120万“追光人”齐聚光谷，从0到1再到N的创新飞跃如何实现｜“20年•20城”

从诞生中国第一根实用化光纤、第一个光传输系统、第一个光通信国际标准，到如今率先建成全球首款128层QLC存储芯片，率先推出我国首个400G硅光模块、最大功率的10万瓦光纤激光器、首款可量产40nm北斗智能芯片、首条柔性折叠显示屏生产线……120万“追光人”齐聚武汉光谷，靠着自主创新的定力，在光电子信息产业领域攻克一个又一个“卡脖子”技术，实现多个从0到1再到N的飞跃。
第一财经·新一线城市研究所统计数据显示，作为中国激光产业发源地，光谷已集聚7家百亿级制造业企业、10家国家级制造业“单项冠军”、60家国家级专精特新“小巨人”，是国内光通信及激光企业集中度最高的区域，涌现出中国信通、华工科技、长飞光纤、高德红外等一批行业领军企业，形成了3000余个具有行业影响力的自主品牌，去年光电子信息产业整体规模超5000亿元，企业数量多达12.7万家。
近期，第一财经记者光谷调研发现，一项项打破国外把持、实现国产替代、技术实力领跑全球的自主创新成果，展示了光谷在全球光电子信息领域“独树一帜”的领先优势，同时在创业投融资环境、科技成果产出效率、招商引资思路等方面还有改善与提拔的空间。

逆袭之路
武汉光谷如今在光电子信息领域的领先地位，背后经历的是从引进、消化、吸收、创新，再到自主创新并对外输出的逆袭之路。
1970年，全球第一根光纤在美国诞生。6年后，在大洋彼岸武汉南望山脚下的一个简陋实验室里，一个叫赵梓森的年轻人用酒精灯、氧气、四氯化硅等最基础的原料，拉制出了一根长度为17米的“玻璃细丝”，我国第一根石英光纤就此诞生。
同样是在上世纪70年代，华中科技大学（原华中工学院）设立激光课题组，开启中国激光技术研发的序幕。到上世纪80年代初，华中工学院的激光技术已处于全国领先地位。
无论是光纤光缆，还是激光设备，当时这些国内实验室里的产物要实现产业化，都存在量产难度大和成本高的问题，只能引进国外先进技术。但想让外国人转让核心技术谈何容易，以光纤技术为例，当时在许多国家走了一圈，末了荷兰的飞利浦愿意将核心技术转让给中方。
1988年5月，带着“用市场换技术”的时代印迹，长飞光纤光缆有限公司（下称“长飞光纤”）由原国家邮电部、武汉市政府和荷兰飞利浦公司合资成立，成为中国光通信行业首批成立的中外合资企业。
然而，长飞光纤从“零”起步，装备、工艺、备品备件以及原材料都要从国外进口。某一个备件要更换，需要提前几个月做规划，成本高、周期长。受制于人的滋味不好受，关键技术是不可能依靠市场“换”来的，必须搞自主研发，把关键技术掌握在自己手里。
2001年，长飞光纤成立了专门的研发中心。此后，无论市场好坏、行业周期起伏，长飞光纤每年都保持不低于销售收入5%的研发投入。
35年间，长飞光纤从原材料的国产化、零部件的国产化，到设备的国产化，将技术掌握在自己的手里，实现了从预制棒到光纤光缆的全链国产化，通过技术引进、消化、吸收与再创新，“长江边的飞利浦”逆袭成为“世界的长飞”。
长飞光纤执行董事兼总裁庄丹介绍，长飞是全球唯一掌握PCVD、VAD、OVD三大主流预制棒制备技术的光纤光缆厂商，光纤预制棒单棒拉丝长度已达1万公里，处于行业全球最高水平，7年连任光纤预制棒、光纤、光缆销量全球第一。
“当时我只是希望中国能有自己的光纤通信，没想到现在中国成了世界光纤强国。”“中国光纤之父”、中国工程院院士赵梓森生前在接受媒体采访中欣慰地表示，“我的梦想已经超额完成了。”
在光谷，这样的逆袭故事还有很多。
华工科技成立20多年来，从销售规模不敷7000万元的校办企业起步，发展为年营收超120亿元的中国高校成果产业化的先行者；从成立之初主要设备大多依赖进口，发展到核心产品以每年40%以上的增长率出口海外高端市场。对技术、智力、人才的连续投入，华工科技创造了60多项国内第一，为中国激光赢得全球行业话语权。

曾经，进口光纤激光器占据中国80%的市场份额，一台1万瓦的光纤激光器，最高卖到700万元。2013年，我国首台万瓦连续光纤激光器在锐科激光诞生，结束了我国不能自主研发高功率光纤激光器的历史。中国的光纤激光器在跟跑多年后，终于实现与世界并跑。
……
1988年，光谷的前身，东湖新技术开发区挂牌成立时，这里是武汉地图建成区之外的2厘米，仅有24平方公里的“弹丸之地”。如今，光谷已洗手不干，发展为全球最大的光纤光缆研制基地、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，光谷光纤光缆占全国市场66%、国际市场25%，销量世界第一，聚集300多家知名激光企业，激光产业国内市场占有率连续11年超过 50%。
交融之变
中国科学院院士、中国光学学会理事长顾瑛预测，变革时代的光电子信息技术日新月异，网络化、智能化和融合化趋势日益明显，不断改变着人们的工作与生活。在航空航天、汽车驾驶、医疗与健康、集成电路等行业领域，一定会有更多的光电前沿创新技术和应用场景涌现出来，新产品将爆发性增长。
长期在深圳、杭州的科技大厂从事激光雷达研发工作的系统工程师程刚也嗅到了新机遇。
“从技术的角度看，激光雷达系统具有测距远、角度分辨率优、受环境光照影响小等优势，未来会比摄像头有更广阔的应用场景。当时国内这个市场还没发展起来，又具有社会价值，我觉得这是一个能掀起视觉革命的机会。”程刚告诉第一财经记者，萌生创业想法时，他就把创业地点选在了光谷， “光谷是中国激光产业的发源地，也是中国最大的激光设备制造基地，这里激光人才储备丰富，上下游企业云集。不浮夸地说，你可以不出写字楼就轻松找到跟你适配的供应商和下游客户。”
2019年10月，在程刚的带领下，数十名来自国内外知名院校和科研机构的专业技术人才聚集在一起，在光谷创立了天眸光电，专注于与智能网联汽车相关的激光雷达扫描成像与测距产品的研发与销售。
现任天眸光电CEO的程刚说，国内新能源汽车、自动驾驶的发展突飞猛进，在欧美国家，新能源汽车通常是3～5年才更新换代一次，而中国的新能源汽车厂家却能一年内推出多个版本，更高水平的下游需求倒逼国内激光雷达技术的更迭和行业的发展。最显著的变化是，过去3年，全球激光雷达产品的市场占有率发生革命性转变，从美国产品占大头变成中国企业的“天下”。
今年5月，天眸光电完成了近亿元人民币的Pre-A轮融资。同时，光谷也在“下一个十年目标”中提到要加速推进“光车联动”，聚焦“感（感知系统）芯（车载芯片）软（软件计算）图（导航定位）舱（智能座舱）”五大重点领域，打造具有光谷特色的智能网联产业生态。
“公司今年新推出的车轨级128线激光雷达能对车前200米范围内行驶环境进行高精度三维扫描，一秒内回传20张图片，探测精度到达2厘米，可广泛应用于自动驾驶行业。”程刚预测，仅自动驾驶的物流配送小车在两年后就会形成千亿级别的市场规模，激光雷达的需求量将随之迎来井喷式增长。
从0到1再到N的故事，还发生在北斗导航芯片领域。2009年初，前美国SiRF公司副总裁韩绍伟回国创业，并于2014年在武汉成立了梦芯科技，开始民用高精度北斗导航定位芯片的研发。
当时国内卫星导航芯片产品还停留在55纳米或更低的工艺水平。经过14个月左右的攻坚战，梦芯科技研发出了首颗40纳米工艺量产的北斗导航定位芯片“启梦MXT2702”，相称于在1/5一角钱硬币大小的硅体上，实现近千万的运算和存储单元，能够在复杂环境中快速精准定位，可满足各种导航定位产品的需求。

2017年，启梦北斗高精度芯片实现量产，这是全球首次将原来分属两个领域的高精度技术与小型化低功耗芯片进行融合创新，兼顾高精度RTK和低功耗特性，大幅度降低产品功耗和面积的同时做到厘米级/毫米级的稳定高精度定位，并实现百万级的年出货量，大大推动了北斗高精度市场应用的全面推广。
“2017年从前，进口高精度接收机每台需要2万美元，每年全球的出货量不超过10万台，国产设备的成本也需要几万元人民币；而现在，梦芯科技已经将国产高精度接收机的成本降低到了小几千元/台。”梦芯科技董事会秘书尹楠介绍，目前梦芯科技的产品在安全监测、智慧农业、交通运输、智能驾驶、能源电力、通信基建、智慧校园等多个领域都实现了广泛应用。此中，在地灾监测和共享出行等新兴高精度应用领域的市场占有率已经超过50%。
为了鼓励光电子信息产业链上下游企业突破新的应用领域，一些行业领军企业还甘当链上企业的“天使客户”，探索“链长”统筹、“链主”出题、“链创”答题的协同创新之路。
2018年，初出茅庐的华日激光在很长时间内都没有拿下一个订单。而华工激光同样也深受国外厂商价格贵、交期长的困扰，急需寻求激光器的国产替代。
为了解决核心激光器受制于人的“卡脖难题”，华工激光主动找到华日激光，一次性下了60台皮秒紫外激光器的订单，就这样成为了华日激光的第一位“天使客户”。
“从最初的60台，到如今每年稳定采购超200台，我们见证了华日激光的国产激光器从不被市场接纳到‘朋侪圈’逐渐扩大，也实现了我们产品良率、效率和市场占有率的连续突破。”华工激光硬脆材料产品线负责人说。
当前，全球光电子信息产业已进入蓬勃发展和交叉融合创新期。竞争格局也从过去以光纤光缆、激光、光通信器件等“单科”比拼，变成了以光电子信息作为底层技术，与智能网联汽车、集成电路、生物医药、北斗导航、光电显示等领域交叉融合的综合实力的较量。
长城战略咨询光谷研究院院长赵荣凯表示，新形势下，光谷强化优势领域领跑地位的同时，还在不断延伸创新链、完善产业链，培育更多跨界融合产业的经济增长点。目前在光通信、激光与智能制造、光电显示、光电传感、精密光学等与光电子相关的产业领域，已呈现出龙头企业、创新企业共同繁荣的格局。

如何再突围
光电子技术是新一代信息产业的底层共性技术，更是实现信息产业“弯道超车”的革命性技术。作为武汉的重要支柱产业之一，武汉光电子产业起步早、底蕴深厚，从“产业最完备”到“产业链自主可控”，背后不乏当地政府不断提拔的创新投入。
武汉东湖高新区管委会有关负责人介绍，从2012年到2022年，光谷的财政科研经费从4.4亿元增长到80亿元，企业研究开发费用从48.8亿元增长到317亿元，基础研究经费到达4.8亿元。国家级孵化器从9个增至28个，以企业为主体的国家级创新平台从17家增至76家，新型研发机构从1家增至17家，高企数量从672家增至5249家，专利授权量增长5.5倍，此中发明专利授权量增长6.5倍，综合实力稳居全国高新区前列。
第一财经·新一线城市研究所产业数据库数据显示，截至2023年7月，武汉有24家与“光芯屏端网”有关的上市企业，占武汉上市企业的32%，此中一半属于光通信与激光行业，与中国其他城市相比，集中度最高，优势明显；武汉光通信及激光上市企业数量也是全国第一，有较强的引领作用。

同时，武汉有94家以技术驱动的光电企业，排在全国第五，领跑新一线城市，企业专利数量到达1466个，超过苏州。除了光纤、激光以外，武汉在新型显示（柔性、显示、面板、材料）以及智能终端（汽车、机器人、电子设备）上也已形成显著布局，已初步形成全产业链优势，可见光电技术与智能终端领域的结合应用可能是未来光电子信息产业外延的重要方向。
众所周知，武汉科教资源丰富，拥有华中科技大学、武汉理工大学、武汉邮电科学研究院等众多光电技术领域的国家级研究机构，为光电子信息产业发展输送了大量高端人才，但其成果产出能力仍有较大提拔空间。
第一财经上述产业数据库通过整理维普期刊上的数据了解到，截至2023年7月，武汉与光电子信息产业相关的国家重点实验室一共有5家，累计发表论文1017篇，相比位于杭州的现代光学仪器国家重点实验室的1843篇有着不小的差距，论文发表数量也不敌拥有2家光电子信息领域国家重点实验室的西安（1196篇）。

对此，华工科技董事长马新强深有同感，他直言，武汉的市场配置资源能力还不敷，高校科技成果的转化效率还比较低。目前在光谷汇聚的高校、院所，各类实验室、工研院、创新研究院等创新资源较为丰富。各级政府部门加大投入，人才聚集，很有希望孕育产生世界领先的突破性成果，但成果和产品之间还有很长的距离。
马新强建议，重点突出和强化企业的创新主体地位，由链主企业牵头，整合科研院所、高校等，探索创新平台与产业充分联动的机制，鼓励行业类、产业类创新平台承担横向课题，鼓励企业与创新平台建立长期、深入战略合作的联合机制，在人才互补、成果共享、成果产业化等方面打通末了一公里，面向“行业领先、国产替代”的实际需求，打造更多有代表性的、全球领先的产品。
初创型企业则更加关注创业氛围和投融资环境。程刚表示，与沿海城市相比，武汉在技术能力上并不差，但还缺乏创新头脑和创业氛围，投融资环境需要改善。武汉国有资本占比较多，相比社会资本多的沿海地区，投资环境相对保守，企业容易落入“三七开”的境地（即技术团队持股约30%，投资方持股约70%），虽然有利于解决企业初期的经费问题，但使后续融资变得非常困难。对此他建议，政府除了“投早投小”，对中小型企业进行补贴外，还需要引入更多社会资本的参与，“政府‘招商’招的应该是投资人，而不是某个大企业的第二总部”。
基于天眸光电从“中国光谷3551国际创业大赛”引入资本活水的履历来看，程刚十分看好“以赛促投”的创新模式，实现以赛引才、以投引才。这样的模式，已经在长三角、珠三角地区得到广泛推行。
尹楠则表示，作为北斗产业链的上游企业，公司在保障芯片的自主知识产权、全国产化上还需要更多的专项资金，在人才培养、技术合作、标准订定、国家北斗产品检测中心筹建、业务合作等方面均需进一步加强生态合作。从市场应用来看，则需要基于智能化发展的需求，开放更多的时空赋能应用场景，支撑北斗产业规模化发展。
从产业长远发展来看，武汉产业创新发展研究院有关负责人表示，武汉光电子信息产业要向更高水平的技术更迭，还需攻克部分“卡脖子”的共性技术，应通过应用研究倒逼基础研究，打破行业、学科壁垒，进一步完善“政产学研金服用”转化体系，实现产业链、创新链的安全、自主、可控，实现创新能力跃升，产业规模倍增，早日建成万亿规模的光电子信息产业集群。

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