随之迅速增长。据ICCSZ统计，2014年全球光电子器件市场收入约为73亿美元。

　　光电子器件在光通信设备总成本中所占的比例正逐年提高，其市场容量不断增加。原因来自两方面：

　　一是光网络架构的变化。过去，光传输主要应用于骨干网和城域网，但随着带宽需求的增长以及光网路建设成本的下降，光传输网络已经向接入网延伸。接入网中的节点和终端数量都远远大于骨干网和城域网，而每个节点和终端都需要光电子器件，故接入网中光电子器件的用量远远大于骨干网和城域网。同时，接入网中带宽需求的增加反过来又会促进城域网和骨干网的网络升级、扩容甚至更新换代，从而带动更多的诸如波分复用、光放大器等光电子器件的需求。

　　二是光电子器件的小型化、模块化、集成化和智能化。集成光电子器件在形式上正逐步取代功能单一的分立式电子元器件和光学元器件，在性能上也可替代原先需由系统或者设备才能实现的功能。因此，光电子器件在光通信设备总成本中所占的比例越来越大。

　　

　　光电子器件的行业规模

　　光器件是光通信设备的重要组成部分，光通信市场的不断发展，将直接带动光器件市场不断发展。近年来全球光器件市场快速增长，根据ICCSZ统计，2009年全球光器件市场销售收入达20.15亿美元，至2013年，全球光器件市场规模已超过35亿美元，年均增长率达15.92%。

　　随着市场需求和技术的不断发展，国内光器件企业的综合实力不断提升，在全球光器件市场的影响力不断提高。根据ICCSZ统计，2009年中国光器件市场收入约为5.3亿美元，其在全球光器件市场中的占比约为26%；2013年中国光器件市场收入已经发展至12.5亿美元，其在全球光器件市场上的占比也上升至35%。

　　光电子器件行业的发展趋势分析

　　相比美国、欧洲、日本、中国***等光通信器件公司发展较快的区域，国内光电子器件行业中大部分企业仍然依靠低成本在低端器件领域竞争，缺乏核心技术和自主品牌，总体上的竞争力仍较为薄弱，位于产业链的低端。

　　随着网络通信数据量的大幅增加，对光通信网络容量的要求也不断增大，运营商需要对光纤宽带网络进一步扩容和建设，骨干网络扩容和接入网的升级提速将是下一段光通信网络的建设重点。

　　骨干网和城域网的光纤扩容包括铺设更多的光纤以及对已铺设的光纤进行信道扩容。信道扩容的方法有两种：一是提高光纤的单信道传输速率。目前正在进行从10Gbit/s到40Gbit/s及100Gbit/s、400Gbit/s的扩容。二是增加单光纤中传输的信道数，如利用波分复用技术（WDM）扩容到40通道、80通道等。

　　受技术进步和大规模应用的影响，近年来，光纤、光电子器件和光通信设备的价格不断下降，光通信的成本不断下降。而传统电缆通信主要材料铜的价格不断上涨，在未来一段时期里，以铜线为传输介质的通信网络将大量被光纤网络所替换，“光进铜退”将成为不可阻挡的趋势。在接入网方面，主要表现为光纤到户FTTH、光纤到楼FTTB等方式逐步替代基于双绞线或同轴线的ADSL方式。另外，4G技术的推广将进一步促进移动宽带发展，更多的移动数据通信需求将促进移动通信领域“光纤到天线”的发展。

　　除了接入网将逐步过渡到以光纤到户方式为主外，光纤将逐步向用户端继续延伸，最终实现光纤到桌面、光纤到服务器，直至板卡光互连、芯片光互连。

　　随着电信号方式的高速传输接近极限，光互连作为亟须的替代技术引起关注。在个人电脑、高性能服务器及手机等产品上已经开始采用光接口，随着未来光互连的制造成本大幅下降，光接口有望应用到更多的产品上。另外，在单芯片上混载光路与电路的硅光子技术的进步、微处理器芯片的全局布线等也显示出了芯片间、芯片内采用光互连的可能性。光通信节点间的距离越来越短，所需求的光电子器件数量越来越多，应用场景越来越广泛，市场规模越来越大。