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中国有望在柔性电子领域实现“弯道超车”

来源:中国财经报2019-08-08 10:55

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中国有望在柔性电子领域实现“弯道超车”

  浙江柔性电子与智能技术全球研究中心综合部负责人李皓介绍浙江省布局发展柔性电子产业的规划思路。记者 惠梦 摄

  近年来,在政府、高校和企业的积极支持下,我国柔性电子技术多个领域的技术探索和产业化取得重要进展。在面向未来的柔性电子领域,中国有望实现“弯道超车”,成为全球柔性电子领域的重要引领者。

  提到柔性电子技术,很多人都会想到手机厂商推出的柔性电子屏。实际上,柔性屏幕只是柔性电子技术应用的一个方面,其在医疗、工业等领域的应用前景十分广阔,如自动监测人体数据的衣服、能够自如抓握兵乓球的机械手、高度仿真的类人机器人,等等。

  作为一个新兴领域,柔性电子技术在本世纪初兴起,在世界范围内引起广泛关注,美国《科学》杂志将该项技术进展列为2000年世界十大科技成果之一,与人类基因组草图、生物克隆技术等重大发现并列。

  不同于电子产业的其他领域,中国柔性电子的基础研究与国际水平基本同步。近年来,在政府、高校和企业的积极支持下,我国柔性电子技术多个领域的技术探索和产业化取得重要进展。在面向未来的柔性电子领域,中国有望实现“弯道超车”,成为全球柔性电子领域的重要引领者。

  柔电技术改变生活

  ■柔性电子技术在医疗、工业领域有很多重要应用,随着智能时代的来临,其在人机交互、类人机器人制造等领域将有更多造福人类的贡献。

  “柔性电子技术研究的是如何把现有的电子系统柔性化,这将给整个信息系统的获取、处理、传输、显示等方面带来巨大改变,实现信息与人、物体、环境高效共融的‘万物互联’。”清华大学航天航空学院教授、国家重点基础研究发展计划(973计划)柔性电子技术课题首席科学家冯雪,日前在中国科协主办的“科学麻辣烫”系列科普活动上首次向媒体介绍柔性电子技术。

  结合多年的可延展柔性电子器件研究经验,冯雪团队利用类皮肤柔性传感技术建立了新的无创血糖测量医学方法,在全球范围内引发广泛关注。“对于糖尿病人来说,检测血糖的传统方法是扎手指,而利用柔性电子技术,患者只需将类似皮肤一样的薄片贴在皮肤上,柔性电子技术就能把血管之间的葡萄糖驱动出来进行测量。”冯雪说。利用类似的方法,柔性电子技术在医疗领域可以有很多重要应用,包括用于血氧检测、植入式神经修复攀爬仿生3D螺旋形绕电极、坐骨神经电信号采集等;在工业领域,柔性技术可以像“创可贴”一样贴在高铁的不同部位进行高铁“健康”监测,将不同的工业装备高度融合形成工业传感网络等。

  在清华大学材料学院副院长沈洋看来,未来柔性技术造福人类生活一个更为广阔的应用,是人和电脑的人机交互领域。“我们现在做人机交互靠的是人眼盯着屏幕,用手在键盘上打字输入信息。以后我们可以将人的感官和计算机直接交互,这就需要依靠柔性电子技术一个很重要的分支——柔性神经界面,直接把人的意识信号和电脑连接在一起,实现双向交互。”

  世界柔电看中国

  ■与电子产业的其他领域不同,我国柔性电子的基础研究与国际水平基本同步,有希望和能力探索解决柔性电子技术的关键问题,快速实现产业化。

  柔性电子技术是一个新兴领域,不但整合了电子电路、电子组件、材料、平面显示、纳米技术等领域技术,还横跨半导体、封测、材料、化工、印刷电路板、显示面板等产业,可协助传统产业升级。随着柔性电子技术在信息、能源、医疗、制造等领域应用的重要性日益凸显,这项技术已成为世界各国竞相发展的前沿技术领域。

  在世界范围内,美国、欧盟、英国、日本等相继制定了柔性电子发展战略并投入大量科研经费,康奈尔大学、普林斯顿大学、哈佛大学、西北大学、剑桥大学等国际著名大学先后建立柔性电子技术研究机构,对柔性电子的材料、器件与工艺技术进行大量研究。

  与电子产业的其他领域不同,我国柔性电子的基础研究与国际水平基本同步,有希望和能力探索解决柔性电子技术的关键问题,快速实现产业化,构建良好的柔性电子生态环境,在国际柔性电子学术研究上力争成为引领者。

  为此,我国在柔性电子技术领域已做出颇多努力。国家自然科学基金委针对柔性电子技术专门设立了重大国际合作项目和系列面上项目,科技部设立了专项973重点基础研究计划,各高校、企业和地方政府也积极支持柔性电子技术的研究,为我国逐鹿该技术奠定了坚实基础。

  “在柔性电子领域,目前我国与世界先进国家处于‘并跑’阶段。”沈洋介绍说,特别是在面向未来的一些柔性电子技术领域,如OLED柔性显示技术、超级电容柔性电源、柔性电子器件、柔性材料等方面,我国科研团队已取得国际领先的成果,并具有完全的自主知识产权。

  中国柔电看浙江

  ■目前“柔谷”已经在浙江落地生根,后续还将经历一个逐步发展、规划、提升的过程。

  日前,浙江省柔性电子与智能技术全球研究中心在第二届柔性电子国际学术大会上发布了两款可任意卷曲弯折的超薄柔性芯片。此前,浙江智柔科技有限公司基于柔性电子技术生产的温度、睡眠、心电监护等产品已经上市销售。

  根据权威机构统计测算,2018年全球柔性电子产业规模达到1000多亿美元,年均增长率达到30%。而对于捕捉前沿技术产业发展具有敏锐嗅觉的浙江,这一次瞄准了柔性电子,喊出了打造世界“柔谷”的口号。“浙江是数字经济大省,在全国具有举足轻重的地位,以海康卫视、阿里为代表的先进电子信息企业,能够为柔性电子产业发展形成庞大的产业基础支撑。而柔性电子产业作为一种顶层技术,可以在医疗、信息技术、5G、重大器件和装备等众多领域进行产业化应用,对于浙江省电子信息技术产业发展形成巨大的推动作用。”浙江柔性电子与智能技术全球研究中心综合部负责人李皓说。

  李皓所在的单位,正是浙江省将柔性电子技术打造成为新支柱产业和新经济增长点战略布局的重要一环。浙江省牵手清华大学,积极导入清华大学柔性电子学术力量,在2016年与清华大学签署战略合作协议,提出按照“一院、一园、一基金”的思路,强化浙江省发展柔性电子产业的科研、产业化和资金支持。2017、2018年,聚焦科研和成果转化的学术、科研和产业化研发机构——浙江清华柔性电子技术研究院、柔性电子与智能技术全球研究中心陆续建成;浙江省政府出资设立柔性电子产业成果转化引导和产业基金,为柔性电子科技成果转化注入强大的资金活水。

  “大家都知道的美国‘硅谷’,是经过几十年发展逐渐汇集众多大公司。浙江省提出打造世界的‘柔谷’,有胸怀,有前瞻,是一项开创性的事业。”清华大学柔性电子技术研究中心博士后陈毅豪说,目前“柔谷”已经在浙江落地生根,后续还将经历一个逐步发展、规划、提升的过程,在浙江省人、财、物的大力配合下,柔性电子产业在浙江的发展具备得天独厚的条件,将来势必会形成一个强大的产业集群。(惠梦)

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