ICC訊 7月21日,上海發(fā)布關(guān)于下一個5年的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,仔細(xì)閱讀,可以了解上海如何布局戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)及面向未來的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
特別引起筆者注意的是,在我們的文章中常常提及到的光子芯片及6G移動通信被確定為上海面向未來的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
先看看上海的總體思路。未來五年,上海將重點(diǎn)打造以集成電路、人工智能、生物醫(yī)藥三大產(chǎn)業(yè)為核心的“9+X”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系。
其中,“9”個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),包括上述三大核心產(chǎn)業(yè),加上新能源汽車、高端裝備、航空航天、信息通信、新材料、新興數(shù)字產(chǎn)業(yè)等六大重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。
“X”是指一批面向未來的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),包括光子芯片與器件、類腦智能、6G移動通信等先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
上海的目標(biāo)。到2025年,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值占全市生產(chǎn)總值比重達(dá)到20%以上,增加值超過1萬億元,成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展主引擎,基本形成具有全球影響力的集成電路、生物醫(yī)藥、人工智能上海高地。
本文主要說說光子芯片與器件、6G移動通信兩個面向未來的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
一、光子芯片與器件
芯片作為現(xiàn)代科技“皇冠上的明珠”,受到各國格外重視!我國因?yàn)樵?A href="http://3xchallenge.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e8%8a%af%e7%89%87&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">芯片領(lǐng)域落后于人,受到別人“卡脖子”,這主要是電子芯片方面。
在電子芯片方面,我們?nèi)绻刂鴦e人走過的28nm-14nm-7nm-5nm-2nm這條路走下去,即使經(jīng)過努力,縮小了差距,很多專利/IP的壁壘很難繞過去,別人也可能不斷找麻煩。
然而,在光子芯片領(lǐng)域,我國與歐美處于同一起跑線上,現(xiàn)在某些方面已經(jīng)領(lǐng)先同行,如華為在全球首先做出并量產(chǎn)了800G光芯片。因此,我國大力發(fā)展光子芯片,是實(shí)現(xiàn)芯片自主可控,并趕超的有效路徑!
盡管,現(xiàn)階段光子芯片不可能替代電子芯片,但光子芯片擁有更高的計(jì)算速度、更低的功耗及時延,且不易受到溫度、電磁場和噪聲變化的影響。更重要的是,光子芯片不追求工藝尺寸的極限縮小,不受制造工藝的限制,有更多的性能提升空間。
光子芯片將在數(shù)據(jù)獲取、傳輸、計(jì)算、存儲和顯示等方面逐步替代電子芯片,將會有光子芯片、光電集成芯片等多種形式。
上海將光子芯片與器件列為“面向未來的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)”之首,足見對光子芯片及器件的重視。
上海提出:重點(diǎn)突破硅光子、光通訊器件、光子芯片等新一代光子器件的研發(fā)與應(yīng)用,在光子器件模塊化技術(shù)、基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的硅光子工藝、光通訊技術(shù)、光互連技術(shù)、芯片集成化技術(shù)、光電集成模塊封裝技術(shù)等方面的研究開展重點(diǎn)攻關(guān)。
上海的目標(biāo),未來五年,力爭實(shí)現(xiàn)新一代光子器件在數(shù)據(jù)中心、超級計(jì)算機(jī)、汽車自動駕駛、家用機(jī)器人、電信設(shè)備以及國防裝備等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈的顛覆性革新。
我們看到上海的這個雄心還是蠻大的!那么,上海的底氣來自哪里?
首先是上海的兩家頂級高校,上海交通大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)。上海交大的金賢敏團(tuán)隊(duì),已經(jīng)打通光子芯片從設(shè)計(jì)到流片的全流程,設(shè)計(jì)了就能做出來;金賢敏團(tuán)隊(duì)在三維光子芯片方面已經(jīng)世界領(lǐng)先,2018年制作的三維光子芯片在規(guī)模和精度上至今無人超越;金賢敏團(tuán)隊(duì)的基于CMOS工藝高速可編程的光子芯片,根本技術(shù)即將完全突破。
金賢敏,上海交通大學(xué)長聘教授、博士生導(dǎo)師、區(qū)域光纖通信網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)帶頭人、上海交大集成量子信息技術(shù)研究中心主任。
復(fù)旦大學(xué)下設(shè)光科學(xué)與工程系,有中科院院士1人,英國皇家工程院院士1人,有光學(xué)、光學(xué)工程兩個博士點(diǎn)。復(fù)旦還有兩個光子相關(guān)的教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,即上海超精密光學(xué)制造工程技術(shù)研究中心和微納光子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室。另外,復(fù)旦還有全國頂尖的微電子學(xué)院。
上海理工大學(xué),今年5月20日,上海理工正式成立光子芯片研究院,由顧敏領(lǐng)銜。早在2019年,中國工程院外籍院士、澳大利亞科學(xué)院院士、澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士顧敏,辭去皇家墨爾本理工大學(xué)副校長職務(wù),全職加盟上海理工大學(xué)。顧敏團(tuán)隊(duì)致力于類腦全光學(xué)計(jì)算,為集成光電路和人工智能產(chǎn)業(yè)提供新一代全光芯片。
近期,顧敏院士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì),創(chuàng)新性地利用雙光子聚合飛秒激光加工技術(shù),實(shí)現(xiàn)了大面積復(fù)振幅軌道角動量多路復(fù)用超表面全息技術(shù),完美解決了純相位依賴的通道信號串?dāng)_問題。項(xiàng)目中利用6mm 的光學(xué)芯片,約為指甲蓋面積的1/16,記錄下60幀三維全息圖像,僅僅需要動態(tài)控制入射光束軌道角動量狀態(tài),即可實(shí)現(xiàn)30FPS的三維全息動態(tài)顯示。
中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所,也是我國從事光計(jì)算與光子芯片研究較早的國家級院所,實(shí)力強(qiáng)勁,成果累累。
光子芯片產(chǎn)業(yè)化方面,國內(nèi)走在最前面的要算華為了。不過,華為的光子芯片研發(fā)主體在武漢,華為在武漢還自建了光子芯片生產(chǎn)線,已經(jīng)量產(chǎn)。后續(xù),隨著華為海思總部部署至上海青浦研發(fā)中心,也有可能華為在上海再組建光子芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
二、6G移動通信
上海提出,重點(diǎn)突破新一代信道編碼及調(diào)制技術(shù)、新一代天線與射頻技術(shù)、太赫茲無線通信技術(shù)與系統(tǒng)、空天海地一體化通信技術(shù)、軟件與開源網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)、基于人工智能的無線通信技術(shù)、動態(tài)頻譜共享技術(shù)等第六代通信(6G)關(guān)鍵技術(shù)。深度參與國家6G技術(shù)專項(xiàng),研究部署一批科技攻關(guān)項(xiàng)目,積極參與6G標(biāo)準(zhǔn)化競爭,在芯片、測試設(shè)備、移動終端等領(lǐng)域保持先發(fā)優(yōu)勢。
這一塊,基本就是為華為定制的,很可能就是華為的6G研發(fā)專家協(xié)助制定的。
我們知道,華為的無線研發(fā)主體在上海,3G/4G/5G都是從這里走向世界的。華為在上海的無線研發(fā)團(tuán)隊(duì),打造了全球領(lǐng)先的5G移動通信技術(shù),奠定了如今的移動通信全球格局。
在5G正式商用之前,華為就已經(jīng)開始了6G的研發(fā)布局,已經(jīng)取得了不少研究成果及專利。5G不會一下子升級到6G,華為在全球首先提出5.5G演進(jìn),目前正加大5.5G全棧解決方案的研發(fā)。
相信幾年后,華為的5.5G解決方案及專利同樣會全球領(lǐng)先,為下一步演進(jìn)到6G打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。華為5.5G/6G核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)同樣在上海。
規(guī)劃中,關(guān)于6G移動通信的這些技術(shù)方向,我們在近期華為上研對外發(fā)布的博士后研究課題中都有見過。
綜上,經(jīng)過下一個五年的布局、努力,上海在全球科技格局中的地位將明顯提升!