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湖北光通讯光模块 湖北这束“光”,全球第一
发布时间 : 2024-11-24
作者 : 小编
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湖北这束“光”,全球第一

来源:湖北日报

这里是全球最大的光纤预制棒和光纤光缆研发生产基地、我国最大的光器件研发生产基地、全国最大的激光研发生产基地。

过去40年,这里用一束“光”,改写了中国通信史。

这里还是全国最大的存储芯片研发生产基地之一、最大的中小尺寸显示面板研发制造基地,更是我国互联网新经济“第二总部”扎堆最密集的地区。

这里是湖北——一个有光、追光、造光的地方。

上世纪70年代初,美国率先实现光纤技术突破。武汉邮电科学院科技人员赵梓森,为了证明“用小小的玻璃丝通信不是天方夜谭”,实验数千次,甚至顾不上实验中不慎被四氯化硅液体灼伤右眼。

几年后的1976年,在邮科院一楼厕所旁的简陋实验室,中国第一根石英光纤诞生。

这根7米长的玻璃细丝,自此改写中国通信史。

1985年,我国第一家激光企业楚天激光,创立于东湖之畔。光纤与激光,共同成为日后“中国光谷”的火种。

时至今日,烽火通信一根光纤,已可容纳300亿人同时通话,相当于“4个地球”上的人一起“煲电话粥”。

2016年,长飞预制棒、光纤及光缆三大主营业务全面问鼎全球第一。 长飞30年生产光纤近7亿芯公里,首尾相连,够从地球到火星最近距离拉6个来回。

创新驱动,大潮奔涌。新时代转型发展征程上,背靠数千亿规模光电子信息产业、谋划“光芯屏端网”万亿集群的湖北,芯光闪烁,灿若星河。

武汉锐科光纤激光技术股份有限公司脉冲光学车间,员工正在加紧生产光纤激光器光学模块。(湖北日报全媒记者 李溪 摄)

“总书记问我,你们的长飞梦是什么”

“你现在看到的,就是光纤光缆行业最核心的光棒制造。”在长飞光纤光缆股份有限公司的光纤预制棒PCVD工艺车间,一根管道正在封闭的轨道上来回穿梭,每走一次,管内就会沉积一层薄薄的玻璃。当沉积3000多层后,拉光纤的棒芯便初步形成了。

长飞公司执行董事兼总裁庄丹说:“2013年总书记视察长飞时,我们的光棒直径为20厘米,每根棒可以拉7000多公里光纤。如今,光棒直径已突破至23厘米,单棒拉纤可达1万公里,为全球最高技术水平。”

长飞人永远忘不了,8年前的7月21日那个雨天。习近平总书记在车间登上30米高的拉丝塔顶,不顾拉丝炉刺眼的光芒,观看了解光纤预制棒被融化的拉丝过程。

“总书记当时问我,你们的长飞梦是什么?我说,用6到8年时间做到这个领域的全球第一。总书记又问,为什么有这个长飞梦?我说,如果中国每一个行业,都有企业做到全球数一数二,那么我们的国家,也必定会成为世界级的创新大国和经济强国。” 这一席对话,庄丹一直牢记。

33年前,长飞派出第一批技术骨干及管理人员远渡重洋,赴荷兰学习光纤技术。很少有人知道,长飞名字中的“飞”,指的便是当时的合资方之一荷兰飞利浦。

“30多年前,我们不得不拿市场换技术。为了实现科技自主、用自己的碗装自己的粮食,过去1万多个日夜,我们研发创新片刻不敢停歇。今天,中国的光纤终于能够走出国门,用技术换市场。”庄丹说,长飞是目前全球唯一同时掌握了PCVD(等离子体化学气相沉积法)、OVD(管外气相沉积法)和VAD(轴向气相沉积法)等预制棒三大主流制备工艺的企业。

2016年,长飞预制棒、光纤及光缆三大主营业务全面问鼎全球第一。

兑现对总书记的那一声承诺,仅用了4年不到。

武汉锐科光纤激光技术股份有限公司脉冲光学车间一派繁忙景象。(湖北日报全媒记者 李溪 摄)

员工持股,开央企上市公司先河

2009年,已成为全国光通信巨头的烽火科技,正在面临一场前所未有的人才争夺战。

脱胎于武汉邮科院的烽火科技集团,堪称我国光通信的“黄埔军校”,以中国“光纤之父”赵梓森院士为代表,集结了当时全国最顶尖的光通信人才。

激烈的市场竞争中,激励机制不如民营企业灵活的央企烽火科技集团,一批又一批骨干人才陆续流失。

怎么办?

那一年,光谷获批国家自主创新示范区,并成为股权激励试点区。

烽火做出一个大胆的决定:在其下属最大企业烽火通信实施员工持股!

这是全国央企上市公司中,第一家实施股权激励的企业。首批200余名技术骨干获得公司股份,成了企业的“主人”。

2013年,光谷发起设立国内首个股权激励专项资金,借钱给企业员工买股份,总额5亿元。单个企业总申请额度最高3000万元,个人单笔最高可借款300万元。

2014年,烽火通信再度实施大规模股权激励计划,732名骨干管理层与核心技术人员,以7.15元/股的价格,买入公司2879.5万股股票,总金额2.03亿元。这是当时获国务院国资委批准的央企股权激励计划中,人员规模最大的一次。

光器件领军企业光迅科技,同期实施1.25亿元股权激励计划,涉及236名骨干人员。

——首批向光谷股权激励专项资金借款的5家企业中,4家来自“烽火系”。

美国哈佛大学教授威廉·詹姆士研究发现:在缺乏激励的环境中,人的潜力只能发挥出20%至30%。如果受到充分的激励,他们的能力可发挥80%至90%。

在中国工程院院士、中国信科集团副总经理余少华看来,央企上市公司实施股权激励,是国企改革的一项重要举措。光谷率先设立股权激励专项资金,不仅是体制机制的创新,也为国企改革打通了一条留才路径。

过去7年,光谷累计拿出了3.75亿元,支持22家高科技企业实施股权激励。今年,光谷股权激励专项资金规模扩大至10亿元。

武汉中国光谷未来科技城。(湖北日报全媒记者 梅涛 摄)

结束我国无力研发高功率激光器历史

一块厚度不到0.1毫米的超薄玻璃有多“脆”?

这样一块比头发丝还细、还薄的玻璃,在激光切割下,也能“毫发无损”地精准成型。作为我国最大的激光设备及高功率激光装备供应商之一,华工激光自主研发的超薄玻璃激光切割技术,切割速度每秒超过200毫米,上市后将应用于折叠手机、超薄电池基板等3C领域。

2019年,主攻太阳能光伏领域精密激光加工设备的帝尔激光,在深交所上市,并在以色列设立全球研发中心。

帝尔激光总经理李志刚介绍,过去3年,公司都是“翻番式增长”。2018年营业收入3.65亿元,2019年达7亿元,2020年顶住疫情压力跨越10亿元大关,企业平均净利润达营收的40%。

走进锐科激光的应用工艺检验车间,几十台功率不一的光纤激光器,光束飞旋。

一名操作员正在给一台8000瓦的光纤激光器“试刀”——3厘米厚的钢板,毫秒间光起“刀”落,跟切豆腐一般。作为20世纪的重大发明,激光被称作“最准的尺,最快的刀”。

锐科激光副董事长、总工程师闫大鹏百感交集地说,曾经,进口光纤激光器一度占据中国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,中国第一台1万瓦连续光纤激光器在锐科诞生,结束了我国不能自主研发高功率光纤激光器的历史。

2018年,锐科上市。截至目前,锐科直接应用客户超过1500家,出口欧美等40多个国家和地区。

闫大鹏说:“中国的光纤激光器在跟跑多年后,终于能与世界并跑。”

——在武汉未来科技城,这些激光上市企业和崛起中的激光产业集群,只是光谷30多年创新跨越的缩影。

当前,我省正以武汉光谷为支点,打造“光芯屏端网”万亿产业集群,支撑东湖科学城和光谷科创大走廊建设,引领新时期湖北创新驱动的高质量发展。

来源:湖北日报全媒记者蔡朝阳 李墨

与“新”相遇 vlog丨让数据畅跑!光通信“心脏”这样领先全球

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视频制作:李冲 谈牧

湖北日报全媒记者 刘洁 通讯员 游茁瑞

我们在网上“冲浪”时,会产生海量数据。这些数据将会在数据中心进行存储和运算。数据中心的运算能力越强,网络就会越流畅。其中,决定数据中心性能的核心部件,就是光模块。

5月6日,在华工科技子公司华工正源,一支支形似U盘的1.6T硅光高速光模块,正在进行-40℃至85℃的高低温循环测试。

华工正源数据中心光模块开发实验室,工程师正在研发、测试光模块产品。(湖北日报全媒记者 魏铼 摄)

这是目前全球速率最高的光模块之一,今年3月发布,采用华工正源自主研发的单波200G硅光芯片,处于全球领先水平。

作为光通信的“心脏”,光模块在通信网络和数据中心算力网络中均占据要津。光模块的核心器件——光、电芯片,又是实现高速率光模块的规模化量产的关键一环,然而长期被国外垄断,成为“卡脖子”技术。

关键核心技术买不来,更讨不来。华工正源痛下决心、弯道超车,在国内率先从传统芯片转向攻关硅光芯片。2022年,华工正源率先发布搭载自研芯片的800G硅光模块。不到两年时间,华工正源又开发出1.6T硅光高速光模块,引起业内广泛关注。

“通过新型材料集成和优化半导体有源工艺设计,1.6T硅光高速光模块功耗小于11W,进一步降低了光学损耗和产品功耗,带来性能的大幅提升,且成本更低。”华工正源总经理胡长飞说。

华工正源光子技术有限公司正在生产用于5G通信的高速光通信模块。近年来,湖北省提出以武汉光谷科创大走廊建设为牵引,打造全球顶尖的万亿元级“光芯屏端网”产业集群。(湖北日报全媒记者 李溪 摄)

1.6T硅光高速光模块兼容薄膜铌酸锂调制器和量子点激光器,拥有8个并行发送与接收通道,每通道运行波长为1310nm,运行速率为212.5Gbps,适用于1.6T以太网与无限带宽系统的2x800G应用。

“举个例子,1G的家庭网络速度,可以满足4至5人同时上网,1.6T的网速则可以满足4万至5万人同时上网,而且上传和下行的速率都很高,看4k视频也很流畅。”华工正源光模块器件研发工程师牛长进说。

近年来,以ChatGPT为代表的生成式AI工具正引领新一轮科技革命,前沿科技产业化的落地需要庞大的算力支持,对数据中心的基础硬件提出了更高的要求。

“随着生成式人工智能发展趋势逐渐明晰,1.6T甚至更高速的光模块将成为支撑数据中心向更高算力进军的有力支撑。”胡长飞说,目前公司正围绕1.6T硅光高速光模块工作稳定性和数据传输能力进行优化,预计2025年实现量产。

华工科技智能制造产业园生产车间内,工程技术人员在组装、调试激光切割智能装备。 (湖北日报全媒记者 魏铼 通讯员 俞智君 陈纯 摄) 

华工正源围绕产品、技术、材料开展布局,已开发硅光、CPO等不同方案的光模块产品。“今年上半年,订单额预计同比增长2倍,公司正积极进行扩产,国内全面启动光电子信息产业研创园建设项目,海外布局泰国和马来西亚工厂。”胡长飞说。

当下,华工科技围绕磷化铟、砷化镓化合物材料,积极布局硅基光电子、铌酸锂、量子点激光器等新型材料方向,自主研发并行光技术,同时积极推动新技术、新材料在下一代1.6T、3.2T等更高速产品应用,着力于打造全球领先的算力产品解决方案。

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