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展望2025年:量子測量行業(yè)政策、產(chǎn)業(yè)鏈情況及相關(guān)企業(yè)玩家
1、量子測量行業(yè)概述
量子測量對外界物理量變化導(dǎo)致的微觀系統(tǒng)量子態(tài)變化進行調(diào)控和觀測,實現(xiàn)精密傳感測量,精度、靈敏度和穩(wěn)定性等核心指標(biāo)比傳統(tǒng)技術(shù)有數(shù)量級提升。主要技術(shù)方向包括用于新一代定位/導(dǎo)航/授時的光學(xué)原子鐘、光學(xué)時頻傳輸、原子陀螺儀與重力儀等,以及用于高靈敏度檢測與目標(biāo)識別的光量子雷達、磁場精密測量、物質(zhì)痕量檢測等。主要應(yīng)用場景涵蓋國防軍工、航空航天、地質(zhì)/資源勘測和生物醫(yī)療等眾多行業(yè)領(lǐng)域,多種樣機產(chǎn)品進入實用化與產(chǎn)業(yè)化階段。
2、量子測量行業(yè)政策
2024年7月,二十屆三中全會《中共中央關(guān)于進一步全面深化改革推進中國式現(xiàn)代化的決定》 加強關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新,加強新領(lǐng)域新賽道制度供給,建立未來產(chǎn)業(yè)投入增長機制,完善推動新一代信息技術(shù)、人工智能、航空航天、新能源、新材料、高端裝備、生物醫(yī)藥、量子科技等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和治理體系,引導(dǎo)新興產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。
2024年5月,網(wǎng)信辦等三部門《信息化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)行動計劃(2024-2027)》布局新興技術(shù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)?!涌炝孔有畔?biāo)準(zhǔn)布局,推動術(shù)語、功能模型、參考架構(gòu)等基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)研制,開展量子計算、量子通信、量子測量等關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究。
2023年8月,工信部等四部門聯(lián)合發(fā)布《新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實施方案(2023-2035 年)》。方案對量子信息領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作提出明確指導(dǎo)意見:開展量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化路線圖研究。加快研制量子信息術(shù)語定義、功能模型、參考架構(gòu)、基準(zhǔn)測評等基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)。聚焦量子測量領(lǐng)域,研制量子超高精度定位、量子導(dǎo)航和授時、量子高靈敏度探測與目標(biāo)識別等標(biāo)準(zhǔn)。
2022年3月,科技部發(fā)布《“十四五”國家重點研發(fā)計劃“地球觀測與導(dǎo)航”重點專項2022年度項目申報指南(征求意見稿)》。2022年2月,科技部發(fā)布《“十四五”國家重點研發(fā)計劃“基礎(chǔ)科研條件與重大科學(xué)儀器設(shè)備研發(fā)”重點專項2022年度項目申報指南(征求意見稿)》。2022年1月,國務(wù)院印發(fā)《計量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》,提出加強計量基礎(chǔ)和前沿技術(shù)研究。實施“量子度量衡”計劃,重點研究基于量子效應(yīng)和物理常數(shù)的量子計量技術(shù)及計量基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)裝置小型化技術(shù),突破量子傳感和芯片級計量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),形成核心器件研制能力。研究人工智能、生物技術(shù)、新材料、新能源、先進制造和新一代信息技術(shù)等領(lǐng)域精密測量技術(shù)。
3、量子測量行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈情況
量子測量具備技術(shù)方向多元、應(yīng)用場景豐富、產(chǎn)業(yè)化前景明確的特點。量子測量各技術(shù)方向的發(fā)展成熟度有較大差異,既有原子鐘、原子重力儀等已成熟商用產(chǎn)品,也有量子磁力計、光量子雷達和量子陀螺等處于工程化研發(fā)和應(yīng)用探索階段的樣機產(chǎn)品,還有量子關(guān)聯(lián)成像、里德堡原子天線等尚處于系統(tǒng)技術(shù)攻關(guān)的原型機。
近年來,隨著量子測量技術(shù)和應(yīng)用的不斷發(fā)展,國內(nèi)外均有相關(guān)初創(chuàng)企業(yè)不斷涌現(xiàn),傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)也在量子測量不同技術(shù)方向加大布局推動力度,以上游基礎(chǔ)材料器件系統(tǒng)、中游系統(tǒng)樣機產(chǎn)品和下游多領(lǐng)域行業(yè)應(yīng)用組成的產(chǎn)業(yè)鏈基本形成。
量子測量行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
資料來源:普華有策制圖
(1)量子測量行業(yè)上游現(xiàn)狀及影響
量子測量產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是系統(tǒng)研發(fā)所需的基礎(chǔ)材料、元器件和支撐系統(tǒng)提供商。基礎(chǔ)材料包括高純度同位素材料、金剛石、性氣體等;元器件主要包括激光器、原子氣室、光學(xué)系統(tǒng)元器件、電子元器件、線纜等;支撐系統(tǒng)主要包括磁屏蔽、真空、低溫、隔振等環(huán)境保障;量子測量上游廠商在歐美集中度較高?,F(xiàn)階段量子測量技術(shù)路線多元,上游原料、器件差異性大,給上游整合和優(yōu)化帶來挑戰(zhàn)。未來,供應(yīng)鏈發(fā)展需要科研機構(gòu)和企業(yè)積極推動產(chǎn)學(xué)研合作,促進上下游協(xié)同創(chuàng)新,通過共同研發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、聯(lián)合生產(chǎn)等方式,逐步實現(xiàn)供應(yīng)鏈整合和優(yōu)化。此外,建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也是推動量子測量供應(yīng)鏈培育和發(fā)展的重要手段,通過制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測體系,推動上游材料和器件的標(biāo)準(zhǔn)化,可降低供應(yīng)鏈企業(yè)成本和風(fēng)險。
(2)量子測量行業(yè)中游發(fā)展現(xiàn)狀分析
行業(yè)中游主要包含各種技術(shù)方向的系統(tǒng)設(shè)備提供商。目前可以商用的量子測量設(shè)備產(chǎn)品包括量子時鐘、量子重力儀、量子磁力計及其衍生產(chǎn)品、光量子雷達等。
冷原子鐘多用于計量、授時、基礎(chǔ)科研等場景,同時其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大,產(chǎn)業(yè)化程度較低。熱原子鐘已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、電力、衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域,成熟度和商業(yè)化成熟度最高。近年來,芯片級的熱原子鐘成為產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點逐步實現(xiàn)工程化樣機向商用產(chǎn)品的迭代演進,如果成本可以進一步降低,有望替代現(xiàn)有高精度晶振并改變現(xiàn)有時頻網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。分子鐘是近年來提出的一種新型量子時鐘,利用惰性氣體的振動譜特性,有望實現(xiàn)千秒穩(wěn) 10-11~10-13 量級,純電學(xué)元件驅(qū)動,無需光學(xué)器件和恒溫加熱系統(tǒng),對磁場不敏感,易實現(xiàn)芯片化,未來應(yīng)用前景廣闊。
量子重力儀目前已實現(xiàn)集成化、可移動、自動化控制,未來還需要實現(xiàn)小型化和降低成本。
量子磁力計近年來發(fā)展迅速,也隨之衍生出一系列新型測量傳感設(shè)備,如腦磁圖儀、心磁圖儀、量子掃描顯微鏡、量子電流互感器等,商業(yè)化成熟度方面正在快速提升。
量子雷達主要分為兩種,一種是基于單光子探測的光量子雷達,另一種是基于量子糾纏、壓縮等原理的量子干涉雷達、量子照明雷達和量子增強雷達。前者已經(jīng)實現(xiàn)商用,后者仍處于原理驗證階段。光量子雷達在環(huán)境監(jiān)測,道路交通、氣象測繪等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,市場驅(qū)動力較大。
其他量子測量產(chǎn)品如量子慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和原子天線等,在國防軍工等領(lǐng)域有重要戰(zhàn)略價值,但是產(chǎn)品成熟度還有待提升。
(3)量子測量行業(yè)下游應(yīng)用
行業(yè)下游主要包括國防軍工、環(huán)境監(jiān)測、定位導(dǎo)航、基礎(chǔ)科研、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。
當(dāng)前量子測量技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)成為傳統(tǒng)傳感測量領(lǐng)域的有效補充和增強技術(shù)方案,未來隨著樣機產(chǎn)品性能指標(biāo)、工程化水平和體積成本的進一步優(yōu)化,有望成為超越現(xiàn)有傳感測量手段的下一代技術(shù)方案演進方向。但也需要看到,大多數(shù)量子測量技術(shù)仍主要處于實驗室研發(fā)和原型機攻關(guān)階段,如何走出實驗室,在工程化應(yīng)用場景中實現(xiàn)落地樣機整體能力指標(biāo)如何滿足實際場景中全方位應(yīng)用需求,仍是需要產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界開展協(xié)同推動并突破的科技成果轉(zhuǎn)化瓶頸。當(dāng)前,量子測量技術(shù)的商業(yè)價值尚未完全顯現(xiàn),社會資本的投入力度有限,主要依靠公共研發(fā)資金支持,加大量子測量領(lǐng)域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的支持力度也是未來推動商業(yè)化應(yīng)用的必要條件。
4、量子測量行業(yè)相關(guān)企業(yè)玩家
(1)成都天奧電子股份有限公司
天奧電子由中電十所控股,目前旗下單位在量子雷達、量子成像、量子導(dǎo)航等方面開展了大量前沿性基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。主要從事時間頻率、北斗衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和銷售。時間頻率產(chǎn)品包括頻率系列產(chǎn)品和時間同步系列產(chǎn)品兩類,主要應(yīng)用于航空航天、衛(wèi)星導(dǎo)航、軍民用通信及國防裝備等領(lǐng)域。
(2)國儀量子技術(shù)(合肥)股份有限公司
國儀量子的核心技術(shù)是以量子精密測量為代表的先進測量技術(shù),為全球范圍內(nèi)企業(yè)、政府、研究機構(gòu)提供以增強型量子傳感器為代表的核心關(guān)鍵器件、用于分析測試的科學(xué)儀器裝備、賦能行業(yè)應(yīng)用的核心技術(shù)解決方案等優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。
(3)國耀量子雷達科技有限公司
國耀量子是一家從事近紅外到中紅外光量子雷達研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的企業(yè)。面向大氣環(huán)境污染排放監(jiān)控、大氣氣象變化監(jiān)控、城市智慧交通出行、機場氣象變化監(jiān)控保障、國防軍事應(yīng)用、科研教學(xué)實驗等需求,公司為用戶提供網(wǎng)格化監(jiān)測的軟硬件解決方案。
(4)安徽省國盛量子科技有限公司
國盛量子致力于常溫固態(tài)量子傳感產(chǎn)品的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。核心產(chǎn)品為金剛石量子磁力儀、金剛石量子溫度探針、金剛石量子顯微鏡,并以此為基礎(chǔ)開發(fā)量子電流測量設(shè)備、量子電能測量模組、量子平面裂紋檢測儀、量子筆試裂紋檢測儀、量子管道裂紋探傷儀等系列產(chǎn)品。
(5)中科酷原科技(武漢)有限公司
中科酷原是國內(nèi)首個同時具備原子量子計算和量子精密測量研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力的公司,致力于成為國際領(lǐng)先的量子技術(shù)行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。量子精密測量產(chǎn)品包括高精度緊湊型量子絕對重力儀、便攜性原子量子重力儀、原子重力梯度儀。
(6)成都中微達信科技有限公司
中微達信主要致力于量子精密測控、量子傳感器和基于現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)的高效能實時計算平臺的研制。
(7)北京未磁科技有限公司
未磁科技自成立以來以原子磁力計核心技術(shù)為平臺,實現(xiàn)了底層技術(shù)和核心器件的完全自主可控,并瞄準(zhǔn)心血管重大疾病精準(zhǔn)檢測和腦科學(xué)領(lǐng)域進行商業(yè)應(yīng)用落地,率先成功研制了完全自主知識產(chǎn)權(quán)的心磁圖儀高端醫(yī)療影像器械及腦磁圖儀系統(tǒng)解決方案,獲批腦磁圖儀和心磁圖儀醫(yī)療器械注冊證。
(8)中科啟迪光電子科技(廣州)有限公司
中科啟迪光電子專注于量子精密測量與傳感技術(shù)研發(fā);時頻同步產(chǎn)品研發(fā)、制造以及北斗導(dǎo)航終端應(yīng)用,擁有自研的時間頻率核心關(guān)鍵技術(shù)和從晶振、原子鐘到區(qū)域授時系統(tǒng)的完整產(chǎn)品鏈,能夠為全行業(yè)提供端到端時間頻率同步產(chǎn)品和方案。
《2025-2031年量子測量行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模,產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)/專利,競爭格局、上游原材料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點企業(yè)/玩家,企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動因素、市場前景預(yù)測、進出口數(shù)量/金額/地區(qū)/國家、投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險等內(nèi)容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調(diào)研項目、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。