从能在金刚石上精雕细琢 到能在玻璃内部刻出三维结构 再到把不同材料 在微米尺度“无缝焊接” …… 从西北工业大学的实验室 到成都的产业前沿 飞秒创芯(成都)光电技术有限公司 (以下简称“飞秒创芯”) 正将20余年的科研成果推向产业化 在航空航天、新能源、半导体等领域 加速落地 用一束“冷刀” 切开中国精密制造的突围之路 就在这家成立仅两年的企业产业化加速的关键节点,成都印发《关于优化科技创新生态的实施意见》。“《实施意见》推动高校院所创新资源‘进圈入链’、鼓励人才团队‘进园入企’、深化产学研融通创新等举措,与飞秒创芯正在推进的产学研合作体系形成共振。”飞秒创芯副总经理张艺表示,“政策让企业从实验室走向量产线的路径更加清晰,也更有信心在成都完成从技术突破到产业突围的跨越。” 01 精准打孔、切割、焊接 从光源到器件全链条自主可控 飞秒是一个极短的时间单位,1飞秒等于一秒钟的千万亿分之一。飞秒激光,就是指脉冲宽度在飞秒量级的激光。它不是连续不断的光,而是一下一下的脉冲,每个脉冲只持续几到几百飞秒。由于时间极短,能量在瞬间注入材料局部,热量还来不及向周围扩散,材料便已完成去除或改性,因此热影响极小,被称为“冷刀”。 这一特性使飞秒激光对各类材料都有很好的加工适应性,可在金属、陶瓷、玻璃、半导体乃至生物组织上实现高精度、低损伤加工,也被应用于飞秒近视手术等精密医疗场景。 飞秒创芯成立于2024年7月,深耕飞秒激光研发与加工。基于飞秒激光的独特优势,公司围绕“切”“焊”“传感”三大核心能力,构建起超快激光微纳智造系统、超快激光选区微焊接系统、飞秒光纤光栅传感器及系统应用三大产品矩阵,覆盖航空航天、新能源、半导体、光通信、极端环境传感等多个行业。 “飞秒激光可完成打孔、切割、刻写、焊接等多种工艺,而飞秒创芯的核心优势在于从光源到加工设备具体器件,全链条自主可控。”张艺介绍。 作为一把“冷刀”,飞秒激光具备高精度切割能力。飞秒创芯的超快激光微纳智造系统是集超精细冷加工、检测、探测、工艺研究分析于一体的极端三维微纳加工设备,可进行无材料选择性的微纳级高精度制造。 张艺以飞秒激光加工飞机发动机涡轮叶片气膜孔为例,介绍了飞秒激光高精度、低损伤加工能力的实际应用。“叶片内部要打孔控制气流降温,孔型结构复杂,精度达10微米,普通加工良品率低,叶片价值高昂,经不起损耗。我们用激光直接打孔,良品率和质量都大幅提升。而这项技术全球仅6个国家有能力独立加工。” 飞秒激光不仅能“切开”,还能将材料重新“焊回”。超快激光选区微焊接系统是高精度微纳焊接装备,其超强和超快脉冲特性,能够在微米甚至纳米级区域瞬间产生超高温、超快相变、强键合,形成熔接。 “飞秒激光焊接无需任何粘合剂,通过瞬时能量使材料熔融再结晶,实现微米尺度的直接键合。”张艺介绍,“从光伏板到光纤连接头的封装,从微电子到芯片的微纳焊接封装,这种精密且对周围材料影响极小的加工方式正不断拓展高端制造的应用空间,而国内目前微纳焊接领域,飞秒创芯是率先实现产业化的企业之一。” “切”与“焊”之外,飞秒激光在传感领域同样大有可为。飞秒光纤光栅先进传感器平台是以飞秒激光直写技术为核心的高端传感制造与应用系统,可批量制备耐高温、大量程、高稳定的光纤光栅传感器,可应用于风电结构监测、储能系统监测、轨道交通监测、桥梁结构监测等。 作为该平台在铝工业高温强腐蚀环境下的标杆应用,飞秒光纤光栅电解铝槽测温系统是面向铝工业打造的长距离分布式在线监测装备,以飞秒激光直写FBG为核心传感单元,可实现电解槽全域温度场实时采集与秒级故障预警。张艺介绍,“这套系统已应用于广铝等大型企业,二期采购订单正在推进中。” 02 从西工大实验室到成都量产线 打破高端飞秒激光光源“卡脖子” 走进飞秒创芯位于成都高新区智能硬件中试生态园的研发中心,面积不大,功能却一应俱全——传感测试平台、光学组装区、微纳加工洁净间分布其间,承担着为客户打样、完成工艺验证的任务。 飞秒创芯是由西北工业大学科技成果转化的企业,由西工大光电与智能研究院程光华教授领衔,同时汇聚了来自西工大、中物院、中科院等知名高校院所经验丰富的专家团队。在成立公司之前,核心技术团队已深耕飞秒激光研发和加工领域20余年。公司成立两年,自研装备及产品就已于航空航天、新能源、半导体、光通信、冶金化工等领域落地。 选择成都,看中的是这里优越的营商环境、强有力的政策扶持,以及在电子信息、航空航天等领域完善的产业配套。就在飞秒创芯产业化加速的关键节点,成都市印发《关于优化科技创新生态的实施意见》,系统部署主体培育、平台赋能、成果转化、要素支撑四大关键环节和16项重点任务。张艺注意到,这套政策紧扣科产融合目标,其中“推动高校院所创新资源‘进圈入链’”“鼓励人才团队‘进园入企’”“深化产学研融通创新”等部署,与飞秒创芯正在推进的产学研合作体系高度契合。 成都本地的生态链也为公司提供了实实在在的帮助。“蜂鸟智造为飞秒创芯提供了洁净间搭建、工艺标准等专业指导,并依托其检验能力完成产品测试验证。此外,蜂鸟智造还帮助公司对接客户和上游零部件采购渠道,并在市场规划上提出建设性意见。” 目前,飞秒创芯已构建起多层次的产学研合作体系。“作为技术来源,西工大程光华教授团队每月定期来成都,指导核心工艺攻关、技术人员培训等。同时,公司与四川大学、成都理工大学等本地高校开展联合研发与人才培养。”《实施意见》中“深化城市与重点高校院所‘城市合伙人’关系”“支持产业园区与高校院所重点学院合作,定向吸纳师生科研项目、硕博士创业团队入驻”等政策,为这一体系提供了更广阔的空间。 下一步,飞秒创芯将一方面扩大微纳加工设备的生产规模,提升产品在航空航天、新能源、半导体、光通信等领域的市场占有率;另一方面推进A轮融资,建设国产高端飞秒激光光源量产线,致力于解决国内高端飞秒激光光源依赖进口的“卡脖子”问题。而《实施意见》中“加大‘科技创新券’支持力度”“引导加大信贷支持力度”“发挥政府投资基金引导作用”等科技金融举措,也为公司下一步的融资扩产提供了政策支撑。
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