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“国字号”实验室走出民生“小产品”

行业聚焦点中国仪表网2014年05月06日 12:03人气:5623

  成都有50余所高校、各类科研机构逾700家、30余位两院院士、逾百位国家“千人计划”人才、130余万专业技术人才……这是成都科技创新资源的“家底”。虽然家底殷实,但高校和科研院所的科研成果本地转化率较低,,确实一个不可回避的现实。
  
  在产业升级和城市发展的新形势下,推动产学研紧密结合,成都如何让一项项技术专利,不再陷入“养在深闺无人知”?如何让本地的科研成果避免“墙里开花墙外香”的尴尬?从实验室走向生产线的道路到底有多远?
  

电子薄膜与集成器件国家重点实验室
 
  创新成都科技名片
  
  全球最大的功率半导体学术研究团队
  
  电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,实验室于2006年7月经科技部批准建设,2008年10月通过科技部验收并正式开放运行,现任实验室学术委员会主任为雷清泉院士,实验室主任为李言荣院士,陈星弼院士为实验室学术带头人。
  
  电子科技大学是全球最大的功率半导体学术研究团队。位于学校的电子薄膜与集成器件国家重点实验室,除了分别拥有一位中国科学院、中国工程院院士外,还拥有国家“千人计划”入选者5人,长江学者特聘教授6人等。近五年,科研成果获国家级奖励7项,省部级一等奖6项,获授权发明专利462件。2012年在科技部组织的国家重点实验室评估中被评为优秀类实验室。
  
  两个不同片段
  
  都与一个实验室关联
  
  成都以西,百余公里之外的江油,矿井工陈宏腰间挂着一个新装备——便携式红外瓦斯监测报警仪,对他而言,这个可以自动“嗅”到瓦斯的智能感应预警装置,是他井下作业的“护身符”。
  
  在川大华西医院,拿着800多元划价单的市民陈华秋,正在排队准备接受核磁共振检查,而这项动辄数百上千元的检查开销,可能在数年之后,降低到百十元。
  
  两个不同的片段,场景、领域均不相同,但有一个元素,却让不同的人与物,发生着某种联系。无论是陈宏腰间的便携式瓦斯报警仪,还是陈华秋有望迎来的核磁共振价格之变,都与来自成都的一个“国字号”重点实验室关联着——电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室。
  
  攻坚高温超导双面带材核磁共振
  
  开销有望大幅降低
  
  近期,在国内超导体研究领域,来自电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室的发明,引发了业界不小震动——由中国工程院院士李言荣主持的双面高温超导带材研发,实现了高温超导双面带材研制。这种带材在合金基带的两面同时制备缓冲层和超导层薄膜,“如果把电流比喻为车辆,那双面高温超导带材就是把‘单车道’改为了高速‘双车道’,超导输电的电流更大,损耗更低。”
  
  在电子薄膜与集成器件国家重点实验室,这条尚处于产业化研究前段的高温超导双面带材,厚度仅0.1毫米的金属长条,看似平凡无奇,却有着有别于常规线缆的“真功夫”。
  
  “YBCO高温超导双面带材”在蓉研制成功,填补了国际同领域开发的空白,带材电流承载能力实现了重要突破。“若将这项技术应用到医疗磁体领域,不仅能使核磁共振的成像效果更清晰,同时,由于技术的突破,还能大幅度缩减成像成本。”目前,医用核磁共振主要采用低温超导技术,若采用高温超导带材运行,制冷成本是液氦的十分之一不到,按此测算,采用高温超导双面带材技术的核磁共振设备,其应用成本将大幅降低。
  
  “YBCO高温超导双面带材”是高温超导技术领域一个非常前沿的研究,而这支由院士带领的科研团队,不仅在技术研发的领域走得很前沿,其研发领域也能从“小处着手”,站在产业化的角度,将好的技术应用到看似“大材小用”的民生领域,从而推动实验室成果向生产线迈进。
  
  这项来自实验室的技术,距离产业化还有多远?成都电子科技大学微电子与固体电子学院陶伯万教授透露,眼下,实验室成果要实现产业化,还有很长的路要走,比如,如何提高稳定性并降低生产成本,让价格具有市场竞争力,这也是关键要素,“毕竟,常规线缆十多元一米,超导双面带材若每米上百元的价格,市场是不会接受的。”
  

 
  “成都造”自动“嗅”判瓦斯浓度
  
  矿井安全进入“移动时代”
  
  昨日,在电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,一套形如手机终端的红色装置,正在进行系统优化测试,这套以高性能热释电薄膜为核心制备的“高科技”,便是便携式红外甲烷监测报警仪,而其热释电薄膜技术一举摘得了国家技术发明二等奖。
  
  “便携式红外瓦斯监测报警仪的‘嗅觉’很灵敏,它的灵敏,正是来自热释电薄膜对煤矿瓦斯浓度的精确识别。”一直参与此项目研发的课题组成员罗文博副教授说,以往的检测报警,仅能在特定放置了监测设施的区域实现监测,而此项技术的突破,就在于通过核心传感器和材料的创新研制,让矿井下作业进入“移动时代”。
  
  技术研发历时八年,眼下,川煤集团和电子科技大学共同出资组建了高新技术企业“川煤科技”,落址新都,定向于矿用安全仪器、仪表、装备的研发、生产和技术服务,而正式投入批量生产的便携式红外瓦斯监测报警仪,则填补了我国在煤矿红外系列产品应用中核心元件依靠进口、国内不能生产的空白。
  
  去年底,首批“成都造”红外瓦斯监测报警仪已实现2000台小规模生产。预计到2015年,这项填补国内同领域空白的自有知识产权产品,在产值上将实现量级跨越,形成年产3万套、年产值逾亿元的创新产品能力。
  
  这项来自成都实验室的热释电红外气体传感器及应用技术,从“实验室”到“生产线”的跳级,其过程中回应了产学研路径中必须直面的两个问题,“市场在哪里?”“如何产业化?”
  
  来自国家实验室的创新技术,“束之高阁”的比比皆是,如何破局?用罗文博副教授的话来说,就是要让这些前沿技术接上市场的“地气”。实验室无法走完生产线的路,最终需要与市场现实诉求接轨,才能走出高校的围墙,完成它的“二次创新”。正如一个“国字号”实验室的“高大上”成果,同样可以通过它在应用领域的再创新,让技术重新焕发生命力,不仅实现了成果产业化,同时也能助推民生各领域的提速。
  
  五年不断“试错”
  
  “院士项目”走向生产线
  
  与尚处于实验室试验阶段的YBCO高温超导双面带材,或是处于技术再升级的便携式红外瓦斯监测报警仪还有不同,在电子科技大学的校门之外,一项由中国科学院院士陈星弼牵头的“新一代智能功率集成电路芯片”项目,已从电子薄膜与集成器件国家重点实验室的“高墙”之内,完全走向高校之外的转化线,在成都实现成功量产。
  
  去年底,经过上百项指标的逐一检测,OLIPer22A通过验证,全面获得成功。这款新一代智能功率集成电路芯片的问世,让成都星芯微电子科技有限公司的全体成员大为振奋。这意味着他们5年来不断“试错”的成果终于获得了业界的认可,同时也意味着电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室又一项目转化成功。据悉,该芯片在电子科技大学中国科学院院士陈星弼及其团队的专利技术基础上自主研发,并享有自主知识产权。
  
  走“正向”的路
  
  关键掌握核心工艺
  
  中国是全球功率半导体最大的市场,国内市场需求占据全球50%的份额。“但是功率半导体中的芯片,尤其是高端芯片,大都依赖进口。”成都星芯微电子科技有限公司总经理甯小霖说,“国内做集成电路研发的公司大部分都使用通用型工艺平台进行芯片开发,所以设计出的芯片往往重复性比较高。”他介绍,“国内IC设计公司约有1000家是模拟集成电路开发的,做功率半导体的大概有300家,而拥有自主核心工艺平台的公司则寥寥可数,所以研发的芯片在创新性和可持续衍生性方面受到限制。”
  
  选择“正向”的研发路线意味着更多的困难需要跨越。甯小霖解释说,这是因为整个功率半导体产业链的核心就是最顶端的自主工艺平台,“我们用了5年的时间完成这项工作。”陈星弼院士及其团队主攻工艺平台的研发,创新性的工艺平台决定了创新型芯片的出现,“就像修建摩天大楼,工艺平台就代表了原材料的特性,用什么样的砖,用什么样的钢材。有好的原材料提供给建筑师,才有可能搭建优质的摩天大楼。”
  
  与国外同类产品相比
  
  技术较为领先价格更有优势
  
  在不断“试错”、“调整”中,去年年底,作为星芯微电第一款基于陈星弼院士自主创新技术所研发的OLIPer22A终于验证通过,这意味着产品的功能、性能、可靠性达到要求,“就像一辆车子,能不能开?开得快不快?能开多久?”这个问题已经找到答案。测试数据表明,这项技术完全符合了工业化生产的标准。
  
  与国际半导体公司同类产品相比,OLIPer22A内置MOSFET导通电阻更小,意味着在整机效率将更大。“打个比方,一个家庭,购买了150度电,原本只能享受100度电,其中,50度电被损耗掉。但是用了该芯片后,损耗会得以减少,实际用电量就可以达到130度。”与国外同类产品相比,该芯片不仅在技术上较为领先,价格更有优势。
  
  目前,该产品已经在小批量生产。“第一款产品主要用于小家电方面,下半年,将进入大批量生产填充国内的需求,同时将会与国内知名大品牌合作。”甯小霖介绍,“我们第一阶段的任务就是要替代国外的产品,2015年将会根据市场应用的需求推出自主定义规格的芯片,同时推出更为高能效的应用方案。”
  
  对话
  
  技术与市场的“99米”距离

  
  采访中,成都星芯微电子科技有限公司总经理甯小霖做了一个很形象的比喻:“陈星弼院士创造了一个点,假定从这个点走到市场的距离是100米,那么从实验室出来,我们还要继续走99米。”“并不是说前面的1米很短,而是说从实验室到市场还有更远的路要走。”他说,“院士的研究成果实现了学术上的从无到有,同时,产品上的从无到有,到产品被社会和市场验证,提供给社会造福人类,这个过程需要很长时间,这个过程更需要团队的坚持和耐心。”
  
  因为工作原因,甯小霖对沿海地区的产业链比较了解。他认为,论科研能力和创新氛围,成都都不输于沿海城市。但是目前在成都,要想打通产业链上中下游及与市场贯通,本土公司的能力还需要进一步提升。
(本文来源:成都日报转载请注明出处
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