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【科技日報】創新+耐心,蘇州工業園區十年培育納米“慢”產業
2019-11-14| 文章來源:科技日報 張曄| 【

  近日,第五屆二維材料國際會議在蘇州舉行。會議期間,坐落在蘇州市工業園區的納米科技真空互聯綜合實驗裝置(NANO-X),正式面向國內外用戶開放,引發了科學界的關注。

  從被外界質疑,到眾人觀望,蘇州工業園區在發展納米技術與產業這條路上走過了13個年頭。如今,園區已經成為世界八大納米產業集聚區之一,而中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所也成為園區納米產業創新的源頭。納米真空互聯實驗站這個大科學裝置,建成后將形成一個國際頂尖納米科技人才的聚集高地,對地方經濟、科技具有很強的帶動與輻射作用。

  納米產業未來應用空間巨大,但出成果也更慢。蘇州工業園區十年培育一個“慢”產業,用前瞻性的眼光加上“十年磨一劍”的耐心,成就了納米產業的集聚發展。

  通向未來的納米研究平臺

  2014年,全球納米領域的大科學裝置——納米真空互聯實驗站在園區開工啟動。

  這是世界首個集材料生長、器件加工、測試分析為一體的納米領域大科學裝置。有了它,科學家未來就有可能制造出體積更小、運算速度更高的計算機,以及更加智能的機器人。

  “未來電子元器件將發展到納米級,器件尺寸越來越小,集成度越來越高。但是那么小的器件,以目前的工藝還有很多效應無法解決,不能完成新型器件的制造。所以未來生產納米甚至以下級別的器件需要一種全新的技術路線。”中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所納米真空互聯實驗站副總指揮丁孫安說。

  而這個實驗裝置就是在類似太空一樣的全真空環境下的納米器件研發平臺,探索的是未來納米器件制造的新技術。

  這個裝置的特點在于,通過超高真空管道把各功能設備相互連接,解決了傳統超凈間模式中難以解決的塵埃、表面氧化和吸附等污染問題。

  目前,除了法國、德國等國家已經與實驗站建立了合作關系,還有薛其坤院士團隊、包信和院士團隊、杜江峰院士團隊以及清華、北大、西交大等進行了深度合作,國內半導體相關企業也紛紛找上門來合作。

  丁孫安告訴記者,實驗站力圖通過超高真空條件下的互聯集成和若干重大項目驗證,突破現有儀器設備的功能限制,實現材料制備、測試分析與微納加工工藝等方面協同效應,為科研和戰略性新興產業發展提供先進的開放平臺。

  在試運行階段,本著邊建設邊運行的原則,目前試驗站已經開展了86項國內國際的合作,設備平穩運行,用戶使用機時達22000小時。

  實驗站的南開大學董紅課題組利用過渡期的小型互聯裝置,測試多層結構的異質結帶階的相應實驗結果已經發表。

  課題組通過前期的合作項目開展,合作發表文章100多篇,《自然》子刊多篇,申請專利42項,授權10項。

  形成園區納米生態閉環效應

  一片2英寸(約5厘米)直徑的白色半透明、塑料質感的小圓片,在國際市場上的售價高達5000美元,而且一片難求——這就是被稱為第三代半導體材料的氮化鎵晶片。

  位于蘇州工業園區的納維科技,采用納米技術可批量生產2英寸氮化鎵晶片,并已完成4英寸氮化鎵同質晶片襯底的小批量生產。

  納維科技正是依托中科院蘇州納米所而建,董事長徐科也是最早加入納米所的幾名研究員之一。作為納米所成立的第一家產業化公司,通過10年努力,他們在氮化鎵晶體結晶質量與塊體材料電子遷移率等綜合指標方面均步入國際第一方陣,用戶覆蓋了國內外80%以上的研發機構和企業。

  十多年前,中國科院納米所落戶蘇州工業園區,奠定了園區納米產業發展的基礎;今天,納米真空互聯裝置的建成,真正顯現出本地科研實力+平臺吸附效應,形成園區納米生態閉環效應。

  納米科技真空互聯綜合實驗裝置的重大意義在于,它將基礎研究與應用技術開發直接對接,縮短和簡化了從材料研究到器件開發、產業化的進程,探索納米材料與新器件大規模制造的技術路線。

  丁孫安表示,納米真空互聯實驗站不僅可以開展硬件研制,也能開發新的工藝,超導器件、半導體器件等對表面敏感的材料器件都可以在這里制造,可實現量子材料的設計、制備,這樣就可以用于制造強大的量子計算機。利用這套裝置,可以生產更智能化、更可靠、更小型的器件,應用于通訊、信息、人工智能等領域。

  “通過大科學裝置,不僅培養了一批國際頂尖納米科技人才,還大大提升了我國重大儀器設備的自主研制水平。”蘇州工業園區科技和信息化局局長許文清說,實驗裝置面向全球開放,必將吸引國內外多學科高端科研與技術人才集聚,帶動區域產業的創新發展。

  布局新產業要看到十年后的趨勢

  蘇州工業園區是我國第一個把納米技術應用產業作為區域戰略性新興產業的區域。從決定發展納米產業開始,這條納米之路已走過十多年。

  2006年,蘇州工業園區與中國科學院、江蘇省、蘇州市共同出資創建了中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所。坊間為此轟動,但也有不同聲音出現。

  “當時,蘇州決定在國內率先把納米技術應用產業作為區域戰略性新興產業,有些人不太理解。”蘇州市科技局局長張東馳說,“但是一個區域選擇什么樣產業的布局,應該要考慮到5—10年后的產業發展趨勢。”

  在蘇州納微科技有限公司的實驗室里,顯微鏡下,連成一串串的球狀顆粒遇到水后,瞬間四散開來,獨立分布在玻璃片上,這些顆粒便是納米微球。

  該公司研發出的這種單分散硅膠色譜填料,是為生物藥“去雜質”的產品,占據了整個藥物研發成本的50%—80%。但此前,這項技術一直壟斷在國外企業手里,國內企業必須高價購買。他們的產品一上市就倒逼著日本一家企業將幾十萬元/公斤的價格降到原先的1/10。

  納米技術如同一根金絲串起了眾多產業,也為園區帶來了豐富的上下游業態。園區逐步發展起微納制造、納米新材料、微機電系統、氮化鎵等多個優勢產業集群。

  “納米產業和其他產業不一樣,更基礎更廣泛,出成果也更‘慢’。必須有耐心,才能走得更遠。”張東馳說道。

  目前,蘇州工業園區已成為國內納米技術產業資源集聚度最高的區域之一,納米產業技術水平也快速提升。漢天下、納維科技、晶湛半導體、星爍納米等一批企業攻克技術壁壘,填補多項國內外技術空白。截至目前,累計引進納米技術應用企業超600家,今年1—9月,蘇州工業園區納米技術應用產業實現產值564億元。

(原載于《科技日報》 2019-11-13 07版)

 
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