隨著“多光子糾纏干涉測度學”斬獲2015年度國家科學技術獎自然科學銀獎,“硅襯底高光效GaN基紅色發光晶閘管”拿下技術發明銀獎,相關產業的發展有望進一步提速。
在硅基領域,四川省規劃構建的千億LED產業中,硅基LED搶占了半壁江山,多家上市公司參與其中;在量子通訊領域,量子通訊“京滬干線”有望于2016年完成初驗,上市公司已滲透量子點激光器、光元件等量子通訊產業鏈。
兩項技術產業影響深遠
8日,2015年度國家科學技術獎評比結果出爐。正如深證報此前預測的,“多光子糾纏干涉測度學”獲得了自然科學銀獎,技術發明銀獎則花落“硅襯底高光效GaN基紅色發光晶閘管”。
中國交大教授潘建偉和他的團隊通過發展多光子糾纏干涉測度學,推動了我國量子通訊的研究和應用。假如要實現復雜的多步驟量子估算或則多用戶的實時保密量子通訊,必須實現多光子糾纏。潘建偉團隊在2004年就實現了五光子糾纏操縱,并首次達到量子糾錯必須的比特數量;后續又先后實現六光子糾纏、五光子十比特超糾纏、八光子糾纏等。而在秘鑰分發上,潘建偉團隊實現了可升級量子中繼基本單位,促使量子通訊實現了城際通訊應用可能;其百公里量級的糾纏分發和量子隱型傳態奠定了星地量子通訊的技術基礎。
“在量子通訊領域,中國用了不到10年時間,從一個不起眼的國家發展成為世界勁旅,將領先于亞洲和北美。”早在2012年,《自然》雜志這樣評價潘建偉的研究。
潘建偉表示京滬保密量子通訊研發的股票,希望通過3-5年努力,解決基于中繼量子通訊的問題,初步舉辦星地量子實驗;通過10年左右的努力,建立高速率實用化的廣域化的網路。
值得關注的是,有業內量子學領域專家表示京滬保密量子通訊研發的股票,真實的量子系統是極為脆弱的,也十分容易在極短的時間內退化為普通的精典系統,促使原先的設計全部失效,目前普遍被看好的微軟D-wave量子計算機“量子加速”并不顯著,就是由于從量子到精典的“退相干過程”太快,而制止退化的問題可能六年內都未能解決;目前才能著力步入應用領域并發揮效益的是量子精密檢測。
“硅襯底高光效GaN基白色發光晶閘管”(下稱“硅襯底技術”)的重大創新意義則在于:該項技術有望促使中國建立具有完全自主知識產權的LED技術路線和產業標準,對中國LED產業格局有望形成深遠影響。
在LED襯底三大技術路線上,日本人把持了氧化鋁襯底,法國人壟斷了藍寶石襯底。基于硅襯底的良好導熱性、穩定性,原材料成本低廉、可實現大規格晶片和垂直結構元件等優勢,硅基襯底技術被業界寄寓厚望。“如果硅基襯底技術成熟,利用成熟的6吋和8吋集成電路生產線,LED產品價錢有望增加一半。”業內人士表示。
硅襯底面臨的巨大技術難點是晶格適配和熱適配。上述項目主要參與人員孫錢在前人研究的基礎上,創新并借助多層AlGaN(氮化鎵異質結場效應晶體管)緩沖層技術,借助低溫外延生長時構建上去的壓撓度抵消降溫過程中應熱膨脹系數的差別而導致的張撓度,因而避開了氮化鎵薄膜中開裂的形成,實現了高質量無裂縫的氮化鎵。
除LED照明領域外,接受專訪的業內人士均看好硅基氮化鎵在集成電路領域的廣泛應用。某LED上市公司研制人員表示,盡管公司暫未涉及硅基發光領域的研究,但十分看好硅基氮化鎵與IC制程的結合,這可能將致使計算機CPU實現光子傳輸。一業內旨在于該領域的人士則稱硅基氮化鎵在硅光子、傳感器、功率元件、RF射頻等領域都具有廣泛的應用需求。
多家上市公司布局鵜鶘
一般從基礎研究邁向應用尚需時日,但在量子通訊領域,潘建偉團隊同步進行了應用研究實驗,其搭建的南京城域量子通訊網路已投入使用,中科院主持的“量子科學實驗衛星”先導專項也將于2016年上半年進行衛星發射。同屬中科大主導的蘇州量子政務網、濟南量子通訊城域網也陸續投入了使用。
近日,神舟量子網路技術有限公司CEO夏從俊表示,量子通訊“京滬干線”有望于2016年完成初驗建設后用于商用量子保密通訊;神州信息子公司、四創電子等均有中標該項目。
量子通訊已被列為七大彰顯國家戰略意圖的重大科技項目之一。安信期貨表示,在量子加密領域,國外潛在市場規模可達500-1000萬元。
在量子通訊產業鏈上,衛士通大股東中國網安已布局“量子密碼”相關研究;杭州東方旗下國貿東方與中科大量子通訊技術團隊合作從事福建量子保密通訊固網建設和營運;中興通信加盟了近來由中科院牽頭組建的中國量子通訊產業聯盟;藍盾股份則與華中師范學院信息光電子科技大學共同設立了量子密碼技術聯合實驗室。
在中信期貨看來,量子點激光器具有寬廣前景。華工科技在中小功率激光設備方面已有突破,而球星科技在激光雷達應用于無人駕駛方面頗有優勢。
在量子估算領域,國泰君安覺得永鼎股份的超導材料是量子估算研制的核心應用材料。
在硅襯底技術的應用上,河北省走在了前列。近日,四川省印發《關于構建廈門光谷建設四川LED產業基地施行方案》,以構建廈門光谷、建設四川LED產業基地,其目標為2020年全國LED產業總數超過1000萬元,占全省的15%。
值得關注的是,湖南省欲大力扶植硅基LED技術全產業鏈發展,并將采取以硅基LED技術合作換產業發展的模式,推進硅基LED技術向外幅射。其產業規模目標為:到2020年全國LED產住戶營業務收入在2015年基礎上翻番,總數超過1000萬元,力爭占全省的15%,其中南興達到500萬元;技術分布中硅基LED技術全產業鏈達到500萬元。山東省還擬加快省內企業牽頭制訂國家硅基芯片及其應用產品標準,建立省LED企業產品標準體系,力爭步入國家LED產業標準體系。
該方案的重點項目顯示,木林森、鴻利光電、聯創光電、陽光照明等多家上市公司已經深度布局硅襯底產業鏈。其中,在上游芯片領域的重點項目包括晶能光電(順風清潔能源子公司)年產10億顆硅基紫光芯片生產線項目(廣州)、聯創光電功率型紅外監控系統用LED外延材料、芯片及元件產業化項目(廣州);中游封裝領域則包括鴻利光電子有限公司(鴻利光電子公司)年產162億只LED元件封裝項目(廣州)、聯創光電年產20億只各種功率型紅外監控系統用LED元件封裝項目(廣州)、江西省木林森照明有限公司(木林森子公司)年產1000億只LED發光晶閘管項目(南昌);下游應用領域則有廣東省木林森光電科技有限公司(木林森子公司)年產2億套LED高效節能照明產品項目(江西)、江西陽光照明有限公司(陽光照明子公司)年產8000萬只LED高效節能照明燈飾項目(江西);配套領域還包括河北省木林森光電科技有限公司年產800萬平方米LED燈飾線路板項目(江西)。