原標題:創(chuàng)新+耐心,蘇州工業(yè)園區(qū)十年培育納米“慢”產(chǎn)業(yè)
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(yè)園區(qū)的納米科技真空互聯(lián)綜合實驗裝置(NANO-X),正式面向國內(nèi)外用戶開放,引發(fā)了科學(xué)界的關(guān)注。
從被外界質(zhì)疑,到眾人觀望,蘇州工業(yè)園區(qū)在發(fā)展納米技術(shù)與產(chǎn)業(yè)這條路上走過了13個年頭。如今,園區(qū)已經(jīng)成為世界八大納米產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)之一,而中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所也成為園區(qū)納米產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的源頭。納米真空互聯(lián)實驗站這個大科學(xué)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(jīng)濟、科技具有很強的帶動與輻射作用。
納米產(chǎn)業(yè)未來應(yīng)用空間巨大,但出成果也更慢。蘇州工業(yè)園區(qū)十年培育一個“慢”產(chǎn)業(yè),用前瞻性的眼光加上“十年磨一劍”的耐心,成就了納米產(chǎn)業(yè)的集聚發(fā)展。
通向未來的納米研究平臺
2014年,全球納米領(lǐng)域的大科學(xué)裝置——納米真空互聯(lián)實驗站在園區(qū)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(lǐng)域大科學(xué)裝置。有了它,科學(xué)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(fā)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(yīng)無法解決,不能完成新型器件的制造。所以未來生產(chǎn)納米甚至以下級別的器件需要一種全新的技術(shù)路線?!敝袊茖W(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所納米真空互聯(lián)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(huán)境下的納米器件研發(fā)平臺,探索的是未來納米器件制造的新技術(shù)。
這個裝置的特點在于,通過超高真空管道把各功能設(shè)備相互連接,解決了傳統(tǒng)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(jīng)與實驗站建立了合作關(guān)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(nèi)半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)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(lián)集成和若干重大項目驗證,突破現(xiàn)有儀器設(shè)備的功能限制,實現(xiàn)材料制備、測試分析與微納加工工藝等方面協(xié)同效應(yīng),為科研和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供先進的開放平臺。
在試運行階段,本著邊建設(shè)邊運行的原則,目前試驗站已經(jīng)開展了86項國內(nèi)國際的合作,設(shè)備平穩(wěn)運行,用戶使用機時達22000小時。
實驗站的南開大學(xué)董紅課題組利用過渡期的小型互聯(lián)裝置,測試多層結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)帶階的相應(yīng)實驗結(jié)果已經(jīng)發(fā)表。
課題組通過前期的合作項目開展,合作發(fā)表文章100多篇,《自然》子刊多篇,申請專利42項,授權(quán)10項。
形成園區(qū)納米生態(tài)閉環(huán)效應(yīng)
一片2英寸(約5厘米)直徑的白色半透明、塑料質(zhì)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(dǎo)體材料的氮化鎵晶片。
位于蘇州工業(yè)園區(qū)的納維科技,采用納米技術(shù)可批量生產(chǎn)2英寸氮化鎵晶片,并已完成4英寸氮化鎵同質(zhì)晶片襯底的小批量生產(chǎn)。
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(chǎn)業(yè)化公司,通過10年努力,他們在氮化鎵晶體結(jié)晶質(zhì)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(nèi)外80%以上的研發(fā)機構(gòu)和企業(yè)。
十多年前,中國科院納米所落戶蘇州工業(yè)園區(qū),奠定了園區(qū)納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ);今天,納米真空互聯(lián)裝置的建成,真正顯現(xiàn)出本地科研實力+平臺吸附效應(yīng),形成園區(qū)納米生態(tài)閉環(huán)效應(yīng)。
納米科技真空互聯(lián)綜合實驗裝置的重大意義在于,它將基礎(chǔ)研究與應(yīng)用技術(shù)開發(fā)直接對接,縮短和簡化了從材料研究到器件開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化的進程,探索納米材料與新器件大規(guī)模制造的技術(shù)路線。
丁孫安表示,納米真空互聯(lián)實驗站不僅可以開展硬件研制,也能開發(fā)新的工藝,超導(dǎo)器件、半導(dǎo)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(xiàn)量子材料的設(shè)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(chǎn)更智能化、更可靠、更小型的器件,應(yīng)用于通訊、信息、人工智能等領(lǐng)域。
“通過大科學(xué)裝置,不僅培養(yǎng)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(shè)備的自主研制水平。”蘇州工業(yè)園區(qū)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(nèi)外多學(xué)科高端科研與技術(shù)人才集聚,帶動區(qū)域產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。