当前位置:首页 > 战略报告 > 正文

欧洲光子学2021-2027战略发展路线图

发布时间: 2020-02-10 14:07:30   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

  面对日益激烈的国际竞争,欧盟自1984年以来实施了8个研发框架计划,为夯实科技基础,培育欧盟竞争力,落实欧盟战略要务,并应对全球性挑战,20186月欧盟委员会又提出了预算达976亿欧元的第九期研发框架计划——“地平线欧洲”计划(20212027年)。为准备FP9(地平线欧洲),针对光子学领域和欧洲优先领域的需求和挑战变化,20193月,Photonics21平台管理的一个行业、学术、政府联盟——光学政府社会合作组织(以下简称PPP)正式公布了下一代欧洲光子研发的战略路线图。本报摘译报告部分内容如下:

  光子学作为一项必不可少的关键技术,是未来几年欧洲“下一次数字革命”的关键基石。具体来说,光子技术将为世界各地、每个行业提供必要的“工具和解决方案”。为更具竞争力,欧洲已经开始接受这一挑战。

  本战略路线图概述了欧洲在FP9(欧盟第9个创新研发框架计划)或“地平线欧洲(Horizon Europe)”中,将要挑战的创新项目和研究。这些项目加强数字转型的同时,将提高欧洲公民的福利和生活质量。

  现今,欧洲光电子工业主要由中小型企业组成,处于快速增长和蓬勃发展时期。约5000家公司仅在这一领域就创造了30多万个高技能就业岗位,年营业额超过600亿欧元。欧洲光电子行业复合年均增长率(CAGR)6.2%,是欧洲GDP增速的4倍。

  欧洲是全球光电子市场的领先者之一,仅次于中国。根据强劲的增长预测,到2022年,光子市场的复合年均增长率预计将达到8.4%。这一强势地位突显了未来光技术的持续增长潜力。光电子技术在物联网、网络安全、量子技术、医疗保健和增材制造等未来巨型市场中,将是关键的推动者。

  

  1 欧洲的光电子技术将创新过程的双方连接起来

  未来,随着新的光技术进入市场,光子学将日益影响我们生活的各个领域,并变得无处不在:在可穿戴设备中,光子传感器随时监测人体健康;在自动驾驶汽车中,光子设备随时观察周围的环境;在无线设备安全通信中心,LED照明只是未来功能之一。

  为了筹备FP9, Photonics21平台为欧洲光子学和所有相关的终端用户行业开发了新的战略。Photonics21以成熟的协作方法为基础,与欧洲1700多家公司和研究机构的利益相关者进行了磋商。通过12次研讨交流,制定了该光子学多年度战略路线图。

  共包括8份专题路线图,摘要如下:

  在信息和通信领域,新的可编程光学设备将成为欧洲数字社会、工业和经济主要依赖的“中枢神经系统”。光子学通信技术以超快的速度在全球每个家庭的数百万个扩展光纤网络中传输数据,是现代社会和经济的光学生命线。

  高度集成、精确快速的多传感器数据融合光子传感器是数字社会的感知器官。光子技术支持了新的人工智能算法,使我们对自动驾驶、智能城市、工业4.0、气候研究,以及医学突破有了全面了解。

  然而,在信息和通信领域,满足成本、能源效率和技术限制的同时,在未来十年中,光子技术将面临一个艰巨研究挑战——满足各种所需性能并保障网络安全。

  工业制造和质量相关的主题路线图,通过规划未来的全数字化价值链来应对工业4.0的挑战。从供应商到客户,将引入新的合作形式、新的定制化服务和新商业模式,这将进一步增强欧洲工业基础。新的激光系统和用于参数监测的传感器技术的综合使用,将成为纯数字化和价值链连接的核心,使企业能够在大规模生产相同零部件和生产个性化产品之间快速切换。

  欧洲人在生命科学和健康方面面临的重大挑战是老龄化社会、与年龄相关疾病增加,以及医疗保健成本的增加。移动的、可穿戴的光子设备(结合先进的生物传感器,用于即时的现场诊断和治疗,测量穿戴者的医疗状况和健康状况)的发展将有助于早期诊断和后期干预,以降低医疗成本和改善患者体验。

  价格合理的光基实时诊断程序可对疾病进行分类,并监测和评估治疗效果,这将为精准医疗的实施打开大门,进一步提高治疗的有效性。未来,光基技术的发展可能有助于寻找新的生物指标,并对当前无法治愈的疾病开发有希望的治疗方法,也有望对大脑功能有更深入的了解。

  照明、电子和显示等新技术将成为物联网的智能支柱,使信息和通信技术变得无处不在。眼镜甚至隐形眼镜上的微型显示屏将通过增强现实技术(Augmented RealityAR)提供个性化信息,让复杂的工作变得更容易完成。经典的导航和信息系统将被识别个人习惯和偏好的信息所取代。照明、电子和显示技术将在应对未来能源和粮食安全相关的挑战中发挥关键作用。

  通过感应式照明控制功能来监测楼宇的使用情况,并且在无人居住的地方关掉暖气、照明和电力装置,可大大减少能源消耗。该功能将在新建筑中无处不在,并用于改造现有建筑。发展以人为中心的照明,可以改善个人体验,并减少事故。在农业中,利用专门促进植物生长的人造光,并结合光基传感器,将是提高产量和粮食质量的关键,特别是在城市农业中,空间和光是非常重要的。

  物联网革命正在改变我们的社会。在这场革命中,机器无需人工干预就能感知、操作、交流和做出决定。由于与传感器子系统相关的物联网成本巨大,光子学安全、计量和传感器行业成为这一转型的核心。由于越来越多的传感器需要与物联网整合,未来应着重研究物联网、智能手机、平板电脑和其他工业产品中的嵌入式光子学技术。

  支撑上述所有领域的是光学元件与系统的设计制造。虽然有许多元件和系统问题需要解决,但最关键的是光子集成电路和器件的发展。该领域的成功将导致成本和规模的降低,并提高光子系统的稳定性。新的、增强型光子集成电路将使光子学技术在许多领域得到全面应用,并将在欧洲数字转型中发挥重要作用。集成光子器件的需求也来自于新兴的量子技术领域,特别是量子计算和量子通信。

  未来光子学的一个重要领域是教育和培训下一代专业人才。他们应具备挖掘光子学技术巨大潜力的创新必备技能。未来,需要创新的方法来吸引学生们学习STEM学科和光子学。颠覆性的基础和应用研究将继续成为未来技术发展的基础,使我们能够解决目前看来无法解决的问题。同样,学术界和工业界之间的积极协作也需要继续。过去,这种合作已成功地将许多光基研究成果推向市场,是一种非常成功的战略。

  由于在汽车和运输部门增加了光子学技术的嵌入,因此我们编制了这一领域的专题路线图。这里将发挥重要作用的关键照明技术是基于光子的传感器、通信和照明技术,以及先进的人机界面。这些技术的进步将有助于解决四个主要挑战:道路安全、清洁交通、无拥堵道路运输和汽车工业数字化。

  最后的主题路线图以农业和粮食为重点,探究在气候变化和人口增长的背景下如何应对粮食安全这一全球挑战。本路线图探讨了粮食生产的经济性、低浪费性、环境和社会的可持续性。通过在农场、食品加工厂和消费者手中的监测,光基技术大有可为。虽然已经有一些成功应用光子学的案例,但本专题路线图所要解决的最大挑战是,如何降低成本和易于操作,以满足欧洲农业界的具体需求。

  为了将光子学战略的多年度路线图变成现实,欧盟委员会和欧洲光子学界之间需要更强有力的合作。欧洲光子学界要求光子学应成为新欧洲框架计划“地平线欧洲”的战略重点。

  实施这一战略可以进一步加强欧洲的经济和竞争力,而欧洲光电子工业的经济表现将受益于激烈竞争的全球市场。此外,它也将对私营机构未来的研发投资产生积极影响,并将为欧洲数字经济创造100万个新的就业机会。

  光子学成为推动欧洲的数字转型和应对未来ICT、健康、移动、能源、安全等领域不可或缺的技术。欧洲光子学界团结一心,积极应战,有信心为不断提升欧洲的竞争力和全民生活质量做出贡献。

 

 

   

我来说两句
您尚未登录,请登录后发布评论! 【马上登录
评论列表
已有 0 条评论(查看更多评论)
友情链接
 
电话:021-69918000 传真:021-69918800 Processed in 0.066 second(s)
360网站安全检测平台 Powered by SIOM Copyright © 2014 www.siom.ac.cn, All Rights Reserved pv总量 访客数总量