编者按
省委十二届七次全体会议吹响了进一步全面深化改革的号角。湖北,这片充满活力与机遇的土地上,一个个万亿新蓝海千帆竞发。
深化改革,就是要啃硬骨头,就是要涉险滩。你看,独树一帜“光”耀全球,智能网联汽车一路疾驰,生物医药星火燎原,高端装备上天入地,北斗奔赴星辰大海,哪一项不凝聚着改革聚沙成塔的坚持、勇于创新的信念?近日,湖北日报全媒记者兵分五路走进企业、实验室、研发中心,探访攻关现场。
我在现场看攻关丨光电子信息
头发丝细的光纤里建“隧道”
湖北日报全媒记者 刘天纵 通讯员 柳青
8月23日,走进长飞光纤光缆股份有限公司(简称“长飞”)展厅,一根粗壮的光纤预制棒犹如“水晶金箍棒”,置于印有“YOFC”标志的洁白展台上。
这根光纤预制棒直径接近小型电线杆,创造了全球最高拉丝速度,单根预制棒可生产长达1万公里的光纤,是全球行业的顶尖水平。
一旁的空芯反谐振光纤预制棒,是长飞光纤抢占全球光通信技术制高点的又一力作,其颠覆性使用空气纤芯替代玻璃纤芯,相当于在头发丝细的光纤里建“隧道”。
科学研究发现,光在空气中比在玻璃中传输速度更快。玻芯光纤的时延大约为5微秒/公里,空芯光纤为3.46微秒/公里。因此,相较于传统实心光纤,空芯光纤可提升光信号传播速度约47%、传输时延降低约30%,1000公里可以减少约1.54毫秒时延。
“这是光通信技术的重大创新,应用空间广阔。”长飞执行董事兼总裁庄丹说,空芯光纤传输具备超大容量、超低损耗、超低时延的特点,未来有望应用到长距离通信、数据中心等重要领域。特别是对远程医疗、工业制造、金融证券等行业场景,时延改善具有重要意义。
在空芯光纤基础上,长飞还开发了多芯光纤预制棒产品,其横截面上有7个孔,看起来就像一根“玻璃藕”。
经30多米高的光纤拉丝塔加工,粗大的“玻璃藕”被拉成细如发丝的7孔多芯光纤,它能提高传输线路单位面积的集成密度。即,一根光纤的纤芯变为7根,若每根纤芯传输数据能力为每秒100G,这根光纤每秒便可同时传输700G数据。
长飞智能化的光纤光缆生产线。(长飞光纤供图)
从1991年生产出中国第一根量产光纤,到预制棒再到光纤光缆全链条国产化、市场份额全球第一,成为全球唯一掌握三种主流光纤预制棒制备技术的企业,长飞累计生产光纤超10亿芯公里,超过地球绕行太阳一圈的距离。
庄丹表示,长飞在空芯光纤领域深耕多年,凭借自主合成的原材料、精确尺寸控制的毛细管制备工艺以及领先的空芯光纤拉丝技术,已在业界率先推出了多系列适用于不同领域的空芯光纤产品,并持续进行高速迭代升级。
高品质光纤网络,在万物互联中扮演着至关重要的角色。下一步,长飞将依托光纤光缆先进制造与应用技术全国重点实验室、湖北省光纤光缆先进制造与应用产业技术创新联合体等新型研发机构,积极发展空芯光纤等新型光纤技术,并在该领域保持全球研发领先地位。
我在现场看攻关丨北斗
机器人定位更精准拥有更多本领
湖北日报全媒记者 肖丽琼 通讯员 李岩 实习生 王家颖
8月22日,武汉市汤逊湖畔的立得空间机器人综合测试区,生产部副厂长宋林林按下开关,一只匍匐在地上的机器狗缓缓起身、向前迈步,“眼睛”立刻拍下周围的场景。
此刻,60亩的园区内,巡检机器人正认真巡逻,无人牵引车拉着两个集装箱在越障、爬坡,物流机器人“路霸”在有数千个坐标的实验室里找准自己的“定位”。
机器狗的本领是在地下管道里探路。 (湖北日报全媒记者 肖丽琼 摄)
“这里就像机器人幼儿园,有的机器人要经过数百小时实验或者训练才能长大。”宋林林介绍。
此前,主流机器人产品大多采用二维激光SLAM(依靠传感器自主定位)技术。立得空间创新推出“北斗+惯导+三维激光SLAM”技术。其中,惯性导航系统是通过确定载体在坐标系中的速度和位置来实现导航定位,即使在没有北斗卫星信号的环境下,也能实现精确定位。这项技术,能让智能机器人定位更精准,拥有更多本领。
“难点就在于多源融合导航技术上。”立得空间智能机器事业部副总经理邵慧超说,北斗与惯导经常以组合形式出现,二者组合可让导航的精度高、稳定性强。不过,当北斗信号被干扰、单纯依靠惯导定位时,随着时间的积累误差会迅速增加。
此时,就需要双轴高低温转台“出马”了。在实验室里,记者看到了这个外形酷似缝纫机的大家伙。研发工程师涂振拿出一个鼠标大小的惯导陀螺仪,放进转台正中的温控箱里:温度设置为零下20摄氏度,速率为2,加速度为1。涂振介绍,每批惯导都要经过它的考验,以确保其在各种恶劣环境下的可靠性和性能。
研发工程师通过实验提高惯导设备的可靠性和性能。(湖北日报全媒记者 肖丽琼 摄)
邵慧超介绍,通过两年多不间断的技术攻关,多源融合导航技术定位已被成功突破,实现了智能机器人在雨雪冰冻天气等恶劣环境下的精准定位和自主移动,具有行业领先优势。
目前,立得空间将这一创新成果广泛应用于巡检、物流、防爆等机器人领域,长安汽车、东风汽车、比亚迪等众多行业巨头纷纷携手立得空间,共同探索“北斗+”数字孪生工厂、智能物流、无人驾驶等前沿领域的无限可能。
我在现场看攻关丨新能源与智能网联汽车
汽车变成“老司机”
湖北日报全媒记者 左晨 实习生 管诗雨 通讯员 顾盛炜
8月21日下午3点,在武汉经开区东风汽车全球创新中心外,程梁柱正和同事测试汽车的智能驾驶性能。
在看不见的车身内部,布满了密密麻麻的传感器、线束、控制器等,当车辆行驶时,驾驶员信息、道路信息、周围障碍物运动情况等数据实时传到电脑端。这样的测试,程梁柱和同事一周至少要做1000遍。
程梁柱(左一)和同事测试车辆的自动驾驶性能。(湖北日报全媒记者 左晨 摄)
程梁柱主要负责东风汽车智能驾驶软件开发。他所在的软件工程研究中心,是2023年11月东风汽车成立研发总院后,设立的7个中心之一。眼下,程梁柱正和同事攻关L2.9高级智能驾驶辅助系统技术。
今年6月,搭载了东风自主智能驾驶辅助系统的东风猛士917蛟龙战甲预售。
“L2.9高级智能驾驶辅助系统,能实现什么呢?”记者问。
“实现城市点到点智能驾驶和跨层记忆泊车。”程梁柱描绘了一幅这样的场景:当你一键开启智驾模式后,汽车就能灵活又平稳地启动、刹车、超车、转弯,自如地避让车辆和人群,还能在多层停车场中自主寻找车位并泊车。
要实现这个场景,必须打造一套AI算法。
程梁柱的办公桌上摆着两台电脑,一台用来看文档,一台用来进行开发。他告诉记者,测试采集的海量数据并不能直接使用,要经过数据“清洗、蒸馏、标注”等。1000TB以上的原始数据,清洗后可用的往往只有十几个TB,这些数据再导入AI算法中,通过比较智能驾驶系统和人类驾驶员的控制指令,对算法进行训练和优化,最后把汽车变成“老司机”。
“处理数据与算法的开发很枯燥。”程梁柱坦言,算法训练少则三五天,多则一个多月,至少需要千万次训练。
新能源汽车产业竞争升级,智能网联汽车和高级别自动驾驶迎来快速发展,广阔的蓝海就在眼前。
程梁柱表示,自主掌控核心技术是汽车产业高质量发展的关键。今年,东风汽车将继续整合研发资源,3年内研发投入大于500亿元,2025年研发投入强度不低于6%。
我在现场看攻关丨高端装备制造
眨眼间炼出高质量晶圆
湖北日报全媒记者 刘宇 通讯员 游茁瑞 实习生 王同一
在显微镜下放大50倍,看到晶圆上一个个方斑拼接完整、表面形貌分布均匀,工程师张摇松了口气,揉了揉酸涩的眼睛。
8月22日,华工科技半导体研发实验室里,工程师们刚完成一台全自动碳化硅晶圆激光退火设备的调试工作。
“即将送往客户企业进行大批量验证。”华工激光副总经理王建刚介绍,这是继华工科技完成核心部件全国产化的全自动晶圆激光切割设备和改质切割设备研发后,在第三代化合物半导体关键技术领域的又一重要突破。
华工科技最新研发的全自动碳化硅晶圆激光退火装备。(华工科技供图)
晶圆退火,是半导体制造过程中的关键工序。过去,晶圆厂大多采用高温炉管、快速热退火等传统退火技术,效率不高、退火范围不可控,均匀性得不到保证,且容易使已完成的工艺受到影响。
“我们一直在探索一种局域化微纳米级新型退火方案。”张摇介绍,去年9月,该项目立项,华工科技与华中科技大学机械学院联合攻关,用了不到9个月完成研发。
眼前这台设备,正是通过最新的碳化硅晶圆激光退火技术,利用脉冲激光能量控制精准、瞬时脉冲能量高的特性,经激光系统整形后,辐射晶圆背侧金属,在几十到几百纳秒的时间内将晶圆表面加热到1000℃以上,使得金属与碳化硅晶圆间发生合金化反应,改善芯片电学性能。
“一片晶圆普遍需要上百万次的‘整形’,才能形成高质量的晶圆。”张摇说,该设备平均单片耗时4分钟,每小时产率可达15片以上,比目前市面上同类退火设备多一倍以上,且光斑均一性高,品质更好。
此外,进行晶圆背面激光退火时,要求不能影响到正面已完成工艺,这意味着晶圆背面在经历上千摄氏度高温考验的同时,另一面温度则要小于100℃。
要求有多高?张摇举例,在晶圆表面被加热到上千摄氏度时,受热影响的深度不超过5微米,也就是不到一根头发丝的十分之一。
“退火均匀性提升至95%以上,整机效率提高了30%,成本较进口设备降低40%。”王建刚表示,目前设备整机国产化率超过80%,其中最核心的关键单元——激光光学整形系统,由华工科技100%自主研发完成。该设备性能已达到国际先进水平,效率更是高于国际先进水平。
我在现场看攻关丨生命健康产业
7毫米血管一“刀”闭合
湖北日报全媒记者 彭一苇 通讯员 龚娅丽
做一台外科手术,医生需要超声刀和止血器械交替使用,过程烦琐,手术时间长,而且病人有出血和感染的风险。如今,武汉半边天医疗技术发展有限公司(简称“武汉半边天”)研发了既可以切割又能止血的射频超声刀,并攻克了国产超声刀闭合7毫米血管的技术壁垒,让一台原本需要2小时的手术只用30分钟就能做完。
8月22日,记者来到该公司时,“生产基地射频超声手术系统产业化”项目正在施工,研发楼内上百名研发人员全神贯注开发新产品。
公司董事长邱学文的办公室里放着几个大箱子,里面是一根根约30厘米长、亮闪闪的金属杆,杆头有个小钳子。“这是为研发射频超声刀,试验时报废的样品,有上万根。”邱学文说。
为研发射频超声刀,试验时报废的样品有上万根。(湖北日报全媒记者 彭一苇 摄)
射频超声刀,用高强度机械振动来切断人体组织,机械振动与组织摩擦会产生高温凝固血管,同时钳头两极间的射频能量能闭合血管形成双重加固。
多年来,国内的射频超声刀可以闭合直径5毫米以下的血管,但一些大型手术中,需要闭合7毫米的动脉血管,就得依赖进口设备。
科技研发要以用为导向。“医生、患者需要质优价廉的手术器械,这就是我们攻关的方向。”邱学文说,要想止血能力强,射频能量必须更大,但这样刀杆容易断。3年时间里,研发团队不断调整技术方案,由于是用猪肚“试刀”,那时实验室里总是充斥着烤肉的煳味。
经过上万次尝试,邱学文带领研发团队将超声、射频两种技术整合起来,实现7毫米血管的离断和止血,打破了国外技术垄断。2023年底,武汉半边天自主研发出我国第一台7毫米高频超声双输出手术系统,并获得国家三类医疗器械注册证。湖北技术交易所出具的科技成果评价报告显示,该项目科技成果整体达到国际先进水平。临床的反馈同样喜人,在一次膀胱癌根治性切除手术中,医生用该系统仅30分钟便完成了原来需要2小时的手术,病人出血量不到20毫升。
如今,公司的超声刀产品进入国内近千家医院,还出口到欧洲、南美、东南亚等十多个国家。
湖北支持科技创新政策一览
・设立技术创新专项贷款,计划规模500亿元,首期200亿元,按照5∶95的比例,省财政一次性出资10亿元,吸引金融资本参与,对高新技术企业、专精特新“小巨人”、制造业单项冠军及重点工业企业的研发和技改提供融资支持
・全面推广科创企业创新积分信用贷款模式,支持金融机构参考创新积分为科技型企业发放信用贷款
・制定省级首台(套)重大技术装备、首批次新材料、首版次软件目录
——摘自省人民政府办公厅印发的《关于加强财政金融协同服务科技创新的若干措施》
・引导政策性银行设立专项信贷计划,针对前沿技术创新和关键核心技术攻关,给予长期优惠资金支持
・用好用足首期200亿元技术创新专项贷,支持科技型企业加强研发和技改
——摘自《湖北省科技金融质效提升行动方案》
・力争未来五年,全社会研发经费投入年均增长14%以上,科技成果就地转化率提高到80%以上
・每年开展15项左右跨学科颠覆性技术研究
・每年突破30项左右优势领域关键技术
・力争全省技术合同年成交额突破万亿元
・引进培育50名战略科学家、500名科技领军人才、2500名卓越工程师、10000名优秀青年科技人才、200个高水平科技创新团队
——摘自《省人民政府办公厅关于加快培育新质生产力推动高质量发展的实施意见》
・武汉基金、江城基金围绕“965”现代化产业体系,加大对新技术、新产业、新业态、新模式培育力度,聚焦光电子、新能源与智能网联汽车等五大优势产业和量子科技、通用人工智能等十三个领域未来产业,重点支持科技成果转化、产业创新发展、重大项目招商
——摘自《武汉市人民政府关于推进产业基金高质量发展加快现代化产业体系建设的实施意见》
・支持高校院所、医疗卫生机构、国有企业、具有科研活动能力的企事业单位开展赋权改革,授予成果完成人(团队)权属比例不低于70%的职务科技成果所有权,赋予科研人员不低于10年的职务科技成果长期使用权
・高校院所、医疗卫生机构等单位科技成果转化收益全部留归本单位,纳入单位预算,实行统一管理,不上缴国库
——摘自《武汉市促进科技成果转化的若干政策措施》
(湖北日报全媒记者 李朝霞 整理 万璇 制图)
详见8月26日湖北日报三版>>
相关报道>>
改革扬帆万亿新蓝海 中部支点这样弄潮
中部支点这样弄潮丨5大优势!重塑湖北产业版图→
中部支点这样弄潮丨启航!未来战舰,向未来!