科技自立自強的“光谷方案”：打造原始創新策源地

張帆 袁陽平

科技興則民族興，科技強則國家強。黨的十八大以來，習近平總書記三次考察中國光谷，為全國和光谷的科技創新擘畫藍圖，發出走科技自立自強之路的動員令。

創新，光谷之魂。國內首顆400G硅光收發芯片、首臺高端晶圓激光切割設備、首臺大型3D超聲斷層成像設備、首個眼科體內基因治療藥物等一批關鍵核心技術，光谷實現從“0”到“1”；新型“空芯光纖”創多項光通信傳輸世界紀錄，腦機接口技術國際領先，閃存芯片世界領跑，光谷實現從“新”至“質”……

2023年9月，湖北省人民政府發布《加快“世界光谷”建設行動計劃》，提出強化戰略科技力量，將光谷打造成世界級原始創新策源地。

如今，中國光谷擁有國家級孵化器28個，以企業為主體的國家級創新平臺76家，形成了“重大科技基礎設施+國家創新中心+湖北實驗室+新型研發機構”戰略科技力量矩陣，正在向“世界創新策源地”踔厲奮發。

從0到1打造原始創新策源地

華中科技大學東校區，綠樹成蔭。光谷大科學裝置的名片——國家脈沖強磁場科學中心，坐落在此。這里的脈沖強磁場設施國際領先，創造了64特斯拉平頂脈沖磁場強度等多項世界紀錄。

強磁場是物理、化學、材料等前沿科學研究不可替代的極端實驗條件。上世紀80年代，國外利用強磁場實驗裝置開展各領域前沿科學研究，獲得多項諾貝爾獎。

“以前，國內的科學家需要做此類實驗，不得不到美國、歐洲、日本去，那時一年都做不上一次實驗。”談及過往，國家脈沖強磁場科學中心主任李亮頗為感慨。

2014年，國家脈沖強磁場科學中心通過國家驗收并對外開放。每一張電路設計圖、每一個零件都由團隊自主設計和調試安裝，強磁場裝置關鍵核心材料、部件全都通過自主研發實現了國產化。

目前，該中心已成功研制世界上首臺電磁壓邊——工裝——成形一體化原型樣機。今年5月，直徑3.35米、顛覆了傳統制造工藝的電磁成形件破繭而出，成功應用于火箭燃料儲箱電磁整體成形制造，為我國航天航空產業提供了變革性技術手段。

“我們中心二期建設已經開始，總投資20.97億元，將聚焦物質科學、生命科學、強電磁工程科學等領域重大科學問題和國家戰略需求，建成后將成為全球規模最大的脈沖強磁場科學中心。”國家脈沖強磁場實驗裝置電源系統負責人丁洪發說。

大科學裝置是國家重大科技基礎設施，是面向國際科技前沿、瞄準重要科技目標的利器。

眼下，光谷科學島上，深部巖土工程擾動模擬（又名“中國地鏡”）、國家作物表型組學研究（又名“神農設施”）等一系列重大科學基礎設施正在如火如荼地建設中。“中國地鏡”將在年內竣工，投用后能全面揭示工程擾動條件下深部巖土體結構、狀態與行為演變規律，為交通、水利、能源等領域工程建設加速向深部拓展提供重要科技支撐。

“神農設施”將通過自主創新，建成國際最大規模、最高通量、最精準的作物表型組鑒定設施，具備每年50萬-100萬株植物的基因型、主要表型特性和相關大數據采集與解析能力，實現育種效率提升1倍以上，成為育種技術迭代升級的“神器”。

重大科技基礎設施正成為光谷創新發展的“加速器”，與國家級創新中心、湖北實驗室、新型研發機構一同形成了強有力的科技創新矩陣，光谷的科創平臺支撐力、技術創新策源力、創新生態吸引力、科技成果轉化帶動力、資源要素保障力均穩步提升。

從無到有關鍵核心技術有了“光谷方案”

在光谷，九峰山實驗室、光谷實驗室、江城實驗室等6家湖北實驗室，從湖北優勢學科和重點產業出發，瞄準光電科學、空天科技等領域，為戰略性新興產業發展加裝科創“發動機”。

光谷東的九龍湖水庫，波光粼粼，水庫的東北角就是九峰山實驗室。

6月中旬，支點記者走進該實驗室，一樓展廳展示著化合物半導體的發展歷史與進程，以及各類設備模型及研發成果。

九峰山實驗室是湖北省十大實驗室之一，成立3年來，聚焦化合物半導體的研發與創新，打造公共、開放、中立、共享的科研和中試平臺。今年2月，全球首片8寸硅光薄膜鈮酸鋰光電集成晶圓在這里下線。

來到設備檢測區，顯示屏上顯示著一串串檢測設備的技術參數。

“我們攻克了這套設備的核心技術。”九峰山實驗室檢測中心主任工程師韋德遠指著一套高功率晶圓測試設備說，這是實驗室與武漢驛天諾科技有限公司聯合研發的成果，整體檢測性能不遜色于海外廠商，部分技術參數指標已有所超越。

“關鍵技術還得靠自己攻關。”韋德遠說，經過多輪商討后，研發團隊成員敲定了技術攻關路徑。

團隊成員鐘濤告訴記者，設備完成設計定稿后，團隊聯系了國內多家廠商加工，成功研發出于真空環境中晶圓在-62℃至354℃范圍的溫度控制，測試溫度范圍比國外設備拓寬56℃，已授權多項專利。

從無到有，第三代化合物半導體高端檢測裝備的定制研發——高功率晶圓測試系統有了“光谷方案”。

“中國光谷在化合物半導體行業的發展‘跑出了中國高鐵速度。”美國國家工程院院士、香港科技大學講席教授劉紀美說。

攻克這項技術只是九峰山實驗室的一個縮影。在這里，上百個項目在科研與中試平臺上同時運轉，既有聯合研發項目，也有實驗室基于發展愿景必須攻克的關鍵核心技術項目。

從實驗室走向應用場，存在著鴻溝，“最后一公里”往往是不少科創成果夭折的“死亡谷”。中試是產品在大規模量產前的較小規模試驗，可以使研發產品穿越科技成果轉化的“死亡谷”。

華中科技大學教授團隊牽手湖北高投贏正醫療科技成果轉化中心，十年磨一劍，研發出的全國首臺大型3D超聲斷層成像設備即將邁向產業化，今年8月有望完成注冊證審批，面向市場銷售。該設備將顛覆傳統超聲的成像概念，有望引領大型醫療成像設備的一場變革。

當著名醫療成像權威、中國科學院院士葉朝輝看到這臺設備時，他驚嘆道：沒想到超聲成像可以做到這么優秀。

據了解，目前武漢市備案的中試平臺已超過150家，其中大部分集中在光谷，為中部高新區之最。它們連接起實驗室與大市場，激活科創之源，成為推動科技創新和產業升級的關鍵力量。

從驗證至量產科創鏈夯實產業創新高地

企業是關鍵核心技術突破、建立創新生態的支撐主體。在光谷，有一批龍頭企業與國家戰略、行業需求同頻共振，不斷延伸創新鏈，引領推動產業高質量發展。

支點記者在華工激光一樓大廳看到，一個個“驚心動魄”的自主研發故事正在大屏幕上滾動播出。

近10年，華工科技累計投入40多億元用于創新，自主研發的激光誘導微孔深度蝕刻技術、全國產化第三代三維五軸激光切割機等突破性成果，填補了行業空白。就在今年2月，華工科技首套高端半導體晶圓激光切割系列裝備在九峰山實驗室順利通過中試驗證。測試結果顯示，國產設備在精度和效率上均達到國際先進水平。

堅持以科技創新引領產業創新，是光谷推動產業發展、掌握科技命脈的“法寶”之一。

“政府支持華工科技等‘鏈主企業牽頭，組織了100多家企業和科研機構聯合攻關，最終打破了國外壟斷，目前全國70%的三維五軸激光加工機床都是‘湖北造。”華工激光總經理鄧家科自豪地對記者表示。

光谷另一家激光龍頭企業銳科激光，實現了從增益光纖原材料、半導體激光泵浦源、光纖合束器、光纖耦合器等器件到光纖激光器整機的國產化、產業化。

“這一技術突破，解決了之前核心器件依賴進口的問題，使得銳科激光在技術上實現了從跟跑到并跑的跨越。”銳科激光副董事長、總工程師閆大鵬對記者表示，公司參與的兩項國家重點研發計劃項目已啟動，涉及光纖激光器核心部件的國產化替代、高功率激光技術的突破等，對于提升我國激光行業的自主創新能力具有重要意義。

光谷紅外芯片龍頭企業高德紅外，實現了自主研發的制冷型和非制冷型紅外芯片批量生產，年產芯片數百萬片，已廣泛應用于多個“國之重器”。

“在紅外這個領域，西方卡不了我們的脖子。”高德紅外董事長黃立表示，公司最新微米制冷型探測器和二類超晶格雙色探測器的研制成功標志著“中國紅外芯”的技術水平實現“領跑”，達到國際一流水平。

2022年，光谷發布了“激光黃金10條”政策，對從事激光產業尤其是在原材料、核心器件、激光器領域進行研發生產的工業企業給予全方位支持。2024年，光谷出臺“世界光谷30條”支持政策，從源頭創新、技術攻關、成果轉化、新興產業等全過程、全要素創新鏈條提出具體政策，并提出要聚焦國家戰略、前沿方向和市場需求，突出產業生態和賽道思維，突破性發展光電子信息產業集群，前瞻謀劃、加快布局硅光一體化、光電一體化等前沿領域和未來產業新賽道。

“我們堅持‘鏈長+鏈主+鏈創機制，緊盯光電子信息、生命健康、北斗等產業領域共性技術難題，每年籌措超70億元資金，充分發揮17家新型研發機構、11家產業創新聯合體、66家中試平臺、28家國家級孵化器等平臺作用，完善技術研發、概念驗證、中試熟化、項目孵化、產業化的全鏈條創新體系，支持企業打好關鍵核心技術攻堅戰，形成了一批全國獨創、全球領跑的標志性產品。”東湖高新區政研室相關負責人表示。

從“0”到“1”，具有自主知識產權的核心技術，是企業的核心競爭力所在，亦是區域經濟發展的核心競爭力。

從“新”到“質”，實現高水平科技自立自強，是構建新發展格局最本質的特征，亦是推動高質量發展的必由之路。

下一步，中國光谷力爭到2025年實現“五個一”目標：打造1個國家實驗室，開展100項關鍵核心技術攻關，誕生1家千億級科技領軍企業，培育1萬家高新技術企業，形成1個萬億產業集群。