新材料：構築研發轉化創新高地

財經決策第一號：ENNweekly（?長按可複製）

文/李留申

世界上首次製備出5nm的高性能碳基晶體管，研製出世界上首個集成度為2500個碳納米管晶體管的CPU；國內首次建立完整的6英寸碳化硅晶片生產線，突破缺陷抑制、快速生長和籽晶處理等關鍵技術，形成具有自主知識產權的完整技術路線，在國內率先實現碳化硅晶體的產業化；成功研製10英寸超級石墨烯玻璃，在高品質石墨烯單晶薄膜、石墨烯溫度流量一體化感測器研製等方面取得突破；噸位級石墨烯改性鋁電纜的工業生產關鍵技術和全套裝備，實現了工業規模化製備……

這是近年來，北京市積極推動全國科技創新中心建設、構建高精尖產業結構的過程中，在新材料領域取得的一系列重大成果的簡單掠影。為了進一步提升北京新材料領域創新能力，促進產業高端化發展，2017年底，《北京市加快科技創新發展新材料產業的指導意見》發布實施。

頂層設計，統籌行業健康發展

近年來，在新材料原始創新技術和關鍵戰略材料製備技術方面，北京市科委重點組織實施納米材料原始創新和集聚發展、先導材料國產化開發和高端產業培育、優勢材料產業競爭力提升和輻射帶動等多項重點任務。針對新材料原始創新技術和關鍵戰略材料製備技術研發的重點任務，北京市科委牽頭組織相關單位，在「納米技術原始創新和集聚發展」方面，支持納米原創性技術攻關，搭建共性技術創新支撐平台，吸引全球納米頂尖人才和團隊來京創新創業，建設國際一流的納米科技創新中心，並加強產業園區建設，完善創業服務體系，培育高端納米產業，推動產業聚集發展，建設北京國家納米高新技術產業化基地；在「先導材料國產化開發和高端產業培育」方面，支持一批先導材料的國產化開發，促進先導材料及其產品的成果轉化和產業化，並加強先導材料的應用產品開發，培育先導材料高端應用產業，支撐下游產業的轉型升級；在「優勢材料產業競爭力提升和輻射帶動」方面，加強優勢材料技術創新和產品性能提升，增強優勢材料產業的創新能力和市場競爭力，並加大優勢材料的應用研究和相關產業化關鍵技術攻關，促進優勢材料的大規模應用，輻射帶動下游產業發展。

為了統籌新材料原始創新技術和關鍵戰略材料製備技術的研發，北京市科委積極對接國家「科技創新2030-重大項目」重點新材料研究及應用，支持新材料領域發展。圍繞3類「受制於人」和4類「搶佔發展先機」的新材料，以及材料基因組技術八個重點任務及關鍵技術，組織專家分析研究北京相關基礎與資源優勢，並在此基礎上提出《關於爭取國家重點新材料研發及應用重大項目落地北京對接工作方案》，結合北京現有基礎與優勢，針對「科技創新2030-重大項目」中的8個重點任務方向，初步明確了分為主導實施、組織實施、培育實施三類進行對接的總體思路。

北京市科委還協調其他部門進行政策對接，制定落地政策實施細化方案，並推動北京石墨烯研究院建設進度，積極探索「民辦非營利」研發機構的建設模式，為科技體制機制改革提供經驗借鑒。同時設立「北京石墨烯科技創新專項」，圍繞石墨烯技術在電子器件、儲能、感測器等應用領域探索，成功研製10英寸超級石墨烯玻璃，並在高品質石墨烯單晶薄膜、石墨烯溫度流量一體化感測器的研製方面取得突破。

集中力量，打造產業集聚優勢

北京市科委相關負責人表示，近年來，北京市圍繞「三城一區」建設和發展，以深入服務懷柔科學城為目標，以建設國際一流納米科技技術創新高地為目標，持續推動納米科技成果入駐納米科技產業園，並協調中科院物理所、北京科技大學、北京鋼鐵研究總院等相關優勢資源，建設材料基因組交叉研究平台，清潔能源材料測試診斷與研發平台，為懷柔綜合研究基地建設提供支撐。如今，納米科技產業園建設進展順利，已有48項科技成果入園發展，累計投資超過80億元。

同時，積極布局第三代半導體技術和產業發展，圍繞電力電子、微波射頻、光電子等方向，組織優勢研究機構和相關企業開展聯合攻關，並與順義區政府聯合共建第三代半導體聯合創新基地，成立產業基金，預留1000畝發展空間，全力打造北京第三代半導體創新型產業集聚區。其中，北京市科委與順義區政府共同推動的第三代半導體產業基地建設，目前已有荷蘭代爾夫特理工大學北京研究院、廣東德豪潤達集團公司、中電科技集團第十三研究所等近20家單位入駐，進一步探索了科技成果批量轉化的「北京模式」。

重點研發，實現多項重大技術突破

近年來，為了穩步推進北京第三代半導體領域產業發展，北京市科委積極推動在京籌建第三代半導體技術創新研究院，搭建承接國家相關任務的綜合研究平台，並組織優勢單位聯合申報國家重點研發計劃「戰略性電子材料」項目，成功爭取到相關6個重大項目由北京單位牽頭實施。同時，組織實施「1200V碳化硅MOSFET器件研製及應用研究」科技計劃課題，支持泰科天潤半導體科技（北京）有限公司在國內率先研製成功工業化大功率SiC MOSFET器件，打破了國外技術壟斷，支持北京天科合達半導體股份有限公司開展6英寸低缺陷SiC單晶襯底產業化關鍵技術研究，形成我國具有自主知識產權的6英寸SiC晶片及其相關製備技術。

天科合達研製的2-6寸碳化硅導電晶片

北京天科合達半導體股份有限公司總經理楊建在接受採訪時表示，天科合達公司成為中國碳化硅襯底產業化的首倡者，先後聯合國家電網、中國科學院物理研究所、中國科學院半導體研究所和中國科學院微電子研究所等單位，承擔了北京市科委「6英寸低缺陷SiC單晶襯底產業化關鍵技術研究」、「SiC晶液相生長技術研究」等多個科技計劃項目的支持。

天科合達研製的碳化硅寶石晶體

「北京市科委的政策扶持和資金資助為我們團隊攻克SiC單晶材料研製的關鍵技術提供了強有力的幫助，目前已突破了6英寸碳化硅單晶缺陷抑制、快速生長和籽晶處理等關鍵技術，打破了國外長期的技術封鎖和壟斷，推動了碳化硅外延、器件等相關的基礎研究，推動了我國寬禁帶半導體產業的發展。」楊建表示，天科合達公司晶片產品已大量出口至歐、美和日本等20多個國家和地區，成為我國少數進入國外知名大企業的高技術產品。自2009年以來，天科合達公司連續被國際著名半導體諮詢機構YOLE公司列為全球碳化硅晶片主要製造商之一。

在北京市科委的支持下，北京航空材料研究院（簡稱航材院）自2006年起持續開展石墨烯相關工作，組建了百餘人規模的創新團隊，在40餘個方向開展石墨烯應用研究。目前，已成功開發12類60多種石墨烯新材料和百餘項新產品，先後獲得國際、國內專利235項，成果轉化收入超過了7億元。航材院王旭東博士在接受採訪時表示，北京石墨烯技術研究院完成了實驗室高壓輸變電用石墨烯改性鋁電纜研究，開發了具有我國自主知識產權的8C06和8C12兩個國際通用牌號，通過三年的應用技術研究，突破了噸位級石墨烯改性鋁電纜的工業生產關鍵技術和全套裝備，實現了工業規模化製備，僅知識產權價值就達到了1億元，未來有望創造1000億產業價值。

在科技部和北京市科委的持續支持下，北京大學彭練矛教授團隊在世界上首次製備出5nm的高性能碳基晶體管，研製出世界上首個集成度為2500個碳納米管晶體管的CPU，主頻100KHZ，性能與國際首款商用計算機微處理器4004相當；首創無摻雜製備碳納米管CMOS集成電路新技術，該技術被業內認為是下一代信息處理技術的強有力的競爭者，相關成果被13次寫入國際半導體技術路線圖，已形成具有完整自主知識產權的碳基集成電路新體系，被稱為「代表了計算機處理器的未來」。

持續創新，支撐全國科技創新中心建設

如今，北京已經在新材料領域取得眾多重大技術的突破，對於今後行業的發展，新材料領域相關科研人員有著自己的看法和建議。其中，楊建表示，對碳化硅等戰略性先進電子材料，應該充分發揮政府在產業發展中的引導作用，在產業和政策方面，給予相關企業更大力度支持。同時，要促進產業鏈的均衡發展，解決全產業鏈的安全可控問題。此外，北京還應吸引符合北京功能定位的國際高端創新機構、跨國公司研發中心、國際科技組織在京落戶，鼓勵國際知名科研機構在京聯合組建國際科技中心，使北京發展成為國際科技組織總部聚集中心，並面向全球引進世界級頂尖人才和團隊在京發展，深入實施「高層次創新創業人才支持計劃」、「科技北京百名領軍人才培養工程」等人才計劃，完善人才梯度培養機制，推進人才結構戰略性調整。

同時，楊建也表示，新材料原始創新技術和關鍵戰略材料製備技術的重大突破可以說是對北京全國科技創新中心建設起到了重要支撐作用，作為北京市高新技術企業之一，天科合達公司責無旁貸地參與到北京全國科技創新中心建設當中。在技術創新方面，天科合達公司依託於中國科學院物理所十餘年在碳化硅領域的研究成果，不斷推進中科院技術成果在京轉化，並積極推動碳化硅晶片、外延、器件、模塊等產業鏈上下游相關環節實現協同發展。天科合達公司與中科院物理所共同起草的第三代半導體碳化硅領域3項國家標準已成功發布和實施。

王旭東認為，「一代材料、一代裝備，一代製造業」，先進材料不僅僅是高新技術發展的基石和先導，更是數萬億產業的核心。作為我國第一個省部級石墨烯製造業創新中心,航材院已初步形成北京主創新、京津冀主平台、全國大網路的發展格局，在北京建成了我國第一個石墨烯及應用技術中試基地，共18個試驗室，16個研發團隊共100多人。王旭東表示，為支持全國科技創新中心建設，航材院將憑藉自身優勢，加大研發力度，持續推動石墨烯產業的研發和應用。

總監製：羅海岩、吳亮

監製：程瑛

責任編輯：王婷、楊萌

任何事宜請後台留言

喜歡的朋友請多多分享

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！