從誕生中國第一根實(shí)用化光纖、第一個(gè)光傳輸系統、第一個(gè)光通信國際標準，到如今率先建成全球首款128層QLC存儲芯片，率先推出我國首個(gè)400G硅光模塊、最大功率的10萬(wàn)瓦光纖激光器、首款可量產(chǎn)40nm北斗智能芯片、首條柔性折疊顯示屏生產(chǎn)線(xiàn)……120萬(wàn)“追光人”齊聚武漢光谷，靠著(zhù)自主創(chuàng )新的定力，在光電子信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域攻克一個(gè)又一個(gè)“卡脖子”技術(shù)，實(shí)現多個(gè)從0到1再到N的飛躍。
第一財經(jīng)·新一線(xiàn)城市研究所統計數據顯示，作為中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)源地，光谷已集聚7家百億級制造業(yè)企業(yè)、10家國家級制造業(yè)“單項冠軍”、60家國家級專(zhuān)精特新“小巨人”，是國內光通信及激光企業(yè)集中度最高的區域，涌現出中國信通、華工科技、長(cháng)飛光纖、高德紅外等一批行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，形成了3000余個(gè)具有行業(yè)影響力的自主品牌，去年光電子信息產(chǎn)業(yè)整體規模超5000億元，企業(yè)數量多達12.7萬(wàn)家。
近期，第一財經(jīng)記者光谷調研發(fā)現，一項項打破國外壟斷、實(shí)現國產(chǎn)替代、技術(shù)實(shí)力領(lǐng)跑全球的自主創(chuàng )新成果，展示了光谷在全球光電子信息領(lǐng)域“獨樹(shù)一幟”的領(lǐng)先優(yōu)勢，同時(shí)在創(chuàng )業(yè)投融資環(huán)境、科技成果產(chǎn)出效率、招商引資思路等方面還有改善與提升的空間。
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逆襲之路
武漢光谷如今在光電子信息領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，背后經(jīng)歷的是從引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng )新，再到自主創(chuàng )新并對外輸出的逆襲之路。
1970年，全球第一根光纖在美國誕生。6年后，在大洋彼岸武漢南望山腳下的一個(gè)簡(jiǎn)陋實(shí)驗室里，一個(gè)叫趙梓森的年輕人用酒精燈、氧氣、四氯化硅等最基礎的原料，拉制出了一根長(cháng)度為17米的“玻璃細絲”，我國第一根石英光纖就此誕生。
同樣是在上世紀70年代，華中科技大學(xué)（原華中工學(xué)院）設立激光課題組，開(kāi)啟中國激光技術(shù)研發(fā)的序幕。到上世紀80年代初，華中工學(xué)院的激光技術(shù)已處于全國領(lǐng)先地位。
無(wú)論是光纖光纜，還是激光設備，當時(shí)這些國內實(shí)驗室里的產(chǎn)物要實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，都存在量產(chǎn)難度大和成本高的問(wèn)題，只能引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)。但想讓外國人轉讓核心技術(shù)談何容易，以光纖技術(shù)為例，當時(shí)在許多國家走了一圈，最后荷蘭的飛利浦愿意將核心技術(shù)轉讓給中方。
1988年5月，帶著(zhù)“用市場(chǎng)換技術(shù)”的時(shí)代印跡，長(cháng)飛光纖光纜有限公司（下稱(chēng)“長(cháng)飛光纖”）由原國家郵電部、武漢市政府和荷蘭飛利浦公司合資成立，成為中國光通信行業(yè)首批成立的中外合資企業(yè)。
然而，長(cháng)飛光纖從“零”起步，裝備、工藝、備品備件以及原材料都要從國外進(jìn)口。某一個(gè)備件要更換，需要提前幾個(gè)月做規劃，成本高、周期長(cháng)。受制于人的滋味不好受，關(guān)鍵技術(shù)是不可能依靠市場(chǎng)“換”來(lái)的，必須搞自主研發(fā)，把關(guān)鍵技術(shù)掌握在自己手里。
2001年，長(cháng)飛光纖成立了專(zhuān)門(mén)的研發(fā)中心。此后，無(wú)論市場(chǎng)好壞、行業(yè)周期起伏，長(cháng)飛光纖每年都保持不低于銷(xiāo)售收入5%的研發(fā)投入。
35年間，長(cháng)飛光纖從原材料的國產(chǎn)化、零部件的國產(chǎn)化，到設備的國產(chǎn)化，將技術(shù)掌握在自己的手里，實(shí)現了從預制棒到光纖光纜的全鏈國產(chǎn)化，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)、消化、吸收與再創(chuàng )新，“長(cháng)江邊的飛利浦”逆襲成為“世界的長(cháng)飛”。
長(cháng)飛光纖執行董事兼總裁莊丹介紹，長(cháng)飛是全球唯一掌握PCVD、VAD、OVD三大主流預制棒制備技術(shù)的光纖光纜廠(chǎng)商，光纖預制棒單棒拉絲長(cháng)度已達1萬(wàn)公里，處于行業(yè)全球最高水平，7年蟬聯(lián)光纖預制棒、光纖、光纜銷(xiāo)量全球第一。
“當時(shí)我只是希望中國能有自己的光纖通信，沒(méi)想到現在中國成了世界光纖強國?！薄爸袊饫w之父”、中國工程院院士趙梓森生前在接受媒體采訪(fǎng)中欣慰地表示，“我的夢(mèng)想已經(jīng)超額完成了?！?/p>
在光谷，這樣的逆襲故事還有很多。
華工科技成立20多年來(lái)，從銷(xiāo)售規模不足7000萬(wàn)元的校辦企業(yè)起步，成長(cháng)為年營(yíng)收超120億元的中國高校成果產(chǎn)業(yè)化的先行者；從成立之初主要設備大多依賴(lài)進(jìn)口，發(fā)展到核心產(chǎn)品以每年40%以上的增長(cháng)率出口海外高端市場(chǎng)。對技術(shù)、智力、人才的持續投入，華工科技創(chuàng )造了60多項國內第一，為中國激光贏(yíng)得全球行業(yè)話(huà)語(yǔ)權。
曾經(jīng)，進(jìn)口光纖激光器占據中國80%的市場(chǎng)份額，一臺1萬(wàn)瓦的光纖激光器，最高賣(mài)到700萬(wàn)元。2013年，我國首臺萬(wàn)瓦連續光纖激光器在銳科激光誕生，結束了我國不能自主研發(fā)高功率光纖激光器的歷史。中國的光纖激光器在跟跑多年后，終于實(shí)現與世界并跑。
……
1988年，光谷的前身，東湖新技術(shù)開(kāi)發(fā)區掛牌成立時(shí)，這里是武漢地圖建成區之外的2厘米，僅有24平方公里的“彈丸之地”。如今，光谷已脫胎換骨，成長(cháng)為全球最大的光纖光纜研制基地、全國最大的光器件研發(fā)生產(chǎn)基地、國內最大的激光產(chǎn)業(yè)基地，光谷光纖光纜占全國市場(chǎng)66%、國際市場(chǎng)25%，銷(xiāo)量世界第一，聚集300多家知名激光企業(yè)，激光產(chǎn)業(yè)國內市場(chǎng)占有率連續11年超過(guò) 50%。
交融之變
中國科學(xué)院院士、中國光學(xué)學(xué)會(huì )理事長(cháng)顧瑛預測，變革時(shí)代的光電子信息技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò )化、智能化和融合化趨勢日益明顯，不斷改變著(zhù)人們的工作與生活。在航空航天、汽車(chē)駕駛、醫療與健康、集成電路等行業(yè)領(lǐng)域，一定會(huì )有更多的光電前沿創(chuàng )新技術(shù)和應用場(chǎng)景涌現出來(lái)，新產(chǎn)品將爆發(fā)性增長(cháng)。
長(cháng)期在深圳、杭州的科技大廠(chǎng)從事激光雷達研發(fā)工作的系統工程師程剛也嗅到了新機遇。
“從技術(shù)的角度看，激光雷達系統具有測距遠、角度分辨率優(yōu)、受環(huán)境光照影響小等優(yōu)勢，未來(lái)會(huì )比攝像頭有更廣闊的應用場(chǎng)景。當時(shí)國內這個(gè)市場(chǎng)還沒(méi)發(fā)展起來(lái)，又具有社會(huì )價(jià)值，我覺(jué)得這是一個(gè)能掀起視覺(jué)革命的機會(huì )?！背虅偢嬖V第一財經(jīng)記者，萌生創(chuàng )業(yè)想法時(shí)，他就把創(chuàng )業(yè)地點(diǎn)選在了光谷， “光谷是中國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地，也是中國最大的激光設備制造基地，這里激光人才儲備豐富，上下游企業(yè)云集。不夸張地說(shuō)，你可以不出寫(xiě)字樓就輕松找到跟你適配的供應商和下游客戶(hù)?！?/p>
2019年10月，在程剛的帶領(lǐng)下，數十名來(lái)自國內外知名院校和科研機構的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才聚集在一起，在光谷創(chuàng )立了天眸光電，專(zhuān)注于與智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)相關(guān)的激光雷達掃描成像與測距產(chǎn)品的研發(fā)與銷(xiāo)售。
現任天眸光電CEO的程剛說(shuō)，國內新能源汽車(chē)、自動(dòng)駕駛的發(fā)展突飛猛進(jìn)，在歐美國家，新能源汽車(chē)通常是3～5年才更新?lián)Q代一次，而中國的新能源汽車(chē)廠(chǎng)家卻能一年內推出多個(gè)版本，更高水平的下游需求倒逼國內激光雷達技術(shù)的更迭和行業(yè)的發(fā)展。最顯著(zhù)的變化是，過(guò)去3年，全球激光雷達產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率發(fā)生革命性轉變，從美國產(chǎn)品占大頭變成中國企業(yè)的“天下”。
今年5月，天眸光電完成了近億元人民幣的Pre-A輪融資。同時(shí)，光谷也在“下一個(gè)十年目標”中提到要加速推進(jìn)“光車(chē)聯(lián)動(dòng)”，聚焦“感（感知系統）芯（車(chē)載芯片）軟（軟件計算）圖（導航定位）艙（智能座艙）”五大重點(diǎn)領(lǐng)域，打造具有光谷特色的智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
“公司今年新推出的車(chē)軌級128線(xiàn)激光雷達能對車(chē)前200米范圍內行駛環(huán)境進(jìn)行高精度三維掃描，一秒內回傳20張圖片，探測精度達到2厘米，可廣泛應用于自動(dòng)駕駛行業(yè)?！背虅傤A測，僅自動(dòng)駕駛的物流配送小車(chē)在兩年后就會(huì )形成千億級別的市場(chǎng)規模，激光雷達的需求量將隨之迎來(lái)井噴式增長(cháng)。
從0到1再到N的故事，還發(fā)生在北斗導航芯片領(lǐng)域。2009年初，前美國SiRF公司副總裁韓紹偉回國創(chuàng )業(yè)，并于2014年在武漢成立了夢(mèng)芯科技，開(kāi)始民用高精度北斗導航定位芯片的研發(fā)。
當時(shí)國內衛星導航芯片產(chǎn)品還停留在55納米或更低的工藝水平。經(jīng)過(guò)14個(gè)月左右的攻堅戰，夢(mèng)芯科技研發(fā)出了首顆40納米工藝量產(chǎn)的北斗導航定位芯片“啟夢(mèng)MXT2702”，相當于在1/5一角錢(qián)硬幣大小的硅體上，實(shí)現近千萬(wàn)的運算和存儲單元，能夠在復雜環(huán)境中快速精準定位，可滿(mǎn)足各種導航定位產(chǎn)品的需求。
2017年，啟夢(mèng)北斗高精度芯片實(shí)現量產(chǎn)，這是全球首次將原來(lái)分屬兩個(gè)領(lǐng)域的高精度技術(shù)與小型化低功耗芯片進(jìn)行融合創(chuàng )新，兼顧高精度RTK和低功耗特性，大幅度降低產(chǎn)品功耗和面積的同時(shí)做到厘米級/毫米級的穩定高精度定位，并實(shí)現百萬(wàn)級的年出貨量，大大推動(dòng)了北斗高精度市場(chǎng)應用的全面推廣。
“2017年以前，進(jìn)口高精度接收機每臺需要2萬(wàn)美元，每年全球的出貨量不超過(guò)10萬(wàn)臺，國產(chǎn)設備的成本也需要幾萬(wàn)元人民幣；而現在，夢(mèng)芯科技已經(jīng)將國產(chǎn)高精度接收機的成本降低到了小幾千元/臺?！眽?mèng)芯科技董事會(huì )秘書(shū)尹楠介紹，目前夢(mèng)芯科技的產(chǎn)品在安全監測、智慧農業(yè)、交通運輸、智能駕駛、能源電力、通信基建、智慧校園等多個(gè)領(lǐng)域都實(shí)現了廣泛應用。其中，在地災監測和共享出行等新興高精度應用領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率已經(jīng)超過(guò)50%。
為了鼓勵光電子信息產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)突破新的應用領(lǐng)域，一些行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)還甘當鏈上企業(yè)的“天使客戶(hù)”，探索“鏈長(cháng)”統籌、“鏈主”出題、“鏈創(chuàng )”答題的協(xié)同創(chuàng )新之路。
2018年，初出茅廬的華日激光在很長(cháng)時(shí)間內都沒(méi)有拿下一個(gè)訂單。而華工激光同樣也深受?chē)鈴S(chǎng)商價(jià)格貴、交期長(cháng)的困擾，急需尋求激光器的國產(chǎn)替代。
為了解決核心激光器受制于人的“卡脖難題”，華工激光主動(dòng)找到華日激光，一次性下了60臺皮秒紫外激光器的訂單，就這樣成為了華日激光的第一位“天使客戶(hù)”。
“從最初的60臺，到如今每年穩定采購超200臺，我們見(jiàn)證了華日激光的國產(chǎn)激光器從不被市場(chǎng)接納到‘朋友圈’逐漸擴大，也實(shí)現了我們產(chǎn)品良率、效率和市場(chǎng)占有率的持續突破?！比A工激光硬脆材料產(chǎn)品線(xiàn)負責人說(shuō)。
當前，全球光電子信息產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入蓬勃發(fā)展和交叉融合創(chuàng )新期。競爭格局也從過(guò)去以光纖光纜、激光、光通信器件等“單科”比拼，變成了以光電子信息作為底層技術(shù)，與智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)、集成電路、生物醫藥、北斗導航、光電顯示等領(lǐng)域交叉融合的綜合實(shí)力的較量。
長(cháng)城戰略咨詢(xún)光谷研究院院長(cháng)趙榮凱表示，新形勢下，光谷強化優(yōu)勢領(lǐng)域領(lǐng)跑地位的同時(shí)，還在不斷延伸創(chuàng )新鏈、完善產(chǎn)業(yè)鏈，培育更多跨界融合產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。目前在光通信、激光與智能制造、光電顯示、光電傳感、精密光學(xué)等與光電子相關(guān)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，已呈現出龍頭企業(yè)、創(chuàng )新企業(yè)共同繁榮的格局。
如何再突圍
光電子技術(shù)是新一代信息產(chǎn)業(yè)的底層共性技術(shù)，更是實(shí)現信息產(chǎn)業(yè)“彎道超車(chē)”的革命性技術(shù)。作為武漢的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，武漢光電子產(chǎn)業(yè)起步早、底蘊深厚，從“產(chǎn)業(yè)最完整”到“產(chǎn)業(yè)鏈自主可控”，背后不乏當地政府不斷提升的創(chuàng )新投入。
武漢東湖高新區管委會(huì )有關(guān)負責人介紹，從2012年到2022年，光谷的財政科研經(jīng)費從4.4億元增長(cháng)到80億元，企業(yè)研究開(kāi)發(fā)費用從48.8億元增長(cháng)到317億元，基礎研究經(jīng)費達到4.8億元。國家級孵化器從9個(gè)增至28個(gè)，以企業(yè)為主體的國家級創(chuàng )新平臺從17家增至76家，新型研發(fā)機構從1家增至17家，高企數量從672家增至5249家，專(zhuān)利授權量增長(cháng)5.5倍，其中發(fā)明專(zhuān)利授權量增長(cháng)6.5倍，綜合實(shí)力穩居全國高新區前列。
第一財經(jīng)·新一線(xiàn)城市研究所產(chǎn)業(yè)數據庫數據顯示，截至2023年7月，武漢有24家與“光芯屏端網(wǎng)”有關(guān)的上市企業(yè)，占武漢上市企業(yè)的32%，其中一半屬于光通信與激光行業(yè)，與中國其他城市相比，集中度最高，優(yōu)勢明顯；武漢光通信及激光上市企業(yè)數量也是全國第一，有較強的引領(lǐng)作用。
同時(shí)，武漢有94家以技術(shù)驅動(dòng)的光電企業(yè)，排在全國第五，領(lǐng)跑新一線(xiàn)城市，企業(yè)專(zhuān)利數量達到1466個(gè)，超過(guò)蘇州。除了光纖、激光以外，武漢在新型顯示（柔性、顯示、面板、材料）以及智能終端（汽車(chē)、機器人、電子設備）上也已形成顯著(zhù)布局，已初步形成全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，可見(jiàn)光電技術(shù)與智能終端領(lǐng)域的結合應用可能是未來(lái)光電子信息產(chǎn)業(yè)外延的重要方向。
眾所周知，武漢科教資源豐富，擁有華中科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)、武漢郵電科學(xué)研究院等眾多光電技術(shù)領(lǐng)域的國家級研究機構，為光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展輸送了大量高端人才，但其成果產(chǎn)出能力仍有較大提升空間。
第一財經(jīng)上述產(chǎn)業(yè)數據庫通過(guò)整理維普期刊上的數據了解到，截至2023年7月，武漢與光電子信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)的國家重點(diǎn)實(shí)驗室一共有5家，累計發(fā)表論文1017篇，相比位于杭州的現代光學(xué)儀器國家重點(diǎn)實(shí)驗室的1843篇有著(zhù)不小的差距，論文發(fā)表數量也不敵擁有2家光電子信息領(lǐng)域國家重點(diǎn)實(shí)驗室的西安（1196篇）。
對此，華工科技董事長(cháng)馬新強深有同感，他直言，武漢的市場(chǎng)配置資源能力還不足，高?？萍汲晒霓D化效率還比較低。目前在光谷匯聚的高校、院所，各類(lèi)實(shí)驗室、工研院、創(chuàng )新研究院等創(chuàng )新資源較為豐富。各級政府部門(mén)加大投入，人才聚集，很有希望孕育產(chǎn)生世界領(lǐng)先的突破性成果，但成果和產(chǎn)品之間還有很長(cháng)的距離。
馬新強建議，重點(diǎn)突出和強化企業(yè)的創(chuàng )新主體地位，由鏈主企業(yè)牽頭，整合科研院所、高校等，探索創(chuàng )新平臺與產(chǎn)業(yè)充分聯(lián)動(dòng)的機制，鼓勵行業(yè)類(lèi)、產(chǎn)業(yè)類(lèi)創(chuàng )新平臺承擔橫向課題，鼓勵企業(yè)與創(chuàng )新平臺建立長(cháng)期、深入戰略合作的聯(lián)合機制，在人才互補、成果共享、成果產(chǎn)業(yè)化等方面打通最后一公里，面向“行業(yè)領(lǐng)先、國產(chǎn)替代”的實(shí)際需求，打造更多有代表性的、全球領(lǐng)先的產(chǎn)品。
初創(chuàng )型企業(yè)則更加關(guān)注創(chuàng )業(yè)氛圍和投融資環(huán)境。程剛表示，與沿海城市相比，武漢在技術(shù)能力上并不差，但還缺乏創(chuàng )新思維和創(chuàng )業(yè)氛圍，投融資環(huán)境需要改善。武漢國有資本占比較多，相比社會(huì )資本多的沿海地區，投資環(huán)境相對保守，企業(yè)容易落入“三七開(kāi)”的境地（即技術(shù)團隊持股約30%，投資方持股約70%），雖然有利于解決企業(yè)初期的經(jīng)費問(wèn)題，但使后續融資變得非常困難。對此他建議，政府除了“投早投小”，對中小型企業(yè)進(jìn)行補貼外，還需要引入更多社會(huì )資本的參與，“政府‘招商’招的應該是投資人，而不是某個(gè)大企業(yè)的第二總部”。
基于天眸光電從“中國光谷3551國際創(chuàng )業(yè)大賽”引入資本活水的經(jīng)驗來(lái)看，程剛十分看好“以賽促投”的創(chuàng )新模式，實(shí)現以賽引才、以投引才。這樣的模式，已經(jīng)在長(cháng)三角、珠三角地區得到廣泛推行。
尹楠則表示，作為北斗產(chǎn)業(yè)鏈的上游企業(yè)，公司在保障芯片的自主知識產(chǎn)權、全國產(chǎn)化上還需要更多的專(zhuān)項資金，在人才培養、技術(shù)合作、標準制定、國家北斗產(chǎn)品檢測中心籌建、業(yè)務(wù)合作等方面均需進(jìn)一步加強生態(tài)合作。從市場(chǎng)應用來(lái)看，則需要基于智能化發(fā)展的需求，開(kāi)放更多的時(shí)空賦能應用場(chǎng)景，支撐北斗產(chǎn)業(yè)規?；l(fā)展。
從產(chǎn)業(yè)長(cháng)遠發(fā)展來(lái)看，武漢產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展研究院有關(guān)負責人表示，武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)要向更高水平的技術(shù)更迭，還需攻克部分“卡脖子”的共性技術(shù)，應通過(guò)應用研究倒逼基礎研究，打破行業(yè)、學(xué)科壁壘，進(jìn)一步完善“政產(chǎn)學(xué)研金服用”轉化體系，實(shí)現產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng )新鏈的安全、自主、可控，實(shí)現創(chuàng )新能力躍升，產(chǎn)業(yè)規模倍增，早日建成萬(wàn)億規模的光電子信息產(chǎn)業(yè)集群。
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