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6月16-17日，2022年“率先杯”未來技術(shù)創(chuàng)新大賽（上海賽區(qū)復(fù)賽）在上海嘉定先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與育成中心舉行。33家企事業(yè)單位和團(tuán)隊(duì)通過“云路演+在線答辯”方式展開激烈“比拼”。

比飛秒還快的“激光刀”

來自上海光機(jī)所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的超快激光復(fù)材切割裝備研發(fā)團(tuán)隊(duì)，帶來了“超快激光刀”項(xiàng)目。

“我們的‘激光刀’就一個(gè)字‘快’。”那到底有多快？研發(fā)團(tuán)隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé)人廖洋博士告訴記者，速度是10的負(fù)15次方秒，稱之為1飛秒。比如以30萬(wàn)公里/秒飛馳的光，在1飛秒當(dāng)中僅能夠行進(jìn)0.3微米。

這把“超快激光刀”，自主可控的專利技術(shù)超20項(xiàng)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)結(jié)合已有超快激光與物質(zhì)相互作用研究基礎(chǔ)，對(duì)超快激光產(chǎn)生、熱效應(yīng)抑制、多元參數(shù)反饋控制等多項(xiàng)原創(chuàng)性技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)基于高功率超快激光的高效率、高精度、低損傷的減材加工與表面處理，設(shè)備總體技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)際先進(jìn)水平。

據(jù)介紹，隨著碳纖維復(fù)合材料在飛機(jī)、船舶、新能源汽車、體育器材等領(lǐng)域的逐步推廣和應(yīng)用，正成為替代金屬的主要結(jié)構(gòu)材料。

廖洋介紹，采用傳統(tǒng)激光切割技術(shù)，容易導(dǎo)致復(fù)合材料分層、纖維拔出、基材損傷等問題，而通過使用超快激光與空間整形技術(shù)及霜輔助技術(shù)相結(jié)合的方式，可控制熱影響區(qū)域，降低材料損耗，“這項(xiàng)技術(shù)將碳纖維復(fù)合材料切口的平整度，從原先的100微米提升至5微米，就算在高倍顯微鏡下看，表面也同樣光滑、平整?！?/p>

目前，由超快激光復(fù)材切割裝備研發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備已獲得小批量訂單。

比鉆石還貴的“三明治”

同樣來自嘉定的還有中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)所歐欣博士團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“萬(wàn)能離子刀”異質(zhì)集成技術(shù)。

“我們可以從任意晶圓上切出只有幾百納米厚度，相當(dāng)于比一張紙厚度十分之一還要薄的高質(zhì)量單晶薄膜，并實(shí)現(xiàn)異質(zhì)集成。這是發(fā)展下一代核心器件所需的創(chuàng)新材料技術(shù)?！睔W欣介紹，團(tuán)隊(duì)基于異質(zhì)集成材料技術(shù)開發(fā)出的高性能射頻器件，將為滿足下一代移動(dòng)通信提供創(chuàng)新解決方案。

“異質(zhì)集成材料，是一種類似‘三明治’結(jié)構(gòu)的材料。相對(duì)于傳統(tǒng)的單一襯底材料，器件性能可以得到有效提升?！睔W欣表示，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新技術(shù)可以讓兩種不同的材料“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”進(jìn)行重組，產(chǎn)生一種新的材料，“‘萬(wàn)能離子刀’就是我們的秘密武器?！?/p>

這種新材料有多珍貴？歐欣打了個(gè)比方，相比傳統(tǒng)的單晶體材料，新材料以4英寸的晶圓來計(jì)算，表面厚度只有原先的千分之一，質(zhì)量約20毫克。如果售價(jià)為1萬(wàn)元，單位質(zhì)量的價(jià)格就高于普通鉆石了。

“因?yàn)楝F(xiàn)在整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，是從同質(zhì)到異質(zhì)的過程。通過異質(zhì)集成材料的創(chuàng)新，可以實(shí)現(xiàn)射頻、功率、光電等器件性能大幅度提升。所以針對(duì)這個(gè)需求，我們開發(fā)這種異質(zhì)晶圓的高效制備技術(shù)。”歐欣說，“下半年，我們可以達(dá)到中試水平。同時(shí)，我們?cè)谶M(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模，盡快為工業(yè)企業(yè)提供這種晶圓和器件設(shè)計(jì)方案?！?/p>

技術(shù)創(chuàng)新改變未來

路演現(xiàn)場(chǎng)，今年的項(xiàng)目受到了大賽評(píng)委的肯定。

“首先要有核心技術(shù)和顛覆性的技術(shù)。第二，它能改變未來的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，我們關(guān)注的主要是這兩方面?！辟愂略u(píng)委組成員、上海新微科技集團(tuán)總裁秦曦表示，今年參賽團(tuán)隊(duì)整體質(zhì)量高于預(yù)期，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是涉及行業(yè)的范圍比較廣；二是大部分項(xiàng)目都基于中科院的前沿技術(shù)研究，同時(shí)也非常符合成果轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)；三是應(yīng)用場(chǎng)景非常明確。

本屆大賽以“夢(mèng)想驅(qū)動(dòng)、智勝未來”為主題，面向國(guó)內(nèi)科研院所、高等院校、企業(yè)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)以及個(gè)人等科技創(chuàng)新主體展開征集，旨在推動(dòng)前沿科技創(chuàng)新，打造高效能的先進(jìn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，本次大賽共吸引了1700余家企事業(yè)單位或團(tuán)體在線報(bào)名。