從誕生中國第一根實用化光纖、第一個光傳輸系統(tǒng)、第一個光通信國際標準，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400G硅光模塊、最大功率的10萬瓦光纖激光器、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……120萬“追光人”齊聚武漢光谷，靠著自主創(chuàng)新的定力，在光電子信息產(chǎn)業(yè)領域攻克一個又一個“卡脖子”技術，實現(xiàn)多個從0到1再到N的飛躍。

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第一財經(jīng)·新一線城市研究所統(tǒng)計數(shù)據(jù)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家國家級專精特新“小巨人”，是國內(nèi)光通信及激光企業(yè)集中度最高的區(qū)域，涌現(xiàn)出中國信通、華工科技、長飛光纖、高德紅外等一批行業(yè)領軍企業(yè)，形成了3000余個具有行業(yè)影響力的自主品牌，去年光電子信息產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模超5000億元，企業(yè)數(shù)量多達12.7萬家。

近期，第一財經(jīng)記者光谷調(diào)研發(fā)現(xiàn)，一項項打破國外壟斷、實現(xiàn)國產(chǎn)替代、技術實力領跑全球的自主創(chuàng)新成果，展示了光谷在全球光電子信息領域“獨樹一幟”的領先優(yōu)勢，同時在創(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。

逆襲之路

武漢光谷如今在光電子信息領域的領先地位，背后經(jīng)歷的是從引進、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簡陋實驗室里，一個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（原華中工學院）設立激光課題組，開啟中國激光技術研發(fā)的序幕。到上世紀80年代初，華中工學院的激光技術已處于全國領先地位。

無論是光纖光纜，還是激光設備，當時這些國內(nèi)實驗室里的產(chǎn)物要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，都存在量產(chǎn)難度大和成本高的問題，只能引進國外先進技術。但想讓外國人轉(zhuǎn)讓核心技術談何容易，以光纖技術為例，當時在許多國家走了一圈，最后荷蘭的飛利浦愿意將核心技術轉(zhuǎn)讓給中方。

1988年5月，帶著“用市場換技術”的時代印跡，長飛光纖光纜有限公司（下稱“長飛光纖”）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口。某一個備件要更換，需要提前幾個月做規(guī)劃，成本高、周期長。受制于人的滋味不好受，關鍵技術是不可能依靠市場“換”來的，必須搞自主研發(fā)，把關鍵技術掌握在自己手里。

2001年，長飛光纖成立了專門的研發(fā)中心。此后，無論市場好壞、行業(yè)周期起伏，長飛光纖每年都保持不低于銷售收入5%的研發(fā)投入。

35年間，長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，將技術掌握在自己的手里，實現(xiàn)了從預制棒到光纖光纜的全鏈國產(chǎn)化，通過技術引進、消化、吸收與再創(chuàng)新，“長江邊的飛利浦”逆襲成為“世界的長飛”。

長飛光纖執(zhí)行董事兼總裁莊丹介紹，長飛是全球唯一掌握PCVD、VAD、OVD三大主流預制棒制備技術的光纖光纜廠商，光纖預制棒單棒拉絲長度已達1萬公里，處于行業(yè)全球最高水平，7年蟬聯(lián)光纖預制棒、光纖、光纜銷量全球第一。

“當時我只是希望中國能有自己的光纖通信，沒想到現(xiàn)在中國成了世界光纖強國。”“中國光纖之父”、中國工程院院士趙梓森生前在接受媒體采訪中欣慰地表示，“我的夢想已經(jīng)超額完成了。”

在光谷，這樣的逆襲故事還有很多。

華工科技成立20多年來，從銷售規(guī)模不足7000萬元的校辦企業(yè)起步，成長為年營收超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進口，發(fā)展到核心產(chǎn)品以每年40%以上的增長率出口海外高端市場。對技術、智力、人才的持續(xù)投入，華工科技創(chuàng)造了60多項國內(nèi)第一，為中國激光贏得全球行業(yè)話語權。

曾經(jīng)，進口光纖激光器占據(jù)中國80%的市場份額，一臺1萬瓦的光纖激光器，最高賣到700萬元。2013年，我國首臺萬瓦連續(xù)光纖激光器在銳科激光誕生，結(jié)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，終于實現(xiàn)與世界并跑。

……

1988年，光谷的前身，東湖新技術開發(fā)區(qū)掛牌成立時，這里是武漢地圖建成區(qū)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(nèi)最大的激光產(chǎn)業(yè)基地，光谷光纖光纜占全國市場66%、國際市場25%，銷量世界第一，聚集300多家知名激光企業(yè)，激光產(chǎn)業(yè)國內(nèi)市場占有率連續(xù)11年超過 50%。

交融之變

中國科學院院士、中國光學學會理事長顧瑛預測，變革時代的光電子信息技術日新月異，網(wǎng)絡化、智能化和融合化趨勢日益明顯，不斷改變著人們的工作與生活。在航空航天、汽車駕駛、醫(yī)療與健康、集成電路等行業(yè)領域，一定會有更多的光電前沿創(chuàng)新技術和應用場景涌現(xiàn)出來，新產(chǎn)品將爆發(fā)性增長。

長期在深圳、杭州的科技大廠從事激光雷達研發(fā)工作的系統(tǒng)工程師程剛也嗅到了新機遇。

“從技術的角度看，激光雷達系統(tǒng)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，未來會比攝像頭有更廣闊的應用場景。當時國內(nèi)這個市場還沒發(fā)展起來，又具有社會價值，我覺得這是一個能掀起視覺革命的機會。”程剛告訴第一財經(jīng)記者，萌生創(chuàng)業(yè)想法時，他就把創(chuàng)業(yè)地點選在了光谷， “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，你可以不出寫字樓就輕松找到跟你適配的供應商和下游客戶。”

2019年10月，在程剛的帶領下，數(shù)十名來自國內(nèi)外知名院校和科研機構(gòu)的專業(yè)技術人才聚集在一起，在光谷創(chuàng)立了天眸光電，專注于與智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關的激光雷達掃描成像與測距產(chǎn)品的研發(fā)與銷售。

現(xiàn)任天眸光電CEO的程剛說，國內(nèi)新能源汽車、自動駕駛的發(fā)展突飛猛進，在歐美國家，新能源汽車通常是3～5年才更新?lián)Q代一次，而中國的新能源汽車廠家卻能一年內(nèi)推出多個版本，更高水平的下游需求倒逼國內(nèi)激光雷達技術的更迭和行業(yè)的發(fā)展。最顯著的變化是，過去3年，全球激光雷達產(chǎn)品的市場占有率發(fā)生革命性轉(zhuǎn)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，光谷也在“下一個十年目標”中提到要加速推進“光車聯(lián)動”，聚焦“感（感知系統(tǒng)）芯（車載芯片）軟（軟件計算）圖（導航定位）艙（智能座艙）”五大重點領域，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軌級128線激光雷達能對車前200米范圍內(nèi)行駛環(huán)境進行高精度三維掃描，一秒內(nèi)回傳20張圖片，探測精度達到2厘米，可廣泛應用于自動駕駛行業(yè)。”程剛預測，僅自動駕駛的物流配送小車在兩年后就會形成千億級別的市場規(guī)模，激光雷達的需求量將隨之迎來井噴式增長。

從0到1再到N的故事，還發(fā)生在北斗導航芯片領域。2009年初，前美國SiRF公司副總裁韓紹偉回國創(chuàng)業(yè)，并于2014年在武漢成立了夢芯科技，開始民用高精度北斗導航定位芯片的研發(fā)。

當時國內(nèi)衛(wèi)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14個月左右的攻堅戰(zhàn)，夢芯科技研發(fā)出了首顆40納米工藝量產(chǎn)的北斗導航定位芯片“啟夢MXT2702”，相當于在1/5一角錢硬幣大小的硅體上，實現(xiàn)近千萬的運算和存儲單元，能夠在復雜環(huán)境中快速精準定位，可滿足各種導航定位產(chǎn)品的需求。

2017年，啟夢北斗高精度芯片實現(xiàn)量產(chǎn)，這是全球首次將原來分屬兩個領域的高精度技術與小型化低功耗芯片進行融合創(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做到厘米級/毫米級的穩(wěn)定高精度定位，并實現(xiàn)百萬級的年出貨量，大大推動了北斗高精度市場應用的全面推廣。

“2017年以前，進口高精度接收機每臺需要2萬美元，每年全球的出貨量不超過10萬臺，國產(chǎn)設備的成本也需要幾萬元人民幣；而現(xiàn)在，夢芯科技已經(jīng)將國產(chǎn)高精度接收機的成本降低到了小幾千元/臺。”夢芯科技董事會秘書尹楠介紹，目前夢芯科技的產(chǎn)品在安全監(jiān)測、智慧農(nóng)業(yè)、交通運輸、智能駕駛、能源電力、通信基建、智慧校園等多個領域都實現(xiàn)了廣泛應用。其中，在地災監(jiān)測和共享出行等新興高精度應用領域的市場占有率已經(jīng)超過50%。

為了鼓勵光電子信息產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)突破新的應用領域，一些行業(yè)領軍企業(yè)還甘當鏈上企業(yè)的“天使客戶”，探索“鏈長”統(tǒng)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時間內(nèi)都沒有拿下一個訂單。而華工激光同樣也深受國外廠商價格貴、交期長的困擾，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”。

“從最初的60臺，到如今每年穩(wěn)定采購超200臺，我們見證了華日激光的國產(chǎn)激光器從不被市場接納到‘朋友圈’逐漸擴大，也實現(xiàn)了我們產(chǎn)品良率、效率和市場占有率的持續(xù)突破。”華工激光硬脆材料產(chǎn)品線負責人說。

當前，全球光電子信息產(chǎn)業(yè)已進入蓬勃發(fā)展和交叉融合創(chuàng)新期。競爭格局也從過去以光纖光纜、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，與智能網(wǎng)聯(lián)汽車、集成電路、生物醫(yī)藥、北斗導航、光電顯示等領域交叉融合的綜合實力的較量。

長城戰(zhàn)略咨詢光谷研究院院長趙榮凱表示，新形勢下，光谷強化優(yōu)勢領域領跑地位的同時，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)濟增長點。目前在光通信、激光與智能制造、光電顯示、光電傳感、精密光學等與光電子相關的產(chǎn)業(yè)領域，已呈現(xiàn)出龍頭企業(yè)、創(chuàng)新企業(yè)共同繁榮的格局。

如何再突圍

光電子技術是新一代信息產(chǎn)業(yè)的底層共性技術，更是實現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)“彎道超車”的革命性技術。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?shù)卣粩嗵嵘膭?chuàng)新投入。

武漢東湖高新區(qū)管委會有關負責人介紹，從2012年到2022年，光谷的財政科研經(jīng)費從4.4億元增長到80億元，企業(yè)研究開發(fā)費用從48.8億元增長到317億元，基礎研究經(jīng)費達到4.8億元。國家級孵化器從9個增至28個，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(gòu)從1家增至17家，高企數(shù)量從672家增至5249家，專利授權量增長5.5倍，其中發(fā)明專利授權量增長6.5倍，綜合實力穩(wěn)居全國高新區(qū)前列。

第一財經(jīng)·新一線城市研究所產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)顯示，截至2023年7月，武漢有24家與“光芯屏端網(wǎng)”有關的上市企業(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(shù)量也是全國第一，有較強的引領作用。

同時，武漢有94家以技術驅(qū)動的光電企業(yè)，排在全國第五，領跑新一線城市，企業(yè)專利數(shù)量達到1466個，超過蘇州。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、機器人、電子設備）上也已形成顯著布局，已初步形成全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，可見光電技術與智能終端領域的結(jié)合應用可能是未來光電子信息產(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、武漢理工大學、武漢郵電科學研究院等眾多光電技術領域的國家級研究機構(gòu)，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(shù)據(jù)庫通過整理維普期刊上的數(shù)據(jù)了解到，截至2023年7月，武漢與光電子信息產(chǎn)業(yè)相關的國家重點實驗室一共有5家，累計發(fā)表論文1017篇，相比位于杭州的現(xiàn)代光學儀器國家重點實驗室的1843篇有著不小的差距，論文發(fā)表數(shù)量也不敵擁有2家光電子信息領域國家重點實驗室的西安（1196篇）。

對此，華工科技董事長馬新強深有同感，他直言，武漢的市場配置資源能力還不足，高校科技成果的轉(zhuǎn)化效率還比較低。目前在光谷匯聚的高校、院所，各類實驗室、工研院、創(chuàng)新研究院等創(chuàng)新資源較為豐富。各級政府部門加大投入，人才聚集，很有希望孕育產(chǎn)生世界領先的突破性成果，但成果和產(chǎn)品之間還有很長的距離。

馬新強建議，重點突出和強化企業(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)動的機制，鼓勵行業(yè)類、產(chǎn)業(yè)類創(chuàng)新平臺承擔橫向課題，鼓勵企業(yè)與創(chuàng)新平臺建立長期、深入戰(zhàn)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)領先、國產(chǎn)替代”的實際需求，打造更多有代表性的、全球領先的產(chǎn)品。

初創(chuàng)型企業(yè)則更加關注創(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，相比社會資本多的沿海地區(qū)，投資環(huán)境相對保守，企業(yè)容易落入“三七開”的境地（即技術團隊持股約30%，投資方持股約70%），雖然有利于解決企業(yè)初期的經(jīng)費問題，但使后續(xù)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)進行補貼外，還需要引入更多社會資本的參與，“政府‘招商’招的應該是投資人，而不是某個大企業(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)驗來看，程剛十分看好“以賽促投”的創(chuàng)新模式，實現(xiàn)以賽引才、以投引才。這樣的模式，已經(jīng)在長三角、珠三角地區(qū)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項資金，在人才培養(yǎng)、技術合作、標準制定、國家北斗產(chǎn)品檢測中心籌建、業(yè)務合作等方面均需進一步加強生態(tài)合作。從市場應用來看，則需要基于智能化發(fā)展的需求，開放更多的時空賦能應用場景，支撐北斗產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

從產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展來看，武漢產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展研究院有關負責人表示，武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)要向更高水平的技術更迭，還需攻克部分“卡脖子”的共性技術，應通過應用研究倒逼基礎研究，打破行業(yè)、學科壁壘，進一步完善“政產(chǎn)學研金服用”轉(zhuǎn)化體系，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈的安全、自主、可控，實現(xiàn)創(chuàng)新能力躍升，產(chǎn)業(yè)規(guī)模倍增，早日建成萬億規(guī)模的光電子信息產(chǎn)業(yè)集群。

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