6月16-17日，2022年“率先杯”未來技術創新大賽（上海賽區複賽）在上海嘉定先進技術創新與(yu) 育成中心舉(ju) 行。33家企事業(ye) 單位和團隊通過“雲(yun) 路演+在線答辯”方式展開激烈“比拚”。

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複材切割裝備研發團隊，帶來了“超快激光刀”項目。

“我們(men) 的‘激光刀’就一個(ge) 字‘快’。”那到底有多快？研發團隊技術負責人廖洋博士告訴記者，速度是10的負15次方秒，稱之為(wei) 1飛秒。比如以30萬(wan) 公裏/秒飛馳的光，在1飛秒當中僅(jin) 能夠行進0.3微米。

這把“超快激光刀”，自主可控的專(zhuan) 利技術超20項。研發團隊結合已有超快激光與(yu) 物質相互作用研究基礎，對超快激光產(chan) 生、熱效應抑製、多元參數反饋控製等多項原創性技術進行集成，實現基於(yu) 高功率超快激光的高效率、高精度、低損傷(shang) 的減材加工與(yu) 表麵處理，設備總體(ti) 技術指標處於(yu) 國際先進水平。

據介紹，隨著碳纖維複合材料在飛機、船舶、新能源汽車、體(ti) 育器材等領域的逐步推廣和應用，正成為(wei) 替代金屬的主要結構材料。

廖洋介紹，采用傳(chuan) 統激光切割技術，容易導致複合材料分層、纖維拔出、基材損傷(shang) 等問題，而通過使用超快激光與(yu) 空間整形技術及霜輔助技術相結合的方式，可控製熱影響區域，降低材料損耗，“這項技術將碳纖維複合材料切口的平整度，從(cong) 原先的100微米提升至5微米，就算在高倍顯微鏡下看，表麵也同樣光滑、平整。”

目前，由超快激光複材切割裝備研發團隊研發生產(chan) 的相關(guan) 設備已獲得小批量訂單。

比鑽石還貴的“三明治”

同樣來自嘉定的還有中科院上海微係統與(yu) 信息技術所歐欣博士團隊開發的“萬(wan) 能離子刀”異質集成技術。

“我們(men) 可以從(cong) 任意晶圓上切出隻有幾百納米厚度，相當於(yu) 比一張紙厚度十分之一還要薄的高質量單晶薄膜，並實現異質集成。這是發展下一代核心器件所需的創新材料技術。”歐欣介紹，團隊基於(yu) 異質集成材料技術開發出的高性能射頻器件，將為(wei) 滿足下一代移動通信提供創新解決(jue) 方案。

“異質集成材料，是一種類似‘三明治’結構的材料。相對於(yu) 傳(chuan) 統的單一襯底材料，器件性能可以得到有效提升。”歐欣表示，團隊研發的新技術可以讓兩(liang) 種不同的材料“優(you) 勢互補”進行重組，產(chan) 生一種新的材料，“‘萬(wan) 能離子刀’就是我們(men) 的秘密武器。”

這種新材料有多珍貴？歐欣打了個(ge) 比方，相比傳(chuan) 統的單晶體(ti) 材料，新材料以4英寸的晶圓來計算，表麵厚度隻有原先的千分之一，質量約20毫克。如果售價(jia) 為(wei) 1萬(wan) 元，單位質量的價(jia) 格就高於(yu) 普通鑽石了。

“因為(wei) 現在整個(ge) 半導體(ti) 行業(ye) 的發展，是從(cong) 同質到異質的過程。通過異質集成材料的創新，可以實現射頻、功率、光電等器件性能大幅度提升。所以針對這個(ge) 需求，我們(men) 開發這種異質晶圓的高效製備技術。”歐欣說，“下半年，我們(men) 可以達到中試水平。同時，我們(men) 在進一步擴大規模，盡快為(wei) 工業(ye) 企業(ye) 提供這種晶圓和器件設計方案。”

技術創新改變未來

路演現場，今年的項目受到了大賽評委的肯定。

“首先要有核心技術和顛覆性的技術。第二，它能改變未來的產(chan) 業(ye) 環境，我們(men) 關(guan) 注的主要是這兩(liang) 方麵。”賽事評委組成員、上海新微科技集團總裁秦曦表示，今年參賽團隊整體(ti) 質量高於(yu) 預期，主要表現在三個(ge) 方麵：一是涉及行業(ye) 的範圍比較廣；二是大部分項目都基於(yu) 中科院的前沿技術研究，同時也非常符合成果轉化的特點；三是應用場景非常明確。

本屆大賽以“夢想驅動、智勝未來”為(wei) 主題，麵向國內(nei) 科研院所、高等院校、企業(ye) 、創新創業(ye) 團隊以及個(ge) 人等科技創新主體(ti) 展開征集，旨在推動前沿科技創新，打造高效能的先進技術成果轉化平台。據統計，本次大賽共吸引了1700餘(yu) 家企事業(ye) 單位或團體(ti) 在線報名。