大批首创技术涌现 关键器件自主可控非凡十年看变迁｜科技点亮中国光谷

中央纪委国家监委网站 王雅婧 通讯员 张隽玮
中国光谷未来科技城的标志性建筑“马蹄莲”大楼（图片来源：光谷融媒体中心）
湖北省武汉市，东湖之滨，一座马蹄莲造型的仿生建筑成为这座城市的新地标。以“马蹄莲”为中心，方圆518平方公里的区域是东湖新技术开发区，它还有一个响亮的名字——“中国光谷”。中国光谷，因光得名。这里是全国最大的光器件研发生产基地、国内最大的激光产业基地，也是全球最大的光纤光缆研制基地。
6月28日，习近平总书记自党的十八大以来第三次来到这里视察并指出，光电子信息产业是应用广泛的战略高技术产业，也是我国有条件率先实现突破的高技术产业。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。要加强技术研发攻关，掌握更多具有自主知识产权的核心技术，不断延伸创新链、完善产业链，为推动我国光电子信息产业加快发展作出更大贡献。
从上个世纪70年代诞生中国第一根光纤起，“中国光谷”实现了一项又一项我国光通信技术领域的首创，从科技一条街发展为国家自主创新示范区。特别是党的十八大以来，这里集聚了更多的人才企业，创新能力进一步释放，成为我国在光电子信息领域参与国际竞争的主力军。
关键器件从依赖进口到自主可控 “重大核心技术必须靠自己攻坚克难”
光通信产业是中国光谷的一大基础产业，如今，这里研制的光纤光缆占全国市场份额超过60%，销量达到世界第一。此刻的熊熊之火，源于曾经的一点微光。1976年，在武汉邮电科学研究院里，我国第一根石英光纤诞生。1988年，武汉市政府以邮电科学研究院为基础，在东湖周边建立了武汉东湖新技术开发区（以下简称东湖高新区）。2000年，湖北省委省政府做出依托开发区建设“武汉·中国光谷”的决策。
由一根光纤到一个产业，再到如今的销量世界第一，并不是一个顺风顺水的过程。2012年以前，我国的光通信产业虽有一定发展，但一些核心技术、高精尖设备和关键工艺没有实现自主化，不免被“卡脖子”。2013年，习近平总书记视察中国光谷时指出，“要实现‘两个一百年’奋斗目标，一些重大核心技术必须靠自己攻坚克难”。近十年来，东湖高新区众多企业努力攻关创新，逐步实现技术装备的自主化。
武汉东湖新技术开发区一家企业的技术人员在特种光纤生产车间内进行操作（图片来源：光谷融媒体中心）
睿芯特种光纤有限责任公司2013年成立于中国光谷，公司成立的最重要目的，就是研制出可替代进口的国产特种光纤。光纤光缆制造位于整个光通信产业的上游，睿芯生产的特种光纤，是一种1.5微米光纤放大器的核心材料。
“光纤中的信号传输有衰减效应，因此在长距离传输中需要用光纤放大器来给变弱跑不动的信号‘加个油’。”睿芯总经理李尤介绍，“以前，1.5微米光纤放大器的核心材料主要购自海外。一些特种光纤的纤芯，1米就卖100多美元。”
因为高端的东西依赖进口，我国企业的制造成本很高，还怕人家不卖给我们。为了不受制于人，睿芯的科研团队用了8年时间，自己摸清了配方和工艺方式，于去年7月，成功突破1.5微米光纤放大器技术，填补了我国在光纤放大器自主产业链上游的空白。
这样的例子在东湖高新区绝非个例。长飞光纤光缆股份有限公司是中国第一根商用光纤的诞生地。2016年起，公司的光纤预制棒、光纤、光缆3个主营业务都做到全球第一，蝉联至今。
“长飞能取得这样的成绩，离不开持续不断的科技创新。”长飞执行董事兼总裁庄丹介绍，以前，我们不得不拿市场换技术，这些年，我们从配件的国产化开始，然后是原材料、整机，再到整个操作系统甚至源代码的国产化，一步步攻克“卡脖子”领域，实现了全链条国产化，做到关键核心技术完全自主可控。“2013年习近平总书记视察长飞时，我们的光棒直径只有20厘米，每根棒能拉7000多公里光纤。现在光棒直径已突破至23厘米，单棒拉纤可达1万公里，为全球最高技术水平。”
数据显示，目前，武汉光通信产业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，生产资料、关键器件实现自主可控。
在中下游企业中，国内激光装备行业首个国际标准的牵头制定者华工科技产业股份有限公司也是一个实现技术设备自主化的代表。华工科技董事长马新强自豪地介绍自家研制的高端激光切割装备：1小时可以加工10片6英寸以上晶圆，成品率达99%；2.5秒就能完成一块30微米厚的手机玻璃盖板切割加工；公司激光加工的最高精度可达头发丝的百分之一，相关技术全球领先。
“习近平总书记三次来光谷，都强调科技自立自强，一次比一次具体、一次比一次深入。作为企业，要勇挑重担，把科技的命脉掌握在自己手中。”马新强表示，高端激光切割装备，曾经一直由国外产品占据主导。近年来，华工科技的市场占有率不断提升，研发的三维五轴激光切割装备市场占有率已进入全球前三。
北斗芯片可做到动态厘米级、静态毫米级精准定位 突出“光”特色、做强“芯”核心
中国光谷因“光”而兴，但又不仅仅局限于“光”。自2013年以来，光谷几乎以每年诞生一个千亿产业的速度，在创新发展的道路上迅猛前进。东湖高新区管委会发改局（金融局）局长李旅表示，目前，东湖高新区正在打造“光芯屏端网”、生命健康两大战略性新兴产业集群主导，新经济、新消费两大新兴业态深度融合发展，人工智能等未来产业蓬勃发展的“221”现代产业体系。集成电路、新型显示器件、下一代信息网络和生物医药等四大产业入列国家战略性新兴产业集群。
近十年来，这里新注册的企业快速增加。目前，已有接近4300家国家高新技术企业，502家瞪羚企业，6家独角兽企业，以及武汉光电国家研究中心、国家先进存储产业创新中心等39家国家级企业研发平台。
武汉东湖新技术开发区内企业——明德生物的生产车间内景（图片来源：光谷融媒体中心）
全球首个超高通量“火眼”实验室、我国首个400G硅光模块、首条柔性折叠显示屏生产线、全球首款128层QLC存储芯片……从光通信和激光起步，东湖高新区涌现出一批关键核心技术，不断延伸创新链、完善产业链。
芯片，是技术中“高精尖”。在东湖高新区，有一家芯片生产企业名为烽火通信科技股份有限公司。去年年底，这家企业成功研发出我国首款400G相干商用硅光收发芯片，这是国际上目前集成度最高的商用硅光集成芯片之一。
烽火通信科技股份有限公司党委书记、总裁曾军回忆说：“2018年习近平总书记到企业考察时，我们才刚刚研发成功国内第一款商用25Gb/s芯片。当时，总书记就指出，过去那种主要依靠资源要素投入推动经济增长的方式行不通了，必须依靠创新。企业必须在核心技术上不断实现突破。”
为全力打造信息通信领域的“大国重器”，烽火通信科技隶属的烽火科技集团与大唐电信于2018年联合重组，成立中国信息通信科技集团。之后公司不断加大研发投入，又推出100Gb/s、400Gb/s芯片，今年发布了1.6Tb/s芯片，使我国硅光芯片技术实现从Gb/s级向Tb/s级的跨越。
目前，来自中国光谷的芯片已经在许多场景进行应用。比如武汉梦芯科技有限公司自主研发的北斗芯片，应用在全国超百万量共享单车上，实现厘米级定位，它所形成的电子围栏，让共享单车必须停在指定停车区域，否则就会产生额外调度费用。武汉梦芯科技有限公司负责人方婷介绍，芯片功耗很小，仅靠单车上的太阳能板的发电量就够了。企业目前生产的芯片可以做到动态厘米级和静态毫米级精准定位。
不仅是芯片产业，当前，光谷围绕“光芯屏端网”主导产业，加快建设激光、集成电路、新型显示等东湖科学城产业基地，每个基地推出“一部专项规划、一个特色园区、一套支持政策、一支产业基金、一批创新平台”。《武汉东湖新技术开发区发展“十四五”规划》指出，未来五年，光谷将进一步突出“光”特色，做强“芯”核心，做大“屏”规模，强化“端”带动，稳步推进集成电路、新型显示器件、下一代信息网络三大国家级战略性新兴产业集群建设，打造全球顶尖光电子信息产业高地。
造一台激光切割机从两周缩短至8小时 是“追光之城”更是“智能之城”
华工科技今年发布的数据显示：2021年，公司全年销售额首次破百亿，其中海外业务增长近40%。如果仅看今天的数据，很难想象，华工科技成立之初只是一家年销售额不足8000万元的校办企业。
近年来，武汉东湖高新区的GDP不断增长，2019年，全区GDP首次跃居武汉各区之首，即使在疫情严重的2020年，这里的GDP也超过了2000亿，成为武汉第一个GDP破2000亿的区。2021年，光谷地区生产总值突破2400亿元。
“光谷的使命具有双重性——既要抓科技，也要搞经济；既要能顶天，还要能立地。”湖北省人民政府咨询委员会委员、武汉大学教授李光说，所谓“顶天”，就是要在科技创新上不断突破“无人区”，代表中国科技参与世界竞争；所谓“立地”，则是要将科学技术真正转化为生产力。
在华工科技智能制造产业园，一台台激光数控切割机床等设备在生产线上整装待发。随着海内外市场对高端装备需求持续提升，目前，华工科技公司部分订单已排到明年。
华工科技智能制造版块负责人杨肖介绍，制造业模式发生了深刻改变，智能化促进建筑工业化的健康发展，而华工科技抓住了市场机遇，做了大量的技术储备。为了更好地提高生产效率，华工科技去年3月投产了国内激光行业首条流线化智造生产线，实现了标准产品的自动化、批量化、工序化生产。比如，以前造一台激光切割机需要近两周时间，现在只需8小时。
武汉东湖新技术开发区内企业——华工科技研制的国内首套三维五轴激光切割机（图片来源：光谷融媒体中心）
为了更好的适应市场化发展，东湖高新区的众多企业近年来推进了智能化、自动化的生产制造模式。在武汉华星光电技术有限公司的智能厂房，上百只机械手、上千台自动化设备包揽了全部生产工序。这家2014年落户武汉的显示屏制造企业目前月产能达5万大片，确保全球交付能力。
近年来，东湖高新区不断在智能制造方面加大布局，是“追光之城”更是“智能之城”：2018年，东湖高新区智能制造服务产业联盟成立，这是中国光谷整合智能制造技术研发、人才培养等优势资源，在全国率先成立的提供智能制造全方位服务的专业化联盟组织；2019年，全国首条5G智能制造生产线在光谷启动，生产效率大幅提升；今年年初，东湖高新区承建的武汉人工智能计算中心二期项目建成，将为企业的科技创新和产业智能化升级提供算力服务。根据今年发布的《东湖高新区关于推动制造业高质量发展的若干政策》，中国光谷将聚焦产业数字化，继续打造一批智能制造示范项目、“5G+工业互联网”试验工厂。

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