編者按：大江東去，長卷萬里。長江經(jīng)濟帶橫跨我國東中西三大板塊，人口規(guī)模和經(jīng)濟總量占據(jù)著全國“半壁江山”。黨的十八大以來，習近平總書記親自謀劃、親自部署、親自推動長江經(jīng)濟帶高質(zhì)量發(fā)展。新中國成立75周年、長江經(jīng)濟帶建設正式上升為國家戰(zhàn)略10周年之際，新江蘇客戶端?中國江蘇網(wǎng)推出《“最”憶是長江》系列報道，聚焦長江經(jīng)濟帶所涉11省市在75年發(fā)展中尤其是十八大以來創(chuàng)造的具有“首次”“首創(chuàng)”特質(zhì)的事件，或是在跨越發(fā)展中誕生的“中國第一”乃至“世界第一”，通過一個個生動鮮活的故事，全方位展現(xiàn)發(fā)生在這片土地上的宏闊變遷。
最：1976年，武漢誕生中國第一根石英光纖
國家信息光電子創(chuàng)新中心
“成了！”
2024年5月，位于武漢光谷的國家信息光電子創(chuàng)新中心實驗室，一片歡欣雀躍。該中心聯(lián)合鵬城實驗室研發(fā)的中國第一塊2Tb/s三維集成硅光芯粒成功出樣，各項性能指標均領先全球成果，或?qū)糜谙乱淮懔ο到y(tǒng)和數(shù)據(jù)中心建設。
中心總經(jīng)理肖希走出實驗室，看著對面的一幢原武漢郵科院老樓，難掩激動，“老樓一樓廁所邊，原本也有一個實驗室，1976年，趙梓森院士在里面拉出了中國第一根石英光纖，開啟了光纖通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新紀元?！?/p>
這是值得驕傲和感慨的時刻。幾十年來，幾代科研人員接力“追光”，從無到有，從有到強，從“一束光”到萬光匯聚的“光谷”，從未懈怠。
一
趙梓森院士在簡陋的實驗室里拉出中國第一根石英光纖（復原圖）
1966年，英國華裔科學家高錕提出利用石英玻璃進行信號傳輸?shù)臉?gòu)想。構(gòu)想提出，只要把鐵雜質(zhì)的含量降到百萬分之一，就可以制造出波長在0.6μm左右、損耗為20dB/km的玻璃材料，這種材料能用來實現(xiàn)遠距離信號傳輸。
1970年，美國康寧公司依據(jù)高錕理論制造出世界上第一根試驗性光纖，光纖通信時代由此開啟。
消息很快傳至國內(nèi)。1972年底，時為武漢郵電學院（武漢郵科院前身）教師的趙梓森提出“光纖通信”科研項目?！跋啾入娡ㄐ?，光通信的優(yōu)點是帶寬，是電通信的千倍萬倍！”肖希介紹道。
因為無經(jīng)驗可循，國家那時候也不富裕，投入巨資去研究“空中樓閣”的項目，趙梓森并不被理解。
“機會不是等來的，必須通過努力才能爭取到?！睂η把乜萍嫉奶剿?，趙梓森沒有停下腳步。他和志同道合的同事組成團隊，在郵科院廁所旁的清洗室里搭建起簡易實驗室，找來酒精燈、舊機床，又用螺絲釘和橡皮泥做成調(diào)準器，開始了一次又一次的實驗。
熔煉石英玻璃，非常危險，稍有不慎還會引起爆炸。一天，趙梓森不小心將四氯化硅液體噴進右眼，劇痛令他暈倒在地。到了醫(yī)院，醫(yī)生也不知道如何搶救，蘇醒過來的他說：“用蒸餾水沖眼睛，打吊針?！?小時后，身體恢復正常，他又回實驗室繼續(xù)工作。
就是在這種艱苦條件下，1976年，趙梓森和團隊用石墨爐、氧氣、四氯化硅等最基礎的原料拉制出一根17米長的玻璃絲，這是中國第一根石英光纖。
1977年，在郵電部舉辦的展覽會上，趙梓森利用研制的光纖和上海光機所提供的激光器做光源，傳輸了一路黑白電視信號。自此，我國的光纖通信技術(shù)迎頭直趕世界，目前可以制造出直徑20厘米、長3米的世界最大石英玻璃預制棒，拉出來的光纖長達8500公里，能容納全球48億人同時在線通話。
一束光，也孕育出全球最大、最完整的光通信產(chǎn)業(yè)體系，助力我國光通信設備、光模塊器件、光纖光纜等關(guān)鍵技術(shù)達到國際先進水平。
研究人員正在進行芯片金絲鍵合操作
二
趙梓森的故事，讓創(chuàng)新的種子播撒進“追光者”心中。
2013年，肖希來到武漢，加入由武漢郵科院改制的烽火科技集團。
“那一年，習近平總書記首次到光谷考察，對科研人員說，我們這么大的國家，不能做其他國家的技術(shù)附庸?？倳浿赋觯骸欢ㄒ獔远ú灰谱咧袊厣灾鲃?chuàng)新道路，培養(yǎng)和吸引人才，推動科技和經(jīng)濟緊密結(jié)合，真正把創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略落到實處?！鄙钍芄奈璧男はｑR不停蹄地投入到硅光芯片核心技術(shù)攻關(guān)中。
與傳統(tǒng)電子芯片或CPU、GPU、手機處理器等集成電路不同，光芯片是部分或全部用光來代替電流傳遞信號，硅光芯片則是在硅晶圓的芯片上集成光器件。“硅光芯片不僅具有速度快、功耗低、體積小、抗干擾性強等優(yōu)勢，還避免了傳統(tǒng)光器件材料過小、價格過貴等劣勢，能達到降本增效的作用?！毙はＵf。
2Tb/s硅基3D集成光發(fā)射芯粒
2Tb/s硅基3D集成光接收芯粒
“我們團隊有近60人，一半以上都是博士。不僅隊伍更強大，研發(fā)環(huán)境也更好，和趙院士那時候是天壤之別。”肖希說，環(huán)境變了，但前輩科學家篳路藍縷開拓光纖通信事業(yè)的精神必須傳承好。
就在團隊全力攻關(guān)的關(guān)鍵時刻，2018年4月，習近平總書記再次來到光谷，并到烽火科技集團考察。肖希記得，“總書記說，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，是企業(yè)的‘命門’所在。企業(yè)必須在核心技術(shù)上不斷實現(xiàn)突破，掌握更多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，掌控產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導權(quán)。他還特別強調(diào)，國家需要我們在這方面加快步伐?！?/p>
總書記語重心長的囑托，國家的殷切期盼，激勵著所有人：“造中國芯，造有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國芯！”
在團隊努力下，2018年8月，我國首款商用“100G硅光收發(fā)芯片”正式研制投產(chǎn)。這塊不到30平方毫米、小拇指指甲蓋一半大的硅芯片上，集成了包括光發(fā)送、調(diào)制、接收等近60個有源和無源光元件，并支持100Gb/s高速光信號傳輸，不僅“身材”超小，性能更高，成本還更低，可廣泛應用于傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心光傳輸設備。在此基礎上，團隊又夜以繼日地討論新一代芯片的技術(shù)方案。經(jīng)過3年艱苦研發(fā)，2021年底又推出中國首款、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的400G相干商用硅光收發(fā)芯片，成為當時國際上已報道的、集成度最高的商用硅光集成芯片之一。
芯片測試篩檢環(huán)節(jié)
“從100G到400G，我們的硅光芯片提速3倍，能耗和體積卻只有100G的1/3?！蹦_步不停，持續(xù)攀高，肖希和團隊研發(fā)的硅光芯片又實現(xiàn)了Tb/s級跨越，進而達到2Tb/s！
三
光，源于點而至無窮。
激光，被稱為最快的刀、最準的尺和最亮的光?，F(xiàn)代高科技產(chǎn)品，幾乎都離不開激光加工，比如智能手機制造過程中，有七成環(huán)節(jié)要用到激光工藝。孵化于華中科技大學，有著25年發(fā)展歷史的華工科技，是國內(nèi)首家以激光為主業(yè)的上市公司。
國內(nèi)首臺高性能光纖激光器、首套三維五軸激光切割機、首條新能源汽車全鋁車身激光焊裝生產(chǎn)線……通過自主研發(fā)，華工科技接連突破一批“卡脖子”技術(shù)難題，先后誕生60多項“中國第一”，牢牢占據(jù)全球行業(yè)第一梯隊。
華工科技第五代激光弱化自動化裝備
“2022年6月，習近平總書記第三次來到武漢，考察光電子產(chǎn)業(yè)。在華工激光，他強調(diào)要加強技術(shù)研發(fā)攻關(guān)，掌握更多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，不斷延伸創(chuàng)新鏈、完善產(chǎn)業(yè)鏈?！比A工科技焊接自動化產(chǎn)品線研發(fā)部經(jīng)理肖群記憶猶新，“我們正是按照總書記的要求，以光為核，以業(yè)為鏈，掌握核心技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品100%國產(chǎn)化?！?/p>
肖群是2011年來到華工科技的。當時，公司正在研發(fā)調(diào)試第一代激光弱化自動化設備?！拔覀円挖w院士一樣，敢首創(chuàng)、敢做國內(nèi)第一。”
“激光弱化技術(shù)廣泛運用于汽車上，比如，安全氣囊，需要用激光頭在儀表板上‘打孔’，一個個小孔就組合成一條虛線。交通事故發(fā)生時，虛線處會快速斷開，安全氣囊得以迅速彈出。虛線斷開不及時、斷裂時飛出碎片，就會對人員造成傷害?！?/p>
“產(chǎn)品初邁向市場時，車企不愿意‘買單’，他們還是更青睞進口設備。后來，我們同臺競技，遇到相同問題時，我們現(xiàn)場解決問題的能力要比進口的強，獲得了客戶信任，一下子打開了局面?！闭沁@份肯定堅定了肖群團隊的研發(fā)方向。前不久，他們的第五代激光弱化自動化裝備成功“牽手”知名汽車品牌，技術(shù)實力實現(xiàn)從追趕到與進口設備并駕齊驅(qū)，市場占有率大幅提升。
華工集團展廳
類似的故事，在華工科技的生產(chǎn)車間里接連上演，圍繞各個產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)化設備強烈需求，他們不斷拓展激光技術(shù)在高端制造領域的應用場景。2023年7月，公司成功研發(fā)出我國首臺核心部件100%國產(chǎn)化的高端晶圓激光切割設備，在半導體激光設備領域取得了多個“中國第一”的突破。在航空航天領域，華工科技也相繼推出航空發(fā)動機熱端關(guān)鍵零部件激光加工裝備等產(chǎn)品，它們都代表著國家競爭力，具備國際競爭力。
沐光、追光、聚光、發(fā)光。從“一束光”蝶變?yōu)橐蛔皠?chuàng)新新城”，“光”正與武漢同心同向，一代又一代的追光者在這里創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，書寫傳奇。光谷也成為全球原始創(chuàng)新策源地，加速形成國家戰(zhàn)略科技力量。
讓肖希、肖群更加欣慰的是，趙梓森院士拉出第一根石英光纖的簡易實驗室將在烽火集團的大樓里1：1復原。最初的那束光，永遠閃亮！
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