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）在上海嘉定先進技術(shù)創(chuàng)新與育成中心舉行。33家企事業(yè)單位和團隊通過“云路演+在線答辯”方式展開激烈“比拼”。

比飛秒還快的“激光刀”

來自上海光機所強場激光物理國家重點實驗室的超快激光復(fù)材切割裝備研發(fā)團隊，帶來了“超快激光刀”項目。

“我們的‘激光刀’就一個字‘快’。”那到底有多快？研發(fā)團隊技術(shù)負責(zé)人廖洋博士告訴記者，速度是10的負15次方秒，稱之為1飛秒。比如以30萬公里/秒飛馳的光，在1飛秒當(dāng)中僅能夠行進0.3微米。

這把“超快激光刀”，自主可控的專利技術(shù)超20項。研發(fā)團隊結(jié)合已有超快激光與物質(zhì)相互作用研究基礎(chǔ)，對超快激光產(chǎn)生、熱效應(yīng)抑制、多元參數(shù)反饋控制等多項原創(chuàng)性技術(shù)進行集成，實現(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)處于國際先進水平。

據(jù)介紹，隨著碳纖維復(fù)合材料在飛機、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。”

目前，由超快激光復(fù)材切割裝備研發(fā)團隊研發(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)所歐欣博士團隊開發(fā)的“萬能離子刀”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，團隊基于異質(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，團隊研發(fā)的新技術(shù)可以讓兩種不同的材料“優(yōu)勢互補”進行重組，產(chǎn)生一種新的材料，“‘萬能離子刀’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。如果售價為1萬元，單位質(zhì)量的價格就高于普通鉆石了。

“因為現(xiàn)在整個半導(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，可以實現(xiàn)射頻、功率、光電等器件性能大幅度提升。所以針對這個需求，我們開發(fā)這種異質(zhì)晶圓的高效制備技術(shù)?！睔W欣說，“下半年，我們可以達到中試水平。同時，我們在進一步擴大規(guī)模，盡快為工業(yè)企業(yè)提供這種晶圓和器件設(shè)計方案。”

技術(shù)創(chuàng)新改變未來

路演現(xiàn)場，今年的項目受到了大賽評委的肯定。

“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委組成員、上海新微科技集團總裁秦曦表示，今年參賽團隊整體質(zhì)量高于預(yù)期，主要表現(xiàn)在三個方面：一是涉及行業(yè)的范圍比較廣；二是大部分項目都基于中科院的前沿技術(shù)研究，同時也非常符合成果轉(zhuǎn)化的特點；三是應(yīng)用場景非常明確。

本屆大賽以“夢想驅(qū)動、智勝未來”為主題，面向國內(nèi)科研院所、高等院校、企業(yè)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊以及個人等科技創(chuàng)新主體展開征集，旨在推動前沿科技創(chuàng)新，打造高效能的先進技術(shù)成果轉(zhuǎn)化平臺。據(jù)統(tǒng)計，本次大賽共吸引了1700余家企事業(yè)單位或團體在線報名。