光子产业是战略性、基础性、先导性新兴产业。近年来,陕西把握新一轮科技革命和产业变革机遇,不断创新体制机制,发挥光子产业人才科教资源富集、产业链相对成熟优势,注重原始创新,坚持把光子产业作为培育发展新质生产力的着力点,以深化技术与产业创新生态体系为动力,发布“追光计划”,优化政策导向和保障体系,以“一机制+一中心+一平台+一基金+一聚集地+一大会”的“六个一”重点举措推动产业加快聚链成群、持续发展壮大,不断为稳增长和高质量发展注入新动力,努力打造国家光子产业发展主阵地和具有全球影响力的光子产业生态高地,为构建具有陕西特色的现代化产业体系奠定坚实基础。西安高新区成为我省光子产业发展的主要承载地,汇集168家光子企业,其中上市企业2家、“链主”单位6家。全省先后引进31家省外光子产业重点企业,光子产业总产值以每年超过50%的速度递增,企业数增至300多家。
一、全球光子产业竞争激烈
世界各国从20世纪80年代开始在光子产业投入了大量精力,到2021年全球光子产品总规收入已经超过2.1万亿美元。当前,光子产业市场主要由北美、欧洲和亚太地区组成,其中北美地区包括美国和加拿大,欧洲包括德国、英国、法国和俄罗斯,亚太地区包括日本、韩国等国家和地区,另外在大洋洲和非洲有少量光子产业集聚。SPIE(2022)的光学与光子学年报显示,全球有53个国家和地区参与光子产业全球分工,共有4842家企业研发、生产和销售光子核心器件和产品,其中中国(1804家)和美国(946家)企业占据了50%以上,这个数字在2012年以来增加了58%,新增企业主要分布在美国、中国、德国、日本等世界主要经济体。
二、国家加快布局光子产业
习近平总书记指出:“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。”我国光子产业在改革开放前多是以科研为目的,还未形成规模化应用。2015年以来,国家陆续发布《“十三五”国家科技创新规划》《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《“十三五”国家信息化规划》,工信部发布《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018—2022年)》,科技部等五部委联合制定《加强“从0到1”基础研究工作方案》,国家自然科学基金委从信息光学与光电子器件、激光技术与技术光学、光物理等方面支持光子技术原始创新,2021年,“信息光子技术”被列为“十四五”国家重点研发计划重点专项。SPIE(2020)统计年报显示,2018年中国的光子产业营收约合人民币2141亿元,约占全球光子产业总营收的12%左右,市场规模十分庞大。从增长速度来看,2005年到2011年为中国光子产业爆发期,复合增长率高达22%,随后开始趋于平稳发展,2011年到2015年为12.4%,2015年到2019年为13%,连续14年保持中高增速。从市场份额来看,中国制造的光子产品在全球市场的份额增加从2005年的10%到2011年的21%和2019年的30%,14年增长了20%。
三、我省光子产业蓄势待发
陕西光子产业基础雄厚,且先发优势明显,是国内最有条件和潜力率先实现突破的区域。2021年我省实施“追光计划”,以西安高新区为主要承载地,举全省之力发展光子产业,陕西光子产业形成集聚发展格局,迈入发展“快车道”。
(一)科研基础雄厚,顶尖人才汇聚。陕西光学科研基础设施链条完备,拥有正在谋划建设的全球一流阿秒光源大学科装置,中科院西安光机所、西安电子科技大学、西安交通大学等一批光子学科健全、特色鲜明的高校院所,西部超算中心、新型半导体材料与器件重点实验室、陕西省光电测试与仪器技术重点实验室、陕西光电功能材料与器件重点实验室等数十家国家级、省市级重点实验室,以及光电信息功能材料工程技术研究中心、新型辐射探测与材料器件工程技术研究中心等十余个工程技术中心,汇聚了一批如刘兴胜、王亚龙等为代表的数十个全球光子技术领域领军人才,为光子技术产业后续发力提供人才支撑。
(二)技术积累完备,竞争实力一流。陕西在光子材料与芯片、先进激光与光子制造、光子传感等三大领域,积累了一批填补国内空白、解决国家“卡脖子”技术制约、具有实力参与全球竞争的重大关键核心技术。由中科院西安光机所赵卫研究员领衔的“大规模光子集成芯片”战略科技先导B专项,开发出集成器件为15408个的大规模光子集成芯片,集成规模世界领先,奠定了我省在全球集成光路领域的技术优势。炬光科技高功率半导体激光器,实现了高端激光光源整形和耦合—系统集成技术突破。源杰半导体25G DFB激光器,实现高速半导体激光器芯片领域突破,填补国内高功率激光器芯片空白,技术实力国内第一,全球第三。莱特光电OLED终端材料Red Prime,打破国外专利垄断实现OLED终端材料国产化,新材料性能和光子工艺等技术指标达到国际领先。
(三)产业先发优势明显,集群初步形成。陕西光子产业初步形成了以光子材料与芯片、先进激光与光子制造、光子传感为核心的三大产业集群发展格局,产值突破三百亿,聚集了300余家光子企业,培育了一批以炬光科技、莱特光电、源杰半导体、奇芯光电、中科微精、赛富乐斯、中科微光、唐晶量子、卓镭激光、飞芯电子等为代表的行业头部企业。2021、2022年,炬光科技、莱特光电、源杰半导体相继登陆科创板,在全省各产业链中排名首位,陕西光子产业已成为陕西秦创原创新驱动平台创新动能最强劲、成果产出最丰富、未来潜力最巨大的产业领域。
(四)创新要素多元,创新生态雏形显现。在“追光计划”推动下,陕西初步形成了光子产业创新生态。一是构建完备的光子产业组织机制。省市区政府联合设立了工作专班,上下联动,协调、部署、落实光子产业链的各项工作任务,从顶层设计上形成了全市光子产业“一盘棋”发展的决策机制。二是搭建创新链与产业链融合发展桥架。设立陕西追光光子产业先导创新中心、发起光子产业创新联合体及产业联盟,实现产业链与创新链的无缝融合。三是完善关键共性技术平台。建成先进光子器件创新平台,以及国内首家专业化光子技术创新平台—陕西光电子先导院,对产业链上下游形成聚集效应。四是光子产业基金规模日益壮大。陕西拥有全国光子技术领域头部投资机构—中科创星,以及拥有专注于早期阶段的先导光电基金和专注于初创阶段的光子补链基金等两支光子专项基金。五是产业上下游聚集发展态势初步形成。建成曲率引擎光子芯片聚集区、曲率引擎光子制造聚集区,规划建设曲率引擎光子传感聚集区。
四、加快光子产业聚链成群
为进一步提升我省光子产业的竞争优势,在全国“率先突破”,构建政产学研金等要素集聚互动的光子产业生态,加快光子产业内生性、引领性和规模化、差异化发展,有力支撑陕西经济“实力盘”。
光电子先导院为光子创新企业和项目提供产品研发、中试、检测等全程技术服务
(一)打造光子高能级新型研发机构。充分发挥陕西追光光子产业先导创新中心作为全省光子产业链的智库及协调中心作用,加强产业链顶层设计、统筹规划,联合产业链上下游企业共同打造光子领域国际一流的高能级新型研发机构。布局光子科技陕西实验室,由中国科学院西安光机所牵头,依托陕西光电子先导院科技有限公司(光电子先导院)实体化运行,联合西安交通大学、西北工业大学、西安电子科技大学、陕西师范大学、西安理工大学、西安工业大学、西科控股、中科微精等20个成员单位共同建设。实验室采用“一室两基地”模式,以西安光机所和光电子先导院为实验室主体,西安高新区和咸阳高新区作为产业基地,力争5年内,在超快光子(阿秒)科学与技术领域达到世界领先水平,助推陕西省打造千亿级光子产业集群。
(二)升级光子共性技术平台。针对硅光制造处于“卡脖子”状态,尤其是硅光制造代工完全依赖海外,尽快布局硅光领域的量产平台,通过兼并收购等措施,迅速抢占全球硅光芯片量产制高点,吸引全球硅光领域的龙头企业集聚陕西发展。省市(区)联合出资,由中科创星、先导院共同负责实施,加大融资力度,规划建设12英寸硅光制造工厂,将陕西打造成为全球硅光创新高地,能够带动下游万亿级光子智能终端产业。
(三)打造陕西百亿级光子产业基金群。2021年以来,我省已经成立了“补链”、“强链”光子基金,总规模27.5亿元。在此基础上,充分调动地方国资平台联合发起百亿级光子产业基金群,为我省“培育一批、壮大一批、引进一批”具有国际竞争力的光子产业高潜企业,满足光子企业快速壮大直至上市的资金需求,进一步提升我省光子产业的优势。发挥全省国有投资平台(陕财投、长安汇通、陕投、西安财金、高新金控等)及大型国企(陕煤、延长等)经济实力的优势,参与“强链”基金的扩募、“并购延链”基金的设立,构建涵盖“补链基金+强链基金+延链、并购基金”为一体的百亿级光子产业基金群。
(四)打造国家级光子产业聚集区。以曲率引擎光子产业聚集地为核心,打造陕西省第一批秦创原创新型产业聚集区,重点发挥聚集区对产业的承载支撑、示范引领和辐射带动作用,推动产业由数量规模向质量效益裂变。同时,筹划申建工信部光子领域国家先进制造业集群(国家光子芯片先进制造业集群),该集群的建设,将对陕西培育千亿级光子产业集群有着极其重要的推动和促进作用。
(五)建立交流沟通机制。前期西科控股已推动光子产业链与陕汽、陕氢集团等龙头企业开展战略合作,共促我省光子、汽车和氢能产业链深度融合,同时西科控股进一步与中国移动、比亚迪、京信通信等行业龙头企业建立联系,进行产业链合作,围绕产业链企业技术与龙头企业需求进行精准匹配对接,为企业开辟市场、提升产值有巨大的推进作用。政府相关部门进一步优化光子产业大中小型企业融通发展生态,搭建合作交流机制,组织光子产业中小企业与省属龙头企业提供合作交流,为企业提供更多的应用场景及市场机会,助推光子企业做大做强。
(六)优化光子产业政策环境。聚焦光子产业发展中的急难问题,加快出台推动光子产业发展专项支持政策,助力我省光子产业做大做强。围绕光子产业芯片设计与服务、芯片制造、材料、设备等全链条,从基础设施建设、关键技术攻关、研发、市场应用、金融支持、税收、进出口、人才政策、国际合作等的大政策支持,扶持我省光电子产业快速壮大。加大光子芯片共性技术平台和量产平台建设支持力度,给予光子芯片企业流片补贴,同时在政策层面引领提升本地配套率,出台本地配套补贴政策。
(作者分别系中国科学院西安分院科技合作处副处长,陕西追光光子产业先导创新中心产业总监)
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