【文章內(nèi)容簡介】 國光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)在國際同行業(yè)中占有一席之地，提高我國高科技光電產(chǎn)品核心技術(shù)的開發(fā)能力，從而推動我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。①可以提升國家光學(xué)薄膜行業(yè)整體水平，突破國外關(guān)鍵技術(shù)的壁壘。光學(xué)薄膜工程中心建成后，通過對光學(xué)薄膜的工程化研究以及成果的推廣和服務(wù)，可以極大地提高我國光學(xué)薄膜行業(yè)的整體水平，打破國外關(guān)鍵技術(shù)的壁壘，對帶動光電子行業(yè)的發(fā)展，增強(qiáng)民族光學(xué)工業(yè)、光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)的核心競爭力意義深遠(yuǎn)。②把光學(xué)薄膜提升到產(chǎn)業(yè)的高度，開拓一個(gè)全新的技術(shù)行業(yè)領(lǐng)域，能極大地提高其它行業(yè)發(fā)展所需的高精度光電儀器的核心技術(shù)開發(fā)能力，對實(shí)現(xiàn)我國產(chǎn)業(yè)升級起到關(guān)鍵性的作用。光學(xué)薄膜工程技術(shù)研究中心將會提高全行業(yè)的工程化研究水平，形成系統(tǒng)、規(guī)范的工程化研究和產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證環(huán)境，使光學(xué)薄膜成為為其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供基礎(chǔ)性支持的產(chǎn)業(yè)，突破我國光電產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)等發(fā)展的技術(shù)瓶頸，推動我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的升級。③有利于加快光學(xué)薄膜領(lǐng)域科研成果的產(chǎn)業(yè)化速度，通過產(chǎn)業(yè)化推廣，迅速提升產(chǎn)業(yè)整體水平和競爭實(shí)力，并推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。任何一種技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的道路是：實(shí)驗(yàn)室試制——工業(yè)化研究——大規(guī)模生產(chǎn)。光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也需要系統(tǒng)集成的工業(yè)化生產(chǎn)。光學(xué)薄膜工程技術(shù)研究中心建成后，將在工業(yè)化研究和系統(tǒng)集成上形成優(yōu)勢，迅速形成光學(xué)薄膜產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)，不僅可以提高光學(xué)薄膜產(chǎn)品的整體質(zhì)量，而且可以全面降低成本，用規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益形成的成本優(yōu)勢參與國際市場競爭。六、技術(shù)發(fā)展趨勢及國內(nèi)外研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀（一）技術(shù)發(fā)展趨勢光學(xué)薄膜技術(shù)發(fā)展至今，約有200年的歷史。1817年，德國人首先發(fā)明了化學(xué)鍍膜，夫瑯和費(fèi)制成了第一批減反射膜，推動了薄膜光學(xué)的早期發(fā)展；1873年，麥克斯韋《論電與磁》的問世，奠定了光學(xué)薄膜的理論基礎(chǔ)；1950年以后，由于真空鍍膜技術(shù)的出現(xiàn)，跨越性地推動了光學(xué)薄膜的應(yīng)用和發(fā)展。光學(xué)薄膜技術(shù)發(fā)展主要經(jīng)歷了以下階段：鍍膜技術(shù)方面：從最初的化學(xué)沉積法到真空蒸鍍發(fā)，二十世紀(jì)六十年代，為適應(yīng)激光技術(shù)發(fā)展的需要，電子束蒸發(fā)法鍍膜工藝應(yīng)運(yùn)而生。用電子束蒸發(fā)氧化物材料，即得到所謂的“硬膜”，其化學(xué)性能和物理性能都要穩(wěn)定得多，抗激光破壞的閾值得到顯著改善。隨后又出現(xiàn)了離子輔助蒸發(fā)法(IAD)，目前國際上最先進(jìn)的離子束濺射法(IBS)和等離子體輔助沉積法已進(jìn)入工業(yè)化實(shí)用階段，用新方法沉積的光學(xué)薄膜具有高的堆積密度和極致密的微觀結(jié)構(gòu)，折射率接近塊狀材料，因此光學(xué)薄膜具有高的光學(xué)穩(wěn)定性、低的散射損耗和吸收損耗，這為制造高強(qiáng)度、高功率閾值、無漂移的光學(xué)薄膜開辟了新的路徑。膜系設(shè)計(jì)方面：隨著光學(xué)薄膜計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)應(yīng)用和鍍膜技術(shù)的發(fā)展，使任意膜系設(shè)計(jì)成為可能，光學(xué)薄膜也從單層膜逐漸發(fā)展到多層膜，目前廣泛采用的多層薄膜已達(dá)到幾十層甚至幾百層；光學(xué)薄膜波段范圍：從一般的可見光延伸到紫外光和紅外光，并迅速擴(kuò)大到極紫外、X光、遠(yuǎn)紅外、甚至于亞微米波段；鍍制對象方面：從不同牌號的光學(xué)玻璃發(fā)展到晶體和半導(dǎo)體材料。同時(shí)隨著塑料光學(xué)和金屬光學(xué)的發(fā)展又?jǐn)U大到了塑料光學(xué)薄膜和金屬光學(xué)薄膜；鍍膜監(jiān)控技術(shù)：從目視法到光電極值法到石英晶體測厚，又發(fā)展到光譜分析儀（快速掃描分光光度計(jì)），使薄膜的控制精度得到極大的提高；光學(xué)薄膜材料方面：新型不斷涌現(xiàn)，從早期僅ZnS、MgF2和Na3AlF6等有限的幾種，發(fā)展到ZrOTiOTa2OSiO2等熔點(diǎn)高、耐磨擦的氧化物材料，隨著光學(xué)薄膜制備技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，又出現(xiàn)了性能更加優(yōu)良的類金剛石薄膜和金剛石薄膜；光學(xué)薄膜應(yīng)用領(lǐng)域：從簡單的光學(xué)儀器發(fā)展到光通訊、光電顯示器件、空間衛(wèi)星、集成電路、醫(yī)療器械等多方面，并且正在與電學(xué)薄膜相結(jié)合，形成光電子薄膜，使其在薄膜發(fā)光、光存儲、光計(jì)算、光信息處理及集成光學(xué)等新型光電子器件中的應(yīng)用前景越來越廣闊。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，依靠新技術(shù)和新材料，光學(xué)薄膜正向著高強(qiáng)度、高穩(wěn)定、高性能方面發(fā)展，研究這些膜系的物理過程及其技術(shù)已構(gòu)成現(xiàn)代高科技的一個(gè)分支——薄膜光學(xué)。光學(xué)薄膜正在突破傳統(tǒng)的范疇，越來越廣泛地滲透到各學(xué)科，尤其是高技術(shù)含量產(chǎn)品領(lǐng)域中，因此也越來越受到人們的重視，這使得光學(xué)薄膜正進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期，它必將推動與其相關(guān)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。（二）國外情況；七十年代以前，國際上光學(xué)薄膜技術(shù)還只停留在實(shí)驗(yàn)室階段，70年代以后光學(xué)薄膜技術(shù)才實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高水平工業(yè)化的生產(chǎn)，其標(biāo)志性的技術(shù)進(jìn)步有：大抽速、高穩(wěn)定性能的箱式鍍膜機(jī)的出現(xiàn)；電子槍、離子束輔助成膜技術(shù)和等離子體低溫蒸鍍技術(shù)的廣泛應(yīng)用；膜系的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和自動設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)，使設(shè)計(jì)任意的復(fù)雜膜系成為可能；高精度的膜厚監(jiān)控技術(shù)，使膜厚的控制誤差可達(dá)到萬分之三；全自動鍍膜機(jī)的出現(xiàn)，使復(fù)雜的鍍膜工藝大大簡化；多種先進(jìn)成膜技術(shù)的出現(xiàn)，如濺射技術(shù)等，為高效率、高質(zhì)量、大規(guī)模生產(chǎn)光學(xué)薄膜提供了技術(shù)保障。光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與精密光學(xué)和光電信息技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。光電信息產(chǎn)業(yè)中最有發(fā)展前景的通訊、顯示和存儲三大類產(chǎn)品都離不開光學(xué)薄膜，如投影機(jī)、背投影電視機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)、DVD，以及光通訊中的DWDM、GFF濾光片等，光學(xué)薄膜在很大程度上決定了這些產(chǎn)品的最終性能。據(jù)專家預(yù)測，世界光電子技術(shù)的硬件(材料、元件、設(shè)備等)生產(chǎn)將超過2000億美元，而且正在以不低于10％的年增長率遞增。在光電信息產(chǎn)品市場需求高增長的強(qiáng)烈刺激下，一個(gè)明顯的趨勢就是各元件生產(chǎn)廠商正在趨向于將大批量光學(xué)薄膜元件生產(chǎn)和小批量特殊薄膜生產(chǎn)都進(jìn)行專業(yè)化。近年來，在美國、德國、日本以及韓國、臺灣等地都出現(xiàn)了年產(chǎn)值超過千萬美元的專門從事光學(xué)薄膜研發(fā)和生產(chǎn)的大型企業(yè)，如美國的OCLI、日本的GMT和CHINOTEC、德國的ZISS等。美國國家光學(xué)薄膜實(shí)驗(yàn)室公司（OCLI）是光學(xué)薄膜行業(yè)的代表和佼佼者，他是目前世界光學(xué)薄膜行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模最大、技術(shù)水平最高、研發(fā)和競爭實(shí)力最強(qiáng)的企業(yè)，光學(xué)薄膜產(chǎn)品年產(chǎn)值超過十幾億美元，而在鼎盛時(shí)期的2002年，產(chǎn)值曾超過百億美元，基本控制著光學(xué)薄膜的高端市場。在日本，僅GMT一家專業(yè)的光學(xué)薄膜公司就擁有高性能真空鍍膜機(jī)110余臺，年?duì)I業(yè)額達(dá)到20億元人民幣。在國外，光學(xué)薄膜已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室和光學(xué)加工廠的一道工序分離出來形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)，成果轉(zhuǎn)化速度、專業(yè)化程度、生產(chǎn)效率、競爭能力都得到了極大的提高，通過成果的轉(zhuǎn)化又極大地推動了高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。（三）國內(nèi)情況及與國外的差距；我國的光學(xué)薄膜技術(shù)，是在新中國成立后才從無到有發(fā)展起來的。上個(gè)世紀(jì)50年代末，長春光機(jī)所等一批科研院所開始研究光學(xué)薄膜；到了80年代，國內(nèi)開始學(xué)習(xí)外國技術(shù)，引進(jìn)國外設(shè)備，在膜系設(shè)計(jì)理論、鍍制技術(shù)、鍍膜設(shè)備和鍍膜材料等方面都有了長足的進(jìn)步，積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)，不僅能試制并能小批量生產(chǎn)出各類高難度膜系，而且培養(yǎng)了一大批中青年光學(xué)薄膜技術(shù)骨干。例如我國的科研人員根據(jù)國家需要，從80年代就開始了對濺射鍍膜理論、方法的研究工作，建立了實(shí)驗(yàn)室，自行設(shè)計(jì)研制了濺射式鍍膜設(shè)備、檢測儀器，并成功制造出軟X射線薄膜器件，水平和時(shí)間與國外同類技術(shù)發(fā)展基本同步。應(yīng)該說，從新中國成立以來，我國的光學(xué)薄膜事業(yè)獲得了較大的發(fā)展，理論研究水平與先進(jìn)國家相比落后并不多，主要的差距在于研究成果的轉(zhuǎn)化慢，技術(shù)與市場不能得到有機(jī)的結(jié)合。造成這一結(jié)果的根本原因在于體制和人才。目前我國涉及光學(xué)薄膜的企業(yè)由于人才和資金匱乏，自主開發(fā)意識不強(qiáng)，技術(shù)水平低、開發(fā)能力差，片面追求近期利潤，所以只能生產(chǎn)低端產(chǎn)品。而大量擁有人才、設(shè)備、儀器，資金相對寬余的科研部門和大專院校還停留在滿足于實(shí)驗(yàn)室研究成果階段，研究的目的主要是為完成各類科研任務(wù)，成果的轉(zhuǎn)化十分困難，常講的“兩張皮”的問題在光學(xué)薄膜行業(yè)體現(xiàn)得非常突出。我國光電子產(chǎn)業(yè)近幾年來發(fā)展很快，也有了一定的生產(chǎn)規(guī)模，但占國際市場的份額還不足5％左右，產(chǎn)業(yè)的綜合競爭能力與先進(jìn)國家相比更是相距甚遠(yuǎn)。據(jù)臺灣光電工業(yè)發(fā)展協(xié)會(PIDA)從科技背景(政策、經(jīng)費(fèi)和人力資源)、產(chǎn)業(yè)環(huán)境(世界市場占有率、企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、行銷能力)和科技實(shí)力(專利件數(shù)、產(chǎn)品開發(fā)、關(guān)鍵零組件、量產(chǎn)能力)3個(gè)大的方面對光電子產(chǎn)品的主要生產(chǎn)地區(qū)作出的評估結(jié)果表明，我國的綜合競爭能力遠(yuǎn)低于日本、美國，甚至臺灣、韓國。特別在行銷能力、關(guān)鍵零組件生產(chǎn)、專利件數(shù)和產(chǎn)品市場占有率等方面差距更大。而在光電子領(lǐng)域起到關(guān)鍵作用的光學(xué)薄膜技術(shù)，由于缺乏成果轉(zhuǎn)化的機(jī)制和手段，整體水平和競爭力更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。在國內(nèi)，光學(xué)薄膜研究人才、裝備、檢測手段分散在少數(shù)院所和部分光學(xué)企業(yè)之中，從業(yè)人員僅1000余人，缺乏規(guī)模和高集中度。如世界濾光片市場年需求量上億美元，而我國最大的濾光片生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)值僅為100萬美元，占世界市場的總份額不足百分之一。究其原由，主要在于國內(nèi)的光學(xué)薄膜還未形成產(chǎn)業(yè)，技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化速度緩慢，產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)的組織松散，技術(shù)水平低，只能生產(chǎn)低端產(chǎn)品，難以應(yīng)對飛速發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)品市場對光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)要求，從而制約了國民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整中高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，難以參與國際競爭。然而可喜的是，近年來國內(nèi)光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)化正在出露端倪，如某光電股份有限公司、浙江大學(xué)、沈陽儀器儀表工業(yè)研究所等少數(shù)企業(yè)、大專院校和研究機(jī)構(gòu)都在原有光學(xué)薄膜生產(chǎn)和研究的基礎(chǔ)上成立了光學(xué)鍍膜專業(yè)公司或省級研發(fā)中心，專門從事光學(xué)薄膜及相關(guān)產(chǎn)品（設(shè)備、材料、檢測等）的研發(fā)和生產(chǎn)。在成果轉(zhuǎn)化、專業(yè)化程度、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和水平等方面有了一定的提高。但由于基礎(chǔ)較差、起步較晚，目前還不能從根本上解決研究力量分散、成果轉(zhuǎn)化慢、規(guī)模相對較小，產(chǎn)品水平低等問題，規(guī)模最大的專業(yè)鍍膜公司預(yù)計(jì)產(chǎn)值也不超過300萬美元，光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)的實(shí)力和在國際市場上的綜合競爭能力還很弱。（四）相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)情況；國內(nèi)的光學(xué)薄膜研究成果、人才、裝備、檢測手段分散在少數(shù)院所和部分光學(xué)企業(yè)之中，如某光電股份有限公司、浙江大學(xué)、沈陽儀器儀表工業(yè)研究所等少數(shù)企業(yè)、大專院校和研究機(jī)構(gòu)都在原有光學(xué)薄膜生產(chǎn)和研究的基礎(chǔ)上成立了光學(xué)鍍膜專業(yè)公司或研發(fā)中心，專門從事光學(xué)薄膜及相關(guān)產(chǎn)品（設(shè)備、材料、檢測等）的研發(fā)和生產(chǎn)。浙江大學(xué)光學(xué)與光電子薄膜研究所歷經(jīng)幾十年的研究發(fā)展，在光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)理論、薄膜制備技術(shù)、檢測技術(shù)等方面都有系統(tǒng)而深入的研究，取得了大批國家級的研究成果。在此基礎(chǔ)上，開展了主動式光電子薄膜與器件、光電顯示技術(shù)的研究，近年來獲國家自然科學(xué)獎、發(fā)明獎各一項(xiàng)，科技進(jìn)步獎十余項(xiàng)。培養(yǎng)的碩士、博士研究生遍布世界各地，是國際上知名的光學(xué)薄膜研究所與人才培養(yǎng)的基地。目前，研究所的研究領(lǐng)域以光學(xué)干涉薄膜理論與技術(shù)為基礎(chǔ)，拓展各種光電功能薄膜與器件，同時(shí)發(fā)展新型顯示技術(shù)與器件，同時(shí)發(fā)展新型顯示技術(shù)與器件的研究，以及光電子材料和先進(jìn)成像技術(shù)的研究。主要研究方向?yàn)椋簭?fù)雜膜系的全局優(yōu)化技術(shù)、薄膜CAD、CAM技術(shù)的研究；光電導(dǎo)、有機(jī)發(fā)光（OEL）等光電子薄膜及器件的研究；光通訊中超高精度光學(xué)薄膜器件與技術(shù)的研究，包括基于薄膜原理的interlenver的研究和各種微機(jī)構(gòu)MEMS復(fù)合光學(xué)薄膜器件以及新型顯示器件的研究；投影型光電顯示技術(shù)的研究，包括新型人機(jī)界面顯示技術(shù)，三維空間顯示技術(shù)的研究，開拓未來顯示技術(shù)的發(fā)展方向；鐵電和量子點(diǎn)薄膜的光電特性研究；先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及共生物醫(yī)學(xué)和裁量學(xué)中的應(yīng)用研究。長春光機(jī)所是中科院規(guī)模最大的研究所，也是中科院規(guī)模較大的研究生和博士生重點(diǎn)培養(yǎng)基地，還是中科院系統(tǒng)唯一通過軍工質(zhì)量保證體系考評和首家通過ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證的單位。20世紀(jì)50年代，王大珩等老一輩光學(xué)、機(jī)械學(xué)專家高擎科技興國大旗，自力更生，艱苦奮斗，在國內(nèi)率先研制出電子顯微鏡、高溫金相顯微鏡、多臂投影儀、大型光譜儀、萬能工具顯微鏡、晶體譜儀、高精度經(jīng)緯儀、光電測距儀等8種具有代表性的精密儀器和一系列新品種光學(xué)玻璃，從而開創(chuàng)我國自行研制光學(xué)精密儀器和熔煉光學(xué)玻璃的歷史。60年代，成功研制出了我國第一臺激光器——紅寶石激光器，時(shí)間僅比國外晚十個(gè)月，開創(chuàng)了我國激光技術(shù)新領(lǐng)域。在此期間，長光所建立并發(fā)展了工程光學(xué)、大氣光學(xué)、紅外光學(xué)、光電子學(xué)以及激光技術(shù)、光譜技術(shù)、自動控制與數(shù)字信號處理技術(shù)、精密圓分度刻劃技術(shù)，并具備了研制大型光電工程設(shè)備和中小批量生產(chǎn)光機(jī)電一體化高技術(shù)產(chǎn)品的規(guī)模和技術(shù)能力。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)是中國科學(xué)院所屬的一所以前沿科學(xué)和高新技術(shù)為主的綜合性全國重點(diǎn)大學(xué)，在薄膜技術(shù)和基礎(chǔ)理論及相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域有著雄厚的基礎(chǔ)，具有先進(jìn)的儀器設(shè)備和精干的研究隊(duì)伍，承擔(dān)了多項(xiàng)國家、科學(xué)院、各部委及大型企業(yè)的重大科技項(xiàng)目，取得了多項(xiàng)在國際和國內(nèi)有重要影響的科技成果，其中的部分成果已經(jīng)在國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中獲得了應(yīng)用并收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。在光學(xué)薄膜方面，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)與日本新科隆公司建立了“中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)—新科隆聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，擁有包括離子束濺射鍍膜機(jī)、激光分子束外延鍍膜設(shè)備、激光CVD薄膜系統(tǒng)、多靶超高真空濺射儀等先進(jìn)的薄膜制備設(shè)備，其中新科隆公司最新開發(fā)的產(chǎn)品：ASC800濺射鍍膜機(jī)是非常先進(jìn)的光學(xué)薄膜設(shè)備，可制備高質(zhì)量的光學(xué)薄膜。中國科學(xué)院所屬的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)結(jié)構(gòu)分析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室還具備包括掃描電子顯微鏡、投射電子顯微鏡、高分辨電鏡、低溫超高真空掃描隧道顯微鏡、精密X射線衍射儀、電子能譜儀、電子順磁共振譜儀、核磁共振譜儀、富里葉紅外光譜儀、激光喇曼光譜儀、熒光光譜儀、熱分析儀等先進(jìn)的大型成分和結(jié)構(gòu)分析儀器設(shè)備，總價(jià)值在一千萬美元以上，在薄膜與鍍膜材料的結(jié)構(gòu)和成分分析方面具有雄厚的實(shí)力。（五）市場需求及效益分析光學(xué)薄膜是鍍制在各種基板上的材料薄層。通常，光學(xué)薄膜是各種光電子元器件和光電儀器部件的附加值部分。光學(xué)薄膜只有被鍍在光學(xué)部件表面時(shí)才是有用的。如濾光片利用的是濾光膜，但是濾光膜必須鍍在基板上，客戶購買的也是濾光片而不是濾光膜。因此，光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)的市場，應(yīng)該包括它所帶動產(chǎn)業(yè)的市場，但是這個(gè)市場幾乎是難以估量的，因此僅分析光學(xué)薄膜本身的市場份額及帶動的光電市場、代表性產(chǎn)品的市場份額。第一，光學(xué)薄膜本身（即不包括基板）的市場是穩(wěn)步增長的。A、基于應(yīng)用的光學(xué)薄膜全球市場的分類，到2007年（單位：億美元）　200520062007AAGR％（2005－2007）建筑1電信電子和儀器