科技锻造“精品”都市生活

本刊记者 黄晓蕾

科技锻造“精品”都市生活

本刊记者 黄晓蕾

上海2020，我们的生活将是什么样子的？

也许十年之后的今天，我们正通过家用智能终端，预定全家观看明星演唱会的门票；也许我们正坐在家里宽视角大屏幕的OLED显示器前，开着跨国视频会议，轻松地谈妥一笔生意；在寸时寸金的年代，先进的轨道交通调度系统及高速、舒适的磁悬浮列车让我们的出行告别拥堵，也让生活的空间更加舒心；高节能、超稳定的半导体照明，将全面取代传统光源；十年后，上海将具备百万千瓦级热核发电核心部件的设计和生产能力，热核发电比重迅猛增加，技术输出能力大大增强；十年后，拥有自主产权，可批量生产的机器人，将广泛深入各种服务领域……未来上海，将拥有完善的制造业技术创新体系和先进的自主核心技术，能够为市民提供各种自主产权、升级换代、功能领先的产品。而这一切的实现，正是“精品上海”在“十一五”成果的积累下进一步朝着打造全新都市生活蓝图迈进的结果。

“十二五”期间，“精品上海”将面向创新驱动和转型发展的需求，坚持“智能制造、绿色制造、服务型制造”的技术发展方向，聚焦国家战略、立足上海战略定位，着眼前沿领域，在集成电路、新型显示、先进材料、海洋工程、人工智能、核电、先进制造共性技术等领域加快关键技术的突破和产业化进程，培育带动性大、发展潜力大、技术密集度高、附加值高、资源能源消耗低、碳排放低的先进制造业，发挥上海在长三角建设“全球重要的现代服务业和先进制造业中心”中的核心和龙头作用。

用“芯”难将得到极大解决

集成电路，通俗地说，就是芯片。芯片是大多数整机中附加值最高的部分，比如3G手机芯片占整个手机制造成本的50%；所以说，集成电路产业是信息产业发展的核心和关键。

随着以物联网、新能源、航空航天、生物医药、新材料、现代装备制造业等为代表的战略性新兴产业的发展，我国集成电路产业面临更高的需求和更多的机遇；而在“十一五”期间，我国的集成电路产业规模虽然从2001年占全球的不到2%提高到了2010年的9%，但其技术实力和制造水平还难以满足国内市场的需求，80%的芯片依然依赖进口；缺“芯”成为困扰相关产业发展的极大障碍。

造成缺“芯”局面的主要原因是关键核心装备严重依赖进口、先进成套工艺自主知识产权严重缺乏。长期以来，美、日等集成电路产业领先的国家政府利用其在全球产业的领先地位，在出口中国的关键制造装备和先进成套工艺上设立了严格的许可证限制制度。因此，为了提升我国集成电路技术水平和产业能力，十二五期间，关键核心装备的研发成为了重中之重；与此同时，为了满足芯片种类繁多的应用，不同的产品及其实现工艺的开发也势在必行。

作为全国集成电路芯片制造业最为集中、最具产能规模、技术水平相对最为先进的产业基地及全国最主要的集成电路芯片代工基地的上海，在“十二五”期间，将着力开展集成电路关键核心装备、特色产品和工艺技术的攻关。

“十二五”期间，上海将开展投影光刻机、高端刻蚀机、离子注入机、清洗机、检测设备等关键核心装备的研究，掌握关键技术并获得自主知识产权，具备与国外同类产品进行市场竞争能力，形成产业规模；将面向智能电网、电动汽车、高速铁路、物联网、消费电子等领域，开发形成高压大功率器件、汽车电子、微电子机械系统等一批特色产品与工艺；还将面向未来电子技术与光子技术融合发展的趋势，开发与互补金属氧化物半导体工艺兼容的硅基光电集成器件与工艺，推动硅光子技术在高速接入、高速互联、光纤到户等新兴领域的应用，初步建立光电集成工艺基础。

预计到2015年，上海集成电路制造业的工艺技术水平将实现全面提升，进一步接近全球先进水平。开发成功硅基光电集成器件与工艺，推动硅基光电技术在高速接入、高速互联、光纤到户等新兴领域的应用，为大规模光电集成时代的到来奠定工艺基础。

更多优质、清洁、低耗的产品即将问世

从原材料变成产品，是一个漫长而复杂的过程。在这一过程之中，需要一系列的技术来实现这一改变，这些技术，统称为制造技术。如今，传统制造业已经开始与信息、新材料和现代管理等技术的相互融合，并综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，成为了真正意义上的先进制造技术。

制造业是国民经济的物质基础和产业主题。当前，我国的制造业盈利水平还比较低，经济效益丞待提高。从制造业人均产值衡量，中国目前仅为美国的八分之一；制造业产品偏于低端，重大装备制造技术，特别是核心技术过于依赖国外；我国在国际制造产业分工中仍处于低技术、低附加值的层次，高技术产业出口的80%以上出自中国的外资企业；能源和材料利用率低，产品能耗比国际先进水平高出40%。因此，我国尤其是上海必须大力发展先进制造技术，重点研发制约我国制造业发展，占领制造业高端的前瞻性、基础性和共性的先进制造技术。

先进制造共性技术的研发是我国从制造大国走向制造强国的强有力支撑，同时也是提高企业竞争力、顺应21世纪“低碳经济”发展的必要举措。

“十二五”期间，上海将围绕本市高新技术产业重点领域和战略性新兴产业的培育需求，通过基础性和前瞻性先进制造技术和工艺研发，提升上海制造业的自主创新能力，形成技术含量高、创新能力强、资源消耗低、环境污染少、经济效益好、服务能力强的特色。

先进制造共性技术具有基础性、前瞻性和适应不同行业需求的共性特点。上海将在应用为导向、企业需求为主体的前提下，依托科研院所、高等院校的技术力量，加强产学研合作，注重技术创新和资助知识产权的形成和应用。“十二五”期间，上海将着重在“数字化设计与制造技术”、“现代制造工艺技术”、“绿色制造与再制造技术”、“现代制造服务技术”和“复杂装备与大型设施的安全运行控制技术”五个方面开展研究。研发出多专业协同设计技术、虚拟设计与制造技术、制造知识工程技术、制造执行系统（MES）技术、全生命周期管理技术、基于商务智能的管理决策技术；材料结构性能一体化制造技术与工艺、微纳制造技术与工艺、仿生及生物制造技术与工艺、新能束制造技术与工艺、高速高精度加工工艺与技术；资源减少、再利用及再生的工艺技术和方法、废旧产品在制造工艺技术和自动拆解工艺与技术、无废弃物制造工艺技术和循环制造体系、废弃物资源化利用工艺技术；制造服务产业链协同技术、制造服务资源共享技术、现代制造服务平台技术、复杂装备与设施的运营监控与智能维护技术；以及极端环境下服役的重大装备的健康监测问题等技术。“十二五”期间，将有更多优质、清洁、低能耗的产品即将问世。

仪控系统将使核电更加安全

前些日子日本大地震引发了全球对核电安全的热议。事实上，核电是一种安全、清洁、高效和经济的能源，是目前唯一能够大规模替代化石燃料的能源；核电站就是利用核能来大规模生产电力的发电站。压水堆核电站是使用高温高压轻水作为冷却剂和慢化剂的核电站，是目前世界上使用最广泛的一种核电站类型。

>>未来上海，将拥有完善的制造业技术创新体系和先进的自主核心技术，能够为市民提供各种自主产权、升级换代、功能领先的产品。

在新能源时代，如何让核电更加安全、有效地发挥作用呢？核电站数字化控制系统测试验证平台正是用来验证核电站数字化控制系统的功能性、可靠性和安全性的重要平台。如果说大型设备的加工制造技术体现了一个国家重工业的综合实力，那么仪控系统则体现了工业控制领域的前沿技术，是一项随IT技术发展而持续改进的技术，是现代化大型核电站和其他尖端工业领域的核心技术之一。

上世纪80年代初，国外公司已经着手研发适合核电站使用的基于微处理器的数字化控制设备和系统，产品从核电站信息采集系统开始应用并逐步向核岛辅助系统控制、核蒸汽供应系统控制直至反应堆保护系统推广。随着计算机可靠性的提高和模拟式仪控设备逐步淘汰，目前新建核电站采用数字化仪控系统平台已经成为不可逆转的趋势，国际市场有多家国外公司可以提供成熟的核电站用数字化仪控系统平台。2007年，我国全面引进了美国西屋公司AP1000三代核电技术，其中包括仪控系统设计、系统集成、设备鉴定和部分仪控设备制造技术。这些引进的先进技术为我国实现再创新创造了有利的条件，通过对引进技术的消化吸收，研发制造出拥有自主知识产权的核电数字化仪控系统，掌握仪控的核心技术，摆脱长期依赖国外产品和技术的局面，满足国家核电产业快速发展的需要。

随着控制和信息技术的不断发展和日益成熟，加之用户对先进控制功能与管理功能需求的提升，采用全数字技术的仪控系统已经开始全面进入核电站的实际应用。国际市场有多家国外公司可以提供成熟的核电站数字化仪控电气系统，但国内核电站全数字化仪控电气系统目前被国外技术垄断，成为核电装备国产化的瓶颈之一，无法满足我国核电长期发展和建设规划的要求。为了更好地引进、消化、吸收和再创新这些技术并研发制造拥有自主知识产权的数字化仪控系统，引领国内核电数字化仪控系统设计、设备研发制造、集成或成套技术的发展，满足国家核电快速发展的需要，进行该领域的科技建设是十分必要的。

“十二五”期间，上海将在对AP1000数字化保护系统设计、集成、测试、验证技术的消化吸收基础上，开发出具有自主知识产权的新一代反应堆保护系统平台，掌握反应堆保护系统平台的设计、测试和验证技术；以新一代反应堆保护系统平台为基础，设计开发出用于CAP1400核电机组的反应堆保护系统，掌握反应堆保护系统的设计、集成、测试和验证技术，具备反应堆保护系统的自主研发和设计能力，初步形成安全级控制系统的批量生产能力。掌握三代核电站控制系统核心技术和关键控制功能，具备核电站数字化控制系统的设计、实现、集成、测试、调试和寿期服务的全面工程能力。