武汉形成芯片原子钟产业链

    □ 长江日报记者汪洋 通讯员杨湾湾

    “不到3立方厘米的芯片里，藏着一个完整的‘原子实验室’，激光器、原子气室、探测器、微型电路，一个都不能少。”在中科泰菲斯（武汉）技术有限公司（以下简称中科泰菲斯）武汉研发基地，陈杰华教授手持芯片原子钟产品，神情专注地介绍。作为国内芯片原子钟研发的开拓者，他的科研生涯始终与这枚“小芯片”深度绑定。

    从基础研究到应用攻关，从实验室样品到规模化量产，中国科学院精密测量院、武汉大学、中科泰菲斯三方聚力，拧成产学研用协同攻关的一股绳，让芯片原子钟从实验室走向市场，成为赋能国家战略的硬核力量。

    ■ 率先在汉组建攻关团队 填补我国原子钟领域空白

    20世纪90年代末，高精度时频技术被国外垄断。本世纪初，多国已开展CPT（相干布局囚禁）原子钟研究，我国尚为空白。中国科学院叶朝辉院士率先在中国科学院武汉物理与数学研究所布局，安排组建研制团队，当时还是博士生的陈杰华就是成员之一。

    从科学机理到技术方案，武汉科研团队一个一个地攻克难关，很快研制出国内首台CPT原子钟原理样机，此后又将CPT原子钟实施芯片化，推出中国的芯片原子钟，将中国芯片原子钟性能提升至国际水平。

    “武大在卫星导航领域的深厚积淀，能让芯片原子钟有效地在北斗、低轨卫星等发挥作用，更好地满足国家战略需求。”陈杰华说。

    作为在武汉大学支持下牵头组建的企业创始人，陈杰华身兼高校科研工作者与科技成果转化实践者双重身份，带领团队闯过产业化的难关。“科研成果不能只躺在论文里，要让它走向市场、服务国家，这才是科研的真正价值。”陈杰华说。

    实验室样机能做出来，规模化生产却是另一道全新的考题。2017年企业成立之初，团队便面临关键器件“卡脖子”、量产工艺不成熟、市场认可度低等多重挑战。而“高校+科研院所+企业”的协同攻关模式，成为武汉量子科技破解转化难题的核心密码。

    前年，中科泰菲斯实现芯片原子钟规模化量产与批量化销售，销量达数百套。去年，公司国内市场占有率稳居前三，各款产品销售状况良好，仅一款火柴盒大小的产品销售额便突破千万元，产品成本降至进口产品的1/3。

    陈杰华展示的研发规划里，除已量产的芯片原子钟，团队还布局了芯片光钟、芯片原子磁强计等系列量子传感器，而这些新产品的研发，依旧是在高校、科研院所、企业三方协同下发展、推进。

    ■ “水下北斗”、卫星、无人机用上芯片原子钟

    传统原子钟即便实施小型化，最小体积极限也有数百立方厘米，最低功耗至少也有数瓦。而芯片原子钟可实现体积数十立方厘米，功耗也可降低到两百毫瓦之内。美国已推出体积17立方厘米的产品，而武汉团队推出的芯片原子钟，与他们的产品其他主要性能相当，但体积仅美国产品的1/7。

    中科泰菲斯已实现芯片原子钟规模化量产，产品成功应用于微PNT、水下北斗、低轨卫星、无人机群等时间同步系统，凭借超小体积与超低功耗，市场前景广阔。其特性高度适配5G/6G基站时间同步需求，也完美契合海水屏蔽、无太阳能供电的海底自主同步体系对低功耗、长时工作的要求。

    一枚小小的武汉芯片原子钟，正成为赋能千行百业的硬核力量。在能源领域，为智能电网提供毫秒级同步基准，从源头防范大面积停电风险；在深海勘探领域，为水下北斗、潜航器提供独立时间基准，让深海精确定位从愿景变为现实；在低空经济领域，支撑百架无人机纳秒级协同作业，大幅提升设备抗干扰能力。

    “量子精密测量是量子科技最接近产业化的领域，而武汉已形成国内独一无二的芯片原子钟产业链优势。”武汉量科芯国科技有限公司副总经理袁起立说，围绕芯片原子钟的研发与生产，武汉已集聚起一批微纳工艺、电路集成、精密制造等配套企业，形成从核心器件研发到配套生产、从技术服务到市场应用的完整产业链，这让武汉成为中国量子精密测量产业发展的核心阵地。