2023年9月,習近平總書記在黑龍江考察調研期間首次提到“新質生產力”,強調整合科技創新資源,引領發展戰略性新興產業和未來產業,加快形成新質生產力。
這為新時代新征程加快科技創新、推動高質量發展提供了科學指引。
近日,中國科學院院士、柔性電子全國重點實驗室主任黃維向記者表示,唯有強化源頭性技術儲備,積極培育未來產業,才能加快形成新質生產力,推動科技成果高效轉化為現實生產力,為中國經濟高質量發展注入新動能與可持續競爭力。
黃維是中國有機電子學科、塑料電子學科和柔性電子學科的奠基人與開拓者。柔性電子(Flexible Electronics),是指將有機、無機或有機無機復合(雜化)材料沉積于柔性基底上或以自體為支撐,形成以電路為代表的電子(光電子、光子)器件及其集成系統的一門新興交叉科學與技術。該技術具有“輕薄柔透”四大特性,能夠推動各行各業向智能化、高效化和綠色化發展,引領科技創新的“開道超車”。
本期,中國城市報記者專訪黃維,了解以柔性電子為方向的科技強國路徑。
發展具有超高
產業附加值的智能制造業
中國城市報:當前,我國經濟正處于結構轉型、產業升級、技術突破的爬坡過坎關鍵時期。作為科技工作者,您認為如何精準把握戰略窗口期,推動經濟在爬坡過坎中實現質的有效提升和量的合理增長?
黃維:回顧人類近幾十年的發展歷程,從上世紀80年代中期開始,以美國和新加坡為代表的發達經濟體,緊緊圍繞未來產業發展的黃金窗口期,通過布局相關產業實現了超高的產業附加值。
以備受關注的集成電路領域為例,新加坡從上世紀80年代開始全面布局,并組建合資企業,讓新加坡在集成電路領域迅速崛起。而在之后的幾年里,新加坡的GDP增量始終保持在10%以上,甚至有一個年份高達26%。
我認為,中國經濟要實現高質量發展,就必須放眼未來產業。我們不能簡單地沿用過去的發展模式,盡管過去的模式取得了巨大成就,但是進入新時代后,重復過去的老路顯然遇到了一些困難。
10多年前,以“BAT”為代表的中國信息領域頭部企業,商業地位可謂如日中天,然而在幾年前,它們或多或少都陷入了發展的瓶頸。我記得在2018年的一個秋日,我與上述企業中一位負責人從上午八點半交流到下午。在那次思想交互中,我建議“BAT”等中國信息領域的頭部企業,要在前期積累的基礎上,及時、快速地進行轉型。因為這些企業此前的高速增長和高額利潤,主要依靠兩大因素:一是政府,特別是中央政府的一些政策紅利;二是將海外的一些成熟技術在中國化的語境下加以應用。但如今這種模式已經遇到了阻礙。
3年前的秋天,我在濟南舉辦的世界先進制造業大會上發表了一小時報告,通過幻燈片展示了團隊研究與個人思考:基于數據科學和人工智能等軟科技形成的數字經濟,其可持續發展需以先進材料、柔性電子等硬實力為基礎,方能為智能制造提供強有力支撐。換而言之,制造業的發展需以先進材料、新材料及材料科學等底層技術為根基,充分融合以人工智能為代表的軟科技與以柔性電子為代表的硬科技,如此中國經濟才能實現未來的高質量發展。
所以,我呼吁,發展以柔性電子未來產業為代表的具有超高產業附加值的智能制造業。這是建設以實體經濟為支撐的現代化產業體系的戰略支撐和根本保障。而發展未來產業,前期需要顛覆性技術創新。我們現在需要的不是那些已經比較成熟,實現了產業化和大規模量產的技術,而是孕育未來產業的新技術。
顛覆性技術具有4個突出特性,即變革性、導向性、廣泛性、引領性,其中核心特性是引領性。期待這樣的引領性技術能夠早日落地,而這種引領性必然植根于基礎研究領域的長期深耕與重大突破,唯有如此,才能真正孕育出代表未來產業方向的新質生產力。
加強深度基礎研究
助推科技進步產業升級
中國城市報:在當前的科技發展浪潮中,您認為值得關注的科技前沿領域有哪些,推動科技進步與產業升級的關鍵路徑是什么?
黃維:我1979年進入北大學習時,社會上流行一句話:“學好數理化,走遍天下都不怕。”但我認為,在當代科技發展背景下,僅關注數理化基礎學科已顯不足,還需加上“生計電”,也就是生物、計算機和電子科學技術。
要立足科學技術發展前沿,準確把握并科學預判未來科技發展態勢。首先任務是明確具有戰略價值的科技前沿領域,以此為導向優化科技資源配置。
我提出了“MILPA”的概念,也就是要著力發展作為科學技術基礎的數學科學,以信息科學為代表的應用學科,以生命科學為代表的前沿學科,以物質科學為代表的基礎學科,以及以自然科學互補共進的藝術科學和人文科學素質教育。
縱觀人類文明發展史,從舊石器時代、新石器時代到青銅器時代的演進歷程,生動詮釋了“一代材料催生一代產業,甚至塑造一個社會”的發展規律,充分彰顯了材料科學作為基礎性、根源性技術的核心地位。
在當代科技格局中,柔性電子、人工智能、先進材料、泛物聯網、空間科學、健康科學、能源科學、數據科學均對應著未來產業的發展方向。我將這八大領域的英文詞組首字母組合成一個英文單詞,叫“FAMISHED”,英文原意是饑餓科技,現如今它是科學技術前沿。一個地區若能在這類前沿領域中精準把握1—2個方向,便能為經濟高質量發展奠定堅實基礎。
基于此,我認為必須以深度基礎研究為支撐,推動整個人類社會的科技進步與產業升級。實現這一目標的關鍵路徑,是“開道超車”,即通過開辟新領域、新賽道引領發展。
柔性電子市場
前景廣闊
中國城市報:您長期致力于柔性電子領域的研究與推廣,能否詳細介紹一下柔性電子這一新興交叉學科的核心特征,以及它的具體應用潛力。
黃維:作為一門新興交叉科學與技術,柔性電子具有可變形、便攜式、質量輕、可穿戴,亦即“輕薄柔透”等四大特性。正是因為這四大特性,使其在航空航天、公共安全、國防軍工、健康醫療等國計民生關鍵領域展現出廣闊的應用前景,并為培育新質生產力提供了重要技術支撐。特別是在未來信息芯片、高端智能裝備、新型電子器件等戰略方向,該技術有望催生突破性創新,開拓全新的產業空間。
“輕”無疑是柔性電子的一個突出特點。“輕”意味著可以大幅降低成本,彌補動力短板。
“薄”的特性使其在腦機接口、植入式診療等應用中將發揮更大作用。
“柔”是柔性電子最早進入人類視野和消費市場的特性。10多年前,三星電子首先推出折疊手機后,以華為為代表的中國企業迅速跟進,小米也緊隨其后;而且柔性電子在這一領域的應用空間很大,不只是局限于折疊手機,還有很多用途等待我們去拓展和落地。
“透”的特性主要應用在國防軍工領域,并且服務國家“雙碳”目標。我們團隊3年前在全球率先實現了全透明光伏發電玻璃的研發,這一技術有望讓每一棟建筑,包括汽車這樣的移動裝置,都成為或大或小的光伏電站。
在信息顯示領域,柔性電子的應用已經經歷了一代、二代、三代、四代,未來鈣鈦礦光伏同樣值得期待。
根據7年前某研究機構預測,到2028年,中國制造的柔性電子在泛物聯網領域的應用規模將突破3000萬美元,預計占未來10—15年柔性電子整體市場的40%份額。
因此,我認為,柔性電子產業不僅市場前景廣闊、增長迅猛,更將逐步發展為國家戰略性新興產業的重要支柱,在未來產業格局中占據主導地位。
原標題:筑柔性電子強國之路 實現科技創新“開道超車”——訪中國科學院院士、柔性電子全國重點實驗室主任黃維
■來源:中國城市報記者 杜英姿 鄭新鈺
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