摘要
超导纳米线单光子探测器(Superconducting Nanowire Single-Photon Detector, SNSPD)已成为量子通信、量子计算、深空激光通信等前沿领域的核心器件。作为典型的低温超导电子学器件，其探测效率、暗计数率等关键指标以及应用场景的拓展高度依赖制冷系统的制冷能力、温度稳定性、体积重量及功耗等特性。本文首先简要阐述SNSPD的探测原理、核心性能指标和主流材料体系，明确其制冷需求的物理根源与技术要求。然后，按照“应用场景演进”逻辑梳理了从地面推广到空间部署，再到支撑高性能SNSPD的1 K及以下温区制冷技术的发展与突破。最后针对量子技术集成化、规模化需求，展望小尺寸集成制冷机与多通道制冷系统的未来方向，为SNSPD制冷技术的选型优化与研发创新提供参考。
关键词
Abstract
Superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) have become core devices in cutting-edge fields such as quantum communication, quantum computing, and deep-space laser communication. As typical cryogenic superconducting electronic devices, their key indicators such as detection efficiency and dark count rate, as well as the expansion of their application scenarios, are highly dependent on the cooling capacity, temperature stability, size, weight, and power consumption of the cooling system. This paper first briefly describes the detection principle, core performance indicators, and mainstream material systems of SNSPDs, clarifying the physical basis and technical requirements of their cooling needs. Then, following the logic of "evolution of application scenarios", it reviews the development from ground-based quantum applications to space-based deployment, and further to the breakthroughs in sub-1 K cooling technologies that support high-performance SNSPDs. Finally, in view of the integration and large-scale requirements of quantum technology, it looks forward to the future direction of small-size integrated cryocoolers and multi-channel cooling systems, providing a reference for the selection, optimization, and R&D innovation of SNSPD cooling technologies.
0 引言
2001年，Gol′tsman G N等人[1]利用NbN纳米线首次实现SNSPD研制。凭借独特的物理探测机制与优异的综合性能，SNSPD迅速成为量子信息领域的核心感知器件。与传统的单光子雪崩二极管(Single-Photon Avalanche Diode, SPAD)相比，常规SNSPD在1550 nm红外通信波段展现出显著性能优势：系统探测效率(System Detection Efficiency, SDE)可达90%以上[2]，对应的暗计数率(Dark Count Rate, DCR)通常低于100 Hz [3]，时间抖动(Time Jitter, TJ)约为50 ps [4]，且无后脉冲效应。这些特性使其成为量子密钥分发(Quantum Key Distribution, QKD)、量子计算、深空激光通信、生物微弱荧光探测、单光子激光雷达与成像等前沿领域的优选探测器件[5]。随着相关领域的高速发展，行业对SNSPD的核心性能与综合适配性提出了更高要求。
作为典型的低温超导器件，SNSPD的高效稳定工作高度依赖极低温环境。配套低温制冷系统的温区覆盖、温度稳定性、体积功耗等性能，直接决定SNSPD的探测指标与工作可靠性，更是制约其从实验室基础研究迈向规模化、工程化应用的核心瓶颈。当前，国内外研究大多聚焦于SNSPD器件本身的材料改性、结构设计和性能优化，而针对其配套低温制冷技术的全场景、全温区系统性梳理与对比分析仍较为匮乏。基于此，本文围绕SNSPD的低温制冷需求与技术要求，系统梳理SNSPD专用低温制冷技术的发展脉络，分类阐述不同温区、不同应用场景下制冷方案的工作原理、技术进展与优劣势，明确当前技术发展的核心瓶颈，并展望未来研发与应用趋势，为SNSPD制冷技术的选型优化、研发创新以及工程化落地提供参考和指引。
1 SNSPD的低温制冷需求根源与技术要求
1.1 SNSPD探测原理与低温依赖的物理本质
SNSPD的探测原理是基于超导纳米线的光致相变效应：超导纳米线在低温环境下处于超导态，当单光子入射时，光子能量被纳米线吸收并破坏超导态中的库珀对，形成局部电阻型“热点”，进而产生可探测的电信号，实现单光子探测。其超导态的维持高度依赖低温环境，一旦温度升高至超导转变温度𝑇c以上，纳米线将转变为正常态，丧失单光子探测能力。
1.2 核心性能指标与工作温度的强关联规律
SNSPD的核心性能指标(如SDE、DCR、TJ等)与工作温度之间存在显著强关联：工作温度越低，超导纳米线的能隙越大，热激发导致的暗计数越少，时间抖动越小，探测效率也能得到显著提升。实践表明，SNSPD的典型工作温度需低于超导转变温度𝑇c的1/2，这一温度阈值是保障器件高性能稳定工作的核心前提[6]。
1.3 主流材料体系与相应制冷温区要求
不同超导材料体系SNSPD的超导转变温度𝑇c存在显著差异，进而决定了不同的制冷温区需求(见表1)。其中，NbN、NbTiN等铌基材料的𝑇c约为8~10 K，对应的典型工作温度需低于4 K，适配液氦温区制冷方案；WSi、MoSi等硅化物材料的𝑇c约为4~5 K，对应的典型工作温度需低于2 K，部分高性能器件甚至需要采用低于1 K的亚开尔文温区制冷方案。通过进一步降低工作温度，可显著提升这类器件的探测性能与工作稳定性。
表
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不同超导材料体系SNSPD的工作温度及制冷方式概述
2 SNSPD制冷技术的发展脉络与分类体系
2.1 制冷技术发展的四个核心阶段
随着SNSPD从实验室基础研究逐步拓展至地面量子应用、空间载荷探索，并向高性能、集成化方向迭代，其配套低温制冷技术的发展同步经历了四个核心阶段。各阶段均以适配SNSPD的应用需求为核心导向：
第一阶段(2001~2010年)：实验室基础研究期。SNSPD处于原理验证与性能优化的实验室阶段，对制冷系统的便携性、功耗要求较低。液氦杜瓦成为主流制冷方案，具有制冷温度稳定、噪声低的优势，可满足实验室小规模研究的需求，但存在液氦消耗量大、运维成本高、无法长期连续工作的局限。
第二阶段(2010~2018年)：地面量子应用推广期。随着SNSPD逐步走向地面量子通信、量子计算等工程化应用，对制冷系统的长期稳定性和便携性提出了更高要求。吉福德麦克马洪(Gifford-McMahon, GM)制冷机逐步替代液氦杜瓦，成为地面规模化应用的主流方案，其无需持续补充液氦，可实现长期连续制冷，适配地面固定场景的应用需求。
第三阶段(2018~2022年)：空间应用探索期。随着深空通信、空间量子探测等领域的需求升级，SNSPD的空间应用成为研究热点，相应的制冷系统需满足高可靠、轻量化、高效率、长寿命的核心要求，轻量化脉管制冷机、氦节流制冷机(即焦耳汤姆逊(Joule-Thomson Cryocooler, JT)制冷机)以及复合制冷系统成为研发重点。
第四阶段(2022年至今)：高性能集成化发展期。面向宽波段响应、超低噪声、多通道集成的高性能SNSPD需求，亚开尔文温区制冷技术及多通道集成制冷系统成为新的攻坚重点，旨在通过更低的制冷温度和更高的集成度，进一步提升SNSPD的核心性能，拓展其应用场景。
2.2 主流制冷方案的两大温区分类体系
表1汇总了目前不同材料体系下部分SNSPD的典型工作温度及其对应的制冷方案。结合制冷技术的发展水平以及SNSPD的应用需求，现有低温制冷方案主要可划分为两大温区，对应不同的材料体系与应用场景，形成了清晰的分类体系：
一是液氦温区制冷(1~4 K)，主要适配NbN、NbTiN等铌基材料体系的SNSPD。核心制冷方案包括液氦杜瓦、GM制冷机、GM型脉管制冷机等，广泛应用于地面量子通信、实验室研究等场景，技术成熟度高、成本相对可控。
二是亚开尔文温区制冷(小于1 K)，主要适配WSi、MoSi等硅化物材料体系的高性能SNSPD。核心制冷方案包括吸附制冷(Sorption Refrigeration, SR)、绝热去磁制冷(Adiabatic Demagnetization Refrigeration, ADR)、稀释制冷(Dilution Refrigeration, DR)以及复合制冷系统，可显著提升器件的探测效率、降低暗计数率，适配空间探测、精密光谱测量等高端场景。
3 液氦温区制冷技术：从地面规模化应用到空间场景适配
3.1 地面规模化应用的主流制冷方案
3.1.1 液氦杜瓦
液氦杜瓦是SNSPD实验室研究阶段的经典制冷方案，其原理是利用液氦(沸点为4.2 K)的相变吸热实现低温制冷，通过真空绝热层减少热泄漏，维持内部低温环境。如图1所示，通过减压蒸发的方式，可进一步降低制冷温度。该方案的核心优势是制冷温度稳定、噪声低，可轻松实现4 K以下的工作温度，能够满足实验室阶段SNSPD性能测试与原理验证的需求[1,20]。但也存在明显局限：液氦属于稀缺资源，价格昂贵且消耗量大，需定期补充，运维成本高；设备体积庞大、便携性差，无法适配移动场景与长期连续工作需求，目前仅用于实验室小规模研究。
3.1.2 GM制冷机
GM制冷机基于吉福德-麦克马洪循环(基本原理及结构如图2(a)和图2(b)所示)，通过高压气体的绝热膨胀实现4 K以下的稳定低温环境(部分优化型号可达到1~2 K)。凭借无需持续补充制冷剂、运维成本低、结构紧凑以及可长效连续工作等显著优势，GM制冷机自2010年以来已逐步取代液氦杜瓦，成为地面量子通信与量子计算中SNSPD应用的主流制冷选择。
图
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(a) GM制冷机的制冷原理图；(b) GM制冷机的结构示意图[22]；(c) RDK-101D型两级GM制冷机；(d) KDE401S2型两级GM制冷机；(e)低振动系统设计的结构示意图[23]；(f)低振动低温系统[24]
近年来，为满足SNSPD多样化的工程需求，GM制冷机正向两个维度发展：一是通过冷头紧凑化与无油小型压缩机的开发，显著提升系统集成度并降低功耗，支撑高性能商用SNSPD系统的规模化应用，例如Sumitomo公司的RDK-101D型(见图2(c))和中船重工鹏力超低温技术有限公司的KDE401S2型(见图2(d)) GM制冷机。二是针对自由空间耦合应用中的力热噪声瓶颈，利用气体交换腔与波纹管软连接(见图2(e)和图2(f))等振动隔离技术[23-24]，实现兼具高稳定度与高探测效率的超低力热噪声系统集成。
3.1.3 GM型脉管制冷机
与传统的GM制冷机相比，GM型脉管制冷机的冷头没有活动部件，并且旋转阀与冷头分离(分离式设计)，从而具备运行寿命长、振动水平低、抗电磁干扰能力强等显著优势。目前，以气耦合结构为主的液氦温区GM型脉管制冷机已成为成熟的商业产品，广泛应用于大规模量子计算、超导磁体冷却等前沿技术领域。2023年，Bluefors公司报道了当时制冷量最大的两级GM脉管制冷机。它能在4.2 K下提供5 W的制冷量，满足了大冷量应用需求[25]。2024年，该公司又推出了一款专为SNSPD设计的紧凑型两级GM脉管制冷机(型号为PT205)。此机型整体重量仅在8.5 kg左右(含压缩机、电机/阀组件及储液罐)，室温法兰至二级换热器的高度仅为28.07 cm，能够实现56 mW@2.5 K的制冷性能，适配SNSPD低温系统的集成化要求[26]。此外，国内多家机构(如深圳国际量子研究院与杭州城市大学等)也已成功研制出性能优良的同类制冷机。
2025年，Li R Z等人系统总结了近三十年来GM脉管制冷机的发展历程[27]。在通用容错量子计算机需求增长及量子技术产业化的推动下，GM脉管制冷机的制冷性能已得到显著提升，但其相对卡诺效率尚未取得明显突破。受限于此，目前GM型脉管制冷机在SNSPD领域的应用仍局限于实验室研发与测试阶段。
3.2 适配空间场景应用的低温制冷系统
尽管GM制冷机和GM型脉管制冷机已基本满足SNSPD的地面应用需求，但卫星量子通信与深空激光测距等空间任务对低温系统提出了更为严苛的尺寸、重量和功耗(Size, Weight and Power, SWaP)要求。受空间载荷的资源局限影响，制冷系统必须兼具长寿命、低振动以及微重力适应性。因此，基于斯特林脉管或脉管预冷的氦节流复合系统，凭借优异的集成化潜力和空间可靠性，已成为未来空间液氦温区制冷的主流技术方向。
3.2.1 斯特林型脉管制冷机
受限于配气阀的节流损失，GM型脉管制冷机在4.2 K温区的相对卡诺效率仅为1%左右[27]，且压缩机润滑油在微重力环境下的泄漏风险严重制约了其空间可靠性。相比之下，采用无油线性压缩机驱动的斯特林型脉管制冷机(基本原理如图3(a)所示)凭借高集成度、低振动及长寿命优势[28-29]，已在空间探测领域获得了广泛应用。2023年，Wen F S等人[30]报道了一种基于频率响应特性研究结果优化的热耦合三级脉管制冷机(见图4(a))。该制冷机采用4He工质，无负荷制冷温度达到3.96 K。2025年，Wu W T等人[31]报道了一种无负荷制冷温度为5.16 K的两级气耦合脉管制冷机(见图4(b))。尽管近期研究已将脉管制冷机的无负荷制冷温度推进至4 K温区，但由于氦气在极低温下的真实气体效应以及多级耦合带来的可靠性挑战，斯特林型脉管制冷机往往以预冷的形式为JT等制冷技术提供可靠的前级预冷，从而实现液氦温区的高效制冷。
3.2.2 氦节流制冷机
氦节流制冷是一种基于气体JT效应的制冷技术，其基本原理如图3(b)所示。目前，采用多级回热式制冷机作为前级预冷的氦JT制冷系统，已成为面向液氦温区的量子信息、超导技术和深空探测等前沿领域的主流制冷方案。氦节流制冷机已在Planck探测器中得到空间长寿命应用验证[32-33]。2018年，在Planck项目氦JT制冷技术的基础上，Hills M J等人研制了一台两级斯特林预冷的氦JT制冷机，并完成了耦合SNSPD性能测试实验(制冷量为4 mW@4.7 K)。搭载的NbTiN-SNSPD在1310 nm波长下的SDE值大于20%，可用于无人机载激光测距[34]。
图
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(a)脉管制冷机原理图；(b)节流制冷机原理图
2017年，Kotsubo V等人[35]报道了一种用于SNSPD的制冷系统，如图5(a)所示。该系统采用三级脉管预冷节流的复合制冷方案，可以实现1.2 mW@2.2 K的性能。2018年，You L X等人[12]报道了一种针对SNSPD空间应用的两级脉管预冷的氦节流复合制冷系统(见图5(b))。该复合制冷机的总重量为55 kg，成功地将NbTiN SNSPD冷却至最低温度2.8 K。NbTiN SNSPD在1550 nm波长下的SDE最大值超过50%；当DCR为100 Hz时，SDE为47%。这一轻量化的低温系统为SNSPD实现空间应用提供了可行性参考[12]。2021年该团队进一步优化，使系统温度降至2.2 K，SNSPD的SDE提升至93%[14]，打破其自身在2018年创造的纪录。同年，他们报道了一种占用空间更小、重量更轻的紧凑型脉管/节流复合制冷系统(见图5(c)和图5(d))。与之前开发的复合JT制冷系统相比，该系统在实现15 mW@2.50 K性能的同时，质量和体积分别减少了约20%和50%[36]。
2024年，Chen Z C等人研制的复合制冷架构实现了空间用4 K温区氦节流制冷机百毫瓦级的大冷量高效/轻量化制冷，获得了0.36 W@4.18 K的制冷性能。其制冷量/质量比为13.4 mW/kg，系统示意图和测试结果如图5(e)和图5(f)所示。该研究对后续氦节流制冷机工程化发展以及实现SNSPD空间应用具有重要的参考意义[37]。
尽管目前针对空间SNSPD应用所开发的JT复合制冷系统在效率及轻量化方面已取得了显著进展，但其最终的在轨部署仍需跨越一系列关键技术壁垒。然而，凭借在轻量化、高效率与空间可靠性上的综合优势，基于斯特林或脉管预冷JT的复合架构依然是当前实现SNSPD部署极具前景的技术方案。
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(a)三级脉管预冷节流系统示意图[35]；(b)复合JT制冷机的示意图以及安装在JT制冷机蒸发器上的SNSPD套件照片[12]；(c)紧凑型脉管/节流复合低温制冷系统示意图[36]；(d)紧凑型脉管/节流复合低温制冷系统实物图[36]；(e~f)斯特林/脉管/JT复合制冷机的结构示意图及测试结果[37]
表
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三种极低温制冷技术的优劣势对比
4 面向高性能SNSPD应用的亚开温区(<1 K)制冷技术
目前SNSPD的响应波长已拓展到10 μm附近[16]，Taylor G G等人甚至将SNSPD的光谱灵敏度扩展至29 μm波长(见图6(b))。这一拓展为光谱学[38]、气象监测[39]、遥感[40]、生物医学[41-42]、系外行星探索[43-44]等中远红外探测领域提供了高效实现途径。此时，前述液氦温区的制冷方式已难以满足其发展需求。因此，吸附制冷、绝热去磁制冷、稀释制冷等亚开温区制冷技术，逐渐成为支撑SNSPD向宽响应波段拓展、高性能SNSPD研发以及多通道系统集成应用的关键低温保障。表2对比了三种主流的极低温制冷技术。三者都已经形成了成熟的商业化产品，如图6(c)所示。它们在高性能SNSPD的应用过程中发挥着重要作用。
吸附制冷技术基于 3He或 4He的饱和蒸气压温度对应关系，通过周期性加热吸附床来实现解吸增压、冷却吸附床来实现吸附抽气，驱动液体蒸发制冷。凭借其无振动、无电磁干扰的亚开尔文温区制冷特性(见图6(e)右侧)，在SNSPD向中红外波段拓展应用中具有独特优势。2022年，Pan Y M等人研制的𝛾-Nb₄N₃基中红外 SNSPD(测试系统如图6(f)所示)，在吸附制冷机提供的0.35 K低温环境中[18]，实现了4~10 μm波段的显著光子响应，并表现出饱和本征探测效率；Wollman E E等人于2024年发布的深空光通信接收系统，采用脉管制冷机预冷耦合4He吸附制冷的复合制冷方案[45]，将SNSPD阵列冷却至1 K左右；吸附制冷机用于中红外SNSPD实现激光诱导红外荧光(如图6(𝗀)所示)，对广泛的分子科学实验尤其是需要高时间分辨率的实验具有重要价值。
图
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(a)单光子探测器技术及其已证明的波长灵敏度概述[49]；(b)基于250 mK下的测量数据，针对一系列光耦合效率，计算SNSPD在15 μm、18 μm和29 μm波长处的噪声等效功率[19]；(c)实现亚开温区制冷的主要商业化产品(左：吸附制冷机；中：绝热去磁制冷机；右：稀释制冷机)；(d)稀释制冷机商业化产品及研究机构性能对比；(e)绝热去磁制冷机及吸附制冷机的部分产品性能对比；(f)吸附制冷机在中远红外SNSPD的测试系统中的应用[18]；(𝗀)吸附制冷机用于中红外SNSPD实现激光诱导红外荧光[50]；(h)稀释制冷机在中远红外SNSPD中的应用[46]
稀释制冷技术基于 3He-4He混合溶液在极低温下的相分离特性：3He原子从浓相穿过相界面进入稀相时吸收热量，从而产生持续制冷效应。与其他亚开尔文制冷方式相比，稀释制冷机具有连续运行、无振动、无电磁干扰和长期工作稳定等突出优势，能够满足高性能SNSPD更为严苛的低温要求。2022年，陈奇等人[46]报道了一种Mo0.8Si0.2基SNSPD(测试系统如图6(h)所示)。在稀释制冷机提供的50 mK环境下，它实现了6 μm 波长上完全饱和的量子效率，并在10 μm波段仍保持较高响应。目前，成熟的商业稀释制冷机可以在100 mK实现毫瓦级制冷量(见图6(d))。随着SNSPD向更宽响应波段、高性能与系统集成化方向发展，稀释制冷机将是这一进程中重要的支撑技术。
绝热去磁制冷是一种基于顺磁盐磁热效应的固态制冷技术，其利用外加磁场与顺磁盐中未成对电子磁矩的相互作用来实现制冷。绝热去磁制冷机尽管可以实现媲美稀释制冷机的低温环境(见图6(e)左侧)，但其依赖于超导磁体且制冷量有限，限制了它在SNSPD中的应用。而由于不受重力影响，无论是高频多级脉管预冷[47]还是脉管+JT复合预冷[48]的绝热去磁制冷系统，与吸附制冷和稀释制冷相比，都展现出了长寿命、轻量化和高效率等突出的空间应用优势。
5 总结与展望
SNSPD用低温制冷技术的发展，始终以SNSPD的材料特性与核心性能需求为锚点，围绕场景落地需求与技术性能突破两大主线而稳步推进。低温制冷技术的持续迭代突破正推动SNSPD从实验室基础研究加速迈向工程化、实用化落地，为量子信息科学、深空激光通信等前沿领域的发展提供关键支撑。截至目前，SNSPD商业化装机量超过1000套，已发展成为量子科技领域不可或缺的核心传感器件。
未来，SNSPD将沿着“性能持续提升、成本稳步下降、场景多元拓展”的核心路线稳步演进，有望复刻CCD、CMOS光电探测器的发展路径，从高端专用器件逐步发展为多行业通用的基础测量工具，为下一代信息技术与精密测量体系筑牢底层支撑。而低温制冷技术的持续突破，正是实现这一产业跃迁的关键基石。随着小型化、高效率、低功耗制冷系统的技术成熟与规模化应用，SNSPD系统的使用门槛与运维成本将会进一步降低，全面推动其在更多应用场景中的规模化落地与普及。
5.1 总结
本文围绕SNSPD的低温制冷需求，系统梳理了SNSPD用低温制冷技术的发展脉络与研究现状，明确了制冷技术的发展与SNSPD的应用需求、材料特性密切相关。液氦温区制冷技术(液氦杜瓦、GM制冷机、脉管制冷机等)已实现成熟化、规模化应用，支撑SNSPD从实验室走向地面量子应用与空间探索；亚开尔文温区制冷技术(吸附制冷、绝热去磁制冷、稀释制冷等)则成为支撑高性能SNSPD发展的核心，复合制冷系统进一步突破了单一制冷技术的局限，实现了低温性能与应用需求的平衡。截至目前，SNSPD的商业化装机量已超1000套，其工程化应用的发展也推动了低温制冷技术向小型化、高效率、低功耗、高集成化方向迭代。
5.2 当前核心技术瓶颈
尽管SNSPD用低温制冷技术已取得显著进展，但结合工程化应用与高性能需求，仍存在四大核心瓶颈：一是空间应用制冷系统的SWaP特性仍需优化，轻量化、长寿命与高可靠性的平衡难度较大；二是亚开尔文温区制冷系统的制冷功率较低，难以适配多通道集成SNSPD的需求，且成本高昂；三是制冷系统与SNSPD的集成度不高，热桥设计不合理，导致制冷效率下降、噪声干扰增加；四是无液氦制冷技术的低温性能仍需突破，部分高性能场景还依赖液氦杜瓦或稀释制冷机，运维成本较高。
5.3 未来发展趋势与重点研发方向
结合SNSPD的性能升级与应用场景拓展需求，未来SNSPD用低温制冷技术将沿着“性能提升、成本下降、场景拓展、集成化升级”的主线稳步演进，重点研发方向包括：
(1)空间用轻量化、长寿命制冷技术。优化斯特林型脉管制冷机、JT复合制冷系统的结构设计，采用新型绝热材料与工质，进一步降低设备重量和功耗，提升空间环境适应性与寿命，满足SNSPD空间载荷的应用需求。
(2)亚开尔文温区高功率制冷技术。突破吸附制冷和绝热去磁制冷的功率瓶颈，优化复合制冷系统的热管理设计，提升亚开尔文温区制冷功率，适配多通道集成SNSPD的需求，同时降低系统成本。
(3)制冷系统与SNSPD的高度集成技术。优化热桥设计，减少热泄漏，降低制冷系统的振动和电磁噪声，实现制冷系统与SNSPD的一体化集成，提升系统整体性能和稳定性。
(4)无液氦极端低温制冷技术。重点研发无液氦亚开尔文温区制冷机，突破小型化、低功耗技术瓶颈，替代液氦杜瓦与稀释制冷机，降低运维成本，推动高性能SNSPD的规模化应用。
(5)国内技术自主化突破。聚焦我国在SNSPD制冷技术领域的短板，加强科研机构与企业的协同研发，突破核心部件(如压缩机、脉管、节流阀)的自主化生产，提升我国在该领域的技术竞争力。