中国光谷光电子产业规模占全国50%迈向世界级产业集群

位于光谷的国家信息光电子创新中心无尘实验室内，工程师在操作设备。 （湖北日报全媒记者 魏铼 摄）

湖北日报全媒记者 张真真 李源

4月26日，2024中关村论坛上发布的《国家高新区创新能力评价报告（2023）》显示，武汉东湖高新区（即“中国光谷”）光电子产业规模占全国的50%。

支撑起半壁江山的是这里多条赛道的全球最大、全国最大——

历经36年发展，中国光谷已成为全球最大的光纤光缆研发制造基地，全国最大的光器件研发生产基地、中小尺寸显示面板产业基地和重要的激光产业基地。

向“新”追光，从“0”到“1”。第一个光通信国际标准，全球首款128层QLC存储芯片，全国第一根新型实用化光纤，全国首个400G硅光模块，全国首台10万瓦光纤激光器……

2022年6月28日，习近平总书记在光谷考察时指出，湖北武汉东湖新技术开发区在光电子信息产业领域独树一帜。

以“光芯屏端网”为特色，以中国光谷为创新极核，向光谷科创大走廊延伸，湖北光电子信息产业规模今年有望突破万亿元大关，迈向世界级产业集群。

“光芯屏端网”同频上新

4月9日，2024化合物半导体产业博览会上，华工科技展出了目前全球速率最高的光模块——1.6T硅光高速光模块，使数据中心存储和运算速度大大提升。

这一形似U盘的核心部件，采用了华工科技自主研发的单波200G硅光芯片，处于全球领先水平。

这家以激光打标起家的湖北科技龙头企业，不断向“芯”创造，参与构建全联接、全感知、全智能的产业版图。

同样向“芯”创造的，还有连续8年在光纤预制棒、光纤、光缆领域保持全球第一的长飞。

5月7日，武汉新城中心片区，总投资200亿元的长飞先进半导体武汉基地正火热建设。

“预计今年6月封顶，明年投产。”长飞先进总裁陈重国介绍，投产后可年产36万片碳化硅晶圆，实现从光伏、储能、充电桩到新能源汽车等应用领域的全覆盖。

在屏产业领域，湖北也是领先全球、密集上新。

全球首款65吋8K印刷OLED曲面显示屏，全球首款14吋2.8K印刷 OLED笔电显示屏，全球最高像素密度2.1吋LTPO-VR LCD头戴显示屏……一项项“全球首款”在湖北发布。

1.6T光模块让数据“奔跑”更畅快

华工科技又一“光能力”领先全球

武汉光迅科技股份有限公司高端光电子器件产业基地，工程技术人员在安装调试设备。 （湖北日报全媒记者 魏铼 通讯员 郭曼 摄）

湖北日报全媒记者 刘洁 通讯员 游茁瑞

我们在网上“冲浪”时，会产生海量数据。这些数据将会在数据中心进行存储和运算。数据中心的运算能力越强，网络就会越流畅。其中，决定数据中心性能的核心部件，就是光模块。

5月6日，在华工科技子公司华工正源，一支支形似U盘的1.6T硅光高速光模块，正在进行-40℃至85℃的高低温循环测试。

这是目前全球速率最高的光模块之一，今年3月发布，采用华工正源自主研发的单波200G硅光芯片，处于全球领先水平。

作为光通信的“心脏”，光模块在通信网络和数据中心算力网络中均占据要津。光模块的核心器件——光、电芯片，又是实现高速率光模块的规模化量产的关键一环，然而长期被国外垄断，成为“卡脖子”技术。

关键核心技术买不来，更讨不来。华工正源痛下决心、弯道超车，在国内率先从传统芯片转向攻关硅光芯片。2022年，华工正源率先发布搭载自研芯片的800G硅光模块。不到两年时间，华工正源又开发出1.6T硅光高速光模块，引起业内广泛关注。

“通过新型材料集成和优化半导体有源工艺设计，1.6T硅光高速光模块功耗小于11W，进一步降低了光学损耗和产品功耗，带来性能的大幅提升，且成本更低。”华工正源总经理胡长飞说。

1.6T硅光高速光模块兼容薄膜铌酸锂调制器和量子点激光器，拥有8个并行发送与接收通道，每通道运行波长为，运行速率为212.5Gbps，适用于1.6T以太网与无限带宽系统的应用。

“举个例子，1G的家庭网络速度，可以满足4至5人同时上网，1.6T的网速则可以满足4万至5万人同时上网，而且上传和下行的速率都很高，看4k视频也很流畅。”华工正源光模块器件研发工程师牛长进说。

近年来，以为代表的生成式AI工具正引领新一轮科技革命，前沿科技产业化的落地需要庞大的算力支持，对数据中心的基础硬件提出了更高的要求。

“随着生成式人工智能发展趋势逐渐明晰，1.6T甚至更高速的光模块将成为支撑数据中心向更高算力进军的有力支撑。”胡长飞说，目前公司正围绕1.6T硅光高速光模块工作稳定性和数据传输能力进行优化，预计2025年实现量产。

华工正源围绕产品、技术、材料开展布局，已开发硅光、CPO等不同方案的光模块产品。“今年上半年，订单额预计同比增长2倍，公司正积极进行扩产，国内全面启动光电子信息产业研创园建设项目，海外布局泰国和马来西亚工厂。”胡长飞说。

当下，华工科技围绕磷化铟、砷化镓化合物材料，积极布局硅基光电子、铌酸锂、量子点激光器等新型材料方向，自主研发并行光技术，同时积极推动新技术、新材料在下一代1.6T、3.2T等更高速产品应用，着力于打造全球领先的算力产品解决方案。

电、光信号转换的关键“翻译官”——

国内首款电光强度调制器在汉量产

湖北日报全媒记者 马文俊 通讯员 吴非

5月6日，位于光谷的国家信息光电子创新中心无尘实验室内，一台台光学显微镜前，工程师们正忙着检测刚下线的高精尖通信器件。

“自从去年底发布后，这款电光强度调制器的订单已排满，供不应求！”该中心硅光技术部经理陈代高说，尽管产品刚刚小批量量产，但包括中电科、深圳鹏城实验室在内，不少省内外科研院所、高端仪器设备厂等产业客户已主动上门求购。

随着人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术的大规模应用，全球数据总量呈指数式增长，大数据、高速率、远距离信息传输需求不断提升。作为电、光信号转换的关键“翻译官”，调制器决定着通信发射端传输的质量，含金量不言而喻。

此前，我国仅能研制生产带宽在40GHz以内的电光调制器，带宽超过67GHz的电光调制器被国外少数公司垄断。同时，传统硅光材料产品传输接近“天花板”，难以匹配高速通信的发展脚步。

自2020年起，国家信息光电子创新中心就在薄膜铌酸锂芯片、先进封装工艺等产业空白处发力布局，最终完成“换道超车”。

铌酸锂在业内被称为“光学硅”。近年随着光通信产业对带宽、集成度的要求不断提高，铌酸锂正从晶体应用向薄膜时代跨越，但其设计难度大、工艺极其复杂。依托长期的技术积累，中心研发人员接连跨过设计、制造工艺、封装等各个环节的门槛，从零起步，实现领先技术的成功“卡位”。

三年“磨剑”中，该团队还借鉴微电子工艺，先后攻克并掌握了超高带宽调制器芯片、高频电学互连焊接工艺等关键技术。通过为光芯片“嫁接”电芯片，团队在保证新款调制器实现超高带宽、超高速率的同时，保证其低功耗、高分辨率与高抗干扰能力。

“作为首款国产化电光强度调制器，该产品核心芯片和零部件已全部国产化，多个关键技术指标达到国际先进水平。”中心器件技术部经理王栋介绍，相较现行的主流产品，新款器件的传输速率提升了3至4倍，可广泛应用于光通信、光互连、光计算、光电测试测量、微波光子等宽带光电子信息系统上。

“通过多工艺协同攻关，在即将举办的‘光博会’上，我们还将发布新一代光电融合芯片产品，领航探路关键光器件‘无人区’。”陈代高说，以突破高端材料、芯片工艺、先进封装等方面关键共性技术瓶颈为目标，国家信息光电子创新中心将持续打造协同创新生态系统，着力破解我国信息光电子“缺芯”难题。