隨著“多光子糾纏干涉測(cè)度學(xué)”斬獲2015年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)自然科學(xué)銀獎(jiǎng)，“硅襯底高光效GaN基紅色發(fā)光晶閘管”拿下技術(shù)發(fā)明銀獎(jiǎng)，相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有望進(jìn)一步提速。
在硅基領(lǐng)域，四川省規(guī)劃構(gòu)建的千億LED產(chǎn)業(yè)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(lǐng)域，量子通訊“京滬干線”有望于2016年完成初驗(yàn)，上市公司已滲透量子點(diǎn)激光器、光元件等量子通訊產(chǎn)業(yè)鏈。
兩項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)影響深遠(yuǎn)
8日，2015年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)比結(jié)果出爐。正如深證報(bào)此前預(yù)測(cè)的，“多光子糾纏干涉測(cè)度學(xué)”獲得了自然科學(xué)銀獎(jiǎng)，技術(shù)發(fā)明銀獎(jiǎng)則花落“硅襯底高光效GaN基紅色發(fā)光晶閘管”。
中國(guó)交大教授潘建偉和他的團(tuán)隊(duì)通過(guò)發(fā)展多光子糾纏干涉測(cè)度學(xué)，推動(dòng)了我國(guó)量子通訊的研究和應(yīng)用。假如要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多步驟量子估算或則多用戶的實(shí)時(shí)保密量子通訊，必須實(shí)現(xiàn)多光子糾纏。潘建偉團(tuán)隊(duì)在2004年就實(shí)現(xiàn)了五光子糾纏操縱，并首次達(dá)到量子糾錯(cuò)必須的比特?cái)?shù)量；后續(xù)又先后實(shí)現(xiàn)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(fā)上，潘建偉團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了可升級(jí)量子中繼基本單位，促使量子通訊實(shí)現(xiàn)了城際通訊應(yīng)用可能；其百公里量級(jí)的糾纏分發(fā)和量子隱型傳態(tài)奠定了星地量子通訊的技術(shù)基礎(chǔ)。
“在量子通訊領(lǐng)域，中國(guó)用了不到10年時(shí)間，從一個(gè)不起眼的國(guó)家發(fā)展成為世界勁旅，將領(lǐng)先于亞洲和北美。”早在2012年，《自然》雜志這樣評(píng)價(jià)潘建偉的研究。
潘建偉表示京滬保密量子通訊研發(fā)的股票，希望通過(guò)3-5年努力，解決基于中繼量子通訊的問(wèn)題，初步舉辦星地量子實(shí)驗(yàn)；通過(guò)10年左右的努力，建立高速率實(shí)用化的廣域化的網(wǎng)路。
值得關(guān)注的是，有業(yè)內(nèi)量子學(xué)領(lǐng)域?qū)＜冶硎?strong>京滬保密量子通訊研發(fā)的股票，真實(shí)的量子系統(tǒng)是極為脆弱的，也十分容易在極短的時(shí)間內(nèi)退化為普通的精典系統(tǒng)，促使原先的設(shè)計(jì)全部失效，目前普遍被看好的微軟D-wave量子計(jì)算機(jī)“量子加速”并不顯著，就是由于從量子到精典的“退相干過(guò)程”太快，而制止退化的問(wèn)題可能六年內(nèi)都未能解決；目前才能著力步入應(yīng)用領(lǐng)域并發(fā)揮效益的是量子精密檢測(cè)。
“硅襯底高光效GaN基白色發(fā)光晶閘管”（下稱“硅襯底技術(shù)”）的重大創(chuàng)新意義則在于：該項(xiàng)技術(shù)有望促使中國(guó)建立具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LED技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)格局有望形成深遠(yuǎn)影響。
在LED襯底三大技術(shù)路線上，日本人把持了氧化鋁襯底，法國(guó)人壟斷了藍(lán)寶石襯底?；诠枰r底的良好導(dǎo)熱性、穩(wěn)定性，原材料成本低廉、可實(shí)現(xiàn)大規(guī)格晶片和垂直結(jié)構(gòu)元件等優(yōu)勢(shì)，硅基襯底技術(shù)被業(yè)界寄寓厚望。“如果硅基襯底技術(shù)成熟，利用成熟的6吋和8吋集成電路生產(chǎn)線，LED產(chǎn)品價(jià)錢有望增加一半?！睒I(yè)內(nèi)人士表示。
硅襯底面臨的巨大技術(shù)難點(diǎn)是晶格適配和熱適配。上述項(xiàng)目主要參與人員孫錢在前人研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新并借助多層AlGaN（氮化鎵異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管）緩沖層技術(shù)，借助低溫外延生長(zhǎng)時(shí)構(gòu)建上去的壓撓度抵消降溫過(guò)程中應(yīng)熱膨脹系數(shù)的差別而導(dǎo)致的張撓度，因而避開(kāi)了氮化鎵薄膜中開(kāi)裂的形成，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量無(wú)裂縫的氮化鎵。
除LED照明領(lǐng)域外，接受專訪的業(yè)內(nèi)人士均看好硅基氮化鎵在集成電路領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。某LED上市公司研制人員表示，盡管公司暫未涉及硅基發(fā)光領(lǐng)域的研究，但十分看好硅基氮化鎵與IC制程的結(jié)合，這可能將致使計(jì)算機(jī)CPU實(shí)現(xiàn)光子傳輸。一業(yè)內(nèi)旨在于該領(lǐng)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(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用需求。
多家上市公司布局鵜鶘
一般從基礎(chǔ)研究邁向應(yīng)用尚需時(shí)日，但在量子通訊領(lǐng)域，潘建偉團(tuán)隊(duì)同步進(jìn)行了應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)，其搭建的南京城域量子通訊網(wǎng)路已投入使用，中科院主持的“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”先導(dǎo)專項(xiàng)也將于2016年上半年進(jìn)行衛(wèi)星發(fā)射。同屬中科大主導(dǎo)的蘇州量子政務(wù)網(wǎng)、濟(jì)南量子通訊城域網(wǎng)也陸續(xù)投入了使用。
近日，神舟量子網(wǎng)路技術(shù)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(yàn)建設(shè)后用于商用量子保密通訊；神州信息子公司、四創(chuàng)電子等均有中標(biāo)該項(xiàng)目。
量子通訊已被列為七大彰顯國(guó)家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目之一。安信期貨表示，在量子加密領(lǐng)域，國(guó)外潛在市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)500-1000萬(wàn)元。
在量子通訊產(chǎn)業(yè)鏈上，衛(wèi)士通大股東中國(guó)網(wǎng)安已布局“量子密碼”相關(guān)研究；杭州東方旗下國(guó)貿(mào)東方與中科大量子通訊技術(shù)團(tuán)隊(duì)合作從事福建量子保密通訊固網(wǎng)建設(shè)和營(yíng)運(yùn)；中興通信加盟了近來(lái)由中科院牽頭組建的中國(guó)量子通訊產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；藍(lán)盾股份則與華中師范學(xué)院信息光電子科技大學(xué)共同設(shè)立了量子密碼技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。
在中信期貨看來(lái)，量子點(diǎn)激光器具有寬廣前景。華工科技在中小功率激光設(shè)備方面已有突破，而球星科技在激光雷達(dá)應(yīng)用于無(wú)人駕駛方面頗有優(yōu)勢(shì)。
在量子估算領(lǐng)域，國(guó)泰君安覺(jué)得永鼎股份的超導(dǎo)材料是量子估算研制的核心應(yīng)用材料。
在硅襯底技術(shù)的應(yīng)用上，河北省走在了前列。近日，四川省印發(fā)《關(guān)于構(gòu)建廈門光谷建設(shè)四川LED產(chǎn)業(yè)基地施行方案》，以構(gòu)建廈門光谷、建設(shè)四川LED產(chǎn)業(yè)基地，其目標(biāo)為2020年全國(guó)LED產(chǎn)業(yè)總數(shù)超過(guò)1000萬(wàn)元，占全省的15%。
值得關(guān)注的是，湖南省欲大力扶植硅基LED技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，并將采取以硅基LED技術(shù)合作換產(chǎn)業(yè)發(fā)展的模式，推進(jìn)硅基LED技術(shù)向外幅射。其產(chǎn)業(yè)規(guī)模目標(biāo)為：到2020年全國(guó)LED產(chǎn)住戶營(yíng)業(yè)務(wù)收入在2015年基礎(chǔ)上翻番，總數(shù)超過(guò)1000萬(wàn)元，力爭(zhēng)占全省的15%，其中南興達(dá)到500萬(wàn)元；技術(shù)分布中硅基LED技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈達(dá)到500萬(wàn)元。山東省還擬加快省內(nèi)企業(yè)牽頭制訂國(guó)家硅基芯片及其應(yīng)用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，建立省LED企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，力爭(zhēng)步入國(guó)家LED產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。
該方案的重點(diǎn)項(xiàng)目顯示，木林森、鴻利光電、聯(lián)創(chuàng)光電、陽(yáng)光照明等多家上市公司已經(jīng)深度布局硅襯底產(chǎn)業(yè)鏈。其中，在上游芯片領(lǐng)域的重點(diǎn)項(xiàng)目包括晶能光電（順風(fēng)清潔能源子公司）年產(chǎn)10億顆硅基紫光芯片生產(chǎn)線項(xiàng)目（廣州）、聯(lián)創(chuàng)光電功率型紅外監(jiān)控系統(tǒng)用LED外延材料、芯片及元件產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目（廣州）；中游封裝領(lǐng)域則包括鴻利光電子有限公司（鴻利光電子公司）年產(chǎn)162億只LED元件封裝項(xiàng)目（廣州）、聯(lián)創(chuàng)光電年產(chǎn)20億只各種功率型紅外監(jiān)控系統(tǒng)用LED元件封裝項(xiàng)目（廣州）、江西省木林森照明有限公司（木林森子公司）年產(chǎn)1000億只LED發(fā)光晶閘管項(xiàng)目（南昌）；下游應(yīng)用領(lǐng)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(chǎn)2億套LED高效節(jié)能照明產(chǎn)品項(xiàng)目（江西）、江西陽(yáng)光照明有限公司（陽(yáng)光照明子公司）年產(chǎn)8000萬(wàn)只LED高效節(jié)能照明燈飾項(xiàng)目（江西）；配套領(lǐng)域還包括河北省木林森光電科技有限公司年產(chǎn)800萬(wàn)平方米LED燈飾線路板項(xiàng)目（江西）。