黄维院士:以柔性电子技术引领科技创新“开道超车”

发布时间:2021-10-22来源: 洛图科技作者:AVF组委会

黄维院士同时为俄罗斯科学院外籍院士、亚太材料科学院院士、东盟工程与技术科学院外籍院士、巴基斯坦科学院院士、欧亚科学院院士、亚太工程组织联合会主席,是全球最早一批从事柔性电子研究并长期活跃在柔性电子学领域前沿的顶尖学者。其创办并任自然出版集团合作期刊npj Flexible Electronics主编、Research期刊(中国科协与Science合作期刊)主编。

近年来,黄维院士团队在原始创新的基础上高端成果涌现,代表性成果包括面向柔性显示的钙钛矿发光、全无机钙钛矿纳米晶闪烁体、面向柔性能源的钙钛矿光伏、有机长余辉发光、基于生物医学光子学纳米平台的癌症诊断和治疗等。

以下是黄维院士精彩分享内容的部分采集。

颠覆性创新定义国家未来
我国曾多次错失科技革命历史性机遇。从17世纪至今经历了手工业时代、蒸汽时代、电器时代、“硅+电”时代,均是由西方主导。进入21世纪,应当由中国引领“碳+光”时代,推动(光)电子信息技术变革。

“十四五”规划明确提到,要把产业高质量发展、现代产业体系建设作为今后制定实施产业政策的核心目标,把增强自主创新能力、实现由“中国制造”向“中国创造”转化作为政策重心。

颠覆性技术 (Disruptive Technology)蕴含的破坏性、 变革性思想,与渐进性技术相对应。柔性电子、人工智能、泛物联网、数据科学等信息科学技术的代际跃迁不断冲击技术天花板,加速孕育颠覆性重大技术变革。

当前,在国家颠覆性创新核心领域,可以总结有8大颠覆性科学技术发展方向可以“开道超车”,称之为“饥饿科技”(FAMISHED):Flexible Electronics柔性电子、Artificial Intelligence人工智能、Materials Science材料科学、Internet of Things泛物联网、Space Science空间科学、Health Science健康科学、Energy Science能源科学、Data Science数据科学。

以柔性电子技术引领科技创新

柔性电子产业完美符合了“中国创造”。其至少从三个方面顺应了国家的战略需求:一,关键材料、加工技术、基础部件长期被国外垄断;二、智能化特种装备关乎我国国土与公共安全;三、“科技创新2030” 提出提升光电子器件及集成技术。所以,未来信息芯片、新型信息装备、电子器件创新三个层面都需要柔性电子领域的自主创新。

柔性电子是指将有机、无机或有机无机复合(杂化)材料沉积于柔性基底上形成以电路为代表的电子(光电子、光子学)元器件及其集成系统的一门新兴、交叉科学技术,其器件具有可变形、便携式、质量轻、可穿戴等特性。

柔性电子起源于有机电子,之后拓展到了塑料电子、生物电子、印刷电子、能源电子、健康电子等。目前的研究领域分为柔性显示与照明、柔性光伏与储能、柔性传感与监测、柔性逻辑与存储等。预计到2028年,整体柔性电子产业规模为3010亿美元,处于长期高速增长态势


在全球范围内,柔性电子已经成为全球的科学技术前沿和研究热点。英国的“抛石机”计划、欧盟的“框架”计划、美国的“FDCASU”计划、日本的“TRADIM”计划等均有涉及。在国内,柔性电子研究起步较早、发展迅猛,目前已经在陕西、江西、湖南、江苏、浙江、福建、湖北等省份成立了研究中心和实验室,仍亟待建设创新平台。

目前的柔性电子在中国正被期待广泛用于航空航天、国防军工、公共安全、健康医疗、工业互联网等领域。

柔性电子产业的机遇与挑战
从柔性电子产业价值链来看,专利和技术、制造、品牌与服务三者的价值关系呈微笑曲线。国内企业应瞄准价值链条的两端,关注品牌建设的同时,在原始创新成果的基础上获取更高的产业附加值。

柔性电子产业一般经过基础研究、应用开发、试验、商品化,最终实现产业化。当前,材料、器件、工艺、装备是其四个关键部分。黄维院士团队以及其他中国研究团队正聚焦在柔性电子创新链的瓶颈--材料和工艺。

黄维院士认为,我国要实现柔性电子强国目标的“五个强”:具备规模庞大的全球化柔性电子产业体系、全球领先水平的核心产业集群、全球尖端的原材料研发及制造能力、世界前沿的技术创新及产业化工艺改造能力以及世界一流的支撑性装备行业。

未来,柔性电子产业策略将表现为“四个重点”:人才支撑是产业关键,研发聚焦是技术支持,战略先导是政策支持,企业为王是产业核心。通过创新链部署产业链、产业链完善资本链、资本链促进创新链,推动柔性电子产业模式之“一体化”。

黄维院士预计,到本世纪中叶,“柔性电子强国战略”将实现与柔性电子相关的颠覆性创新层出不穷,成为带领中国走出中等收入陷阱,引领第四次工业革命和引导全世界经济发展脉搏的澎湃动力。实现用柔性电子重新定义时代,全面革新泛物联网。
会员登录
立即登录