編者按：大江東去，長卷萬里。長江經(jīng)濟(jì)帶橫跨我國東中西三大板塊，人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)總量占據(jù)著全國“半壁江山”。黨的十八大以來，習(xí)近平總書記親自謀劃、親自部署、親自推動(dòng)長江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展。新中國成立75周年、長江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)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(bào)道，聚焦長江經(jīng)濟(jì)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(gè)個(gè)生動(dòng)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
“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(shí)驗(yàn)室，一片歡欣雀躍。該中心聯(lián)合鵬城實(shí)驗(yàn)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(xiàng)性能指標(biāo)均領(lǐng)先全球成果，或?qū)?yīng)用于下一代算力系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心建設(shè)。
中心總經(jīng)理肖希走出實(shí)驗(yàn)室，看著對(duì)面的一幢原武漢郵科院老樓，難掩激動(dòng)，“老樓一樓廁所邊，原本也有一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(jì)元。”
這是值得驕傲和感慨的時(shí)刻。幾十年來，幾代科研人員接力“追光”，從無到有，從有到強(qiáng)，從“一束光”到萬光匯聚的“光谷”，從未懈怠。
一
1966年，英國華裔科學(xué)家高錕提出利用石英玻璃進(jìn)行信號(hào)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信號(hào)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(yàn)性光纖，光纖通信時(shí)代由此開啟。
消息很快傳至國內(nèi)。1972年底，時(shí)為武漢郵電學(xué)院（武漢郵科院前身）教師的趙梓森提出“光纖通信”科研項(xiàng)目。“相比電通信，光通信的優(yōu)點(diǎn)是帶寬，是電通信的千倍萬倍！”肖希介紹道。
因?yàn)闊o經(jīng)驗(yàn)可循，國家那時(shí)候也不富裕，投入巨資去研究“空中樓閣”的項(xiàng)目，趙梓森并不被理解。
“機(jī)會(huì)不是等來的，必須通過努力才能爭取到。”對(duì)前沿科技的探索，趙梓森沒有停下腳步。他和志同道合的同事組成團(tuán)隊(duì)，在郵科院廁所旁的清洗室里搭建起簡易實(shí)驗(yàn)室，找來酒精燈、舊機(jī)床，又用螺絲釘和橡皮泥做成調(diào)準(zhǔn)器，開始了一次又一次的實(shí)驗(yàn)。
熔煉石英玻璃，非常危險(xiǎn)，稍有不慎還會(huì)引起爆炸。一天，趙梓森不小心將四氯化硅液體噴進(jìn)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。”2小時(shí)后，身體恢復(fù)正常，他又回實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)工作。
就是在這種艱苦條件下，1976年，趙梓森和團(tuán)隊(duì)用石墨爐、氧氣、四氯化硅等最基礎(chǔ)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(huì)上，趙梓森利用研制的光纖和上海光機(jī)所提供的激光器做光源，傳輸了一路黑白電視信號(hào)。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(yù)制棒，拉出來的光纖長達(dá)8500公里，能容納全球48億人同時(shí)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(shè)備、光模塊器件、光纖光纜等關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
二
趙梓森的故事，讓創(chuàng)新的種子播撒進(jìn)“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(tuán)。
“那一年，習(xí)近平總書記首次到光谷考察，對(duì)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。總書記指出：‘一定要堅(jiān)定不移走中國特色自主創(chuàng)新道路，培養(yǎng)和吸引人才，推動(dòng)科技和經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合，真正把創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略落到實(shí)處。’”深受鼓舞的肖希馬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(jī)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(hào)，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(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，還避免了傳統(tǒng)光器件材料過小、價(jià)格過貴等劣勢(shì)，能達(dá)到降本增效的作用。”肖希說。
“我們團(tuán)隊(duì)有近60人，一半以上都是博士。不僅隊(duì)伍更強(qiáng)大，研發(fā)環(huán)境也更好，和趙院士那時(shí)候是天壤之別。”肖希說，環(huán)境變了，但前輩科學(xué)家篳路藍(lán)縷開拓光纖通信事業(yè)的精神必須傳承好。
就在團(tuán)隊(duì)全力攻關(guān)的關(guān)鍵時(shí)刻，2018年4月，習(xí)近平總書記再次來到光谷，并到烽火科技集團(tuán)考察。肖希記得，“總書記說，具有自主知識(shí)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(shí)現(xiàn)突破，掌握更多具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，掌控產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)。他還特別強(qiáng)調(diào)，國家需要我們?cè)谶@方面加快步伐。”
總書記語重心長的囑托，國家的殷切期盼，激勵(lì)著所有人：“造中國芯，造有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國芯！”
在團(tuán)隊(duì)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(gè)有源和無源光元件，并支持100Gb/s高速光信號(hào)傳輸，不僅“身材”超小，性能更高，成本還更低，可廣泛應(yīng)用于傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心光傳輸設(shè)備。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)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(shí)產(chǎn)權(quán)的400G相干商用硅光收發(fā)芯片，成為當(dāng)時(shí)國際上已報(bào)道的、集成度最高的商用硅光集成芯片之一。
“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。”腳步不停，持續(xù)攀高，肖希和團(tuán)隊(duì)研發(fā)的硅光芯片又實(shí)現(xiàn)了Tb/s級(jí)跨越，進(jìn)而達(dá)到2Tb/s！
三
光，源于點(diǎn)而至無窮。
激光，被稱為最快的刀、最準(zhǔn)的尺和最亮的光。現(xiàn)代高科技產(chǎn)品，幾乎都離不開激光加工，比如智能手機(jī)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(xué)，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(tái)高性能光纖激光器、首套三維五軸激光切割機(jī)、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(xiàng)“中國第一”，牢牢占據(jù)全球行業(yè)第一梯隊(duì)。
“2022年6月，習(xí)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(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)攻關(guān)，掌握更多具有自主知識(shí)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。”華工科技焊接自動(dòng)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品100%國產(chǎn)化。”
肖群是2011年來到華工科技的。當(dāng)時(shí)，公司正在研發(fā)調(diào)試第一代激光弱化自動(dòng)化設(shè)備。“我們要和趙院士一樣，敢首創(chuàng)、敢做國內(nèi)第一。”
“激光弱化技術(shù)廣泛運(yùn)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(gè)個(gè)小孔就組合成一條虛線。交通事故發(fā)生時(shí)，虛線處會(huì)快速斷開，安全氣囊得以迅速彈出。虛線斷開不及時(shí)、斷裂時(shí)飛出碎片，就會(huì)對(duì)人員造成傷害。”
“產(chǎn)品初邁向市場時(shí)，車企不愿意‘買單’，他們還是更青睞進(jìn)口設(shè)備。后來，我們同臺(tái)競技，遇到相同問題時(shí)，我們現(xiàn)場解決問題的能力要比進(jìn)口的強(qiáng)，獲得了客戶信任，一下子打開了局面。”正是這份肯定堅(jiān)定了肖群團(tuán)隊(duì)的研發(fā)方向。前不久，他們的第五代激光弱化自動(dòng)化裝備成功“牽手”知名汽車品牌，技術(shù)實(shí)力實(shí)現(xiàn)從追趕到與進(jìn)口設(shè)備并駕齊驅(qū)，市場占有率大幅提升。
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(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)化設(shè)備強(qiáng)烈需求，他們不斷拓展激光技術(shù)在高端制造領(lǐng)域的應(yīng)用場景。2023年7月，公司成功研發(fā)出我國首臺(tái)核心部件100%國產(chǎn)化的高端晶圓激光切割設(shè)備，在半導(dǎo)體激光設(shè)備領(lǐng)域取得了多個(gè)“中國第一”的突破。在航空航天領(lǐng)域，華工科技也相繼推出航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)驗(yàn)室將在烽火集團(tuán)的大樓里1：1復(fù)原。最初的那束光，永遠(yuǎn)閃亮！
