科研“利剑”出鞘核心技术“突围”
08.07.2016 18:36
本文来源: 科学技术委员会
X射线自由电子激光试验装置（左）与上海光源毗邻。（中科院应用物理研究所 供图）
张汝京手持300毫米大硅片。（李玥璐 摄）
量子科学实验卫星发射在即。（来源：新华社）
本月，毗邻上海光源的X射线自由电子激光试验装置进入设备安装阶段，预计今年底调试出光。这个长近300米、宽约30米的装置似一把利剑，发出的激光被科学界称为“第四代先进光源”，可用于能源科学、生命科学、飞秒化学等诸多领域。在这个装置基础上建造的软Ｘ射线自由电子激光用户装置、活细胞成像平台，将与上海光源一起组成光子科学大设施群，成为张江综合性国家科学中心的一大“亮点”。
去年5月，科创中心建设“22条”发布，提出加快建设张江综合性国家科学中心。今年2月，国家发展改革委、科技部批复建设这一中心。一年来，上海举全市之力聚焦张江，重大科技基础设施布局紧锣密鼓，高新技术产业成果不断涌现，显露出勃勃生机。
管理体制创新
国家科学中心理 事会获初步支持
科学研究越来越需要重大科技基础设施，希格斯玻色子、引力波等全球瞩目的科学发现，都出自这类设施。张江综合性国家科学中心的一项重要任务，就是建立世界一流重大科技基础设施集群，为前沿科技和经济社会需求问题研究提供有力支撑。
外形如鹦鹉螺的上海光源，是第三代同步辐射光源。在它的照射下，我国科学家已取得一批有国际影响力的成果。然而，只有上海光源还不够。中科院应用物理研究所所长赵振堂介绍，X射线自由电子激光的峰值亮度，比第三代同步辐射光源高9—10个量级；成像时间尺度可达到飞秒量级（1秒的1000万亿分之一），比第三代同步辐射光高3个数量级；相干性也更好。
这种激光有两个重要波段：“水窗”和“磁窗”。在“水窗”波段，水中的氧基本透明，生命物质的主要元素——碳却有很强的吸收。这个波段的软X射线，可以实现生物学家的梦想：对生物活体细胞进行三维全息成像和显微成像。而且，由于成像时间精度达到飞秒级，它拍摄到的不是生物分子“照片”，而是“视频”。
国家发展改革委近日批复上海报送的活细胞成像平台、软X射线自由电子激光用户装置、超强超短激光装置等3个设施。其中，活细胞成像平台就是利用“水窗”波段，以纳米级分辨率、飞秒级速度探测细胞奥秘。
放眼全球，第三代同步辐射光源与自由电子激光组成的光子科学中心共有7个，分别位于美国、欧洲、中国、日本、韩国。“我们的目标，是通过未来几年的投入，把张江光子科学中心的性能指标提升到全球第一。”中科院应用物理研究所自由电子激光部主任王东说。
建国家科学中心，不仅要有世界一流的设施，还要有先进的管理体制。据介绍，上海已提议在国家层面组建张江综合性国家科学中心理事会，突破现有单部门、单条线为主的科研组织体制，推动重大科技任务攻关的集中布局、跨学科创新要素的整合和开放共享。对此，国家已初步认可支持。
政府持续支持
国产大硅片明年底月产15万片
在产业核心技术领域，上海近一年来也取得一系列突破。我国第一大进口商品是什么？不是石油，而是芯片。芯片设计、制造、封装测试的产业链很长，我国需要在各个环节掌握核心技术，才能解决被外国企业“卡脖子”的问题。在这一产业率先“突围”，上海责无旁贷。
12英寸大硅片，是国际上主流的集成电路原材料。我国目前100%依赖进口，而且在国际市场上，这种产品70%以上的份额被两家日本企业占据。对我国企业而言，面临涨价和断货风险较大。去年7月，在国家半导体产业基金的支持下，新昇半导体生产基地在临港奠基。“我们要补上中国半导体产业链缺失的一环，研制出国产大硅片。”新昇半导体总经理张汝京表示。而今，生产基地已进入设备安装与调试阶段，计划今年9月—10月试生产，预计明年底产能达到月产15万片。为了满足不断增长的国内市场需求，新昇将未来目标设定为：月产60万片，彻底改变依赖进口的局面。
刻蚀机是芯片制造的重要装备，通过等离子体轰击，能在材料表面开槽打洞，形成芯片的微观结构。注册在张江的中微半导体，在国家专项和上海市委市政府的支持下，自主研发出了这种装备，性能达到国际最先进水平。谈及成功原因，中微副总裁曹炼生说：“外国同行都羡慕我们，因为只有在中国，一家企业才能得到政府的持续支持。”上海的国际化环境也是重要因素，中微员工有四分之一来自海外，集聚全球智慧。
集成电路产业的突破，是上海产业技术创新的一个缩影。国产C919大型客机总装下线，联影一系列高端医学影像装备问世，上汽插电式混合动力轿车荣威550、燃料电池轿车荣威750达到国际水平……这些成果的涌现，为上海经济转型升级提供了强大动力。
集聚科研人才
量子科学卫星实验中心设在上海
建设科技创新中心是国家战略，应集聚全国一流的创新资源。一年来，张江综合性国家科学中心引入了一批国内知名高校的科研项目。清华大学已完成“清华大学—上海创新研究中心”的选址，推进清华、中科院、上海市共建“上海燃气轮机研究中心”。依托上海交通大学，教育部、科技部、上海市政府共同支持建设李政道研究所，即将挂牌。复旦大学在布局建设国际人类表型组创新中心、微纳电子与量子器件创新中心。北京大学提出了碳基集成电路芯片研发、激光加速器以及专注肿瘤、心血管和脑神经领域的新药创制平台等3个意向合作项目。
下个月，我国将发射全球首颗“量子科学实验卫星”，科学实验中心即设在中国科技大学上海研究院。那里人才荟萃，由潘建伟院士领衔，有“国家杰青”4人、国家“青年千人计划”入选者4人、中科院“百人计划”入选者7人。为何选择在上海工作？他们谈到了三个原因：一是上海科研机构众多，有中科院技术物理研究所、上海微小卫星工程中心，研制量子科学实验卫星需要与其合作；二是地方政府大力支持，能实现前沿科技成果转化，培育量子通信产业；还有一个不容忽视的原因，是上海生活环境好、中小学教育水平高，对科研人员有吸引力。
凭借一流的科研条件和生活环境，上海也在吸引国外顶尖人才。上海科技大学选聘的专任教师中，有3位诺贝尔奖获得者、5位美国国家科学院院士、1位英国皇家学会会士。诺贝尔生理学或医学奖得主詹姆斯·罗斯曼最初受聘上科大时，以开设课程、学术讨论为主，不涉及科学研究。然而，当他参观了张江的大科学设施和科研机构后，怦然心动，与校方讨论后组建了科研团队。
牢牢把握世界科技进步大方向、全球产业变革大趋势、集聚人才大举措，上海正在吸引越来越多的国内外资源，孕育着一个又一个科技创新成果。(记者 俞陶然) 【来源】解放日报
本文来源: 科学技术委员会
08.07.2016 18:36