独家专访孙冬柏: 深圳的“产业光源”是一个全新概念

  BG真人(中国)有限公司在全国多个城市建设科学城的热潮中,重大科技基础设施(亦称“大科学装置”)成为了竞相争夺的重点项目,同步辐射光源则是其中一颗引人瞩目的明珠。

  从人类首次发现同步辐射光至今,同步辐射光源已成为当今世界应用最广泛、运行数量最多的大科学装置,为各学科进步和各产业领域发展提供了先进和关键的综合性实验平台。同步辐射光源被誉为人类文明认识微观世界的“火眼金睛”,在几乎所有与物质微观结构有关的领域,如材料、生命科学、生物医药、能源环境、纳米科技等,都有着非常广泛的应用,也是实现技术突破和推动产业发展的重要利器。

  中国的同步辐射光源,从20世纪80年代末寄生于北京正负电子对撞机的北京同步辐射光源开始,以及我国在合肥同期建设的首台专用光源——国家同步辐射实验室,再到2009年建成的国内首台第三代同步辐射光源——上海光源,如今,包括北京、合肥、深圳、武汉、重庆等在内的城市,都正在建设或者谋划第四代同步辐射光源。

  与其他城市有所区别的是,深圳在国内首次明确提出建设聚焦服务高技术产业需要、支撑经济高质量发展的“产业光源”。

  日前,21世纪经济报道记者独家专访了深圳综合粒子设施研究院院长孙冬柏教授,他先后任国家“十一五”重大科技基础设施“重大工程材料服役安全研究评价设施”项目总指挥、总工程师、首席科学家,“十二五”国家重大科技基础设施“高能同步辐射光源验证装置”的工程材料线站分总体负责人,同时兼任国家重大科技基础设施建设中长期规划总体专家组副组长和材料领域专家组副组长、教育部重大科技基础设施专家委员会主任等职务,具有丰富的国家重大科技基础设施战略规划、顶层设计、建设、管理和运行经验。作为深圳产业光源策划者、发起者和总负责人,孙冬柏自2017年调任中山大学常务副校长起,就积极谋划推动建设面向湾区所需的大科学装置,着力解决大湾区高质量发展面临的科技供给侧短板问题。

  历经两年多的前期研究,2019年12月深圳市政府出台的《建设中国特色社会主义先行示范区的行动方案(2019-2025年)》提出,谋划建设综合粒子设施。2020年8月,深圳同步辐射光源项目建议书获深圳市发改委批复,正式立项。2021年6月,深圳综合粒子设施项目写入深圳“十四五”规划和2035年远景目标纲要。

  “深圳改革开放再出发,是螺旋式上升的过程。与40年前相比,深圳已经迈入了经济高质量发展的阶段,创新驱动发展走在全国前列,特别是在中兴、华为事件之后,面对错综复杂的国际竞争形势,深圳比以往任何时候都更加迫切需要大科学装置的战略支撑。希望产业光源能够对科技创新、高技术产业发展起到真正的推动作用,为构建深圳新时代的人才链、创新链、产业链发挥作用。”孙冬柏说。

  孙冬柏:当前,全国已经布局了三大国际科技创新中心,上海是“建设具有全球影响力的科技创新中心”,北京是“建设成为世界主要科学中心和创新高地”,粤港澳大湾区是“建成全球科技创新高地和新兴产业重要策源地”,表述的细节差异蕴含了中央对不同地区的期待和定位。与上海、北京相比,大湾区在基础研究方面还有一定的差距,但在科技产业上是强项。

  在大湾区布局建设产业光源大科学装置,我们首先确立了“需求牵引、错位发展、特色突出、集智创新”十六字建设理念。北京、上海、合肥建设的光源,更多的是瞄准前沿基础研究,我们的定位是服务支撑新兴产业和未来产业,这也是我们建设产业光源的根本目的所在。

  “产业光源”旗帜鲜明地彰显了我们的定位,和传统称呼的同步辐射光源相比,这不只是简单的名称文字变化,更不是一个噱头,而是综合考察研究了国际光源类设施的发展趋势,从规划建设理念到设计再到建成运营服务机制的一次系统性的创新。

  为了使深圳产业光源能够真正为产业服务,我们按照“4R”的理念,即在真实的工业环境(Real industrial condition)下对真实物质(Real substance)的真实制造过程(Real manufacturing process)进行实时研究(Real-time research),来规划设计建设能够模拟接近生产制造实际工况环境条件的深圳产业光源实验站。

  我们深入调研发现,深圳有的企业已经在利用光源开展研发工作,有的企业对光源有明确的需求,更多的企业会在未来产生这样的需求。由于国内光源稀缺,企业用户能直接申请到的机时(用户利用装置开展实验的时间)极其有限,不得不花费大量的精力和资金到国外寻求同步辐射光源机时来开展实验。

  尽管国外光源多数也面向全球开放,然而一方面主要机时还是发达国家占用为主,另一方面近年来的国际科技竞争愈发白热化,我国的一些行业企业受到外部环境的打压,国外不让国内企业用,国内企业也会顾虑商业技术研发保密等因素而不太敢用。从这个角度来说,大湾区需要建的,不是以基础研究为主,而是以支撑高技术产业发展为主的同步辐射光源。

  经济社会的发展依赖高速公路、高铁、电力等基础设施的支撑,同样,科技创新的发展需要重大科技基础设施的支撑。创新的基础设施建好了,它的溢出效应也会非常高。我始终认为,科学或者技术的发展,终极目标一定是服务于国民经济、社会发展,大科学装置的溢出,也一定会服务于国民经济社会发展。

  《21世纪》:基于深圳产业光源主打为产业服务的特点,在建设、运营机制上,会有什么不一样之处?

  孙冬柏:国际上大多数光源设施的实验线站都是面向全球用户开放的,中国的也是如此,申请人即用户提出课题申请,由光源设施的用户委员会来评估和审批。目前国家对光源开放共享方面的评价考核,主要就是考核一年开放了多少机时,完成了多少课题,发表了多少论文成果,这是现有的开放共享机制。

  我们坚持需求牵引,规划设计了“3+1”板块实验线站,分别为新兴产业、未来产业、重大需求、发展预留板块。在运营机制方面,我们初步考虑了“分类分层开放,重点稳定支持”的方针,但现在来详细设计深圳产业光源具体的运营方案还为时尚早。

  可以确定的一点是,主要面向产业的光源运营机制与传统面向科研院所的光源运营机制是完全不一样的,现有的光源运营机制对企业是很不友好的,不仅申请使用周期长、单次获批的机时少,而且光源试验、数据解析等工作的技术门槛较高。

  按照这样的方式,企业搞研发怎么办?比如企业今天开发出一种工艺,希望明天就拿到光源去做实验,后天拿到结果,根据实验结果再改进工艺,如此不断地反复以实现快速迭代,开发出新的产品,如果时间拖久了,企业等不了,市场更等不了。

  所以一定要变革大科学装置的开放共享理念,不能把大科学装置和一般贵重的科学仪器相等同看待,要立足大科学装置的使命意义来重新认识开放共享,避免机械地把大科学装置宝贵机时的开放共享简单理解成“撒胡椒面”,要创新开放共享机制。

  未来我们在运营机制上还会有很多的探索,关键是如何依据满足国家重大战略需要和企业需求进行机制创新,甚至是采取“一事一议”“一企一议”的方式。

  比如,在国家重大战略需求领域,同步辐射光源是解决我国发动机“缺芯”、半导体集成电路、碳纤维、先进制造乃至未来制造工艺、稀土材料应用等“卡脖子”问题最有力的研究利器。如果能够给核心企业或者顶尖团队一条光束线站,潜心研究五年、十年,发展中国自己的发动机“芯片”材料,不是很值得吗?所以我们专门设计了重大需求板块,规划了10个实验站专门来满足国家重大需求,鼓励企业、研究机构“揭榜挂帅”,只要在某个领域有所突破,将是对国家做出的巨大贡献。

  在产业需求领域,我们在新兴产业板块和未来产业板块中探索推动通过合作共建的方式让企业参与投资建设专用实验线站,建成后将实验线站一定比例的机时交由企业自己用、自己管,实现长期稳定支持,我们提供实验运维技术支持。

  如果通过专用实验线站的稳定支持,深圳产业光源能够在若干个“专精特新”领域给大湾区孕育出几个走在世界前沿的企业,从整体效益上来算,这将是巨大的成功,这也是深圳市委、市政府对我们寄予的期望和要求——不仅是“沿途下蛋”,关键是下“金蛋”。

  《21世纪》:深圳是大湾区综合性国家科学中心的主阵地,光明科学城则是核心承载区,产业光源这样一个投资强度较大的大科学装置,为什么是由深圳地方政府来出资建设?

  孙冬柏:从全球视野角度看,光源这类大科学装置多数是由中央政府投资建设为主,这是因为大科学装置在发展前中期,主要承担或实现国家科技发展使命和公益性、战略性目标,其直接经济效益尚未体现。

  随着科技进步和产业技术的快速发展,以光源为典型代表的大科学装置的投资效益逐渐显现,地方政府、社会资本也逐渐从参与投资建设单个实验站发展到投资建设整个光源。我国一直鼓励和支持多元化投资建设重大科技基础设施。

  建设这么一个高水平的大科学装置,国际经验通常要10年左右,其中以开工建设为中点,前期谋划论证设计和实际建设大概各占5年左右,而我国是每五年的规划步伐,项目要想纳入国家投资支持序列,其前期谋划立项阶段耗费的时间有时会更漫长。我个人觉得深圳等不起,大湾区综合性国家科学中心等不起,粤港澳大湾区国际科技创新中心建设更等不起。

  当前全国经济增长承压,特别是应对新冠疫情给财政造成很大压力,外界也存在有不同的声音,认为深圳是不是需要花这么多钱,去建这种大科学装置。我认为越是这种时候,越需要谋长远谋大局,坚定去投入。基础设施建设是经济稳增长的重要支撑,而创新型的重大科技基础设施建设,更是代表了产业高质量发展的未来。

  另一方面,深圳产业光源的建设,将对包括精密仪器设备等基础工业释放数十亿元的需求,这会带动相关产业在大湾区落地生根,夯实大湾区的产业基础。

  事实上,产业光源的建设投资,分摊到每年大概是十几亿的投资,这对于年产业增加值达上万亿、占深圳GDP比重达37%、对光源应用有海量需求的七大战略性新兴产业,是非常值得的投资。而且在这种高科技领域的投入,不仅仅是支持产业的发展,在人才汇聚、国际交流、技术创新、深港合作、企业孵化等各方面都将会产生引领作用和大量溢出效应,这对于深圳改革开放再出发、创建国际科技(产业)创新中心所发挥的作用将是巨大的。这也是国际上各国顶尖科学中心都“标配”有同步辐射光源的缘由之一。

 

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