成像镜头产业发展工作计划

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1、成像镜头产业发展工作计划加快推进超高清术野摄像机、内窥镜手术设备、术野显示器、医学影像与设备控制器、医学影像诊断显示器、会诊显示器等超高清产品研发及应用，推动超高清视频技术在远程医疗、手术培训、内窥镜手术、医疗影像检测等方面的广泛应用。加强超高清医疗影像与人工智能有效结合，支持医疗影像识别分析、智能会诊等智能算法研发。一、 丰富超高清电视节目供给持续推进4K超高清电视内容建设，创新内容生产，丰富超高清电视节目有效供给。加强4K超高清电视节目制作能力建设，支持体育赛事、纪录片、影视剧、文化科技等超高清电视节目制作。支持有条件的地区打造超高清电视内容制作生产基地，建设超高清电视内容集成平台。二、

2、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。三、 精密光学行业发展概况（一）精密光学行业市场规模自上世纪中期激光技术诞生以来，精密光学逐渐成为支撑21世纪高科技发展的核心技术之一。尤其是自上世纪90年代末数字化风潮席卷光电应用产品后，包括精密光学细分领域在内的光电行业迎来了发展机遇，精密光学应用行业范围也越来越广，各类影像输出、输入基本均要使用各式光学产品

3、，为整个行业的长足发展奠定基础。近年来，全球精密光学发展迅速，在工业测量、高端装备制造、激光雷达、航空航天、生命科学、智能设备、科研等领域已被广泛应用。随着市场领域的快速发展，精密光学产品需求进一步增加，为世界精密光学行业发展提供了良好的市场前景。德国机械设备制造业联合会（MechanicalEngineeringIndustryAssociation，VDMA）发布的PhotonicsinGermany2019数据显示，2017年全球精密光学产业市场规模约为5，300亿欧元，到2022年将达到8，000亿欧元。自2000年以来，光学器件和光电应用产业步入了快速发展阶段。我国国家层面先后出台的

4、鼓励政策及发展规划，将高精密光学器件加工提升到战略新兴技术层面，为行业提供了良好的发展环境。与此同时，随着国际精密光学企业大量在中国设厂并与国内光学加工企业建立外协关系，国内优质精密光学企业抓住产业转移的机遇，向现代光学加工企业转型，逐步缩小了与国际先进水平的差距，出现了一批技术与装备较为先进、自动化程度较高、有较强的品质保证与过程控制能力、精密光学产品批量化生产水平具有国际市场竞争力的企业。（二）精密光学应用市场随着现代科学技术的发展，精密光学逐渐向高精度发展，其应用范围也正变得日益广泛。传统光学主要应用于传统照相机、望远镜、显微镜等传统光学产品；消费级精密光学作为智能手机、安防监控摄像机、

5、车载摄像机等产品的核心部件，成为影响终端产品应用效果的重要因素；而工业级精密光学则主要应用于工业测量、激光雷达、航空航天、生命科学、半导体、AR/VR检测等国家重点发展的战略新兴领域，行业空间得到不断释放。目前，越来越多的精密仪器运用了光机电相结合的新技术，推动了其实现了多功能、高性能和低成本的要求，促进了精密光学生产技术的发展及加工工艺的变革。此外，尖端科学技术领域特别是国防工业的技术进步对超精密光学产品提出了新的要求。例如，载人航天、激光武器的光学系统、光纤通讯元件、光集成电路中的微型光学器件，都属于超精密光学器件，其加工精度可达纳米级。国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020

6、年）确定了极大规模集成电路制造技术及成套工艺、大型飞机、载人航天与探月工程等十六个重大专项，这些重大专项是我国科技发展的重中之重。精密光学技术与产品面向科技前沿，作为重大技术装备的核心配套部件，在极大规模集成电路制造技术及成套工艺、大型飞机、高分辨率对地观测系统、载人航天与探月工程等国家科技重大专项中，光学系统都起到了关键性作用，为国家科技战略发展提供了重要支撑。近年来，国内精密光学制造商日益重视技术革新和产品创新工作，不断提高自身产品设计、制造、检测等关键环节技术水平，较大提升了自身产品的品质和稳定性，从而提高了中国精密光学企业的全球竞争力。国内领先的精密光学企业经过持续研发积累，以优质的服

7、务和成本优势，与欧美发达国家知名精密光学企业在高科技、高附加值的工业级精密光学领域展开竞争，正在加速。（三）精密光学应用逐渐从消费级走向工业级随着智能手机、平板电脑、数码相机等传统3C消费电子产品普及率的快速提升，其市场已逐渐成熟，形成了较为稳定的竞争格局。在此背景下，生命科学、半导体、无人驾驶、生物识别、AR/VR检测等下游领域的发展对精密光学系统提出了更高要求，从而推动了应用领域逐渐从消费级向工业级迈进。例如，光学系统要传输更高能量密度的激光束，如惯性约束核聚变（ICF）系统和战术激光武器系统等；光学系统要接收和分辨更微弱的光能量，如深空探测系统和高分辨对地观测系统等；光学系统要在极紫外等

8、光学波长的极限波段保持高分辨成像性能，如极紫外光刻系统等。在科学界，精密光学制造技术正朝着人类制造能力极限迈进，世界各国通过实施各类大型光学工程发展科技、展现国力，助推先进制造、空间探测、航天事业等领域的发展。例如，在深空探测领域，航空器使用的大型口径光学器件在实现超大尺寸（超过15m）的同时，要满足轻量化和超精密的要求，包括/10面型精度和纳米量级表面粗糙度，涉及的材料包括熔石英、零膨胀玻璃及碳化硅等。在半导体领域，为了满足集成电路制造技术发展的要求，极紫外光刻正在成为世界多个国家发展的核心技术，对光学器件面型精度的要求达到/200，表面粗糙度低于01nm，这两项指标均达到甚至超过了当前光学

9、制造技术的极限。根据弗若斯特沙利文发布的全球及中国精密光学市场独立行业研究报告，近年来，受到生命科学、半导体以及生物识别等下游应用领域需求的驱动，工业级精密光学市场从2019年的1106亿人民币上升到2021年的1357亿人民币，年均复合增长率达到108%。作为当前科技发展的前沿阵地，半导体和生命科学在未来几年仍将吸引大量投入，对工业级精密光学产品的需求有望扩大。此外，在元宇宙、大数据、AI等技术概念的驱动下，加之人们生活与消费理念的持续升级，无人驾驶以及AR/VR等领域呈现爆发式发展的趋势，为工业级精密光学产品带来广阔的空间。预计全球工业级精密光学市场规模将从2022年的1594亿人民币增长

10、到2026年的2676亿人民币，年均复合增长率为138%。工业级精密光学设计能力和制造技术的提升是光学技术发展的必然要求，更是科技发展进步的重要基础。目前，我国正在经历经济和科学技术的快速发展期，有望抓住多项国家工程实施的有利时机，建立起具有自主知识产权的工业级精密光学制造技术的制造体系。（四）全球精密光学器件产业区域布局当前，世界精密光学行业发展已较为成熟，逐渐形成了欧美、日本等发达国家主要从事光机电系统设计，中国等发展中国家偏重于光学器件、系统的制造的产业格局。从全球范围内看，世界精密光学产业主要集中在德国、日本、韩国和中国台湾等发达国家和地区。其中，德国、日本占据着全球精密光学技术的制高

11、点，中国则逐渐成为世界精密光学产业的生产基地。光学镜片和镜头的研究与制造在德国具有悠久的历史与传统，诞生了以徕卡（Leica）和卡尔蔡司（CarlZeiss）等为代表的世界精密光学巨头，尤其是蔡司镜头至今仍为世界镜头制造技术的典型代表。根据德国机械设备制造业联合会（VDMA）发布的数据，德国精密光学产业规模从2011年的270亿欧元增长至2018年的380亿欧元，年均增长5%。日本精密光学工业自第二次世界大战之后进步迅速，其利用具有吸引力的性能价格比后来居上，在全球精密光学市场中逐渐占据优势，生产企业主要包括佳能（Canon）、尼康（Nikon）、富士（Fuji）、奥林巴斯（Olympus）、

12、智能泰克（Chinontec）、关东辰美（Kantatsu）等。为进一步降低精密光学产品的制造成本，日本的光学技术逐渐向邻近国家和地区扩散，中国台湾、韩国以及中国大陆在精密光学领域的生产规模日益扩大，涌现出了像中国台湾亚洲光学、今国光学、大立光等一批具有世界先进水平的精密光学企业。中国大陆正逐渐成为世界精密光学产业的生产基地。近年来，随着全球发达国家和地区光电产业结构调整的加快，全球精密光学制造正逐渐向中国大陆地区转移。目前，日本、韩国、中国台湾、美国和德国等国家和地区的知名精密光学企业均已在中国大陆设厂生产，市场竞争日趋激烈。此外，随着国内经济、技术水平的快速提升，各类电子设备制造产业体系逐

13、渐趋于完善，对于精密光学的需求也与日俱增，中国内地正逐步成为世界精密光学的主要生产基地，在理论研究、技术创新、生产制造等方面也逐渐与全球领先企业缩小差距。未来，全球光学光电子行业向中国大陆转移的趋势仍将延续，这在一定程度上为我国通过技术水平及产品附加值提升从而获得行业重新分工创造了机会，也有利于国内精密光学企业在较高层次上参与全球市场的竞争，为中国精密光学产业发展提供了良好的市场机遇。（五）精密光学技术发展水平及趋势1、精密光学行业技术发展水平目前，光学加工工艺主要包括切割、铣磨、精磨、抛光、磨边、胶合、镀膜等工艺环节。超精密加工技术是先进装备制造的关键性瓶颈技术，纳米精度被誉为超精密加工技术

14、皇冠上的明珠。超精密光学器件的制造体系，由超精密光学加工、超精密光学检测和超精密光学表面处理等环节构成。超精密光学器件的制造技术可以分为触式和非接触式两大类，在接触式制造技术中，最具代表性的方法是数控研磨抛光（CCP），单点金刚石切削（SPDT）以及磁流变抛光（MRF）技术。在非接触制造中，具有重要应用价值的方法包括磨料射流抛光（FJP）、等离子体成型（PACE）和离子束抛光（IBF）等技术。目前我国已初步建立了包括CCP、MRF、IBF、SPDT等技术在内的超精密光学制造技术体系。超精密光学器件制造涉及的重要技术之一就是表面镀膜技术，通过镀膜以提高透反射、偏振及强激光耐受等能力。为此，需要积

15、极发展新型的等离子体镀膜技术、离子束镀膜技术、激光束镀膜技术和平片的化学气相沉积技术，并积极研究新的薄膜材料与结构体系以及新的薄膜器件设计与检测技术。这些技术的发展对于提高和保障超精密光学器件的实际应用水平至关重要。此外，随着制造能力的不断提升，超精密光学器件的检测技术问题已经逐渐成为限制制造技术发展的瓶颈。目前，超精密光学器件的检测主要指面型检测和粗糙度检测两个方面。面型检测主要使用轮廓仪和干涉仪，高精度轮廓检测和干涉检测设备几乎全部依赖进口，因而迫切需要通过自主研发或者技术引进等方式降低依赖性。2、精密光学行业技术发展趋势随着超精密光学器件精度的提高和规模化生产的发展，半导体加工等领域的先

16、进制造技术不断融入光学加工技术中，使现代精密光学器件的加工技术、工艺、设备等较传统光学加工技术发生较大变化。目前，数控加工技术（CNC）、计算机辅助设计（CAD）、离子束辅助加工技术、磁控溅射成膜技术、高速精磨技术、抛光技术、磁流变抛光技术、精密切割技术等已经开始应用到光学器件加工的生产工序中，正在逐步取代应用了几十年的古典法抛光等传统加工工艺，大大提升了生产效率和品质保证能力，为光学器件加工进入规模化生产提供了可靠保障。由于现代精密光学器件向功能集成化和高精度方向发展，光学器件的分光光谱特性等只有依靠光学镀膜才可以实现。精密光学镀膜的偏振分光、减反射、光谱波长准确定位（通常在纳米级）等特性是

17、目前其他任何技术无法替代的，所以光学镀膜技术是光学器件加工的关键技术。由于技术门槛较高，目前高效、高品质、低成本的批量化生产技术仍然只有少数光学加工企业掌握。应用于集成电路制造和半导体器件制造的溅射成膜技术、等离子体化学气相沉积技术逐渐用于光学镀膜，提升效率和良品率、降低成本效果明显，成为实现大批量生产超精密光学器件的重要技术。激光平面干涉仪、球面干涉仪、高精度分光光度计、拼接式干涉测量设备等自动化检测仪器开始广泛进入光学器件加工现场，通过计算机和软件分析技术无接触式自动判断面形和加工精度，正在取代传统的用光学样板接触式检验并需要个人主观判断面形和加工精度的检测方法，不仅快捷方便、准确可靠，而

18、且消除了检测过程中对零件表面的污染和损伤。精磨，抛光是光学器件加工的主要工序之一。现代精密光学器件加工技术采用金刚石丸片等固体磨料精磨，聚氨酯抛光片替代沥青柏油盘高速抛光，设备采用高速精磨、抛光，冷却液自动供给，压力通过气动阀自动控制，加工时间自动控制，不仅显著提升了加工效率和批量化生产的加工精度、质量，而且大大改善了加工环境、作业条件。同时，随着液流喷射抛光等新技术和新设备的涌现，光学器件的加工技术将会跃上一个新台阶。（六）光机电算一体化解决方案成为精密光学行业发展方向光机电算一体化技术作为光学、微电子学、计算机信息、控制技术和机械制造及其他相关技术交叉与融合构成的综合性高新技术，是诸多高新

19、技术产业和高新技术装备的基础。它从系统过程的角度出发，引进光学技术，有效地改进传统机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统，使产品或系统实现整体优化。光机电算一体化技术的特征是在机电一体化概念的基础上强调了光、光电子、激光和光纤通讯等技术的作用。光机电算一体化技术所带来的光学系统/仪器等产品具有结构简单、功能多、效率高、能耗低等特点，一般由机械本体、传感器、接口、微处理器和执行机构等五部分组成。如果把光机电一体化产品比做一个人，则计算机就是它的头脑，传感器是它的五官，软件就是使驱体能发挥效能的手段，所以光机电算一体化产品就是具有头脑和五官，能够感知外界环境的变化，并根据这种变化

20、作出响应的机器或机构。光机电算一体化产业由于其具有技术带动性、融合性和广泛适用性，在21世纪成为重要的战略性新兴产业，世界各主要发达国家和我国高度重视，在民用工业领域得到广泛应用，信息、材料、能源、空间、海洋等高科技领域的技术发展和产业化、传统产业的技术改造、武器装备的现代化都要用到光机电算一体化技术。随着现代工业技术水平的提升以及现代光电领域越来越多的技术融合，下游光学仪器产品不断更新换代。光学仪器制造厂商为保持并扩大市场竞争力，需要光学器件及镜头等供应商更多地参与到新产品的研发环节，凭借其在光机系统、运动控制、光电系统等方面的专业积累提供光机电算一体化解决方案，以达到光学器件及镜头产品与光

21、学仪器高度契合的目的。拥有突出的垂直整合能力及高端光电技术融合能力的精密光学企业将能够不断提升与下游厂商的合作粘性，越来越多地参与到光学仪器厂商新产品的研发、生产环节，形成长期战略伙伴关系。四、 发展目标按照4K先行、兼顾8K的总体技术路线，大力推进超高清视频产业发展和相关领域的应用。2022年，我国超高清视频产业总体规模超过4万亿元，4K产业生态体系基本完善，8K关键技术产品研发和产业化取得突破，形成一批具有国际竞争力的企业。超高清视频内容资源极大丰富，网络承载能力显著提高，制播、传输和监管系统建设协同推进，产业发展支撑体系基本健全，形成技术、产品、服务和应用协调发展的良好格局。到2020年

22、，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。到2022年，CMOS图像传感器、光学镜头、专业视频处理芯片、编解码芯片等核心元器件取得突破，8K前端核心设备形成产

23、业化能力；符合HDR、宽色域、三维声、高帧率、高色深要求的4K电视终端全面普及，8K电视终端销量占电视总销量的比例超过5%；4K频道供给能力大幅提升，有线电视网络升级改造和监测监管系统建设不断完善，实现超高清节目制作能力超过3万小时/年，开展北京冬奥会赛事节目8K制播试验；超高清视频用户数达到2亿；在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域实现超高清视频的规模化应用。五、 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

24、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。六、 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。七、 加快行业创新应用（一）广播电视领域加大超高清电视采集制作、总控播出、互动分发、数据中心、管理平台等系统建设

25、投入，推动超高清电视直播频道建设。加强超高清视频点播平台建设，构建支撑超高清视频生产、聚合、分发、应用的融合业务平台。推动超高清电视在有线电视、卫星电视、IPTV和互联网电视的应用。（二）文教娱乐领域推动超高清视频在游戏、动漫、电影等领域的应用，支持超高清游戏制作工具、电影拍摄和放映设备、超高清画屏等产品的研发量产。探索和推广面向家庭用户的院线准同步、个性化点播院线等创新业务模式，支持建设4K影院。加快超高清教育平板、投影仪、会议平板、交互智能终端等教学产品的研发及应用，推动超高清视频技术在数字博物馆、鉴真防伪、艺术鉴赏等领域的应用。（三）安防监控领域加快推进超高清监控摄像机等的研发量产。推进

26、安防监控系统的升级改造，支持发展基于超高清视频的人脸识别、行为识别、目标分类等人工智能算法，提升监控范围、识别效率及准确率，打造一批智能超高清安防监控应用试点。（四）医疗健康领域加快推进超高清术野摄像机、内窥镜手术设备、术野显示器、医学影像与设备控制器、医学影像诊断显示器、会诊显示器等超高清产品研发及应用，推动超高清视频技术在远程医疗、手术培训、内窥镜手术、医疗影像检测等方面的广泛应用。加强超高清医疗影像与人工智能有效结合，支持医疗影像识别分析、智能会诊等智能算法研发。（五）智能交通领域推动超高清视频技术在智能网联汽车中的应用，加强超高清车载图像传感器及车载屏幕产品研发量产，提升车辆感知能力与

27、人机交互体验。推动超高清技术在交通管控中的应用，提升复杂环境下对车牌、车型识别的正确率。开展超高清硬件、智能算法等一体化的交通智能化试点应用。（六）工业制造领域加快超高清工业内窥镜、工业相机、生产线自动检测设备等的产业化，推动超高清视频技术在工业可视化、缺陷检测、产品组装定位引导、机器人巡检、人机协作交互等场景下的应用，围绕电子、汽车、航空航天等规模大、精度高的工业生产场景打造一批可推广的典型应用。八、 发挥社团作用，深化国际交流合作发挥产业联盟、行业协会等社会团体组织在生态体系构建、商业模式创新、团体标准制定、行业规范自律等方面的积极作用，整合优势资源，推动全产业链协同发展。支持产业联盟等单位发布超高清视频产业发展需求指南，引导社会资金资源投向，支持国内外相关企业共同推动超高清视频产业发展。积极跟踪超高清视频领域国际标准化组织、行业协会以及先行国家的技术发展趋势，拓展超高清视频产业国际交流合作渠道。坚持引进来和走出去相结合，推进国内外技术、人才、资金、市场等资源互动，实现共享机遇、共同发展、合作共赢。