一束光的产业突围——聚焦中国光谷深耕光电子信息产业集群

位于东湖高新区韩杨路的地标性建筑武汉光电工业技术研究院
近日，国家工信部第三轮先进制造业集群决赛优胜者名单公布，以武汉东湖高新区（又称“中国光谷”）为核心承载区的武汉市光电子信息集群上榜。
武汉东湖高新区以武汉光电工研院为代表的优权势量，扎实培育、打造光电信息产业集群。如今，光电子信息产业集群规模效应显着、创新能力突出，成为区域工业经济增长的强大支柱，已连续4年被工信部给予五星级国家新型工业化产业树模基地评价。
在美国SPIE（国际光学工程协会）公布的全球光电子信息产业集群中，亚太地区仅4家上榜，东湖高新区是中国唯一上榜区域。
中国光谷，自1976年拉出我国第一根实用化光纤以来，数十年如一日，深耕光电子信息产业集群。2022 年6月28日，习近平总书记考察中国光谷时说：“湖北武汉东湖新技术开发区在光电子信息产业领域独树一帜”。
参与全球竞争
武汉光电子信息产业集群具备坚实底子
20世纪70年代，赵梓森院士在武汉东湖高新区拉出国内第一根实用化光纤，武汉成为中国光电子信息产业最早的发源地之一，从此，光电子信息产业在武汉快速发展。
经过40多年的努力，中国光谷光电子信息产业在光通信、激光、新型显示、光电传感等行业全球竞争力不断增强，已经成为我国在光电子信息领域参与国际竞争的标志性品牌。

光电子信息产业-烽火科技实验室
“当前，武汉光电子信息产业链完备，产业规模全国领先。我们拥有雄厚的产业底子，涵盖‘信息感知—信息传输—信息计算—信息存储—信息显示—信息应用’全方位、‘光电材料—光电芯片—光电器件—光电模组—光电设备’全链条，率先形成了全国首个光电融合工业体系。”武汉东湖高新区企业服务局相关负责人在采访中告诉记者。
武汉是我国最大的光纤光缆研发生产基地、最大的光电器件研发生产基地。集群汇聚海思光电子、长飞光纤、烽火科技、光迅科技等龙头企业及100多家光通信生产企业。光纤光缆国内市场占有率超过60%，国际市场占有率超过25%，连续多年销量稳居世界第一。
同时，武汉也是我国激光产业重要发源地、最大的激光产业基地。集群拥有锐科激光、华工激光、帝尔激光、逸飞激光等一批龙头或领军企业，已经形成以激光器、工业激光和医疗激光设备等为主的能量激光产业集群，是全球激光服务链、产业链最完善的地区之一。
目前，中国光谷聚集激光企业200余家，2021年激光企业总收入超过200亿元。
光电显示产业集聚度位居全国前列。武汉是国内唯一集聚华星光电、天马、京东方三大国产面板厂商的城市，是全国最大的中小尺寸显示面板基地。集群以三大面板厂、精测电子为龙头，布局大中小尺寸OLED显示面板，已成为国内品类最齐全的光电显示产业集聚区。
到2025年，武汉光电子信息产业集群产值力争突破6000亿。为了实现这个目标，武汉东湖高新区已经开始打造世界一流的光电子信息产业高地，奋力实现五个“世界级目标”：
——打造世界级光电子信息原创技术策源地。以全面建设武汉国家级科创中心为契机，建设世界一流的光芯片流片平台和工艺开发服务平台。
——打造世界级光电子信息人才高地。以企业需求为导向，有针对性的培养产业实用型人才。
——打造世界级光电子信息领航企业矩阵。以重点项目为支撑，加快培育具有全球掌控力的“链主”企业。
——打造世界级光电子信息先进制造高地。以制造业为基，建成产业规模世界靠前、产业链条完整、上下游企业协作配套的先进制造高地。
——打造世界级光电子信息开放高地。以输出国际化产业名片为目标，打造一批国际知名、国内一流的专业性展会，搭建世界一流的开放交流平台。
光电子信息产业版图上
中国光谷“群星璀璨”
光电子信息产业，同所有高新技术产业一样，自一诞生就是面向全球。
1988年，国家邮电部（信息产业部前身）、武汉市人民政府和荷兰飞利浦公司合资建立长飞公司。

长飞公司外景
“装备、工艺、备品备件以及原材料，都要从国外进口。某一个配件要更换，需要提前几个月做规划，成本高、周期长，这就是‘卡脖子’。”长飞公司执行董事兼总裁庄丹说，所有的材料中，最重要的是光纤预制棒。光纤预制棒高温拉丝成光纤，凝聚了光纤光缆行业中绝大部分核心技术。为突破“卡脖子”，通过技术引进、消化、吸收和再创新，长飞完全自主掌握了欧洲的光纤预制棒工艺技术，实现了光纤光缆整套设备的自主研发和生产，攻克了技术含量最高的预制棒制造装备的自主计划研发。
但他们没有止步于此。2012年，长飞公司决定对标美国和日本的光纤预制棒工艺技术，进行攻关。
历经5年艰难突破，2017年，长飞公司成功开发出具有完全自主知识产权的工艺和设备平台，成为全球唯一掌握三大主流预制棒制备技术并实现产业化的企业，登上行业之巅。
“‘卡脖子’的滋味，我们做高科技的人，领会最深。”烽火通信科技股份有限公司党委书记兼总裁曾军说。
烽火研发出我国首款可以商用的100G相干收发硅光芯片后，在2018年面临一个重要抉择。
“当时，国际同行已采用全新技术路径开发下一代产品。我们是沿用100G成熟的技术路线，还是打破重来开发下一代产品？”
义无反顾，打破重来！研发团队常常是早上讨论技术方案、上午输出算法版本、下午完成测试、晚上修改、凌晨再测试。
终于，400G相干商用硅光收发芯片研发成功，这是目前国际上已报道的集成度最高的商用硅光集成芯片之一，已应用到骨干通信网络中。
2022年初，烽火通信所属的中国信科集团，又发布了国内首款1.6Tb/s 硅光互连芯片，可满足200家千兆宽带用户同时传输数据，实现了我国硅光芯片技术首次向Tb/s级跨越。

长飞公司生产车间内景
一起突破，华工激光副总工程师程伟8年来和团队一起，实现多个技术产品从无到有，从弱到强。程伟团队研发的IC载板激光刻蚀装备，可以在一块载板的上千颗芯片中自动识别出报废单元并进行激光打标，能提升产品良率及制程效率，达到国际领先水平。
长期以来，国际市场上具备这样高精加工水平的激光设备基本由国外一家企业生产，其全球市场占有率超过90%，设备售卖价格远超设备价值，国外厂商赚取的毛利润率超过100%，且客户在支付全款后至少需等待14个月才能拿到设备。
有时因国外厂商产能不足，还会出现到期后无法交货的情况，国内企业只有继续等待，经济和时间成本居高不下，生产在很大程度上受制于人。
程伟自2015年开始带领团队对半导体晶圆切割技术展开攻坚突破。“最忙时我们团队20多人分为两班倒轮流做实验，设备24小时不停。”
经过5年努力，半导体晶圆切割技术实现三代升级，精度工艺不断提高，每一代技术都能满足不同的加工生产需要。最新一代技术已达国外同款设备水平，从订购到设备交付时间为3个月。“我们为国内企业节省生产成本约30％。”程伟说。
以实际行动作答的，还有武汉华星。
2019年，武汉华星全球首发上下无痕的无折痕内折屏。此时，距离三星和LG发布第一代柔性OLED已经过去了6年。
要么快，要么死。此后，武汉华星接连全球首发三折屏、云卷屏，今年7月又发布全球首款8英寸无偏光片360°折叠屏。
从缺芯少屏到好“屏”如潮。9月2日，武汉华星展厅内，数十款“全球首发”“国内第一”依次排开。目前，武汉华星已占据全球两成显示面板供应链份额，LTPS平板面板出货量全球第一，柔性AMOLED手机面板出货量全球前四。
如今，中国光电子信息产业的版图上，中国光谷正“群星闪耀”。
中国信科、华工科技、长飞、高德红外等一大批引领性强、创新水平高的龙头企业，武汉华星、天马等硬核行业领军企业，华为、小米等80余家互联网头部企业……
中国光谷，光电器件占全国市场份额60%，激光设备占全国市场50%，光纤光缆占全球市场25%，已形成涵盖上游光纤光缆、中游光器件及光模块、下游光系统设备的完整产业链条，实现自主可控。
未来已来，抢先布局。
算力期间，烽火通信联合相关机构完成算网SPN现网试点，解决算力一跳入云，像用水电一样方便。
肩负“创新联动美好世界”的企业使命，华工激光的技术发展除了满足市场需要，更注重国家重大需求。“未来智能制造技术方向是我们创新的重点。”程伟说，有些领域目前尚属空白，还有待开发。“我们有信心让中国的激光装备在更多的细分领域达到国际领先水平。”
聚焦下一代新型显示，武汉华星首款1500PPI的VR面板即将量产，是目前全球最高可量产水平；一分钟仅刷新一次，诞生全球最低刷新率穿戴设备屏。
“我们瞄准新赛道做碳化硅，积极布局第三代半导体。”庄丹说，长飞完成对芜湖启迪半导体及芜湖太赫兹工程中心收购与整合。
“向着更高远的地方，铺展发展的万千可能。”东湖高新区企业服务局相关负责人动情地说，“走好科技自立自强的新长征路，这是一条无比光荣的道路，也是我们与期间的双向奔赴。”
加快集群培育
中国光谷拥有强大的产业促进组织
打造先进制造业集群，需要构建要素高度集聚和技术创新高效协同的集群创新体系、改革集群组织运营与治理机制，而集群发展促进组织正是推动先进制造业集群组织变革的核心。
武汉实施集群发展促进组织“1+ N”矩阵化发展战略。作为武汉光电子信息集群重要的枢纽型促进组织，武汉光电工业技术研究院有限公司（以下简称“光电工研院”）由武汉市人民政府和华中科技大学共建，依托中国光谷的优质产业土壤和科教资源，通过整合产业发展所需的行业技术、科研教育、产业金融和高端智力资源等，全面开展产业生态培育、双链深度融合、底子设施运营，有效推进“政产学研金服用”深度融合，促进区域产业升级与实体经济发展。
作为双链深度融合的推动者，光电工研院坚持体制机制创新，成功推动高校知识产权“三权下放”，为《中华人民共和国促进科技成果转化法》修订提供重要参考；构建全链条“生产、服务、研发”体系，成为湖北省首获国家级专业化众创空间、国家级众创空间、国家级科技企业孵化器三项国家级认定的机构，已推动形成数十项“卡脖子”技术的产业化矩阵，切入每年数千亿被国外垄断的市场。

华工激光工程师正在进行细密微纳激光工艺实验
“OPC是EDA（电子计划自动化）工业软件的一种，没有这种软件，即使有光刻机，也造不出芯片。从底子研究到产业化应用，我们团队整整走了十年。十年磨一剑，就是要解决芯片从计划到制造的‘卡脖子’问题。”华中科技大学教授刘世元告诉记者。
在中国光谷，刘世元创立的武汉宇微光学软件有限公司（以下简称“宇微光学”），已成功研发全国产、自主可控的计算光刻OPC软件，填补国内空白。目前正在做集成与测试，并到芯片生产厂商做验证。
“创业与科研不同，要面向市场，在短期内形成产品，并获得客户和投资人的认可，面临众多风险和不确定性。今年，我们入孵光电工研院，有效地降低了各种风险。”刘世元表示，之所以入孵光电工研院，是希望自己的研究成果能够终极转化成产品，为国家和社会发展作贡献。
无独有偶，位于中国光谷的武汉长进光子技术股份有限公司，企业总经理刘长波向记者展示了一卷细如发丝的“玻璃丝”，“全球市场价为每米500美元，最关键的是，还买不到、讨不来”。
刘长波介绍，这种光纤叫“大模场保偏铒镱共掺光纤”，是一种特殊的激光雷达光源的核心增益材料，由于制造难度极大，其生产核心技术及其工艺一直都被国外光纤企业垄断。长期以来，国内的相关激光雷达企业需要通过高价购买国外的大模场保偏铒镱光纤来进行研发与生产。
20多年里，长进团队与海外“赛跑”。
“跑赢了！”刘长波自大地说，我们自己的产品出货量逐年提升，光纤的性能及一致性均达到进口光纤水准，再也不用受制于人。
就在今年，这家入孵光电工研院的企业，已从“实验室”稳步进入“生产线”，在光谷新建的厂房本季度即将投用，产线将增加2～3倍，产能达到几千公里，能满足在激光雷达行业对铒镱光纤的需求，企业还凭借在测风、车载激光雷达赛道的“绝技”，入选第四批国家级专精特新“小巨人”企业。
为什么“卡脖子”技术都喜欢在光电工研院孵化？
“因为我们作为一个集群的促进组织，培育了很好的土壤。比如刘世元教授是两次创业，他不但两次创业都很成功，而且两次都选择了我们光电工研院，这自己就有很强的说服力。”采访中，光电工研院总经理韩道一语中的。
作为产业协同生态的织网者，光电工研院一方面牵头或参与建设国家信息光电子创新中心、武汉集成电路技术及产业服务中心、脑连接图谱产业协同创新共同体等产业创新平台，通过一个国家级大平台对标服务一条产业链；另一方面推进武汉人工智能计算中心、半导体快速封装平台等产业技术创新底子设施建设运营，累计服务中小企业上万次，促进集群不断做大、做强。
“当前，新一代信息技术蓬勃发展，数字经济加快成长，光电子信息产业正处于重大发展机遇期，世界发达国家争相布局。大力培育世界级光电子信息先进制造业集群正当其时、意义重大。”武汉东湖高新区企业服务局相关负责人介绍说。
光电子信息产业是湖北武汉重要支柱产业之一，也是“十四五”期间湖北武汉重点发展的战略性新兴产业。习近平总书记多次考察湖北武汉，在调研武汉东湖高新区光电子信息企业时，指出“科技是国家强盛之基”，“核心技术、关键技术、国之重器必须立足于自身”，“你们所从事的光通信行业很重要，要建设网络强国，需要你们加快脚步，更快地占领一些制高点”。
记者在采访中了解到，武汉东湖高新区作为武汉光电子信息先进制造业集群的核心承载区，正积极打造全球光电子信息科技创新中心，培育世界级光电子信息先进制造业集群。
通讯员 王 琳

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