光子产业作为21世纪最具革命性、基础性、先导性的战略高技术产业之一,是现代产业体系的“核心关键”和未来产业的基石。
9月11日—13日,第25届中国国际光电博览会(以下简称“光博会”)在深圳国际会展中心开幕。作为全球光技术领域最具影响力的展会之一,汇聚了来自全球30多个国家和地区的超3700家优质参展企业,同期7大主题展轮番上演,成为光子产业链上企业的一次集体亮相,精彩程度堪比“华山论剑”。
光子产业快速发展 硬科技企业“秀实力”
参展单位中,仅中科创星投资企业就超20余家,其中有——鲲游光电、镭神技术、广纳四维、复享光学、瑞识科技、赛富乐斯、立芯光电、锐思智芯、唐晶量子、橙科微电子等代表企业,展示了大批光子感知、通信、计算及显示等技术与产品。
在瑞识科技展位,可以看到该公司重点参展的VCSEL激光芯片、VCSEL激光光源等产品,以及部分终端产品的陈列。瑞识科技研发总监李丹勇向集微网介绍:“近年来,我们陆续推出诸如超窄光VCSEL、红光VCSEL、二维可寻址VCSEL等应用于不同场景的VCSEL芯片产品,点激光和线激光VCSEL产品在扫地机产品的市占率已达到第一。”2018年成立的瑞识科技,长期深耕于光电半导体领域,目前已历经5轮融资,总融资规模超4亿人民币。
瑞识科技单点VCSEL测距光模块
镭神技术市场销售总监彭博介绍,公司持续深耕光通信、半导体领域的老化测试及精密光路耦合封装设备这一国外卡脖子的技术赛道,积极推动国内高端装备的国产化进程,“尤其值得分享的是,镭神技术在硅光布局方面已取得重要突破,与北美的大客户建立了良好合作,目前设备验证情况良好,后期将开展深度合作。”日前,第六批专精特新“小巨人”企业名单发布,镭神技术成功入选。
镭神技术展区
作为 HVS® - Hybrid Vision Sensing 融合视觉感知技术的发明者,锐思智芯携多款融合视觉产品及应用参展。产品开发总监刘昌介绍,全球范围内,锐思智芯是融合视觉感知领域的技术和市场的领导者,拥有多项独创专利技术。目前拥有完整独立的芯片设计、光学、软件、硬件、算法开发能力,当前视觉类AI 传统及新兴市场持续扩大,融合视觉、事件相机渗透加深,应用前景广阔。
今年年初,我国集成电路核心光谱零部件供应商复享光学完成超亿元C轮融资,此次也带来多款面向光芯片、光电芯片等制造领域的全新光谱测量解决方案。其营销部总监林瑜强调:“复享光学持续关注光子技术前沿,积极探索光谱技术的应用场景,创下多个行业纪录,希望未来能够从国内市场走向全球。”
光博会现场,广纳四维展出衍射光波导系列产品及落地应用引发关注。广纳四维市场总监杨智杰表示,公司专注于新型显示领域衍射光学元器件及材料的研发和生产,已逐步攻克微纳光子学领域的核心技术以及产品化难题,开发出增强现实衍射光波导近眼显示器件、汽车AR-HUD体全息波导器件、像素级偏振器件以及DOE等相关微纳光学产品,相关产品结合人工智能、空间计算等技术,已应用于工业、医疗、教育等相关领域,具备广阔的市场前景。
拜安科技、中科锐择、求是光谱、立芯光电、立德红外、奇芯光电等光子企业也在展会上亮相其最新的“硬科技”产品。
平台院所联手追光,创新与需求双向奔赴
光子产业是应用广泛的战略高技术产业,是我国有条件率先实现突破的高技术产业。作为高端制造业的核心关键,硬科技企业与科研院所、高校为主的创新技术平台进行深入合作是大势所趋。那么,在科技创新与产业需求双向奔赴的过程中,如何实现“一加一大于二”的效果?
答案在这里找。在本届光博会上,中国科学院西安光学精密机械研究所(以下简称“西安光机所”)与陕西光电子先导院科技有限公司(以下简称“陕西光电子先导院”)双双参展,成为业界了解光子产业平台建设的一次良机。
西安光机所及孵化企业联合展区
“我所成功研制的系列化高性能条纹相机,使我国成为世界上第三个自主掌握飞秒时间尺度物理量获取能力的国家,打破了我国高端超快诊断设备受制于人的窘境。”西安光机所科研人员介绍。近年来,西安光机所通过构建“研究机构+天使投资+创业平台+孵化服务”的创新生态体系,积极发挥在光子领域的技术与人才优势,带动陕西光子全产业链集聚发展,打造光子领域原始科技创新策源地。
“同行者”陕西光电子先导院,不仅携砷化镓基VCSEL单孔晶圆、砷化镓基VCSEL阵列晶圆、砷化镓IPD(集成无源器件)晶圆、砷化镓基VCSEL快测晶圆4项最新成果亮相,还从另一个角度展现了打造共性技术平台的重要性。2015年10月成立以来,陕西光电子先导院致力于解决光子企业和高校项目在初始阶段“建不起产线、产品无法验证、产能无话语权、市场风险高”四大痛点,迄今已为企业、高校和科研院所在内的超100家客户提供研发、中试、检测等服务,入驻企业多项科技成果及产品填补国内空白。
光电子先导院携4款晶圆参展中国光博会
筚路蓝缕,以启山林。透过西安光机所、陕西光电子先导院的产业实践可以发现,通过搭建共性技术平台,努力解决中试、检测等科研配套问题,可以搬走初创科技企业成长过程中的“拦路虎”“绊脚石”,让它们“一路追光”。
由于光子产业涵盖光传输、能量激光、光显示等诸多领域,不少产业重镇都在积极谋划“光子之城”,甚至提出“打造千亿级光子产业集群”的目标。2023年11月3日,中科创星创始合伙人米磊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》(以下简称“《白皮书》”),米磊认为光子产业将是21世纪最具战略性、基础性和先导性的新兴产业,发展光子产业,是抢占全球未来产业制高点和实现科技自立自强的重要战略切入点。
产业的兴旺,还要看“聚”的力度。现如今,武汉、西安、苏州、无锡四座新兴城市在光子产业方面进行体系化布局。就各地政府积极打造光子产业集聚区这一现象,杨智杰认为:“随着光子技术的不断发展和应用领域的不断拓展,光子产业的集聚性发展趋势将更加明显。企业也将更加注重技术创新和合作发展,共同推动光子产业的繁荣和进步。对于广纳四维等光子产业链上的企业而言,这将是一个充满机遇和挑战的新时代。”
万亿产业到来,“关键少数”需关键支持
作为基础性、引领性技术,光子技术是现代产业体系的“关键少数”和未来产业的“根技术”,能够支撑带动诸多产业升级发展,并催生多个新领域新赛道,已经成为全球创新高地的必争之地。根据相关预测数据,到2030年,全球光子学市场预计价值将达到1.1万亿美元,是名副其实的未来产业。
综上所述,国内光子产业的优势在于光子理论研究和技术发展,且拥有世界规模最大的从业人数。事实上,国内光子产业在2012年—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%提至2019年的30%。另一方面,光子产业越来越显现强大的逆经济周期能力和强劲的增长动力的同时,也面临诸多挑战——
“目前光子产业的中低端产品成本压力极大,需要从整个产业链降低成本,但又使得行业利润低,企业压力大。此外,核心光电芯片均来自海外,国产厂商仍处于追赶状态。”彭博说道。
杨智杰提出,光子产业发展过程中,面临着多方面的具体挑战,涵盖了技术、市场、环境、政策等多个维度。他说:“全球光子产业的竞争格局呈现多元化和高度竞争的特点。各国在光子技术的基础研究、技术创新、产业化应用等方面均有所布局,且各具特色。未来,光子产业技术发展的主要方向和潜在热点将包括激光技术与材料加工、光子技术在计算和数据通信领域的加速采用、激光聚变研究、光子芯片与集成光子学、量子光学与量子信息、绿色环保与可持续发展等方面。”
目前,全球光子产业已经到了全面布局的关键节点,我国有条件在全球率先突破。但从宏观层面来看,光子产业目前仍处在发展的早期阶段,支撑发展的产业生态还不够成熟,在前沿技术领域的部署投入不足,共性技术平台、量产平台、制造工艺等新型基础设施尚不完善,制约着光子产业发展。
基于种种挑战,陕西光电子先导院建议:1、各地政府在政策层面应不断加大光子产业共性技术平台和中试平台的投入,做强产业基金群,形成产业聚集趋势;2、推动产业链群协同创新,要同光子产业链重点企业在开放应用场景、搭建产业联盟上加强合作,营造产业良好发展生态;3、创新高水平人才招引机制,支持新型研发机构引进人才。
“追光人”赶路,产业“跃迁前行”
时至今日,光子产业已经渗透进各行各业,应用于日常生活的方方面面。根据国家自然科学基金委学科分类,光学和光电子学分为16个细分领域和142个研究子方向,具有广阔的产业前景。
另一方面,人工智能、航空航天、智能制造、新能源、生命科学等领域的快速发展,又反向推动光子产业的发展。据统计,2020年,中国与美国光子产业链企业(2750家)合计占据了一半以上市场份额。在2021年,光子产品及相关服务估值则高达7万亿美元以上,已经接近全球世界经济总量的11%。
不仅如此,光子技术产业革命还是我国在光电半导体领域60年一遇的追赶超越的重要机遇。米磊认为:“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’。”
产业发展的背后,既有链上重点企业创新产品的衔接与转化,也有产业政策的推动和支持,亦有科创资源的加持。中科创星作为专注于硬科技领域的早期投资机构,打造以“研究机构+早期投资+创业平台+投后服务”为一体的硬科技创业生态,不遗余力地推动我国光子产业创新发展。
光子产业多聚焦于当前科技前沿的细分赛道,在企业发展早期,存在自身体量较小、抗风险能力较弱的特点。而从2013年成立起,中科创星就开始关注和投资光子技术,迄今已投资孵化光电、半导体项目超150家,形成以光芯片为特色的核心布局,并致力于为光子企业提供共性技术服务平台,打造光子产业生态,抢抓光子产业机遇,积累了丰富的实践经验。
当前,全球光子产业处于发展的“窗口期”和竞争的“关键阶段”,各国为抢占光子产业制高点,大力攻关光子关键核心技术,产业竞争态势日益激烈。引用《白皮书》所阐述的一段话——“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。”因此,在光子产业加速落地之际,只有规划好中长期发展战略,提升企业核心竞争力,构建产业生态体系,才能在未来的国际竞争中取得优势。
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