我国迈进光子时代“换道超车”的战略机遇期 国内首份《光子产业发展白皮书》正式发布

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11月3日下午,2023全球硬科技创新大会平行论坛——光子产业暨硬科技成果转化论坛在西安举行。中科创星创始合伙人、陕西光电子先导院执行院长米磊博士发布国内首份光子产业白皮书——《光子时代:光子产业发展白皮书》。

《白皮书》由中国科学院西安分院、陕西省科学院和西安高新技术产业开发区管理委员会指导和支持,陕西光子创新中心、西科控股、中科创星、硬科技智库和光电子先导院联合编写。

21世纪,是光的时代

人类社会经历的三次科技革命是由“机-电-光-算”为代表的底层技术推动的。当前,随着摩尔定律的式微,曾经的革命性技术已难以满足新一轮科技革命中人工智能、云计算、能源等新兴产业的需要。2016年,中科创星创始合伙人米磊博士提出“米70定律”。他认为,光学技术会是未来一项非常关键的基础技术,其成本会占到未来所有科技产品成本的70%。如今,以光子产业为代表的科技创新的技术突破和产业化应用已重塑全球创新和产业格局,人类即将迎来以集成光路为基础设施的智能化时代。

作为以“光子产业”为主题的国内首份大型研究报告,《光子时代:光子产业发展白皮书》对光子产业发展的背景、光子产业五大重点应用领域以及国内外产业发展现状展开分析,并结合发展实际提出了我国加快发展光子产业的意见和建议。

子产业的应用领域和市场空间

《白皮书》指出,作为第四次科技革命的“基础设施”,信息光子、能量光子、生物光子、空间光子和光子智能五大领域正孕育着一批具备引爆重大产业变革前景的光子技术。

随着人工智能、航空航天、智能制造、新能源、生命科学的蓬勃发展,光子产业的发展也逐渐进入快速增长期。截至2020年,全球有四分之一的国家参与光子产业链分工,共有4842家企业研发、生产和销售光子核心器件和产品,其中,中国(1804家)和美国(946家)合计企业占据了一半以上的市场份额。2021年全球光电子产品全年收入已经超过2.1万亿美元,而每年的光子产品和相关服务的估值则高达7—10万亿美元左右,约占全球世界经济总量的11%左右,随着“消费电子”过渡到“消费光子”,光子产业已经成为全球发展最快的未来产业之一。

谁将成为中国的光子之城

《白皮书》经过慎重筛选,选取了武汉、西安、苏州、无锡四座在光子产业方面进行体系化布局的新兴城市进行分析。

作为国家布局的四个“双中心”城市之一和西北地区唯一的国家中心城市,西安在光子产业发展上与北京、上海、广州、武汉等城市基本处于同一起跑线,且在特定关键核心技术等方面拥有较强的领先优势。尤其是在“西光模式”的推动下,西安光子产业集群已初具规模,初步形成了光子制造、光子信息、光子传感等产业集群。与此同时,200余家光子技术企业集聚西安,培育孵化了炬光科技、莱特光电、中科微精、奇芯光电等一批国内光子领先企业。《白皮书》预计,到2023年,西安将实现千亿级产业规模目标。

武汉是全国较早进行光电子产业基地规划和布局的城市,是我国光子产业的领跑先锋和产业高地。根据《白皮书》显示,武汉以“中国光谷”建设为引领,加快光子产业布局,光子产业主体总量突破19.1万户,建成了全球最大的光纤光缆产业基地,销量全球第一、光器件研发生产全国第一、通信系统设备研发位居全球第一方阵,未来将打造以光电子信息技术为基础、未来产业与经济社会深度融合的“世界光谷”。

苏州被称为“中国光电缆之都”,形成了国内最为完整的光通信产业链和最具影响力的产业集群,在全国乃至国际上树起了苏州光通信的整体区域品牌。据《白皮书》显示,苏州将光子产业定为全市“1号产业工程”,出台“高光20条”,加速抢占光子产业“制高点”,拥有一批光子领域高企、瞪羚、独角兽培育企业,其中,光子领域国家级高企数量达142家,形成了完善的企业梯次发展方阵。

无锡是我国较早布局半导体产业的地区之一,被称为中国集成电路产业人才的“黄埔军校”。据《白皮书》显示,2022年,无锡半导体产业规模居全国第二,其中封装测试和配套支撑全国第一,在光子芯片逐渐成为未来产业不可或缺的重要产品后,无锡紧抓新机遇,加快布局光子产业,出台“新光18条”,围绕硅光产业领域,打造光子芯片中试线,并在产业链上中下游积累了一批重大平台和龙头企业,同时积极向光传感、光计算、光通信等其他应用领域延伸。

换道超车,任重道远

世界各主要国家均在光子技术和产业的发展中竞相追逐。美国提出谁在光子产业方面取得主动权,谁就在21世纪的尖端科技较量中夺魁,加大投资AIM Photonics;欧盟将光子技术纳入“地平线2020”“(ECSEL JU)年度战略计划”等国家战略;日韩则加大对光子技术的研发和支持,以保持其行业领先的地位。

我国光子产业发展水平与世界处于并跑阶段,在光子基础理论研究和技术发展方面具有一定的优势,中国拥有世界规模最大的从业人数,光子产业在2012—2020年的复合增长率已经接近23%,光子产品全球份额也从2005年的5%提升到2019年的30%。

尽管光子产业对于我国建设科技强国的未来价值已初显端倪,但我国面临的挑战也不可忽视。针对我国光子产业发展现状和产业发展各环节存在的问题,《白皮书》提出了相应的对策与建议——制定光子技术与光产业发展中长期规划与战略;构建光子产业生态体系,提升产业链现代化水平;建设国家级关键共性技术平台,突破共性技术;建设世界一流光子学研发机构,攻关前沿技术;完善光子产业配套功能,提升企业核心竞争力。

光子技术产业革命是我国在光电半导体领域60年一遇的“换道超车”重要机遇,米磊博士说:“对我国而言,既要在电子芯片领域尽快补短板,也要尽早在光子芯片等新赛道布局发力。双管齐下,抓住新一轮科技革命和产业变革的机遇,未来才有望实现‘非对称赶超’。”

责编: 爱集微
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