光子產業是戰略性、基礎性、先導性新興產業。近年來,陜西把握新一輪科技革命和產業變革機遇,不斷創新體制機制,發揮光子產業人才科教資源富集、產業鏈相對成熟優勢,注重原始創新,堅持把光子產業作為培育發展新質生產力的著力點,以深化技術與產業創新生態體系為動力,發布“追光計劃”,優化政策導向和保障體系,以“一機制+一中心+一平臺+一基金+一聚集地+一大會”的“六個一”重點舉措推動產業加快聚鏈成群、持續發展壯大,不斷為穩增長和高質量發展注入新動力,努力打造國家光子產業發展主陣地和具有全球影響力的光子產業生態高地,為構建具有陜西特色的現代化產業體系奠定堅實基礎。西安高新區成為我省光子產業發展的主要承載地,匯集168家光子企業,其中上市企業2家、“鏈主”單位6家。全省先后引進31家省外光子產業重點企業,光子產業總產值以每年超過50%的速度遞增,企業數增至300多家。
一、全球光子產業競爭激烈
世界各國從20世紀80年代開始在光子產業投入了大量精力,到2021年全球光子產品總規收入已經超過2.1萬億美元。當前,光子產業市場主要由北美、歐洲和亞太地區組成,其中北美地區包括美國和加拿大,歐洲包括德國、英國、法國和俄羅斯,亞太地區包括日本、韓國等國家和地區,另外在大洋洲和非洲有少量光子產業集聚。SPIE(2022)的光學與光子學年報顯示,全球有53個國家和地區參與光子產業全球分工,共有4842家企業研發、生產和銷售光子核心器件和產品,其中中國(1804家)和美國(946家)企業占據了50%以上,這個數字在2012年以來增加了58%,新增企業主要分布在美國、中國、德國、日本等世界主要經濟體。
二、國家加快布局光子產業
習近平總書記指出:“光電子信息產業是應用廣泛的戰略高技術產業,也是我國有條件率先實現突破的高技術產業?!蔽覈庾赢a業在改革開放前多是以科研為目的,還未形成規模化應用。2015年以來,國家陸續發布《“十三五”國家科技創新規劃》《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》《“十三五”國家信息化規劃》,工信部發布《中國光電子器件產業技術發展路線圖(2018—2022年)》,科技部等五部委聯合制定《加強“從0到1”基礎研究工作方案》,國家自然科學基金委從信息光學與光電子器件、激光技術與技術光學、光物理等方面支持光子技術原始創新,2021年,“信息光子技術”被列為“十四五”國家重點研發計劃重點專項。SPIE(2020)統計年報顯示,2018年中國的光子產業營收約合人民幣2141億元,約占全球光子產業總營收的12%左右,市場規模十分龐大。從增長速度來看,2005年到2011年為中國光子產業爆發期,復合增長率高達22%,隨后開始趨于平穩發展,2011年到2015年為12.4%,2015年到2019年為13%,連續14年保持中高增速。從市場份額來看,中國制造的光子產品在全球市場的份額增加從2005年的10%到2011年的21%和2019年的30%,14年增長了20%。
三、我省光子產業蓄勢待發
陜西光子產業基礎雄厚,且先發優勢明顯,是國內最有條件和潛力率先實現突破的區域。2021年我省實施“追光計劃”,以西安高新區為主要承載地,舉全省之力發展光子產業,陜西光子產業形成集聚發展格局,邁入發展“快車道”。
(一)科研基礎雄厚,頂尖人才匯聚。陜西光學科研基礎設施鏈條完備,擁有正在謀劃建設的全球一流阿秒光源大學科裝置,中科院西安光機所、西安電子科技大學、西安交通大學等一批光子學科健全、特色鮮明的高校院所,西部超算中心、新型半導體材料與器件重點實驗室、陜西省光電測試與儀器技術重點實驗室、陜西光電功能材料與器件重點實驗室等數十家國家級、省市級重點實驗室,以及光電信息功能材料工程技術研究中心、新型輻射探測與材料器件工程技術研究中心等十余個工程技術中心,匯聚了一批如劉興勝、王亞龍等為代表的數十個全球光子技術領域領軍人才,為光子技術產業后續發力提供人才支撐。
(二)技術積累完備,競爭實力一流。陜西在光子材料與芯片、先進激光與光子制造、光子傳感等三大領域,積累了一批填補國內空白、解決國家“卡脖子”技術制約、具有實力參與全球競爭的重大關鍵核心技術。由中科院西安光機所趙衛研究員領銜的“大規模光子集成芯片”戰略科技先導B專項,開發出集成器件為15408個的大規模光子集成芯片,集成規模世界領先,奠定了我省在全球集成光路領域的技術優勢。炬光科技高功率半導體激光器,實現了高端激光光源整形和耦合—系統集成技術突破。源杰半導體25G DFB激光器,實現高速半導體激光器芯片領域突破,填補國內高功率激光器芯片空白,技術實力國內第一,全球第三。萊特光電OLED終端材料Red Prime,打破國外專利壟斷實現OLED終端材料國產化,新材料性能和光子工藝等技術指標達到國際領先。
(三)產業先發優勢明顯,集群初步形成。陜西光子產業初步形成了以光子材料與芯片、先進激光與光子制造、光子傳感為核心的三大產業集群發展格局,產值突破三百億,聚集了300余家光子企業,培育了一批以炬光科技、萊特光電、源杰半導體、奇芯光電、中科微精、賽富樂斯、中科微光、唐晶量子、卓鐳激光、飛芯電子等為代表的行業頭部企業。2021、2022年,炬光科技、萊特光電、源杰半導體相繼登陸科創板,在全省各產業鏈中排名首位,陜西光子產業已成為陜西秦創原創新驅動平臺創新動能最強勁、成果產出最豐富、未來潛力最巨大的產業領域。
(四)創新要素多元,創新生態雛形顯現。在“追光計劃”推動下,陜西初步形成了光子產業創新生態。一是構建完備的光子產業組織機制。省市區政府聯合設立了工作專班,上下聯動,協調、部署、落實光子產業鏈的各項工作任務,從頂層設計上形成了全市光子產業“一盤棋”發展的決策機制。二是搭建創新鏈與產業鏈融合發展橋架。設立陜西追光光子產業先導創新中心、發起光子產業創新聯合體及產業聯盟,實現產業鏈與創新鏈的無縫融合。三是完善關鍵共性技術平臺。建成先進光子器件創新平臺,以及國內首家專業化光子技術創新平臺—陜西光電子先導院,對產業鏈上下游形成聚集效應。四是光子產業基金規模日益壯大。陜西擁有全國光子技術領域頭部投資機構—中科創星,以及擁有專注于早期階段的先導光電基金和專注于初創階段的光子補鏈基金等兩支光子專項基金。五是產業上下游聚集發展態勢初步形成。建成曲率引擎光子芯片聚集區、曲率引擎光子制造聚集區,規劃建設曲率引擎光子傳感聚集區。
四、加快光子產業聚鏈成群
為進一步提升我省光子產業的競爭優勢,在全國“率先突破”,構建政產學研金等要素集聚互動的光子產業生態,加快光子產業內生性、引領性和規模化、差異化發展,有力支撐陜西經濟“實力盤”。
光電子先導院為光子創新企業和項目提供產品研發、中試、檢測等全程技術服務
(一)打造光子高能級新型研發機構。充分發揮陜西追光光子產業先導創新中心作為全省光子產業鏈的智庫及協調中心作用,加強產業鏈頂層設計、統籌規劃,聯合產業鏈上下游企業共同打造光子領域國際一流的高能級新型研發機構。布局光子科技陜西實驗室,由中國科學院西安光機所牽頭,依托陜西光電子先導院科技有限公司(光電子先導院)實體化運行,聯合西安交通大學、西北工業大學、西安電子科技大學、陜西師范大學、西安理工大學、西安工業大學、西科控股、中科微精等20個成員單位共同建設。實驗室采用“一室兩基地”模式,以西安光機所和光電子先導院為實驗室主體,西安高新區和咸陽高新區作為產業基地,力爭5年內,在超快光子(阿秒)科學與技術領域達到世界領先水平,助推陜西省打造千億級光子產業集群。
(二)升級光子共性技術平臺。針對硅光制造處于“卡脖子”狀態,尤其是硅光制造代工完全依賴海外,盡快布局硅光領域的量產平臺,通過兼并收購等措施,迅速搶占全球硅光芯片量產制高點,吸引全球硅光領域的龍頭企業集聚陜西發展。省市(區)聯合出資,由中科創星、先導院共同負責實施,加大融資力度,規劃建設12英寸硅光制造工廠,將陜西打造成為全球硅光創新高地,能夠帶動下游萬億級光子智能終端產業。
(三)打造陜西百億級光子產業基金群。2021年以來,我省已經成立了“補鏈”、“強鏈”光子基金,總規模27.5億元。在此基礎上,充分調動地方國資平臺聯合發起百億級光子產業基金群,為我省“培育一批、壯大一批、引進一批”具有國際競爭力的光子產業高潛企業,滿足光子企業快速壯大直至上市的資金需求,進一步提升我省光子產業的優勢。發揮全省國有投資平臺(陜財投、長安匯通、陜投、西安財金、高新金控等)及大型國企(陜煤、延長等)經濟實力的優勢,參與“強鏈”基金的擴募、“并購延鏈”基金的設立,構建涵蓋“補鏈基金+強鏈基金+延鏈、并購基金”為一體的百億級光子產業基金群。
(四)打造國家級光子產業聚集區。以曲率引擎光子產業聚集地為核心,打造陜西省第一批秦創原創新型產業聚集區,重點發揮聚集區對產業的承載支撐、示范引領和輻射帶動作用,推動產業由數量規模向質量效益裂變。同時,籌劃申建工信部光子領域國家先進制造業集群(國家光子芯片先進制造業集群),該集群的建設,將對陜西培育千億級光子產業集群有著極其重要的推動和促進作用。
(五)建立交流溝通機制。前期西科控股已推動光子產業鏈與陜汽、陜氫集團等龍頭企業開展戰略合作,共促我省光子、汽車和氫能產業鏈深度融合,同時西科控股進一步與中國移動、比亞迪、京信通信等行業龍頭企業建立聯系,進行產業鏈合作,圍繞產業鏈企業技術與龍頭企業需求進行精準匹配對接,為企業開辟市場、提升產值有巨大的推進作用。政府相關部門進一步優化光子產業大中小型企業融通發展生態,搭建合作交流機制,組織光子產業中小企業與省屬龍頭企業提供合作交流,為企業提供更多的應用場景及市場機會,助推光子企業做大做強。
(六)優化光子產業政策環境。聚焦光子產業發展中的急難問題,加快出臺推動光子產業發展專項支持政策,助力我省光子產業做大做強。圍繞光子產業芯片設計與服務、芯片制造、材料、設備等全鏈條,從基礎設施建設、關鍵技術攻關、研發、市場應用、金融支持、稅收、進出口、人才政策、國際合作等的大政策支持,扶持我省光電子產業快速壯大。加大光子芯片共性技術平臺和量產平臺建設支持力度,給予光子芯片企業流片補貼,同時在政策層面引領提升本地配套率,出臺本地配套補貼政策。
(作者分別系中國科學院西安分院科技合作處副處長,陜西追光光子產業先導創新中心產業總監)
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