光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書 202311-部分1

光子時(shí)代光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書支持單位：中國(guó)科學(xué)院西安分院陜西省科學(xué)院西安高新區(qū)管委會(huì)參與單位：光子創(chuàng)新中心西科控股中科創(chuàng)星硬科技智庫(kù)光電子先導(dǎo)院二O二三年十一月白皮書編委主要編撰人員：(排名不分先后)張思申董家寧侯文鵬李娜石晶紀(jì)喆李彥侯自普武慧童李彩俠陳燁馮凡瓔劉偉剛柏帆于博洋藝(目TE錄 09(二)光子學(xué)發(fā)展重要節(jié)點(diǎn) (二)超快激光制造 22 25 (三)光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)(0CT) 三、光子信息 42 44 47 光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書 (一)光伏發(fā)電 58 60(三)激光慣性約束核聚變 64 一、國(guó)內(nèi)四大新興光子產(chǎn)業(yè)城市分析 68(一)武漢：打造“世界光谷” (二)西安：引領(lǐng)“追光時(shí)代” (三)蘇州：邁向“高光之城” (四)無(wú)錫：構(gòu)建“光子芯谷” 70二、光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)論與建議 (一)我國(guó)光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展各環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題 70(二)我國(guó)光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的路徑選擇 71三、陜西光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)踐探索 73 75光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書隨著全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”,其進(jìn)一步提升的難度與時(shí)間成本都非常之高。在面向“后摩爾時(shí)代”的潛在顛覆性技術(shù)里，光子芯片已進(jìn)入人們的視野。其所具有的高速度、低耗能、工藝技術(shù)相對(duì)成熟等優(yōu)勢(shì)，能夠有效突破傳統(tǒng)集成電路物理極限上的瓶頸，滿足新一輪科技革命中人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等產(chǎn)業(yè)對(duì)信息獲取、傳輸、計(jì)算、存儲(chǔ)、顯示的技術(shù)需求。國(guó)際巨頭正投入大量資源進(jìn)行研發(fā)，目前已對(duì)傳統(tǒng)芯片形成部分替對(duì)我國(guó)而言，既要在傳統(tǒng)賽道電子芯片領(lǐng)域盡快補(bǔ)短板，也要盡早在光子芯片等新賽道布局發(fā)力。雙管齊下，抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的機(jī)遇，未來(lái)才有望實(shí)現(xiàn)“非——光子學(xué)是與電子學(xué)平行的科學(xué)芯片是人類信息技術(shù)史上的一次變革性突破。從石器時(shí)代的壁畫、巖畫，到農(nóng)業(yè)時(shí)代的竹簡(jiǎn)、活字印刷術(shù)，再到工業(yè)時(shí)代的電話、電報(bào)、電視，人類信息生成、傳輸、處理、存儲(chǔ)等載體發(fā)生了多次變革。從本質(zhì)上講，芯片就是通過(guò)利用半導(dǎo)體材料的物理特性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)承載信息的微觀粒子(電子或光子等)的操控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息生成、傳電子芯片是利用電子來(lái)生成、處理和傳輸信息的，光子芯片則是利用光子來(lái)生成、處理、傳輸并自19世紀(jì)末、20世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)現(xiàn)電子以來(lái)，人類開(kāi)辟了電子技術(shù)的新時(shí)代。通過(guò)在半導(dǎo)體材料上對(duì)電子進(jìn)行操控，人類實(shí)現(xiàn)了通過(guò)電子來(lái)生成、處理和傳輸信息，實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)的跨越式發(fā)展。從首個(gè)電子管被制造出來(lái)，到晶體管誕生，半導(dǎo)體技術(shù)不斷發(fā)展。直到集成電路被發(fā)明出來(lái)，電子芯片成為現(xiàn)代信息技術(shù)的基石，推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)入了微電子科技時(shí)代。電子芯片誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)六七十年的發(fā)展，圍繞它已形成一個(gè)成熟、龐大的產(chǎn)業(yè)體系，“光子學(xué)是與電子學(xué)平行的科學(xué)?！笨茖W(xué)家普遍認(rèn)為，光子可以像電子一樣作為信息載體來(lái)生成、處理、傳輸信息。荷蘭科學(xué)家最早提出“以光子作為信息載體和能量載體的科學(xué)”。中國(guó)科學(xué)院西安光機(jī)所首任所長(zhǎng)龔祖同院士(學(xué)部委員)在1978年9月召開(kāi)的第2屆全國(guó)高速攝影會(huì)議的發(fā)言中提到：激光問(wèn)世以后，與其聯(lián)系著的光子學(xué)逐步成長(zhǎng)。1979年，錢學(xué)森教授在《中國(guó)激光》上著文，首次提出“光子學(xué)、光子技術(shù)和光子工業(yè)”的構(gòu)想，并認(rèn)為以集成光路為核心的光子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力可以超電子學(xué)有四個(gè)基本要素，分別是作為載體的電子、作為傳輸介質(zhì)的電纜和電路、發(fā)電機(jī)和晶體管。與之對(duì)應(yīng)，在光子學(xué)中信息載體是光子，傳輸介質(zhì)是光波波導(dǎo)和光纖，激光發(fā)射器好比發(fā)電機(jī)，光電調(diào)制元件相當(dāng)于電子開(kāi)關(guān)和電子晶體管。從發(fā)展路線來(lái)看，電是從電學(xué)開(kāi)始到電子學(xué)，再到電子回路、電子集成、電子系統(tǒng)、電子工程，最后到電子產(chǎn)業(yè)。光是從光學(xué)開(kāi)始到光子學(xué)、光子回路、光子集成、光子系統(tǒng)、光子工程，最后到光子產(chǎn)業(yè)。根據(jù)底層的科學(xué)邏輯可以判斷，人類一定會(huì)進(jìn)入微光子學(xué)時(shí)代，利用微光子技術(shù)進(jìn)行元器件的大規(guī)模集成一是以電子為載體的技術(shù)發(fā)展已趨近物理極限。當(dāng)下集成電路是以硅為基礎(chǔ)材料的，硅原子的直徑約為0.22納頂尖水平的臺(tái)積電仍然在不斷地進(jìn)行3納米及2納米的技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)能投資，但業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為集成電路的尺寸微縮最多到2030年就會(huì)達(dá)到物理極限，亟需尋找創(chuàng)新發(fā)展的出路。二是電子芯片尺寸降到極致時(shí)會(huì)出現(xiàn)“功耗墻”難題。比如，巨大的耗能壓力就是計(jì)算機(jī)發(fā)展的最大技術(shù)障礙光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書之一。雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界進(jìn)行了大量努力，但由于CMOS半導(dǎo)體功耗密度已接近極限，所以必須尋找新途徑、新結(jié)構(gòu)、新材料。三是過(guò)去幾十年中處理器的性能以每年約55%的速度提升，而內(nèi)存性能的提升速度約為每年10%,長(zhǎng)期累積下來(lái)，不平衡的發(fā)展速度造成了當(dāng)前內(nèi)存的存取速度嚴(yán)重滯后于處理器的計(jì)算速度，訪存瓶頸導(dǎo)致高性能處理器難以發(fā)揮出應(yīng)有的功效。簡(jiǎn)單來(lái)講，就是大量信息存儲(chǔ)不過(guò)來(lái)、計(jì)算不過(guò)來(lái)。四是電子芯片性能提升的同時(shí)，性價(jià)比在降低。業(yè)界普遍認(rèn)為，28納米是芯片性價(jià)比最高的尺寸。根據(jù)SEMI國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的芯片主流設(shè)計(jì)成本模型圖，采用FinFET工藝的5納米芯片設(shè)計(jì)成本已是28納米工藝設(shè)計(jì)成本的近8倍，更復(fù)雜的GAA結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成本只會(huì)更高，這僅是芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試中的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。制造環(huán)節(jié)的晶圓代工廠的研發(fā)、建廠、購(gòu)買生產(chǎn)設(shè)備耗費(fèi)的資金會(huì)更多，比如三星在美國(guó)得克薩斯州計(jì)劃新建的5納米晶圓廠預(yù)計(jì)投資高達(dá)170億美元。光子相較電子具有超高速度、超高帶寬、超低損耗和超強(qiáng)并行能力等優(yōu)勢(shì)，光子芯片可以在一定程度上解決電子芯片的缺陷。有物理基礎(chǔ)的人應(yīng)該知道，電子是費(fèi)米子，是有質(zhì)量的物質(zhì)，所以在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)因?yàn)橘|(zhì)量的慣性產(chǎn)生較多的能量損耗；光是玻色子，是物質(zhì)之間的相互作用力，靜止質(zhì)量為零，傳輸信號(hào)時(shí)能量損耗小。一是在傳輸信息時(shí)光子具有極快的響應(yīng)時(shí)間。光子脈沖可以達(dá)到fs(飛秒)量級(jí)，信息速率可以達(dá)到幾十個(gè)Tb(太字節(jié))/s,性能能夠提升數(shù)百倍。二是光子具有極高的信息容量，比電子高3~4個(gè)量級(jí)。采用光交互系統(tǒng)的新型使能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)低交換延遲和高傳輸帶寬。三是光子具有極強(qiáng)的存儲(chǔ)和計(jì)算能力，能以光速進(jìn)行超低能耗運(yùn)算。四是具有極強(qiáng)的并行和互連能力。光子是玻色子，不同波長(zhǎng)的光可用于多路同時(shí)通信。五是光子具有超低的能耗表現(xiàn)。1bit(比特)信息的能耗，光子器件比電子器件低3個(gè)數(shù)量級(jí)，僅為電子器件的千分之一。如今，科學(xué)家們的期望，就是能夠像芯片控制電子那樣可靠地控制光子，以獲得更好的性能。以能耗的視角來(lái)看，目前以集成電路為基礎(chǔ)的數(shù)字產(chǎn)業(yè)能耗與日俱增，據(jù)測(cè)算未來(lái)五年它可能會(huì)消耗掉全球20%的電力供應(yīng)。如果沒(méi)有技術(shù)變革或突破，未來(lái)人類極有可能要在信息數(shù)據(jù)和能源之間做出選擇。而以光子芯片為基礎(chǔ)的技術(shù)路線，理論上有望將數(shù)字產(chǎn)業(yè)能耗降低至電子芯片的千分之一。因此，發(fā)展更為節(jié)能的光子技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的關(guān)鍵一環(huán)。同時(shí)，光子技術(shù)的應(yīng)用并不局限于芯片，其發(fā)展還可能推動(dòng)人類更好地利用最大的“光子發(fā)射器”——太陽(yáng)，以進(jìn)一步挖掘能源領(lǐng)域的潛力。因此，從物理屬性優(yōu)勢(shì)來(lái)看，光子技術(shù)不僅能夠很好的解決電子芯片解決不了的難題，而且還能夠在電子芯片現(xiàn)有領(lǐng)域之外，滿足更大的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求。同時(shí)，根據(jù)底層的科學(xué)邏輯，可以預(yù)見(jiàn)光子學(xué)、光子技術(shù)、光子產(chǎn)業(yè)將和電子學(xué)、電子技術(shù)、電子產(chǎn)業(yè)一樣高速發(fā)展。光子技術(shù)催生更廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景光子能夠?qū)ΜF(xiàn)有的電子芯片性能進(jìn)行大幅度提升，解決電子芯片解決不了的功耗、訪存能力和計(jì)算機(jī)整體性能等難題。更為重要的是，過(guò)去電子芯片主要應(yīng)用于計(jì)算和存儲(chǔ)領(lǐng)域，而光子芯片可以在信息獲取、信息傳輸、信息處理、信息存儲(chǔ)及信息顯示等領(lǐng)域催生眾多新的應(yīng)用場(chǎng)景。在信息獲取方面，激光雷達(dá)、光傳感將在人工智能、自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域形成新的應(yīng)用場(chǎng)景。在信息傳輸方面，形成了5G、光通信、量子通信等為代表的應(yīng)用場(chǎng)景，產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大。在信息處理方面，形成了光子計(jì)算、量子計(jì)算等應(yīng)用場(chǎng)景，未來(lái)將大幅度提升計(jì)算機(jī)性能。在信息存儲(chǔ)方面，如5D激光存儲(chǔ)在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)中心等有巨大的應(yīng)用場(chǎng)景。在信息顯示方面，將形成VR、AR及MicroLED等新的信息顯示應(yīng)用場(chǎng)景。此外，光子芯片在生命健康、超導(dǎo)材料以及國(guó)防裝備等方面，將形成神經(jīng)光子學(xué)、免疫分析、高超音速武器等新的重大應(yīng)用場(chǎng)景。綜上所述，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度來(lái)看，光子對(duì)電子并不是替代關(guān)系，準(zhǔn)確地講光子產(chǎn)業(yè)是對(duì)電子產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，能夠催生新的產(chǎn)業(yè)?？梢哉f(shuō)，信息時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施是電子芯片，人工智能時(shí)代將更多地依托光子芯片。光子芯片將是未來(lái)新一代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施和核心支撐。 光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書——光子芯片是中國(guó)的重大戰(zhàn)略機(jī)遇科技發(fā)展史印證了一個(gè)事實(shí)：誰(shuí)能抓住一個(gè)時(shí)代的革命性技術(shù)，誰(shuí)就能夠成為一個(gè)時(shí)代的領(lǐng)航者。英國(guó)利用機(jī)械革命實(shí)現(xiàn)了對(duì)古代中國(guó)的超越，美國(guó)利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)英國(guó)的超越。中國(guó)要實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興，需要抓住光子技術(shù)革命的機(jī)遇。一輪科技革命紅利擴(kuò)散的周期大約為60年。從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，集成電路作為革命性技術(shù)推動(dòng)了信息化的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)去了60年，開(kāi)始進(jìn)入科技紅利擴(kuò)散的衰退期。2008年以美國(guó)金融危機(jī)為代表的全球經(jīng)濟(jì)衰退，本質(zhì)上就是上一輪科技革命推動(dòng)力衰退的體現(xiàn)。當(dāng)下全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需新一輪科技革命的驅(qū)動(dòng)。作為集成電路的“非對(duì)稱性”技術(shù)，光子芯片有望成為信息領(lǐng)域新的底層技術(shù)支撐。目前，全球光子芯片產(chǎn)業(yè)剛剛起步，作為獨(dú)立于電子集成技術(shù)的新集成技術(shù)，其技術(shù)壁壘還沒(méi)有形成，這為我國(guó)光子芯片提供了足夠的研發(fā)時(shí)間與市場(chǎng)空間，也為我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了巨大的機(jī)會(huì)。近年來(lái)，我國(guó)在光子集成方面取得了一定的進(jìn)展，著眼于光子集成技術(shù)實(shí)施了一系列重大研究計(jì)劃，包括973、863、國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目等。雖然過(guò)去國(guó)內(nèi)在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域處于落后狀態(tài)，但隨著研究基礎(chǔ)的加強(qiáng)及技術(shù)人員的不懈努力，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)具備了光子集成芯片研究條件，并且擁有巨大的光子芯片市場(chǎng)前景。芯片由電到光的轉(zhuǎn)換，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)趕超的戰(zhàn)略機(jī)遇。在基礎(chǔ)理論方面，中國(guó)與美國(guó)基本處于同一水平。現(xiàn)代光學(xué)理論源于愛(ài)因斯坦的原子輻射研究，基于愛(ài)因斯坦的研究設(shè)想，美國(guó)科學(xué)家于1960年發(fā)明了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器。1961年，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所就研制出了中國(guó)第一臺(tái)紅寶石激光器。自現(xiàn)代光學(xué)產(chǎn)生以來(lái)，我國(guó)始終保持著持續(xù)的投入和研究，在基礎(chǔ)理論研究方面一直與美國(guó)齊頭并進(jìn)。在技術(shù)方面，中外各有優(yōu)勢(shì)。比如，在光子集成技術(shù)研究方面，我國(guó)中科院西安光機(jī)所、中科院微電子所、中科院半導(dǎo)體所、上海微系統(tǒng)所和上海交大、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)等都進(jìn)行了長(zhǎng)期研究，國(guó)家針對(duì)光子集成技術(shù)也實(shí)施了一系列重大研究計(jì)劃，在光子集成技術(shù)方面取得了很大的成就。我國(guó)2016年啟動(dòng)的B類先導(dǎo)專項(xiàng)——大規(guī)模光子集成芯片致力于開(kāi)發(fā)集成器件大于2000的大規(guī)模光子集成芯片，并最終實(shí)現(xiàn)了15408個(gè)器件的大規(guī)模集成，集成規(guī)模世界領(lǐng)先。在光子芯片設(shè)計(jì)水平方面，我國(guó)處于世界一流水平，例如曦智科技設(shè)計(jì)出了全球首款光子計(jì)算芯片原型板卡，最新的單個(gè)芯片可集成12000個(gè)光子元器件，在一些算法的實(shí)測(cè)性能已超過(guò)英偉達(dá)GPU的100倍，在光子計(jì)算領(lǐng)域領(lǐng)先國(guó)外。洛微科技發(fā)布了目前集成度最高的多通道FMCW激光雷達(dá)SoC光子芯片，單個(gè)芯片上可集成3000多個(gè)光子元器件，是目前全球單顆芯片集成度最高的硅光芯片之一。在產(chǎn)業(yè)化方面，全球還處于起步孕育期，產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚未形成，美國(guó)僅具有微弱優(yōu)勢(shì)。美國(guó)于2004年首次實(shí)現(xiàn)大規(guī)模光子集成，2017年下半年英特爾開(kāi)始大批量供應(yīng)100G產(chǎn)品，標(biāo)志著光子集成真正進(jìn)入到主流應(yīng)用領(lǐng)域。我國(guó)于2012年進(jìn)入規(guī)?；呻A段，與美國(guó)差距不大。總體而言，相較于美歐在集成電路、機(jī)械等領(lǐng)域擁有數(shù)十年的積累優(yōu)勢(shì)，我國(guó)在光子芯片領(lǐng)域與國(guó)外差距較小，與美國(guó)的差距僅有5~10年。隨著國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，中外差距正日益縮小，且我國(guó)在局部已具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。目前全球光子芯片產(chǎn)業(yè)尚未成熟、定型，這也為我國(guó)在“后摩爾時(shí)代”換道超車提供了巨大空間。——以科技革命的戰(zhàn)略眼光看待光子芯片全球科技革命是沿著機(jī)械化、電氣化、信息化、智能化的演進(jìn)規(guī)律和邏輯在推進(jìn)的。第一次科技革命是以蒸汽機(jī)為代表的機(jī)械革命；第二次科技革命是以電為代表的電氣化時(shí)代；第三次科技革命是以集成電路為代表的信息化時(shí)代。過(guò)去200多年，本質(zhì)上是機(jī)械和電的時(shí)代，但它們的性能現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了極致。下一個(gè)時(shí)代，將是光+人工智能的時(shí)代——以集成光路為基礎(chǔ)設(shè)施的智能化時(shí)代。回顧科技史可以發(fā)現(xiàn)，人類的技術(shù)變革是由以“機(jī)電光算”(機(jī)械、電路、光學(xué)、算法)為代表的底層技術(shù)推動(dòng)的。未來(lái)，“機(jī)電光算”的發(fā)展趨勢(shì)就是芯片化——電發(fā)展到集成電路，光發(fā)展到集成光路，機(jī)發(fā)展到MEMS芯片。光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書未來(lái)光子技術(shù)將變得更加重要，隨著摩爾定律瀕臨失效，光子技術(shù)在科技產(chǎn)品中的占比將逐漸增加?；诖?，2016年我們提出了“米70定律”,認(rèn)為未來(lái)光學(xué)成本將占所有科技產(chǎn)品成本的70%。從現(xiàn)實(shí)發(fā)展情況來(lái)看，這一判斷已在很多領(lǐng)域得到驗(yàn)證。例如，目前通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本中的70%是光學(xué)成本，包括光學(xué)設(shè)備和系統(tǒng)的采購(gòu)；無(wú)人駕駛汽車公司已將70%的資金投入到激光雷達(dá)等光學(xué)器件上；在顯示領(lǐng)域，液晶面板中光學(xué)成本也占到了70%~80%的比例。未來(lái)，智能手機(jī)和智能汽車上的創(chuàng)新基本都是在光學(xué)方向發(fā)力。如果說(shuō)19世紀(jì)是機(jī)械的世紀(jì)，20世紀(jì)是電的世紀(jì)，那么21世紀(jì)將是光的世紀(jì)。從技術(shù)演進(jìn)和投資方向來(lái)看，美國(guó)20世紀(jì)70年代開(kāi)始布局信息產(chǎn)業(yè)底層技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施電子芯片，80年代扶持軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展，90年代布局光通信，2000年發(fā)力互聯(lián)網(wǎng)，搭建了完整的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，引領(lǐng)了全球信息產(chǎn)業(yè)革命，獲得巨大的產(chǎn)業(yè)紅利、全球紅利和時(shí)代紅利。類比集成電路技術(shù)“器件系統(tǒng)-小型化-微型化-中小規(guī)模集成化-大規(guī)模集成化-芯片系統(tǒng)”的演進(jìn)過(guò)程，可以說(shuō)現(xiàn)在集成光路技術(shù)的整體發(fā)展正處于類似于上世紀(jì)60年代初集成電路的大規(guī)模集成階段。在這個(gè)階段，我們需要深入思考：現(xiàn)在是否應(yīng)全面布局人工智能時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施?是否應(yīng)該抓住千載難逢的行業(yè)發(fā)展機(jī)遇，以極具前瞻性的眼光，大力發(fā)展培育光子芯片，引領(lǐng)未來(lái)的“消費(fèi)光子時(shí)代”?近十年來(lái)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家圍繞光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展皆進(jìn)行了系統(tǒng)的部署和行動(dòng)。以美國(guó)為例，1991年美國(guó)政府便將光子學(xué)列為國(guó)家發(fā)展重點(diǎn)，認(rèn)為光子學(xué)在國(guó)家安全與經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)方面有深遠(yuǎn)的意義和潛力，通信和計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展的未來(lái)世界屬于光子學(xué)領(lǐng)域。此后相繼成立了“美國(guó)光電子產(chǎn)業(yè)振興會(huì)”、“國(guó)家光子計(jì)劃”產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、國(guó)家光子集成制造創(chuàng)新研究所。2021年，為確保美國(guó)在全球光基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新方面保持領(lǐng)先，美國(guó)國(guó)會(huì)牽頭成立了國(guó)家光學(xué)與光子學(xué)核心小組，并投入巨資支持光子技術(shù)發(fā)展。此外，IBM、Intel、思科等科技巨頭也在光子芯片領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛布局。我國(guó)多區(qū)域?qū)⒐庾赢a(chǎn)業(yè)作為最具戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性的新興產(chǎn)業(yè)予以部署。北京加快布局建設(shè)光電子新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，致力于打造全國(guó)領(lǐng)先的光子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地。陜西率先發(fā)布“追光計(jì)劃”,致力于打造國(guó)內(nèi)首個(gè)集“新型研發(fā)機(jī)構(gòu)+共性技術(shù)平臺(tái)+基金+產(chǎn)業(yè)集群”于一體的“兩鏈”融合光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)?！盎蚯?qū)⒁竭_(dá)的地方，而不是它已經(jīng)在的地方?！庇悄芑锕猓磥?lái)將掀起光子技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命，類似于從電子工業(yè)的晶體管邁入集成電路時(shí)代的技術(shù)革命，集成光路將是半導(dǎo)體領(lǐng)域60年一遇的“換道超車”重要機(jī)遇。光子芯片或?qū)⒊蔀榈谒拇慰萍几锩?G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)人類社會(huì)邁進(jìn)“光子時(shí)代”。 光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書綜述篇光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)入依靠科學(xué)技術(shù)革命驅(qū)動(dòng)階段以本已經(jīng)錯(cuò)失機(jī)遇，并很難在短期內(nèi)追趕上。因此，審周期大約為60年?？萍几锩鼛?lái)的技術(shù)擴(kuò)散轉(zhuǎn)移呈現(xiàn)著技術(shù)的擴(kuò)散，經(jīng)歷復(fù)蘇-繁榮-衰退-蕭條周期性變機(jī)子材制信聞雜鞋業(yè)全球集成電路市場(chǎng)規(guī)模的79%。這僅僅是集成電路本 和生物工程發(fā)明和應(yīng)用為主要標(biāo)志第三次科技革命爆超高速率，超低功耗等特點(diǎn)，利用光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲 光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書具有巨大的應(yīng)用前景，在能量光子、生物光子、光子制造、空間光子等領(lǐng)域都具有更廣泛的應(yīng)用前景，如在能量光子領(lǐng)域，衍生出腦科學(xué)、基因測(cè)序、神經(jīng)細(xì)胞光子修復(fù)等生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)，在支撐人類揭開(kāi)生命奧秘、改造生命和征服疾病等方面發(fā)揮顛覆性作用。在空間光子領(lǐng)域，催生衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、星際通訊等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。在能量光子方面，延伸的光伏產(chǎn)業(yè)、高超軍事武器等保障國(guó)光子學(xué)光子學(xué)光子技術(shù)光子制造空間光子能量光子生物光子信息光子光子產(chǎn)業(yè)(三)光子技術(shù)是半導(dǎo)體領(lǐng)域60年一遇“換道超隨著全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”,進(jìn)一步提升的難度與時(shí)間成本都非常之高。在面向“后摩爾時(shí)代”的潛在顛覆性技術(shù)里，光子芯片已進(jìn)入人們的視野。其所具有的高速度、低耗能、工藝技術(shù)相對(duì)成熟等優(yōu)勢(shì)，能夠有效突破傳統(tǒng)集成電路物理極限上的瓶頸，滿足新一輪科技革命中人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等產(chǎn)業(yè)對(duì)信息獲取、傳輸、計(jì)算、存儲(chǔ)、顯示的技術(shù)需求。國(guó)際巨頭正投入大量資源進(jìn)行研發(fā)，目前已對(duì)傳統(tǒng)拓了大量新應(yīng)用。對(duì)我國(guó)而言，發(fā)展光子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)，能夠助力我國(guó)抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的機(jī)遇，相對(duì)于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)科技創(chuàng)新起步較晚，在眾多技術(shù)領(lǐng)域與歐美國(guó)家存在數(shù)十年，甚至上百年的差距。從下表可以看出，西方國(guó)家發(fā)展越早的技術(shù)，我國(guó)與其差距越大，追趕難度越高。如在發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)、醫(yī)學(xué)技術(shù)、高分子化學(xué)領(lǐng)域，美國(guó)相較于我國(guó)的優(yōu)勢(shì)皆在10倍以上。而對(duì)于新興的技術(shù)，如光學(xué)技術(shù)，我國(guó)與回顧20世紀(jì)50年代，蘇聯(lián)與美國(guó)在科技創(chuàng)新領(lǐng)域始終保持并跑狀態(tài)。而在集成電路領(lǐng)域，圍繞電子管和晶體管技術(shù)路線，蘇聯(lián)選擇了電子管，而美國(guó)選擇了晶體管，導(dǎo)致蘇聯(lián)錯(cuò)過(guò)了集成電路的最佳發(fā)展機(jī)遇，蘇聯(lián)解體后的俄羅斯，直到現(xiàn)在95%的芯片都是依賴進(jìn)口。更為嚴(yán)重的后果，直接導(dǎo)致蘇聯(lián)及俄羅斯錯(cuò)過(guò)了全球信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的百年機(jī)遇，國(guó)家經(jīng)濟(jì)整體實(shí)力逐漸與美國(guó)拉全球光子產(chǎn)業(yè)剛剛起步，作為獨(dú)立于電子集成技術(shù)的新集成技術(shù)，其技術(shù)壁壘還沒(méi)有形成，這為我國(guó)光子技術(shù)提供了足夠的研發(fā)時(shí)間與市場(chǎng)空間，也為我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了巨大的機(jī)會(huì)。光子技術(shù)將成為第四次科技革命中5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)(一)光比電的優(yōu)勢(shì)眾所周知，電子與光子是當(dāng)今和未來(lái)信息社會(huì)的兩個(gè)最重要的微觀信息載子，對(duì)它們的研究分別隸屬于電子學(xué)與光子學(xué)的范疇。電子與光子除了具有能夠承載信息的共性外，它們還有各自的個(gè)性。正是這些個(gè)性才決定了電子學(xué)與光子學(xué)分屬不同的學(xué)科。關(guān)于光子與電子(1)光子具有極高的信息容量和效率作為信息載體，光與電相比信息容量要大出幾個(gè)量級(jí)。例如，一般可見(jiàn)光的頻率為5×1014Hz,而處于微波波段的電波頻率僅為1010Hz量級(jí)；光子在光纖中能夠直接傳播上百公里以上，因此，前者可承載信息的容量承載的信息量為信息效率。如果考慮到光子的數(shù)字編碼與光子的統(tǒng)計(jì)特性等，光子的信息效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出電子。例如，在光子學(xué)中，如使用所謂光的壓縮態(tài)、光子數(shù)態(tài)等作光子源，量子噪聲則有可能減小到極小值，光子的信息效率自然也將成量級(jí)地提高，這時(shí)，一個(gè)光子甚至(2)光子具有極快的響應(yīng)能力在信息領(lǐng)域，信息載體的響應(yīng)能力是至關(guān)重要的，它是決定信息速率與容量的主要因素。在電子技術(shù)中，電子脈沖脈寬最窄限度在納秒(ns,10-9s)量級(jí)，因此在電子通信中信息速率被限定在Gb/s(109bit/s)量級(jí)。對(duì)于光子技術(shù)來(lái)說(shuō)，由于光子是玻色子，沒(méi)有電荷，而且能在自由空間傳播，因此，光子脈沖可輕易做到脈寬為皮秒(ps,10-12s)量級(jí)，甚至飛秒(fs,10-15s)量級(jí)。因此使用光子為信息載體，信息速率能夠達(dá) 光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書到每秒幾十、幾百個(gè)Gb,甚至幾個(gè)、幾十個(gè)Tb(1012bit于是就能夠以如此高的速率，通過(guò)光纖將信息傳輸?shù)綆浊Ч锘蚋h(yuǎn)的距離以外。這樣，獲得的信息比特率×傳輸距離之積將是非?？捎^的。顯然，這對(duì)于電子技術(shù)(3)光子具有極強(qiáng)的互連能力與并行能力如上表所述，電子有電荷，因此電子與電子之間存在庫(kù)侖作用力，這就使得它們彼此間無(wú)法交連。例如，在電子技術(shù)中，兩根導(dǎo)線如果交連，就會(huì)形成短路。所以，在電路中為了實(shí)現(xiàn)互連，就只能像搭“立交橋”那樣，將其運(yùn)行路線彼此隔離，顯然這就使互連受限，成為限制電子信息速率與容量的一個(gè)主要因素。另外，在電子技術(shù)中，電子信號(hào)也只能是串行提取、傳輸和處理的，對(duì)于兩維以上的信號(hào)，如圖像信號(hào)等，則只好依靠掃描一類的手段將其轉(zhuǎn)換為一維串行信號(hào)來(lái)處理。這是另一個(gè)限制電子信息速率和容量的主要因素。對(duì)于光子來(lái)說(shuō)，在這些方面恰恰顯示出特有的優(yōu)勢(shì)。光子無(wú)電荷，彼此間不存在排斥和吸引力，具有良好的空間相容(4)光子具有極大的存儲(chǔ)能力不同于電子存儲(chǔ)，光子除能進(jìn)行一維、二維存儲(chǔ)外，尚能完成三維存儲(chǔ)。再考慮頻率“維”等，可用于存儲(chǔ)的參量很多，因此，可以說(shuō)，光子具有極大的存儲(chǔ)能力。一個(gè)存儲(chǔ)器的容量極限是由單位信息量(bit)所需最小存儲(chǔ)介質(zhì)體積決定的，對(duì)于光來(lái)說(shuō)，這個(gè)量為其波長(zhǎng)(λ)量級(jí)，因此，三維存儲(chǔ)容量為(1/λ)3量級(jí)。如果使用可見(jiàn)光(λ~500nm),光子的存儲(chǔ)能力則可達(dá)到1012bit/cm3量級(jí)。三維存儲(chǔ)除容量大外，另外一個(gè)顯著特點(diǎn)是并行存取，即信息寫入和讀出都是“逐頁(yè)”進(jìn)行的，并能與運(yùn)算器并行連接，由此速度很快。加之光子無(wú)電荷，既能防電磁干擾，讀取準(zhǔn)確，又不產(chǎn)生干擾，具有保密性。這樣一些優(yōu)點(diǎn)，都是“電子”無(wú)法與此外，由于光在時(shí)間與空間上的特性，可形成反演共軛波，在自適應(yīng)控制等信息處理領(lǐng)域有獨(dú)到應(yīng)用；還由于光子的自旋為h,導(dǎo)致出現(xiàn)偏振、雙折射效應(yīng)等，光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書約為0.22nm,當(dāng)制程降至7nm以下時(shí)，極易出現(xiàn)電涌和革命中人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)對(duì)于信息獲40.88億kWh,相當(dāng)于三峽水電站2014年總發(fā)電量的投入約為1-2億元，單次流片費(fèi)用約為200萬(wàn)美元。而節(jié)點(diǎn)訪存帶寬需要2-4tb/s,其中單個(gè)內(nèi)存控制器訪存帶寬需達(dá)到200-400GB/s(通信帶寬需求為1600-3200Gbps)。目前，英特爾最新的至強(qiáng)處理器需約帶寬需達(dá)到200-400GB/s(通信帶寬需求為1600-3200Gbps)。目前，英特爾最新的至強(qiáng)處理器需約Computer,MPP系統(tǒng))逐漸成為主流。在最新的分離交換機(jī)，CPU內(nèi)集成電子路由的端口數(shù)、端口速爭(zhēng)用引腳配額；與處理器核等資源爭(zhēng)用功耗、面積配額；內(nèi)部的多級(jí)交換機(jī)制也限制了帶寬的大小。面對(duì)光矩陣運(yùn)算的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的能效可以得到極大提Poldervaart首次提出關(guān)于光子學(xué)的定義規(guī)范，他認(rèn)召開(kāi)了全國(guó)光子學(xué)會(huì)議。經(jīng)過(guò)多方組織和醞釀，于 先更名為《PHOTONICS—spectra》,并提出光子學(xué)是科學(xué)家龔祖同、錢學(xué)森等早在70年代末就頻頻發(fā)出呼香山科學(xué)會(huì)議上，對(duì)光子學(xué)的有關(guān)問(wèn)題展開(kāi)了熱烈討社會(huì)與科學(xué)發(fā)展中的作用有了越來(lái)越明確的認(rèn)識(shí)和共光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(1)材料離通信，氮化鎵使高效白光LED成為可能。而在未來(lái)(2)光學(xué)和物理現(xiàn)象(3)未來(lái)制造工藝橋梁，具體產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向如下：大規(guī)模集成(>1000個(gè)(4)設(shè)備及系統(tǒng)21世紀(jì)的挑戰(zhàn)正在推動(dòng)新型光子器件和系統(tǒng)的發(fā)效率激光器(>95%)、高效高寬帶光伏電池、高速、高(1)醫(yī)療領(lǐng)域(2)人工智能領(lǐng)域開(kāi)發(fā)依靠光子材料和傳感器發(fā)展的便宜的移動(dòng)設(shè)備，自由空間光通信(使用紅外光譜)和可見(jiàn)光無(wú)線通信(LiFi,使用可見(jiàn)光譜),光子傳感器在無(wú)人駕駛和(3)清潔能源領(lǐng)域排放；開(kāi)發(fā)聚光器技術(shù)(利用透鏡等光學(xué)技術(shù))以用于(4)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域(5)食品安全領(lǐng)域(6)智能制造領(lǐng)域組成，其中北美地區(qū)包括美國(guó)和加拿大，歐洲包括德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)和俄羅斯，亞太地區(qū)包括日本、中國(guó)(含中國(guó)臺(tái)灣省)、韓國(guó)等國(guó)家，另外在大洋洲和非洲圖光子產(chǎn)業(yè)全球分布情況(紅色區(qū)域)SPIE(2022)的光學(xué)與光子學(xué)年報(bào)顯示，全球有業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)和銷售光子核心器件和產(chǎn)品，其中中國(guó)(1804家)和美國(guó)(946家)企業(yè)占據(jù)了50%以上，這個(gè)數(shù)字在2012年以來(lái)增加了58%,新增企業(yè)主要分布在美國(guó)家企業(yè)日本 國(guó)家企業(yè)去國(guó)阿國(guó)Canada,84 圖2021年世界光子企業(yè)分布情況濱松光子、奧林巴斯、Jasco等光子產(chǎn)業(yè)龍頭，占據(jù)了然存在，例如，我國(guó)光纖預(yù)制棒產(chǎn)能接近全球份額的50%,位居世界第一，但在技術(shù)更加先進(jìn)、附加值更高光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書圖2021年世界光子企業(yè)分布情況全球光子產(chǎn)業(yè)細(xì)分領(lǐng)域中，除消費(fèi)光子產(chǎn)品和占據(jù)較大份額外，能量光子(含激光武器)、生物光子、信息光子和光子制造等分別占據(jù)8%—20%左右的份額，能量光子、生物光子、信息光子、光子制造領(lǐng)域是未來(lái)全球光子產(chǎn)業(yè)的主要增量市場(chǎng)，各領(lǐng)域每年的增長(zhǎng)率均維持在10%以上的較高增長(zhǎng)率，特別是生物光子，因生物光子探測(cè)、診斷成像技術(shù)等光子技術(shù)在醫(yī)療技術(shù)、生命科學(xué)、食品安全等領(lǐng)域的應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，年均增長(zhǎng)率高達(dá)13%。圖2012年—2020年世界光子產(chǎn)業(yè)10個(gè)主要領(lǐng)域營(yíng)收增長(zhǎng)情況(億美元)光2015年至2019年間，據(jù)經(jīng)合組織(0ECD)測(cè)算全球整體產(chǎn)業(yè)的年均增長(zhǎng)率僅為1.3%,相比之下，去全球光電子產(chǎn)業(yè)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為7%。相較之下，其增長(zhǎng)速率已經(jīng)超過(guò)中國(guó)5年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值復(fù)合增長(zhǎng)率(增長(zhǎng)率為整體上來(lái)看，未來(lái)全球光子產(chǎn)業(yè)的主要聚集區(qū)域仍然會(huì)分布在北美(美國(guó)、加拿大)、歐盟(英國(guó)、法國(guó)、德國(guó))和東亞(中國(guó)、日本、韓國(guó))等國(guó)家和地意意意意景意意意意景意意意意圖全球光子產(chǎn)業(yè)規(guī)模及增長(zhǎng)速度上世紀(jì)70年代末，美國(guó)商務(wù)部曾指出，未來(lái)全世界的光子產(chǎn)業(yè)將以比微電子產(chǎn)業(yè)高的多的速度發(fā)展，誰(shuí)在光子產(chǎn)業(yè)方面取得主動(dòng)權(quán)，誰(shuí)就在21世紀(jì)的尖端科技較量中奪魁。1980年，美國(guó)成立了光電子學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展學(xué)會(huì) Packard、Hughes/GM、IBM、Motsrola等涉及光子產(chǎn)業(yè)的龍頭企業(yè)，這個(gè)協(xié)會(huì)的宗旨在于促進(jìn)北美光電子產(chǎn)業(yè)在全球市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力的提高。1998年，美國(guó)國(guó)家委員會(huì)提出大力發(fā)展光學(xué)與光子技術(shù)戰(zhàn)略；2012年，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)(NRC)更新國(guó)家光學(xué)技術(shù)發(fā)展需求報(bào)告《光學(xué)與光子：必要技術(shù)》提出由光子技術(shù)驅(qū)動(dòng)美國(guó)對(duì)相關(guān)5大領(lǐng)域的投資及競(jìng)爭(zhēng)力；2012年，由美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)0SA、光學(xué)與光子國(guó)際學(xué)會(huì)SPIE、IEEE光子學(xué)會(huì)IPS、美國(guó)激光研究所和美國(guó)物理學(xué)會(huì)激光科學(xué)分部APS等共同成立“美國(guó)光子計(jì)劃”;2014年，公布了“光學(xué)與光子技術(shù)建立更光明的未來(lái)”報(bào)告，明確將支持發(fā)展光學(xué)與光子基礎(chǔ)研究與早期應(yīng)用研究計(jì)劃開(kāi)發(fā)。2019年北美的光子產(chǎn)品產(chǎn)量估計(jì)為1075億美元，而在2015年這個(gè)數(shù)字僅為600億美元，5年的復(fù)合年增長(zhǎng)率約超過(guò)7%,保持了較高速度。和歐盟、中國(guó)、日本等經(jīng)濟(jì)體的激烈競(jìng)爭(zhēng)下，美國(guó)意識(shí)到自己正在失去全球市場(chǎng)份額。奧巴馬上臺(tái)后，政府出臺(tái)了與企業(yè)、大學(xué)、社區(qū)共同建立國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的倡議(NNMI)。10年間，美國(guó)NNMI已建立了16個(gè)各有側(cè)重的制造業(yè)創(chuàng)新研究所，形成了遍布全國(guó)的先進(jìn)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，在16個(gè)研究所中，美國(guó)集成光子制造創(chuàng)新研究所(AIMPhotonics)是政府投入最大的研究所，總投入6.1億美元，在各領(lǐng)域投資金額排第一。自此，美國(guó)的光子產(chǎn)業(yè)開(kāi)始專注信息光子、生物光子和能量光子，逐漸占領(lǐng)光通信、生物醫(yī)療和國(guó)防武器等重點(diǎn)領(lǐng)域，特別是激光器領(lǐng)域的光電子元件發(fā)展最為迅速。但盡管美國(guó)在光學(xué)與光子學(xué)領(lǐng)域取得了許多創(chuàng)新性成果，迫于歐洲和中國(guó)、日本等國(guó)在光子技術(shù)的發(fā)展，仍難穩(wěn)定它在國(guó)際上的技術(shù)領(lǐng)先地位。2021年，為確保美國(guó)在全球光基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新方面保持領(lǐng)先，美國(guó)國(guó)會(huì)牽頭成立了國(guó)家光學(xué)與光子學(xué)核心小組，并向AIMPhotonics追加支持3.21億美元，依托紐約州立大學(xué)理工學(xué)院核心集成光子研發(fā)線AlbanyNanoTechComplex,形成了世界上第一個(gè)開(kāi)放獲取的完整集成光子制造生態(tài)系統(tǒng)。歐洲光子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以追溯到17世紀(jì)的法國(guó)(當(dāng)然還不能與真正意義的現(xiàn)代光子產(chǎn)業(yè)相提并論),1665年成立的皇家玻璃制造廠(RoyalMirrorGlass 光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書Manufacture)為歐洲皇室提供高精度玻璃，也是新材料巨頭法國(guó)圣班戈集團(tuán)的前身。隨后光譜制造商JobinYvon(1997年HORIBA集團(tuán)收購(gòu)了JobinYvon)和著名相機(jī)制造商徠卡(Leica)分別與1819和1849年誕生。經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展，歐洲光子產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)份額已經(jīng)穩(wěn)居世界第二。同時(shí)，歐盟認(rèn)為大力發(fā)展光子學(xué)可以為歐盟在未來(lái)提供一個(gè)發(fā)展無(wú)碳經(jīng)濟(jì)的機(jī)會(huì)以及綠色環(huán)保社會(huì)的解決方案，加大了對(duì)光子產(chǎn)業(yè)的支持力度。2013年，歐盟議會(huì)通過(guò)新的科研框架計(jì)劃“地平線2020”,其中，光子基礎(chǔ)技術(shù)納入第八框架，已累計(jì)投入64.7億歐元；2018年，歐盟委員通過(guò)了法、德、意、英四國(guó)共同提出的“微電子聯(lián)合研究創(chuàng)新項(xiàng)目”,并將在2024年前向該項(xiàng)目投資17.5億歐元，預(yù)計(jì)會(huì)帶動(dòng)60億歐元的私有投資，用于研發(fā)與工業(yè)場(chǎng)景聯(lián)系緊密的芯片、集成電路、傳感器等創(chuàng)新性技術(shù)與元器件；2019年，歐洲國(guó)家電子元件和系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)地位聯(lián)合執(zhí)行體(ECSELJU)年度戰(zhàn)略計(jì)劃(2020),將多個(gè)光子領(lǐng)域技術(shù)作為重點(diǎn)研究方向；2020年，歐盟17個(gè)國(guó)家共同簽署了“歐洲處理器和半導(dǎo)體科技計(jì)劃聯(lián)合聲明”,投入1450億歐元的資金，用于研究2nm先進(jìn)工藝制造、先進(jìn)處理器等半導(dǎo)體技術(shù)，建立起歐洲獨(dú)有的先進(jìn)的芯片設(shè)計(jì)以及產(chǎn)能。2019年，歐洲光子產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模約1115億美元，約占全球市場(chǎng)份額的19%,2015—2019年，歐洲光電子產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)率與全球保持，約為7%,它的增長(zhǎng)速度超過(guò)了許多其他高科技產(chǎn)業(yè)(例如，IT行業(yè)：4.5%,醫(yī)療科技：4.9%,微電子：4%),這個(gè)速度是歐盟GDP年均增長(zhǎng)率的三倍(2.3%),是歐盟工業(yè)生產(chǎn)增長(zhǎng)率的五倍(1.5%),可見(jiàn)其增長(zhǎng)的趨勢(shì)十分迅猛。因此，歐洲光子產(chǎn)業(yè)雖然在歐洲是一個(gè)規(guī)模不大的產(chǎn)業(yè)，但其發(fā)展活力顯而易見(jiàn)。在過(guò)去4年中，得益于光子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，歐洲得以保持其全球第二的市場(chǎng)份額，并為歐洲提供了39萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書 (15.6%)和法國(guó)(15.3%)占據(jù)歐洲光子產(chǎn)業(yè)的絕大部分，其余分布在荷蘭、意大利、瑞士、瑞典和奧地利等國(guó)家。歐洲光子產(chǎn)業(yè)細(xì)分領(lǐng)域涵蓋消費(fèi)光子、能量光子、信息光子和光子制造等，比如用于先進(jìn)制造業(yè)的激光加工，用于航天航空的光傳感器、光通信模塊等核心零部件，用于成像設(shè)備的高端精密光學(xué)元件，用于電子信息制造的光刻機(jī)、半導(dǎo)體芯片等產(chǎn)品。著名企業(yè)有Switerlang日本的光子產(chǎn)業(yè)肇始于十九世紀(jì)末，日本政府于1906年在東京建設(shè)了日本光學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室。因日本參與第一次世界大戰(zhàn)的影響，研究精密玻璃、光學(xué)涂層、精密光學(xué)組件和光電子器件等占據(jù)主流，主要服務(wù)于生產(chǎn)軍事裝備的光學(xué)器件。一戰(zhàn)后，這些研究院所和企業(yè)開(kāi)始涉足激光領(lǐng)域，主要研究激光的材料加工和光刻，比如世界著名的松下、奧林巴斯、佳能等企業(yè)逐漸掌握了高端光學(xué)技術(shù)和產(chǎn)品的生產(chǎn)，并以此在隨后的半個(gè)世紀(jì)形成了巨大的產(chǎn)業(yè)鏈條，成為日本科技發(fā)展的主要貢獻(xiàn)者。日本在20世紀(jì)50年代開(kāi)展了基于紅寶石晶體的有源光譜研究，并在1960年制造出日本第一臺(tái)激光器，并逐漸掌握光刻和精密加工技術(shù)。1980年，為推動(dòng)光電子技 (OITDA);到90年代初，Amada,Daihen,發(fā)那科、日立、松下、三菱，NEC,NIIC,Shibuya和東芝等光子制造企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)嶄露頭角，并牢牢把控日本本土市場(chǎng)(83%日本市場(chǎng)占有率)。經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，大量的日資企業(yè)成為光子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的先驅(qū)企業(yè)，尤其在信2010年，日本開(kāi)始實(shí)施尖端研究開(kāi)發(fā)資助計(jì)劃是從600個(gè)提案中選出30個(gè)核心科研項(xiàng)目予以資助，項(xiàng)目資助的總金額達(dá)到1000億日元；2013年，日本開(kāi)始實(shí)施的國(guó)家頂級(jí)研究計(jì)劃—先端研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃(FirstProgram)中，部署了“光電子融合系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目”;2019年，啟動(dòng)了旨在支持顛覆性創(chuàng)新、復(fù)興科技創(chuàng)新立國(guó)的新項(xiàng)目“登月型”研發(fā)項(xiàng)目。提出了面向2050年的研發(fā)目標(biāo)，主要包括容錯(cuò)型通用量子計(jì)算機(jī)等如今，近一半的日本光子企業(yè)將光子產(chǎn)品生產(chǎn)線設(shè)在海外，其中中國(guó)是主要的目的國(guó)。2005年，日本光子產(chǎn)業(yè)全球市場(chǎng)份額約占32%,這一比例在2011年下降至21%,在2015年下降至16%,因日本經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期低迷、工業(yè)不振，到2019年，日本光子產(chǎn)業(yè)僅占全球市場(chǎng)份額的12%左右。根據(jù)日本光電子產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展協(xié)會(huì) (0ITDA)的數(shù)據(jù)，2015年日本國(guó)內(nèi)光電子市場(chǎng)總價(jià)值為649.68億美元。但歐洲的Photonics21在對(duì)全球光子產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品類型進(jìn)行調(diào)整后指出，日本光子產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)總值已達(dá)到736.3億美元。在過(guò)去的十年里，日本光子產(chǎn)業(yè)在光子產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)、光學(xué)測(cè)量、圖像處理、醫(yī)療技術(shù)、生命科學(xué)方面均有所增長(zhǎng)。但在光通信、光學(xué)元器件、光顯示和光伏等領(lǐng)域的份額有所下降。但仍然需要注意的是，雖然受到美國(guó)、歐盟和中國(guó)的影響，日本在光子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域擁有較多的核心技術(shù)和產(chǎn)品，其產(chǎn)品在高端市場(chǎng)擁有較大份額，仍然擁有較大的附加值，依舊是韓國(guó)光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)較晚，但發(fā)展速度和規(guī)模擴(kuò)張較快，光子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為韓國(guó)的主要支柱產(chǎn)業(yè)(韓國(guó)支柱產(chǎn)業(yè)：電子信息、半導(dǎo)體、顯示器、汽車、造船、新再生能源領(lǐng)域)中附加值最高的核心產(chǎn)業(yè)。韓國(guó)開(kāi)展光子技術(shù)研究的主要機(jī)構(gòu)集中在首爾大學(xué)、高麗大學(xué)等高等院校和韓國(guó)光技術(shù)研究院、韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院、韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)研究院等科研院所，主要涵蓋第四代光源光通信和生物光子技術(shù)等領(lǐng)域。2010年，韓國(guó)光學(xué)會(huì)發(fā)布《國(guó)家光技術(shù)路線圖建設(shè)》報(bào)告，制定了到2025年實(shí)現(xiàn)光子產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)全球第二的宏大發(fā)展愿景，其中提到要實(shí)現(xiàn)20個(gè)以上引領(lǐng)全球的頂尖光子產(chǎn)品，并占據(jù)世界光子核心技術(shù)專利和光子國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的10%以上。2019年，韓國(guó)產(chǎn)業(yè)通商資源部發(fā)布了《光融合技術(shù)綜合發(fā)展計(jì)劃》,對(duì)光子技術(shù)與光產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃予以全方面的大力支持。并計(jì)劃通過(guò)大力發(fā)展光子產(chǎn)業(yè)到2025年實(shí)現(xiàn)全球根據(jù)Photonics21的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019年韓國(guó)光子產(chǎn)品產(chǎn)值約為795億美元，其中光顯示貢獻(xiàn)了50%的力量，三星顯示(SamsungDisplay)和LG顯示(LGDisplay)是全球主要的顯示器制造商，占據(jù)了較大的市場(chǎng)份額。當(dāng)前韓國(guó)光子產(chǎn)業(yè)主要涉及光通信、光顯示、光伏、半導(dǎo)體、激光加工、生物光子、光學(xué)元器件(二)國(guó)內(nèi)光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)光子產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展雖然與國(guó)外起步時(shí)間差距不大，但因?yàn)楸娝苤南盗性蜃璧K了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐，在改革開(kāi)放前還未形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)，多是以科研為目的。在1994年香山科學(xué)會(huì)議對(duì)“光子學(xué)的前沿與趨勢(shì)”進(jìn)行了深入討論后，我國(guó)開(kāi)始關(guān)注光子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并對(duì)光子產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到的推動(dòng)性作用有了越來(lái)越明確的認(rèn)識(shí)和共識(shí)。2015年以來(lái)，中國(guó)陸續(xù)發(fā)布的《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》等國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃中，均將光電子技術(shù)作為重要方向進(jìn)行布局。2018年1月，工信部發(fā)布《中國(guó)光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖(2018—2022年)》,聚焦光通信器件、通信光纖光纜、特種光纖、光傳感器件四大方向。2020年，科技部等五部委聯(lián)合制定《加強(qiáng)“從0到 光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書1”基礎(chǔ)研究工作方案》,提出面向國(guó)家重大需求，對(duì)包括3D打印和激光制造在內(nèi)的重大領(lǐng)域給予重點(diǎn)支持，推動(dòng)關(guān)鍵核心技術(shù)突破。科技部啟動(dòng)“光電子與微電子器件及集成”專項(xiàng)，按照硅基光子集成技術(shù)、混合光子集成技術(shù)等6個(gè)技術(shù)方向進(jìn)行部署。國(guó)家自然科學(xué)基金委從信息光學(xué)與光電子器件、激光技術(shù)與技術(shù)光學(xué)、光物理等方面支持光子技術(shù)原始創(chuàng)新。2021年，“信息光子技術(shù)”被列為“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專SPIE(2020)統(tǒng)計(jì)年報(bào)顯示，2018年中國(guó)的光子產(chǎn)業(yè)營(yíng)收為338億美元，約合人民幣2141億元，約占全球光子產(chǎn)業(yè)總營(yíng)收的12%左右，市場(chǎng)規(guī)模十分龐大。從增長(zhǎng)速度來(lái)看，2005年到2011年為中國(guó)光子產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期，復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)22%,隨后開(kāi)始趨于平穩(wěn)發(fā)展，2011年到2015年為12.4%,2015年到2019年為13%,連續(xù)14年保持中高增速。從市場(chǎng)份額來(lái)看，中國(guó)制造的光子產(chǎn)品在全球市場(chǎng)的份額增加從2005年的10%到2011年的21%和2019年的30%,14年增長(zhǎng)了20%。Photonics21在2020年度報(bào)告中提出“很明顯，中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)成為國(guó)際光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)者，其規(guī)模和產(chǎn)量已領(lǐng)先于歐洲、北美、圖2005-2019年中國(guó)光子產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)圖2005-2019年中國(guó)光子產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)占有率中國(guó)光子產(chǎn)業(yè)在光顯示和光伏兩大領(lǐng)域年產(chǎn)值超過(guò)千億元規(guī)模，特別是太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)，因較低的產(chǎn)品定價(jià)和生產(chǎn)成本，在2013年光伏雙反案(Anti-DumpingandAnti-Bribery)失敗之后迅速占據(jù)全球市場(chǎng)份額的60%以上。光顯示領(lǐng)域因日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣的企業(yè)對(duì)投資中國(guó)大陸的熱衷，使得大量的企業(yè)和工廠在中國(guó)大陸陸續(xù)建成，全球市場(chǎng)占有率逼近40%。光通信在中國(guó)經(jīng)歷了3G時(shí)代的失敗和4G時(shí)代的“補(bǔ)短板”后，進(jìn)入光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書5G時(shí)代，中國(guó)的光設(shè)備、光纖光纜和光器件光模塊三大領(lǐng)域，全球市場(chǎng)份額均超過(guò)50%。中國(guó)光通信企業(yè)已經(jīng)24.6%、13.5%、6.5%的份額位居全球光通信設(shè)備市場(chǎng)的第1、第2和第5位，三家總份額接近全球市場(chǎng)的一半。而中國(guó)光纖光纜“五巨頭”長(zhǎng)飛、亨通、烽火、中天、富通，均可排進(jìn)世界前十大供應(yīng)商。因中美競(jìng)爭(zhēng)等眾所周知的原因，中國(guó)仍然在光刻機(jī)等光子制造領(lǐng)域面臨“卡脖子”的情況。當(dāng)前，中國(guó)在光子制造方面正全面發(fā)力，國(guó)家實(shí)施“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”科技重大專項(xiàng)，2009年，國(guó)產(chǎn)首套90納米高端光刻機(jī)研制成功，2019年，武漢光電國(guó)家研究中心突破光束衍射極限的限制，光刻出最小9納 光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書米線寬的線段，一舉實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)材料、軟件和零部件的三大國(guó)產(chǎn)化。2022年，上海微電子交付首臺(tái)2D/3D高端封裝光刻機(jī)。同時(shí)，由中科院西安光機(jī)所孵化的中科微星、北京卓鐳和杭州奧創(chuàng)等光子制造產(chǎn)業(yè)化公司，專注于飛秒激光器及空間光調(diào)制器的產(chǎn)業(yè)化推廣，中科微精則致力于飛秒激光高端制造裝備的產(chǎn)業(yè)化，初步實(shí)現(xiàn)光子制造技術(shù)及裝備從0到1的突破。同時(shí)，在光芯片領(lǐng)域，中國(guó)還有較大差距，市場(chǎng)機(jī)構(gòu)LightCounting提出“盡管中國(guó)芯片供應(yīng)商取得了重大進(jìn)展，但在高速(50G及以上)組件的開(kāi)發(fā)方面，仍落后于西方競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手2—3年?！边@也是一塊關(guān)鍵的短板，需要科研界、產(chǎn)業(yè)界的群策群力來(lái)完成。應(yīng)用篇光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書——應(yīng)用篇目前，我國(guó)制造業(yè)工業(yè)產(chǎn)值占全球近30%,大體相當(dāng)于美國(guó)、日本、德國(guó)制造業(yè)增加值的總和。但現(xiàn)階器件和核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力比較薄弱，在“卡脖子”背景為我國(guó)高端制造業(yè)發(fā)展的主旋律。2020年起受疫情影(一)光刻機(jī)術(shù)含量最高的設(shè)備，被譽(yù)為“半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明清洗機(jī)、離子注入機(jī)等),價(jià)值含量極大，對(duì)光刻精一是,向更短光源波長(zhǎng)沖刺。光刻機(jī)歷經(jīng)五代，限。RET(分辨率增強(qiáng)技術(shù))是指對(duì)掩模和光照系統(tǒng)做幅(0PC法)或相位(PSM法),調(diào)整光源入射角度(0AI法)等提高分辨率、增加焦深、改善圖形質(zhì)量，在內(nèi)外環(huán)境影響下，國(guó)內(nèi)加大光刻機(jī)研制力度。EUV光源為激光等離子光源(LPP),目前僅美國(guó)廠商 泛應(yīng)用的主要為深紫外光刻機(jī)(DUV)、極紫外光刻機(jī)公司實(shí)質(zhì)上只負(fù)責(zé)光刻機(jī)的設(shè)計(jì)和各模塊集成，以工廠格羅方德(GobalFoundries)、存儲(chǔ)廠海力士 大ASML、尼康、佳能的集成電路用光刻機(jī)出貨超過(guò)達(dá)296.2億美元，同比增長(zhǎng)58.23%,占全球半導(dǎo)體設(shè)備設(shè)備投資的23%,相信未來(lái)隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G等應(yīng)用場(chǎng)景光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書國(guó)內(nèi)唯一，世界唯二研制出光刻機(jī)雙工件臺(tái)的設(shè)備企領(lǐng)域的空白，打破了國(guó)外廠商對(duì)該技術(shù)產(chǎn)品的長(zhǎng)期壟Arf浸沒(méi)式光刻曝光光學(xué)系統(tǒng)的研發(fā)攻關(guān)正在順利進(jìn)與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈在很多領(lǐng)域短板明(二)超快激光制造1)微細(xì)加工，高強(qiáng)度材料很難進(jìn)行機(jī)械加工，機(jī)微結(jié)構(gòu)加工，通過(guò)使用超快激光進(jìn)行微結(jié)構(gòu)的加光聚合物內(nèi)部三維成型，光聚合材料具有光敏特2)激光去除污染，利用超快激光去除超潔凈光滑 脈沖，即飛秒脈沖染料激光器、摻鈦藍(lán)寶石、鎂橄欖件，主要包括激光晶體材料、光學(xué)鏡片、泵浦源、振核心部件。在超快激光器中，激光芯片(20%-30%)和特種光纖(15%-20%)可占超快激光器總成本達(dá)激光器需要一種特殊的反射型啁啾體布拉格光柵 (VBG),用于脈沖展寬和壓縮。全球光纖激光器龍頭量從海外進(jìn)口，主要代理商包括上海昊量、筱曉光子光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書 彩打標(biāo)、隱形二維碼標(biāo)記、FPC柔性電路板的加工、應(yīng)商有卓鐳激光、安揚(yáng)激光、貝林激光、Light超快激光占全球激光器市場(chǎng)占比不足20%,隨著超快激測(cè)算，2022年全球超快激光器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到166億在國(guó)內(nèi)科研基礎(chǔ)不斷夯實(shí)和需求擴(kuò)張的雙輪驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2026年中國(guó)超快激光行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到激光器設(shè)備供應(yīng)商眾多，技術(shù)趨于成熟，競(jìng)爭(zhēng)激烈。目前，全球超快激光器60%以上的市場(chǎng)主要被通1)全球激光器龍頭通過(guò)并購(gòu)快速獲取超快激光技2)全球超快激光器龍頭布局上游核心零部件，進(jìn)但國(guó)內(nèi)激光器供應(yīng)商憑借著具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品價(jià)格，良好的本地售后服務(wù)保障，快速的定制化研發(fā)設(shè)1)手機(jī)LCD屏異形切割設(shè)備年需求量在100臺(tái)以上，全自動(dòng)設(shè)備價(jià)格在250萬(wàn)元左右，半自動(dòng)設(shè)備在70萬(wàn)元左右，屬于目前超快激光應(yīng)用最成熟的市場(chǎng)之貝林激光、Lightconversion等。安揚(yáng)激光推出的2)手機(jī)攝像頭藍(lán)寶石蓋板切割主要應(yīng)用于蘋果系3)玻璃攝像頭蓋板切割也是超快激光的主要應(yīng)用4)特殊標(biāo)記的防偽炫彩打標(biāo)屬于高端應(yīng)用市場(chǎng)，5)隱形二維碼標(biāo)記也主要應(yīng)用于蘋果公司，預(yù)計(jì)著5G市場(chǎng)的逐步打開(kāi)，這類材料的加工應(yīng)用會(huì)持續(xù)增 在科研市場(chǎng)，超快激光器廠家同樣眾多，競(jìng)爭(zhēng)激英諾光電、卓鐳激光等。超快光纖激光器代表廠家有科研市場(chǎng)規(guī)模，算上所有皮秒、飛秒激光器，估計(jì)在(三)激光增材制造成形原理進(jìn)行分類，最具代表性的為激光選區(qū)熔化當(dāng)前激光增材制造主要研究熱點(diǎn)及技術(shù)進(jìn)展在材包括成型中缺陷的相互耦合作用機(jī)制研究及針對(duì)超高光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書國(guó)OS-SEUS公司的3D打印鈦合金植入物Aries,具有愛(ài)康醫(yī)療推出3D打印鈦合金骨科植入物，實(shí)現(xiàn)首例19生產(chǎn)所需耗材及輔助運(yùn)行軟件。伴隨著制造技術(shù)的發(fā)展，下游應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓寬，覆蓋航天航空、醫(yī)療生質(zhì)、流動(dòng)等現(xiàn)象分析方法成熟，可提供完整的解決方案，已在行業(yè)內(nèi)大范圍制造工藝仿使用，處于壟斷地增材制造設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈的中游，產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比最為航空航天等高端設(shè)備制造及修復(fù)領(lǐng)域的重要技術(shù)手17%,到2026年將達(dá)到372億美元。至320億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為41.42%,預(yù)計(jì)2023年產(chǎn)增速，促使我國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)占全球的比重在不斷增業(yè)級(jí)增材制造設(shè)備制造商達(dá)到266家，同比增長(zhǎng)美國(guó)國(guó)防部成立了國(guó)家選區(qū)熔化成形創(chuàng)新聯(lián)盟熔化成形試點(diǎn)聯(lián)盟投資4500萬(wàn)美元，創(chuàng)新聯(lián)盟共包括利機(jī)構(gòu)。眾所周知的美國(guó)Boeing公司、Lockheed集了法國(guó)Airbus公司、歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)(EADS)的設(shè)備生產(chǎn)研發(fā)方面做了大量的研究工作，并且成功應(yīng)用的設(shè)備主要還是以國(guó)外的產(chǎn)品為主，包括美國(guó)的 醫(yī)學(xué)治療，其中光學(xué)圖像醫(yī)學(xué)診斷市場(chǎng)占比超過(guò)2022年生物醫(yī)學(xué)光子市場(chǎng)規(guī)模產(chǎn)業(yè)中的成功應(yīng)用，激光醫(yī)療備受關(guān)注，市場(chǎng)保持CAGR>13.6%的增速，根據(jù)A1liedMarket光醫(yī)療器械企業(yè)約有200家，持續(xù)拉進(jìn)與發(fā)達(dá)國(guó)家距光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書激光診出(一)基因測(cè)序療過(guò)程中使用的多種藥物的濃度，大大提高了檢測(cè)效和醫(yī)療服務(wù)需求多樣化的發(fā)展，基于基因組學(xué)、多組