李周羲 伍軼

隨著電子芯片的發(fā)展逼近摩爾定律極限，曾在與電子芯片競爭中落后的光子芯片，逐步進入潛在顛覆性技術(shù)布局行列。近日，半導體巨頭英特爾和英偉達宣布投資Ayar Labs，華為入股微源光子及長光華芯，格芯推出新硅光子技術(shù)，新思科推出全球首個開放式硅光子平臺……一批國內(nèi)外大廠對“光芯片”賽道的探索，同樣激起光電材料研究領(lǐng)域的相關(guān)討論。

“隨著5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，對低功耗、高速、集成化、多功能化的新一代信息技術(shù)需求不斷增長，未來信息應(yīng)用領(lǐng)域獲得突破性進展的主要方向是獲得具有更高性能、更加多功能化的新穎材料載體，這需要在材料科學上做出重要突破?！彪娮涌萍即髮W基礎(chǔ)與前沿研究院（簡稱：基礎(chǔ)院）院長王志明指出。

新型材料從何而來？其基于研究者的想象力和創(chuàng)造力，源自基礎(chǔ)研究與前沿研究，依賴長達10年、20年甚至更長時間的不懈探索與投入。王志明舉例到，基于低維光電材料實現(xiàn)大規(guī)模光子集成是近30年材料領(lǐng)域的研究熱點和前沿，各國爭相搶占技術(shù)優(yōu)勢，到目前才形成初步基礎(chǔ)理論研究、核心技術(shù)開發(fā)成果和人才儲備。

“在研究者的共同努力下，我國低維材料的研發(fā)與世界先進水平持平，發(fā)表的學術(shù)論文和申請的專利數(shù)量已走在世界前列，但在原創(chuàng)性成果方面仍有不足?！蓖踔久髦赋?，雖然低維材料研究的大門已經(jīng)被逐漸打開，但是充分認識其內(nèi)在物理機制并將其有效應(yīng)用在新一代光電器件中還亟待深入地研究與開發(fā)?！皬母拍钇诘匠砷L期最后到成熟期，是所有新型材料發(fā)展的必經(jīng)之路，一旦技術(shù)成果落地，將形成真正的競爭力?！?/p>

基礎(chǔ)前沿研究：從無到有

基礎(chǔ)研究被視為整個科學體系的源頭，是所有技術(shù)問題的總機關(guān)。

2014年，電子科技大學成立基礎(chǔ)院時，將其定義為“增強原始創(chuàng)新能力，提升整體基礎(chǔ)研究水平和學術(shù)影響力而特別籌建的‘學術(shù)特區(qū)’”。以學校優(yōu)勢學科為支撐，基礎(chǔ)院主要圍繞物理學、材料科學與工程、光學工程等電子科大優(yōu)勢學科領(lǐng)域共性問題開展基礎(chǔ)研究，形成了量子信息研究中心、集成光子研究中心、新材料研究中心、新能源研究中心和人工智能研究中心。

截至目前，基礎(chǔ)院已建成1個國家級平臺和1個省級平臺，形成一支匯聚中國科學院院士、諾貝爾名譽教授、海外院士的高度國際化的高水平研究隊伍，發(fā)表學術(shù)論文1300余篇。其中SCI一區(qū)論文500余篇，面向國家需求新增主持10余項重大重點項目。

光電材料是基礎(chǔ)院瞄準的重點內(nèi)容之一，2019年，電子科技大學“低維光電材料學科創(chuàng)新引智基地”入選國家高等學校學科創(chuàng)新引智計劃，將用5-10年的時間做成真正國際一流的低維光電材料研究中心。

王志明分享了基地打造的亮點之一——與國際化接軌。他強調(diào)，新型材料產(chǎn)業(yè)的本質(zhì)非常寬泛，涉及電子科學與技術(shù)、光學工程、材料科學與工程、物理學等多學科，要保持這種多樣性，一是需要不同學科背景的人才，二是通過引進國外專家為一些重大重點研發(fā)項目做支撐，實現(xiàn)思想的碰撞。

當前，基地形成了包括10余名國家級特聘專家、國家青年特聘專家、青年長江學者等組成的國內(nèi)團隊和10余名海外院士、著名學會會士組成的國外團隊。以團隊研究領(lǐng)域與研究成果為基礎(chǔ)，以大規(guī)模光子芯片為核心主題，基地主要開展低維光電材料、納米光電器件、大規(guī)模光子集成電路三個研究方向，致力于利用低維光電材料實現(xiàn)高集成度、低功耗、高性能光子集成電路涉及的關(guān)鍵科學問題和關(guān)鍵技術(shù)問題。

解決落地之難：向前沿傾斜

技術(shù)完成從0到1的突破后，距離順利落地應(yīng)用還有很長一段路要走。

2017年，王志明教授團隊與國內(nèi)外高校的合作者成功利用脈沖激光在純水中實現(xiàn)持續(xù)高速的水流噴射，首次實現(xiàn)了激光驅(qū)動流體。目前，團隊一方面正著重對流體的相關(guān)物理參數(shù)進行研究，一方面開展激光手寫、雕刻液體、激光搬運等相關(guān)應(yīng)用。王志明透露，基于光致液體形變、光雕刻流體、光驅(qū)動液體運動等優(yōu)異性能，團隊未來將繼續(xù)開發(fā)更多更貼近工業(yè)化的應(yīng)用和產(chǎn)品，促進基礎(chǔ)科學研究產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。

毫無疑問，對于耗時太長的基礎(chǔ)和前沿研究成果的轉(zhuǎn)化，穩(wěn)定和長期的支持必不可少。

王志明關(guān)注到，從國家到地方，對于基礎(chǔ)和前沿研究的支持正在加碼，包括國家自然基金、科技部國家重點研發(fā)項目等都有對于新型材料的傾斜；近期，《四川省自然科學基金項目管理辦法（征求意見稿）》出爐，四川將進一步支持基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和前沿技術(shù)研究。

“但技術(shù)的落地，特別是新概念材料等前沿研究的落地，需要考慮誰來買單、如何買單的問題?！蓖踔久髦赋?，在打造政產(chǎn)學研用鏈條的過程中，有多個關(guān)鍵點可以打通。一是希望地方敢于投一些風險性高、耗時長的概念性的材料方向，以此打造產(chǎn)業(yè)先發(fā)優(yōu)勢；二是科研工作者要把自己的工作闡述清楚，并借助公開渠道完成對技術(shù)成果的科普；三是需建設(shè)更為聚焦的雙向平臺，實現(xiàn)資源共享、供需對接；四是通過階段支持方式降低前期研究開發(fā)風險并推動技術(shù)成果落地?！皞€人建議可以借鑒美國‘小企業(yè)創(chuàng)新研究資助計劃（SBIR計劃）’和‘小企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移資助計劃（STTR計劃）’，設(shè)立研發(fā)基金，分階段給予研發(fā)機構(gòu)支持。第一階段對新創(chuàng)意和新技術(shù)進行科學性、技術(shù)性和商業(yè)性可行性研究；第二階段對第一階段的研究成果進行拓展，并考慮商業(yè)化前景；第三階段將第二階段的研究成果推向市場，完成商業(yè)化?！?/p>