6月16-17日，2022年“率先杯”未來技術創新大賽（上海賽區復賽）在上海嘉定先進技術創新與育成中心舉行。33家企事業單位和團隊通過“云路演+在線答辯”方式展開激烈“比拼”。

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復材切割裝備研發團隊，帶來了“超快激光刀”項目。

“我們的‘激光刀’就一個字‘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1飛秒。比如以30萬公里/秒飛馳的光，在1飛秒當中僅能夠行進0.3微米。

這把“超快激光刀”，自主可控的專利技術超20項。研發團隊結合已有超快激光與物質相互作用研究基礎，對超快激光產生、熱效應抑制、多元參數反饋控制等多項原創性技術進行集成，實現基于高功率超快激光的高效率、高精度、低損傷的減材加工與表面處理，設備總體技術指標處于國際先進水平。

據介紹，隨著碳纖維復合材料在飛機、船舶、新能源汽車、體育器材等領域的逐步推廣和應用，正成為替代金屬的主要結構材料。

廖洋介紹，采用傳統激光切割技術，容易導致復合材料分層、纖維拔出、基材損傷等問題，而通過使用超快激光與空間整形技術及霜輔助技術相結合的方式，可控制熱影響區域，降低材料損耗，“這項技術將碳纖維復合材料切口的平整度，從原先的100微米提升至5微米，就算在高倍顯微鏡下看，表面也同樣光滑、平整。”

目前，由超快激光復材切割裝備研發團隊研發生產的相關設備已獲得小批量訂單。

比鉆石還貴的“三明治”

同樣來自嘉定的還有中科院上海微系統與信息技術所歐欣博士團隊開發的“萬能離子刀”異質集成技術。

“我們可以從任意晶圓上切出只有幾百納米厚度，相當于比一張紙厚度十分之一還要薄的高質量單晶薄膜，并實現異質集成。這是發展下一代核心器件所需的創新材料技術。”歐欣介紹，團隊基于異質集成材料技術開發出的高性能射頻器件，將為滿足下一代移動通信提供創新解決方案。

“異質集成材料，是一種類似‘三明治’結構的材料。相對于傳統的單一襯底材料，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種不同的材料“優勢互補”進行重組，產生一種新的材料，“‘萬能離子刀’就是我們的秘密武器。”

這種新材料有多珍貴？歐欣打了個比方，相比傳統的單晶體材料，新材料以4英寸的晶圓來計算，表面厚度只有原先的千分之一，質量約20毫克。如果售價為1萬元，單位質量的價格就高于普通鉆石了。

“因為現在整個半導體行業的發展，是從同質到異質的過程。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。所以針對這個需求，我們開發這種異質晶圓的高效制備技術。”歐欣說，“下半年，我們可以達到中試水平。同時，我們在進一步擴大規模，盡快為工業企業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，它能改變未來的產業環境，我們關注的主要是這兩方面。”賽事評委組成員、上海新微科技集團總裁秦曦表示，今年參賽團隊整體質量高于預期，主要表現在三個方面：一是涉及行業的范圍比較廣；二是大部分項目都基于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”為主題，面向國內科研院所、高等院校、企業、創新創業團隊以及個人等科技創新主體展開征集，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臺。據統計，本次大賽共吸引了1700余家企事業單位或團體在線報名。