过去的半个多世纪,光学领域的重要创新不但捧走了近20个诺贝尔奖,大量成果也走进了人们的日常生活之中:仅仅是你每天都在使用的手机,就涉及30多项光学技术。
最近在公开场合表达对光技术心向往之的一个重磅角色,是华为。
在《麻省理工科技评论》的一次公开活动上,华为战略研究院院长徐文伟就明确表示,未来5到10年,华为每年会给世界各地的大学和实验室投入3亿美元,将投资包括光计算在内的几大新兴技术方向。
(来源:华为)
而为该领域所感到兴奋的群体中,自然也少不了嗅觉敏锐的技术投资人的身影,之中更不乏堪称执着的信仰者。
在国内,中科创星联合创始人米磊便是其中一位。他在多个公开场合表示,回顾过去三次工业革命,第一次是机械化时代的革命,第二次是电气化时代的革命,第三次是信息化时代的革命,而眼前的第四次工业革命,正是“光子集成+人工智能+生命科学”的革命。“光学革命的时代已经开始”,他曾如此说道。
现在,中科创星投资该领域项目已经超过80家,正蓄势以待光子集成时代的到来。
图|半导体晶圆加工(来源:TSMC)
从激光器到光纤再到LED,光支撑的产业革命
回顾人类科技产业版图,重大光学技术创新曾创造过几次关键的产业革命拐点。
年激光器的发明,是光子繁荣得以展开的起点:当时,美国科学家西奥多·梅曼(TheodoreMaiman)创造了世界上第一个可见光输出激光器,使光学发展出现了重大突破,人类对光的认识、掌握和利用进入全新阶段。
同样是20世纪60年代,华裔科学家高琨提出用光代替电流,用玻璃纤维代替导线的设想,这一想法在年由美国康宁公司的实践所验证,光在光纤中进行远距离传输成为可能,光纤通信新纪元自此拉开序幕,开创了体量巨大的光子学工业,更带来“信息高速公路”这一全球性光子学工程。
20世纪90年代,日本科学家中村修二发明蓝光LED,直接推动整个LED照明产业迈向实用化,如今用手机聊天、用电脑工作、用电视消遣,都有蓝光LED的支持。
(来源:wiki)
上述技术的发明人,均获得了诺贝尔奖的青睐。
不过,直到今天的很长一段时间里,光子还未达到如同电子在整个科技产业的支配性地位。一个主要原因在于,人类对作为玻色子的光子的认识和利用,远不比作为费米子的电子更成熟。
特别在整体的产业化进程上,电子走过了从电学问世,到电子回路诞生,再到产品集成化、工程化进而产业化的完整路线,而光子还远未走完这些阶段。例如,在光通信、光显示、光存储等高技术产业,光子器件虽是关键部分,但在各类完整的系统和设备层面,和电子器件相比,其在总成本中所占的比重、产值可谓小巫见大巫。
未完成,也是正在进行时。变化发生于技术本身的自我成熟,也来自外部需求的转移——特别在必然产生海量数据的万物互联时代下,传统电子集成的技术解决方案已愈发吃力。
(来源:ASML)
以科技产业的核心地带——计算技术为例,现在,整个电子芯片产业界都在不断挑战半导体工艺技术极限,以满足越来越高的计算性能要求,而付出的代价也愈发逼近极限。对于中国的科技产业而言,还面临着更为严峻的情况:今年年初,荷兰*府根据瓦森纳国际协议,延缓ASML公司向中国出口极紫外光刻机。
光刻是半导体制造中最重要的设备,全球又仅有ASML能提供最高端的光刻设备。追溯电子芯片的产业链源头,我们亦不难发现,芯片产业争霸赛的关键同样包含光刻设备所赖的光学技术。
因此,越来越多的从业者将目光转向了光子解决方案,也就不难理解了:放眼新的技术载体,既能承载信息,也能承载能量,光子本身具备的独特物理特性,使其成为不二之选,利用光子技术的优越性与电子产业的成熟性相结合,或可突破现有的技术瓶颈,并塑造新的光学产业格局。
对于年背靠中科院西安光机所成立的中科创星而言,从公司诞生起,对光的“追逐”更是早早写在其基因之中,并笃定未来3~5年,光子集成时代将迎来爆发。
图|集成电路制造产业的基本构成(来源:中芯国际招股书)
布局光学正当时,7年投资80家创企
在接受DeepTech独家专访时,专注于光电芯片方向投资、中科创星董事总经理袁博首先回忆起公司与光的渊源:
“我们依托于中科院西安光机所成立。光机所主要从事的一大研究就是光学相关的精密机械,包括器械、模组等。成立之后我们优先考虑的一点就是现有的一些资源,再者我们对自己的领域相对比较熟悉,因此开始布局。后续成型的几个主要方向,我们划分为能量光子、医疗光子、信息光子。
能量光子,即基于激光设备来开发各种应用。之所以由此开始,是因为当时光机所中的团队有将成果产业化的打算,因此能量光子是我们首先涉足的领域。之后又扩展到医疗光子(例如激光医疗),再到现在的囊括消费光子在内的信息光子领域,我们整体是随着资源和认识等要素的到位进行提升和扩展,大概在3、4年前我们形成按照全光子布局来做投资的思路”,他说。
(来源:ASML)
他所指的全光子布局,在信息光子这部分,即沿着信息的传感、计算、传输、存储、显示完整链条,涵盖光发射、光传感、光传输、光处理、光存储、光呈现、光能源、光学材料、光器件等9个细分技术领域。
中科创星对光子技术投资的底层逻辑,正是利用光作为玻色子速度快、功耗低的技术特质,不断地应用到新的场景,逐步挤占电的空间,与电子产业相互融合。
现阶段,相比于电子产业已经更多基于工程和技术创新,光子技术仍更依赖于基础理论的突破和基础技术的发明,是绝对的硬科技领域。
全球范围来看,该领域正涌现出大量的有着强技术背景的创企,例如在欧洲就有超过家光子技术创企。而以较为成熟的美国光学产业为观察,既有Ma