6月16-17日，2022年“率先杯”未来技术创新大赛（上海赛区复赛）在上海嘉定先进技术创新与育成中心举行。33家企事业单位和团队通过“云路演+在线答辩”方式展开激烈“比拼”。

比飞秒还快的“激光刀”

来自上海光机所强场激光物理国家重点实验室的超快激光复材切割装备研发团队，带来了“超快激光刀”项目。

“我们的‘激光刀’就一个字‘快’。”那到底有多快？研发团队技术负责人廖洋博士告诉记者，速度是10的负15次方秒，称之为1飞秒。比如以30万公里/秒飞驰的光，在1飞秒当中仅能够行进0.3微米。

这把“超快激光刀”，自主可控的专利技术超20项。研发团队结合已有超快激光与物质相互作用研究基础，对超快激光产生、热效应抑制、多元参数反馈控制等多项原创性技术进行集成，实现基于高功率超快激光的高效率、高精度、低损伤的减材加工与表面处理，设备总体技术指标处于国际先进水平。

据介绍，随着碳纤维复合材料在飞机、船舶、新能源汽车、体育器材等领域的逐步推广和应用，正成为替代金属的主要结构材料。

廖洋介绍，采用传统激光切割技术，容易导致复合材料分层、纤维拔出、基材损伤等问题，而通过使用超快激光与空间整形技术及霜辅助技术相结合的方式，可控制热影响区域，降低材料损耗，“这项技术将碳纤维复合材料切口的平整度，从原先的100微米提升至5微米，就算在高倍显微镜下看，表面也同样光滑、平整。”

目前，由超快激光复材切割装备研发团队研发生产的相关设备已获得小批量订单。

比钻石还贵的“三明治”

同样来自嘉定的还有中科院上海微系统与信息技术所欧欣博士团队开发的“万能离子刀”异质集成技术。

“我们可以从任意晶圆上切出只有几百纳米厚度，相当于比一张纸厚度十分之一还要薄的高质量单晶薄膜，并实现异质集成。这是发展下一代核心器件所需的创新材料技术。”欧欣介绍，团队基于异质集成材料技术开发出的高性能射频器件，将为满足下一代移动通信提供创新解决方案。

“异质集成材料，是一种类似‘三明治’结构的材料。相对于传统的单一衬底材料，器件性能可以得到有效提升。”欧欣表示，团队研发的新技术可以让两种不同的材料“优势互补”进行重组，产生一种新的材料，“‘万能离子刀’就是我们的秘密武器。”

这种新材料有多珍贵？欧欣打了个比方，相比传统的单晶体材料，新材料以4英寸的晶圆来计算，表面厚度只有原先的千分之一，质量约20毫克。如果售价为1万元，单位质量的价格就高于普通钻石了。

“因为现在整个半导体行业的发展，是从同质到异质的过程。通过异质集成材料的创新，可以实现射频、功率、光电等器件性能大幅度提升。所以针对这个需求，我们开发这种异质晶圆的高效制备技术。”欧欣说，“下半年，我们可以达到中试水平。同时，我们在进一步扩大规模，尽快为工业企业提供这种晶圆和器件设计方案。”

技术创新改变未来

路演现场，今年的项目受到了大赛评委的肯定。

“首先要有核心技术和颠覆性的技术。第二，它能改变未来的产业环境，我们关注的主要是这两方面。”赛事评委组成员、上海新微科技集团总裁秦曦表示，今年参赛团队整体质量高于预期，主要表现在三个方面：一是涉及行业的范围比较广；二是大部分项目都基于中科院的前沿技术研究，同时也非常符合成果转化的特点；三是应用场景非常明确。

本届大赛以“梦想驱动、智胜未来”为主题，面向国内科研院所、高等院校、企业、创新创业团队以及个人等科技创新主体展开征集，旨在推动前沿科技创新，打造高效能的先进技术成果转化平台。据统计，本次大赛共吸引了1700余家企事业单位或团体在线报名。