算力被“卡脖子”，光子时代“换道超车”

随着摩尔定律的式微，曾经的革命性技术已难以满足新一轮科技革命中人工智能、云计算、能源等新兴产业的需要。如今，以光子产业为代表的科技创新的技术突破和产业化应用已重塑全球创新和产业格局，人类即将迎来以集成光路为基础设施的智能化时代。

2016年，中科创星创始合伙人米磊博士提出“米70定律”。他认为，光学技术会是未来一项非常关键的基础技术，其成本会占到未来所有科技产品成本的70％。

米磊认为，发展光子产业，既是推动中国打造未来万亿产值产业集群的重要着力点，也是抢占全球科技创新重要战略的切入点。而在2023全球硬科技创新大会上，米磊正式发布的国内首份光子产业领域大型研究报告《光子产业发展白皮书》，则进一步指出：光子芯片所具有的高速度、低耗能、工艺技术相对成熟等优势，能够有效突破传统集成电路物理极限上的瓶颈。

可以说，抓住光子产业，就抓住了硬科技的未来。

庞大的光子产业链

光子产业已经发展数十年，可划分为上游的光子材料、中游的光子芯片/器件/模块，以及下游的设备/系统和产业应用。

《白皮书》指出，近年来，光子产业正在迎来快速发展。截至2020年，全球有四分之一的国家参与光子产业链分工，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）合计企业占据了一半以上的市场份额。2021年全球光子产品全年收入已经超过2.1万亿美元，而每年的光子产品和相关服务的估值则高达7—10万亿美元左右，约占全球世界经济总量的11%左右，随着“消费电子”过渡到“消费光子”，光子产业已经成为全球发展最快的未来产业之一。

从细分市场来看，十大光子驱动的细分市场表现出不同的增长率，前四大增长领域是：半导体制造（+24%），光伏（+21%），传感（+14%），显示器（+8%）。

在增长最快的半导体制造中，在芯片竞争中落后于电子芯片的光子芯片，正在崛起。

高速数据处理和传输构成了现代计算系统的两大支柱伴，而随着大模型、5G、AIoT、云计算等各项信息技术的落地与普及，对这两者提出了更高要求。目前，微电子芯片的物理性能已经逼近极限，且串扰、发热和高功耗痼疾难改。同时，在现有冯诺依曼计算系统采用存储和运算分离的架构下，存在“存储墙”“功耗墙”、“I/0墙”等瓶颈，严重制约系统算力和能效的提升。

光子芯片具有的物理性能优势，可以为信息获取、传输、计算、存储、显示等技术需求大幅降低信息连接所需的成本、复杂性和功率损耗。事实上，以光子芯片为核心的光模块器件，已经在数据中心等应用场景中发挥巨大功能。

换道超车，底层科研与产业集群需齐头并进

世界各主要国家均在光子技术和产业的发展中竞相追逐。21世纪之初，美国政府便提出“谁在光子产业方面取得主动权，谁就在21世纪的尖端科技较量中夺魁”，并加大投资AIM Photonics为代表的创新研究所；欧盟将光子技术纳入“地平线2020”“（ECSEL JU）年度战略计划”等国家战略；日韩则加大对光子技术的研发和支持，以保持其行业领先的地位。

我国光子产业发展水平与世界处于并跑阶段，在光子基础理论研究和技术发展方面具有一定的优势，中国拥有世界规模最大的从业人数，光子产业在2012—2020年的复合增长率已经接近23%，光子产品全球份额也从2005年的10%提升到2019年的30%。

尽管光子产业对于我国建设科技强国的未来价值已初显端倪，但我国面临的挑战也不可忽视。针对我国光子产业发展现状和产业发展各环节存在的问题，《白皮书》提出了相应的对策与建议——制定光子技术与光产业发展中长期规划与战略；构建光子产业生态体系，提升产业链现代化水平；建设国家级关键共性技术平台，突破共性技术；建设世界一流光子学研发机构，攻关前沿技术；完善光子产业配套功能，提升企业核心竞争力。

光子技术产业革命是我国在光电半导体领域60年一遇的“换道超车”重要机遇，米磊博士说：“对我国而言，既要在电子芯片领域尽快补短板，也要尽早在光子芯片等新赛道布局发力。双管齐下，抓住新一轮科技革命和产业变革的机遇，未来才有望实现‘非对称赶超’。”

产业不能无中生有，需要依托底层的科研能力和配套的产业集群。

目前，在国内，除了北京、上海、广州等一线城市，武汉、西安、苏州、无锡四座在光子产业方面进行体系化布局的新兴城市落地较为快速。

其中，西安在光子产业发展上与北京、上海、广州、武汉等城市基本处于同一起跑线，且在特定关键核心技术等方面拥有较强的领先优势。尤其是在“西光模式”的推动下，西安光子产业集群已初具规模，初步形成了光子制造、光子信息、光子传感等产业集群。与此同时，200余家光子技术企业集聚西安，培育孵化了炬光科技、莱特光电、中科微精、奇芯光电等一批国内光子领先企业。《白皮书》预计，到2023年，西安将实现千亿级产业规模目标。

11月3日下午，在西安举行的2023全球硬科技创新大会——光子产业发展论坛暨硬科技成果转化论坛上，基金总规模达20亿元的“陕西光子产业强链基金”举行签约仪式。该基金总规模20亿元，存续期7年，将为进一步推动陕西省光子产业技术创新、培养光子产业龙头奠定坚实基础。

西科控股董事长、总经理曹慧涛表示：“光子产业强链基金的设立，将为加快建设西安‘双中心’、做优秦创原、做强硬科技，为国家创新驱动发展探索新路径、提供新动能，解决一系列难点和痛点问题。”据了解，作为“陕西光子产业强链基金”发起者与管理者，西科控股已投资孵化硬科技企业440余家，其中150余家为光子产业领域企业。

下一步，“陕西光子产业强链基金”将继续围绕光子产业发展痛点，依托资本力量，重点支持本地优质创新企业发展，积极推动企业上市，同时引入外部优质光子产业企业，发挥光子产业链“强链”作用。未来，该基金将成为推动陕西光子产业和经济高质量发展的强大“引擎”，加速以光子技术为代表的新一代信息技术发展，助力我国实现战略高技术产业向上突破。