光学系统产业发展计划

光学系统产业发展计划

到2020年，4K摄像机、监视器、切换台等采编播专用设备形成产业化能力；符合高动态范围（HDR）、宽色域、三维声、高帧率、高色深要求的4K电视终端销量占电视总销量的比例超过40%；建立较为完善的超高清视频产业标准体系；广播电视总台和有条件的地方电视台开办4K频道，不少于5个省市的有线电视网络和IPTV平台开展4K直播频道传输业务和点播业务，实现超高清节目制作能力超过1万小时/年；4K超高清视频用户数达1亿；在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域开展基于超高清视频的应用示范。坚持整机带动，突破超高清成像、高带宽实时传输、超高速存储、HDR显示兼容与动态适配、三维声编解码与渲染、三维声采集、视频人脸识别、行为动态分析、医学影像诊断等关键技术，支持面向超高清视频的SoC核心芯片、音视频处理芯片、编解码芯片、存储芯片、图像传感器、新型显示器件等的开发和量产。加强4K/8K显示面板创新，发展高精密光学镜头等关键配套器件。建立反哺机制，推动产业可持续发展充分发挥超高清电视内容产业的上游拉动作用与相关设备制造业的下游促进作用，创新支持方式和渠道，缓解超高清电视内容生产高投入、低产出的资金压力，促进上游内容产业发展。研究建立下游设备制造及销售对上游节目制作的反哺机制，推动上下游产业协同共进，保障高质量节目内容供给，促进我国超高清视频产业健康可持续发展。突破核心关键器件坚持整机带动，突破超高清成像、高带宽实时传输、超高速存储、HDR显示兼容与动态适配、三维声编解码与渲染、三维声采集、视频人脸识别、行为动态分析、医学影像诊断等关键技术，支持面向超高清视频的SoC核心芯片、音视频处理芯片、编解码芯片、存储芯片、图像传感器、新型显示器件等的开发和量产。加强4K/8K显示面板创新，发展高精密光学镜头等关键配套器件。加强支撑服务保障坚持标准先行，建立覆盖采集、制作、传输、呈现、应用等全产业链的超高清视频产业综合标准化体系，鼓励国家/行业标准和团体标准协同发展。建设超高清视频制造业创新中心，汇聚创新资源，开展产业前沿及关键共性技术研发，突破产业短板环节。建设超高清视频产业协同中心，开展超高清视频摄录编播系统集成与验证，解决超高清视频内容采集、制作、传输、呈现等产业链协同不足的痛点，强化产业生态体系构建服务能力。建立超高清视频产业支撑服务平台，提供标准制定、评测认证、视频制作、版权交易、知识产权保护、人才培训、国际交流合作等支撑服务。推动部省合作，加强行业应用推广充分发挥地方积极性，调动地方资源，推进部省合作，形成发展合力。指导有条件的地区结合实际制定差异化行动方案，明确落实措施，加强组织实施。支持地方建设超高清视频产业协同中心、制造业创新中心等，打造产业创新集群，发挥示范引领和辐射带动作用。按照企业主体、市场化运作模式，在广播电视、文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等重点领域开展试点应用，总结先进经验并向全行业推广。加快人才培养，构筑智力资源高地采取培养和引进相结合的方式，加强超高清视频产业人才队伍建设，培养一批高端、复合型人才。鼓励产学研合作，支持高等学校加强超高清视频相关学科专业建设，引导职业学校培养产业发展急需的技能型人才。鼓励领军企业、行业服务机构等培养、培训高水平超高清视频产业人才队伍。精密光学行业概览根据中国光学光电子行业协会报告，光学产业链较长且涉及行业范围广泛。光学的上游主要为光学原材料制造，参与者主要为生产光学玻璃的材料企业。光学材料产业是整个光学产业的基础组成部分，已处于市场成熟阶段；中游为光学元件及其组件，是将光学玻璃通过加工、镀膜等工艺，生产成光学元件及镜头等产品的环节，可分为传统光学元件及组件、精密光学元件及组件；下游行业则主要包括消费电子、仪器仪表、半导体制造、车载镜头、激光器、光通信等行业，是光学元件的最终应用领域。光学行业上游的光学材料是整个光学产业的基础和重要组成部分，光学玻璃在所有光学材料中用途最广且市场份额最大，2019年度光学材料30亿元左右的市场规模中，光学玻璃占据90%以上份额。光学玻璃经过多年的发展已经处于成熟期，全球的光学玻璃市场呈现产能过剩和竞争加剧的基本态势，市场需求增长不大。随着智能消费品产品不断升级，以及城市安防、汽车安全辅助、运动摄像等新兴市场的不断发展，高透过率、高均匀性、特殊性能的光学玻璃，以及红外材料、激光玻璃、光纤材料等高端光学材料的市场需求在不断增长，且精密压型光学产品的市场容量日益增大，已经形成了一定的产业规模。光学行业中游的光学元件和组件，是将光学玻璃等材料通过冷加工、镀膜等工序生产成具有特定效果的光学元器件。其中，磨制成特定的光学镜片等元件的过程即为光学冷加工，冷加工的技术含量相对较低；为实现不同的功能，光学元件表面需要进行光学镀膜，这些薄膜赋予光学元件各种不同使用性能，在实现光学仪器的功能和影响光学仪器的质量方面起着重要或决定性的作用。中游产业链往下则是光学镜头，光学镜头的制造，涉及光学、机械、电子和软件等多个领域，属于高精密产品。在高分辨率定焦、大倍率变焦、超高清、光学防抖、安防监控一体机镜头等中高端光学镜头方面，参与者以舜宇光学、联合光电、宇瞳光学等为代表的国内企业为主。光学行业下游领域方面，随着智能手机的爆发式发展和普及，智能手机用光学元件及镜头市场已成为整个光学领域市值最大、技术迭代快且频繁的领域，智能手机用光学元件及镜头占据整个光学市场份额超过70%，其次为安防监控镜头、车载镜头、机器视觉镜头等。近年来，随着前沿科技应用场景的不断成熟，以移动智能终端、物联网、云计算、生物识别技术、AR/VR、运动摄像等为代表的新兴市场的需求量持续增长，物联网、人工智能信息系统将视频图像信息作为重要的数据，为光学镜头使用场景带来了更大的市场空间。新一代信息技术为保证对信息数据运算的精度和效率，对光学镜头可靠性和成像质量提出更高的要求，促使镜头企业的技术加速升级。我国的高端光学技术起步较晚，凭借近十几年的积累与进步，中国精密光学市场快速发展。根据中国光学光电子行业协会统计，目前我国大型精密光学企业聚焦于不同应用领域差异化竞争，并在各细分领域市场集中度较高。同时，由于消费级精密光学商业应用成熟，除消费级光学元件及镜头竞争较为激烈外，应用于高端装备制造、前沿科学研究、专业设备等领域的精密光学制造商，在各自技术优势的细分应用领域差异化竞争。例如，消费电子光学领域的蓝特光学、舜宇光学等，安防监控镜头领域的联合光电、福光股份、宇瞳光学等，专用精密光学镜头领域的福特科、永新光学等制造商。（一）精密光学器件概况光学器件（或光学元件）是指利用光学原理实现各种观察、测量、分析记录、信息处理、像质评价、能量传输与转换等功能的光学系统中的主要器件，是各种光学仪器、图像显示产品、光学存储设备核心部件的重要组成部分。根据精度和用途的不同，可分为传统光学器件和精密光学器件，其中精密光学器件根据应用领域的不同可进一步细分为消费级精密光学器件及工业级精密光学器件。精密光学器件较传统光学器件在面型、镀膜和表面光洁度的精度上大大提高，且通常包含多个精密光学器件胶合在一起。在精密光学器件的制造过程中，计算机技术、数控加工技术、自动控制与精密多层镀膜技术、胶合技术和高速精磨、高速抛光以及精加工、超细微精密加工技术相结合，显著提高了光学器件的精度和质量。工业级精密光学器件是应用于工业测量、半导体、生命科学、无人驾驶、生物识别、AR/VR检测等高科技行业的关键配套器件，这些行业对于精密光学器件的工艺参数、技术性能、应用环境、作用效果等方面要求较为苛刻，从而推动精密度更高的工业级精密光学器件行业的发展。工业级精密光学器件的特点可以归纳：一是尺寸超大或超小化，典型超大尺寸已经达到甚至超过1m；二是在往尺寸两极化发展的同时对面型和表面粗糙度提出更高要求，在超大尺寸的同时最高的面型精度要求达到λ/200、表面粗糙度达到0．1nm以下。这些技术参数往往还要在特殊的光学材料上实现，除了熔石英、光学玻璃等典型的硬脆材料，还出现了超硬脆性材料，如碳化硅，以及软脆材料，如磷酸二氢钾（KDP）激光晶体等特殊材料，这对光学器件的超精密制造提出了更高难度的要求。（二）精密光学镜头概况精密光学镜头是以精密光学器件为基础，利用先进的模组，组装、加工而成的光学组件，对分辨率、对比度、景深以及各种像差等成像质量的关键性指标起着决定性的作用。根据光学镜头产品设计、生产技术的先进性、制造工艺的难易程度不同，可分为传统光学镜头和精密光学镜头。近年来，精密机械制造技术和高精度检测技术的快速发展，进一步推动了精密光学镜头制造技术的革新，例如各类遥感镜头、及天文望远镜、航空航天相机镜头、强激光镜头、光刻机镜头等，均在功能和性能方面得到快速发展。（三）精密光学系统/仪器概况人工智能的日益普及和自动化生产设备的广泛推广，掀起了自动化试验、自动化检测、自动化测量仪器和设备的研制浪潮。自动化的光学系统/仪器主要承担了将光学信息数字化的功能，将生成的数字化图像、频谱信息、扫描点云等数字信息，结