磁光測試是研發磁性芯片的一個重要測試手段,而企業想要進行磁性芯片的研發,就需要相關的磁光測試設備。但是,目前國內在磁光測試設備開發領域,幾乎處于空白狀態。為了打破這種困境,張學瑩團隊在北京航空航天大學、北航青島研究院和相關企業的共同協作下建立了磁光測試實驗室,以此為實驗支撐平臺,展開了一系列自主研發工作。
針對普通顯微鏡難以觀察到芯片單元內部的磁性變化的現狀,張學瑩團隊通過創新實踐,研發了一款特種顯微鏡,這款顯微鏡便是中國首款商用磁光克爾顯微鏡,分辨率達到300nm。此前,磁光克爾顯微鏡只能依賴進口,單臺售價高達200萬元人民幣。在此之后,張學瑩和團隊成員成功將自主研發的磁光克爾顯微鏡設備推向市場,并大幅降低了其售賣價格,不僅讓更多科研單位用得起該設備,還消除了“卡脖子”隱患。目前,這款設備已經在清華大學、中國科學院物理所等頂尖科研機構裝機使用。團隊繼續努力,在2021年夏天,又成功研發了中國首臺產業級晶圓磁光測試儀,打破了美國科磊半導體公司在該領域的壟斷,為我國磁性芯片量產提供了測試設備支撐,這項成果也標志著團隊的產品邁向了微電子產業領域。
產業落地,培養實踐型人才
科技是第一生產力,是促進國民經濟發展的支撐動力。“但是科技的落地并不是一蹴而就的,從原理到設備再到真正的產業化,我們需要走的路還有很長。”張學瑩說。為了能將自己的科研技術盡快與產業發展相協同,張學瑩團隊于2019年7月創立了致真精密儀器(青島)有限公司,由張學瑩擔任執行董事/首席技術官,致力于通過公司的商業模式,完成研發設備的真正工程化。
“因為儀器行業涉及光、電、測控、軟件等各學科,而單學科的科研人才并不能完成整個高端儀器設備的設計制造?!睆垖W瑩說。而這一學科特點,也決定了科研人才必須具有多學科的技術能力以及產業實踐經驗。在這一背景下,張學瑩團隊所倡導的產學研優勢互補,也給人才培養注入了更多新鮮活力。很多學生在項目研發、討論的過程中,懂得了如何將自己所學的知識融合到科研產業化的項目應用中,真正做到“學以致研、學以致用”。
張學瑩團隊始終秉承“尊重科學、精益求精”的精神,在取得系列成果的同時,也獲得多項榮譽,包括青島市“市長杯”創新創業大賽一等獎、“互聯網+”大學生創新創業大賽全國總決賽金獎等,所創立的企業也獲得近千萬元的市場投資。
展望未來,推動企業主導、高校和科研院所支撐的聯合創新體,協同突破關鍵科研技術及高端儀器設備研發是大勢所趨。在這一背景下,張學瑩希望和研究團隊能夠在集成電路、高端儀器設備等領域繼續深耕,將產業模式進一步做大做強,特別是將團隊在磁光測試這一方向中的研究優勢發揮到最大,在3年內在磁性微電子測試領域達到世界前列。而后,通過產學研結合的模式,張學瑩還希望團隊所研發的設備能夠覆蓋整個集成電路制造領域,為更多的芯片研發和生產單位提供服務。
雖然高端科學儀器自主研發路阻且長,但是張學瑩及其研究團隊的信念始終堅定。在由儀器制造大國邁向儀器制造強國的奮進之路中,他們愿做其中的鋪路石,為我國的高端儀器研發奠定根基。(作者:謝明昊/科學中國人)