随着“多光子纠缠干涉测度学”斩获2015年度国家科学技术奖自然科学银奖,“硅衬底高光效GaN基红色发光晶闸管”拿下技术发明银奖,相关产业的发展有望进一步提速。
在硅基领域,四川省规划构建的千亿LED产业中,硅基LED抢占了半壁江山,多家上市公司参与其中;在量子通讯领域,量子通讯“京沪干线”有望于2016年完成初验,上市公司已渗透量子点激光器、光元件等量子通讯产业链。
两项技术产业影响深远
8日,2015年度国家科学技术奖评比结果出炉。正如深证报此前预测的,“多光子纠缠干涉测度学”获得了自然科学银奖,技术发明银奖则花落“硅衬底高光效GaN基红色发光晶闸管”。
中国交大教授潘建伟和他的团队通过发展多光子纠缠干涉测度学,推动了我国量子通讯的研究和应用。假如要实现复杂的多步骤量子估算或则多用户的实时保密量子通讯,必须实现多光子纠缠。潘建伟团队在2004年就实现了五光子纠缠操纵,并首次达到量子纠错必须的比特数量;后续又先后实现六光子纠缠、五光子十比特超纠缠、八光子纠缠等。而在秘钥分发上,潘建伟团队实现了可升级量子中继基本单位,促使量子通讯实现了城际通讯应用可能;其百公里量级的纠缠分发和量子隐型传态奠定了星地量子通讯的技术基础。
“在量子通讯领域,中国用了不到10年时间,从一个不起眼的国家发展成为世界劲旅,将领先于亚洲和北美。”早在2012年,《自然》杂志这样评价潘建伟的研究。
潘建伟表示京沪保密量子通讯研发的股票,希望通过3-5年努力,解决基于中继量子通讯的问题,初步举办星地量子实验;通过10年左右的努力,建立高速率实用化的广域化的网路。
值得关注的是,有业内量子学领域专家表示京沪保密量子通讯研发的股票,真实的量子系统是极为脆弱的,也十分容易在极短的时间内退化为普通的精典系统,促使原先的设计全部失效,目前普遍被看好的微软D-wave量子计算机“量子加速”并不显著,就是由于从量子到精典的“退相干过程”太快,而制止退化的问题可能六年内都未能解决;目前才能着力步入应用领域并发挥效益的是量子精密检测。
“硅衬底高光效GaN基白色发光晶闸管”(下称“硅衬底技术”)的重大创新意义则在于:该项技术有望促使中国建立具有完全自主知识产权的LED技术路线和产业标准,对中国LED产业格局有望形成深远影响。
在LED衬底三大技术路线上,日本人把持了氧化铝衬底,法国人垄断了蓝宝石衬底。基于硅衬底的良好导热性、稳定性,原材料成本低廉、可实现大规格晶片和垂直结构元件等优势,硅基衬底技术被业界寄寓厚望。“如果硅基衬底技术成熟,利用成熟的6吋和8吋集成电路生产线,LED产品价钱有望增加一半。”业内人士表示。
硅衬底面临的巨大技术难点是晶格适配和热适配。上述项目主要参与人员孙钱在前人研究的基础上,创新并借助多层AlGaN(氮化镓异质结场效应晶体管)缓冲层技术,借助低温外延生长时构建上去的压挠度抵消降温过程中应热膨胀系数的差别而导致的张挠度,因而避开了氮化镓薄膜中开裂的形成,实现了高质量无裂缝的氮化镓。
除LED照明领域外,接受专访的业内人士均看好硅基氮化镓在集成电路领域的广泛应用。某LED上市公司研制人员表示,尽管公司暂未涉及硅基发光领域的研究,但十分看好硅基氮化镓与IC制程的结合,这可能将致使计算机CPU实现光子传输。一业内旨在于该领域的人士则称硅基氮化镓在硅光子、传感器、功率元件、RF射频等领域都具有广泛的应用需求。
多家上市公司布局鹈鹕
一般从基础研究迈向应用尚需时日,但在量子通讯领域,潘建伟团队同步进行了应用研究实验,其搭建的南京城域量子通讯网路已投入使用,中科院主持的“量子科学实验卫星”先导专项也将于2016年上半年进行卫星发射。同属中科大主导的苏州量子政务网、济南量子通讯城域网也陆续投入了使用。
近日,神舟量子网路技术有限公司CEO夏从俊表示,量子通讯“京沪干线”有望于2016年完成初验建设后用于商用量子保密通讯;神州信息子公司、四创电子等均有中标该项目。
量子通讯已被列为七大彰显国家战略意图的重大科技项目之一。安信期货表示,在量子加密领域,国外潜在市场规模可达500-1000万元。
在量子通讯产业链上,卫士通大股东中国网安已布局“量子密码”相关研究;杭州东方旗下国贸东方与中科大量子通讯技术团队合作从事福建量子保密通讯固网建设和营运;中兴通信加盟了近来由中科院牵头组建的中国量子通讯产业联盟;蓝盾股份则与华中师范学院信息光电子科技大学共同设立了量子密码技术联合实验室。
在中信期货看来,量子点激光器具有宽广前景。华工科技在中小功率激光设备方面已有突破,而球星科技在激光雷达应用于无人驾驶方面颇有优势。
在量子估算领域,国泰君安觉得永鼎股份的超导材料是量子估算研制的核心应用材料。
在硅衬底技术的应用上,河北省走在了前列。近日,四川省印发《关于构建厦门光谷建设四川LED产业基地施行方案》,以构建厦门光谷、建设四川LED产业基地,其目标为2020年全国LED产业总数超过1000万元,占全省的15%。
值得关注的是,湖南省欲大力扶植硅基LED技术全产业链发展,并将采取以硅基LED技术合作换产业发展的模式,推进硅基LED技术向外幅射。其产业规模目标为:到2020年全国LED产住户营业务收入在2015年基础上翻番,总数超过1000万元,力争占全省的15%,其中南兴达到500万元;技术分布中硅基LED技术全产业链达到500万元。山东省还拟加快省内企业牵头制订国家硅基芯片及其应用产品标准,建立省LED企业产品标准体系,力争步入国家LED产业标准体系。
该方案的重点项目显示,木林森、鸿利光电、联创光电、阳光照明等多家上市公司已经深度布局硅衬底产业链。其中,在上游芯片领域的重点项目包括晶能光电(顺风清洁能源子公司)年产10亿颗硅基紫光芯片生产线项目(广州)、联创光电功率型红外监控系统用LED外延材料、芯片及元件产业化项目(广州);中游封装领域则包括鸿利光电子有限公司(鸿利光电子公司)年产162亿只LED元件封装项目(广州)、联创光电年产20亿只各种功率型红外监控系统用LED元件封装项目(广州)、江西省木林森照明有限公司(木林森子公司)年产1000亿只LED发光晶闸管项目(南昌);下游应用领域则有广东省木林森光电科技有限公司(木林森子公司)年产2亿套LED高效节能照明产品项目(江西)、江西阳光照明有限公司(阳光照明子公司)年产8000万只LED高效节能照明灯饰项目(江西);配套领域还包括河北省木林森光电科技有限公司年产800万平方米LED灯饰线路板项目(江西)。