""中國有望在柔性電子領域實現“彎道超車”

浙江柔性電子與智能技術全球研究中心綜合部負責人李皓介紹浙江省佈局發展柔性電子產業的規劃思路。記者 惠夢 攝

提到柔性電子技術,很多人都會想到手機廠商推出的柔性電子屏。實際上,柔性屏幕只是柔性電子技術應用的一個方面,其在醫療、工業等領域的應用前景十分廣闊,如自動監測人體數據的衣服、能夠自如抓握兵乓球的機械手、高度仿真的類人機器人,等等。

作為一個新興領域,柔性電子技術在本世紀初興起,在世界範圍內引起廣泛關注,美國《科學》雜誌將該項技術進展列為2000年世界十大科技成果之一,與人類基因組草圖、生物克隆技術等重大發現並列。

不同於電子產業的其他領域,中國柔性電子的基礎研究與國際水平基本同步。近年來,在政府、高校和企業的積極支持下,我國柔性電子技術多個領域的技術探索和產業化取得重要進展。在面向未來的柔性電子領域,中國有望實現“彎道超車”,成為全球柔性電子領域的重要引領者。

柔電技術改變生活

■柔性電子技術在醫療、工業領域有很多重要應用,隨著智能時代的來臨,其在人機交互、類人機器人制造等領域將有更多造福人類的貢獻。

“柔性電子技術研究的是如何把現有的電子系統柔性化,這將給整個信息系統的獲取、處理、傳輸、顯示等方面帶來巨大改變,實現信息與人、物體、環境高效共融的‘萬物互聯’。”清華大學航天航空學院教授、國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)柔性電子技術課題首席科學家馮雪,日前在中國科協主辦的“科學麻辣燙”系列科普活動上首次向媒體介紹柔性電子技術。

結合多年的可延展柔性電子器件研究經驗,馮雪團隊利用類皮膚柔性傳感技術建立了新的無創血糖測量醫學方法,在全球範圍內引發廣泛關注。“對於糖尿病人來說,檢測血糖的傳統方法是扎手指,而利用柔性電子技術,患者只需將類似皮膚一樣的薄片貼在皮膚上,柔性電子技術就能把血管之間的葡萄糖驅動出來進行測量。”馮雪說。利用類似的方法,柔性電子技術在醫療領域可以有很多重要應用,包括用於血氧檢測、植入式神經修復攀爬仿生3D螺旋形繞電極、坐骨神經電信號採集等;在工業領域,柔性技術可以像“創可貼”一樣貼在高鐵的不同部位進行高鐵“健康”監測,將不同的工業裝備高度融合形成工業傳感網絡等。

在清華大學材料學院副院長沈洋看來,未來柔性技術造福人類生活一個更為廣闊的應用,是人和電腦的人機交互領域。“我們現在做人機交互靠的是人眼盯著屏幕,用手在鍵盤上打字輸入信息。以後我們可以將人的感官和計算機直接交互,這就需要依靠柔性電子技術一個很重要的分支——柔性神經界面,直接把人的意識信號和電腦連接在一起,實現雙向交互。”

世界柔電看中國

■與電子產業的其他領域不同,我國柔性電子的基礎研究與國際水平基本同步,有希望和能力探索解決柔性電子技術的關鍵問題,快速實現產業化。

柔性電子技術是一個新興領域,不但整合了電子電路、電子組件、材料、平面顯示、納米技術等領域技術,還橫跨半導體、封測、材料、化工、印刷電路板、顯示面板等產業,可協助傳統產業升級。隨著柔性電子技術在信息、能源、醫療、製造等領域應用的重要性日益凸顯,這項技術已成為世界各國競相發展的前沿技術領域。

在世界範圍內,美國、歐盟、英國、日本等相繼制定了柔性電子發展戰略並投入大量科研經費,康奈爾大學、普林斯頓大學、哈佛大學、西北大學、劍橋大學等國際著名大學先後建立柔性電子技術研究機構,對柔性電子的材料、器件與工藝技術進行大量研究。

與電子產業的其他領域不同,我國柔性電子的基礎研究與國際水平基本同步,有希望和能力探索解決柔性電子技術的關鍵問題,快速實現產業化,構建良好的柔性電子生態環境,在國際柔性電子學術研究上力爭成為引領者。

為此,我國在柔性電子技術領域已做出頗多努力。國家自然科學基金委針對柔性電子技術專門設立了重大國際合作項目和系列面上項目,科技部設立了專項973重點基礎研究計劃,各高校、企業和地方政府也積極支持柔性電子技術的研究,為我國逐鹿該技術奠定了堅實基礎。

“在柔性電子領域,目前我國與世界先進國家處於‘並跑’階段。”沈洋介紹說,特別是在面向未來的一些柔性電子技術領域,如OLED柔性顯示技術、超級電容柔性電源、柔性電子器件、柔性材料等方面,我國科研團隊已取得國際領先的成果,並具有完全的自主知識產權。

中國柔電看浙江

■目前“柔谷”已經在浙江落地生根,後續還將經歷一個逐步發展、規劃、提升的過程。

日前,浙江省柔性電子與智能技術全球研究中心在第二屆柔性電子國際學術大會上發佈了兩款可任意捲曲彎折的超薄柔性芯片。此前,浙江智柔科技有限公司基於柔性電子技術生產的溫度、睡眠、心電監護等產品已經上市銷售。

根據權威機構統計測算,2018年全球柔性電子產業規模達到1000多億美元,年均增長率達到30%。而對於捕捉前沿技術產業發展具有敏銳嗅覺的浙江,這一次瞄準了柔性電子,喊出了打造世界“柔谷”的口號。“浙江是數字經濟大省,在全國具有舉足輕重的地位,以海康衛視、阿里為代表的先進電子信息企業,能夠為柔性電子產業發展形成龐大的產業基礎支撐。而柔性電子產業作為一種頂層技術,可以在醫療、信息技術、5G、重大器件和裝備等眾多領域進行產業化應用,對於浙江省電子信息技術產業發展形成巨大的推動作用。”浙江柔性電子與智能技術全球研究中心綜合部負責人李皓說。

李皓所在的單位,正是浙江省將柔性電子技術打造成為新支柱產業和新經濟增長點戰略佈局的重要一環。浙江省牽手清華大學,積極導入清華大學柔性電子學術力量,在2016年與清華大學簽署戰略合作協議,提出按照“一院、一園、一基金”的思路,強化浙江省發展柔性電子產業的科研、產業化和資金支持。2017、2018年,聚焦科研和成果轉化的學術、科研和產業化研發機構——浙江清華柔性電子技術研究院、柔性電子與智能技術全球研究中心陸續建成;浙江省政府出資設立柔性電子產業成果轉化引導和產業基金,為柔性電子科技成果轉化注入強大的資金活水。

“大家都知道的美國‘硅谷’,是經過幾十年發展逐漸彙集眾多大公司。浙江省提出打造世界的‘柔谷’,有胸懷,有前瞻,是一項開創性的事業。”清華大學柔性電子技術研究中心博士後陳毅豪說,目前“柔谷”已經在浙江落地生根,後續還將經歷一個逐步發展、規劃、提升的過程,在浙江省人、財、物的大力配合下,柔性電子產業在浙江的發展具備得天獨厚的條件,將來勢必會形成一個強大的產業集群。(惠夢)

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