独家专访孙冬柏：深圳“产业光源”是一个全新概念，希望对高技术产业起到线世纪经济报道

　　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。

　　1997年，约翰·沃克（John E. Walker）利用同步辐射光源，解析出三磷酸腺苷蛋白的结构，因而获得诺贝尔化学奖；在半导体产业，美国ALS同步辐射光源两条EUV光刻专用线nm极紫外光刻工艺，孕育了万亿级别的产业；在生物医药行业，瑞士光源X06DA/X10SA两条线站助力瑞士药企（罗氏、诺华）在抗肿瘤药物研发上走在世界前沿；在先进材料、先进制造领域，日本Spring-8同步辐射光源在丰田公司投资下建设了BL33XU Toyota专用线站，大力推进了动力电池、驱动电机、智能电控、绿色轮胎、轻量化车身等高性能设计和关键技术攻关等。

　　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。

　　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，他长期从事腐蚀科学与表面技术、先进光源技术应用、工程材料服役性能评价与预测、极端环境模拟与材料性能评价等领域研究开发，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：改革开放40多年来，深圳发展迅速，从一个边陲农业县一跃成为知名的现代化国际化创新城市，其中最大的特点在于，这里成长起了一批民营高新技术企业。在中国经济迈向高质量发展阶段时，怎样支撑更多的企业走在高技术产业发展前沿？支撑更多的企业跻身世界500强之列？这是深圳需要思考的问题。

　　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。

　　例如，聚丙烯腈碳纤维是“卡脖子”的战略新材料，实际生产中要将直径为70-80微米的有机纤维通过数十次牵伸到7-8微米，大约是头发丝的六分之一。要获得高质量的碳纤维，对分子结构及聚集态须予以严格控制。中国要在全球碳纤维领域实现“领跑”的目标并为国防军工提供核心材料的保障，就需要一双锐利的“眼睛”看清楚实际牵伸工艺工程对碳纤维微观组织结构的影响，从而有效地对碳纤维性能和质量实施掌控。亚富体育下载因此需要创新设计建设碳纤维牵伸工艺的模拟工况环境条件实验站，实现对碳纤维微观组织结构进行原位在线实时检测表征。

　　又如，广东作为海洋产业大省，对提高海洋水产品的良种选育技术、养殖过程病变控制等有迫切需求，利用同步辐射光源对活体海洋生物进行全尺度、高分辨率的实时动态分析，监测真实水体环境下的个体活动状态以及各组织、器官的空间关系和微观变化特征，解析个体在不同生长阶段、不同健康状况以及环境应激下的机体结构及其功能的时相性变化规律，查明个体差异特征，从而实现发掘生长、抗病和抗逆性能优良的亲代、养殖对象健康状态的实时监测和预警，大幅度提高养殖成功率，支撑海洋产业提质升级。

　　因此，我们建设重大科技基础设施，既要“顶天”也要“立地”。科学技术的发展最终都应该服务于国民经济社会发展。我们的研究也不能是束之高阁和脱离实际的。科研院所开展的面向前沿科学基础的研究，往往可以简化一些研究实验条件，离产业的实际研发需求、工况、生产线环境等相差得很远；而面向产业需求，实验平台和条件则必须跟实际工况密切结合。

　　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。

　　为了更好地精准把握湾区产业所需的导向，在机构设置方面，除了全球光源常规的科技委员会和用户委员会之外，我们还专门设置了产业促进委员会，邀请大湾区“专精特新”企业科研负责人和国内跟产业科研紧密的专家参与，在光源谋划建设阶段全方位关注高技术产业发展的实际需求，紧扣需求出发来开展设施规划设计和建设。这也是我们所强调的“错位发展，特色突出”。

　　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。

　　2019年我访问瑞典皇家工学院受到很大的启发，一位教授利用光源研究瑞典北部森林树木的生长质量如何受到气候变化、二氧化碳浓度等因素的影响，他带领团队四、五十人，每年能够申请到瑞典和德国光源超过2000多个小时的机时，这是相当可观的。一开始我感到很费解，后来深入细想就明白了，瑞典地广人稀，约有15%国土位于北极圈内，林业和其下游产业是瑞典本国特色的支柱产业，这也是瑞典的国家重大需求，因此瑞典光源给予他们大量机时，尽可能多地使用光源，支持他们潜心做好相关研究，归根结底就是为了对瑞典的经济发展起到支撑推动作用。

　　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”。

　　分布式光源解决广大用户针对某个领域或方向的技术试验需要，相当于社区医院和专科医院；集中式光源提供全领域试验研究需要，重点解决重点重大问题、复合型交叉型问题、疑难急重问题，相当于综合型一流三甲医院；数字光源则充分利用大数据、AI等技术，打造成整个产业光源体系的大脑，实现类似“互联网+医疗”的变革式提质发展功能。

　　同时，在集中式光源的运营服务方面，我们希望能把光源这类大科学装置“拉下神坛”，让企业用户不再望而生畏，除了常规的装置技术运维支持，我们将组建一批由数字家、物理学家、化学家等多领域构成的专业团队，提供数据解析、科学研究等高质量服务，成为解决企业用户技术研发疑难杂症的“大医生”，大幅降低企业用户使用的技术门槛，实现让企业过来做实验就像是去医院体检一样便捷高效的效果；企业做完实验后，很快就可以拿到专业团队提供的解析结果，可以根据试验结果情况进一步去优化技术、调整工艺、更新产品等，实现技术研发和产品开发的快速迭代，大大增强在市场的生存力和竞争力。

　　（深圳产业光源效果图。深圳产业光源即深圳同步辐射光源，与深圳自由电子激光装置一起布局在光明科学城大科学装置集群。）

　　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，在国际上已经形成了多元化投资的初步格局。如日本新建设的SLiT-J光源即为其地方政府宫城县和仙台市、财团法人、高校（东北大学）、经济联合会（众多用户企业）等近百家单位共同投资建设，同时还有金融机构（株式会社日本政策投资银行、制造友好银行等）的积极参与提供支持。

　　实际上，我国一直鼓励和支持多元化投资建设重大科技基础设施，我国首个重大科技基础设施的专项规划——“十二五”时期发布的《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》中就提出要“加大财政资金投入力度，鼓励企业等其他来源资金投入，形成多元化投入格局”，“十三五”时期发布的《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》进一步强调了地方政府的责任，明确指出“支持地方政府参与设施建设，引导其在土地、资金、人才队伍等方面出台相关政策，形成共同支持设施建设的良好局面”，要“进一步优化投入结构，建立以国家投入为主、多元化投入相结合的设施建设和运行资金保障体系”。由于我国区域发展不平衡不充分的客观现状等种种因素，在大湾区建设光源如果要纳入国家投资序列，恐怕还需要再等一段比较长的时间。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。

　　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。国际上也是这么做的，比如巴西的天狼星光源，还有日本在“3·11”大地震后在东北大学建设的东北光源，都是利用光源投资建设来振兴区域或者一个国家的工业经济发展。

　　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。

　　孙冬柏：现在学界一般常把基础研究再划分为纯自由探索的前沿基础研究和有一定目标方向的应用基础研究。深圳要不要搞基础研究？我认为不能不做，但应该既要有全球视野，具有前瞻性，同时也要立足发展阶段实际。我认为不宜在基础研究领域追求“遍地开花”，应当结合深圳当前发展阶段的实际，重点聚焦应用基础研究方面。所以，核心的问题是，要关注哪些应用基础研究？

　　对于深圳而言，和高技术产业发展密切相关的应用基础研究，一定要做。如果不搞应用基础研究，希望靠“拿来主义”的模式，不仅是缺乏战略眼光的表现，也必然伴随着“消化不良”的后果。就好比即使你拿到了最好的食材（科学仪器、装置），但不知其所以然，对食材的源头、特点、季节特性、与其它食材相互作用的变化反应等无从掌握，就算拿到菜谱（技术手册），不仅难以理解透彻，也做不出大厨的味道，还是无法实现自立门户。

　　从这个角度来说，深圳发展到今天，不仅需要加大投入应用基础研究，及时补课，而且需要大力引进和培养战略科学家、要支持战略科学家，要有足够前瞻性的眼光，为城市聚焦哪些方面的研究做好规划。另一个问题，整个社会的发展，或者创新生态体系的发展，需要有一个创新的雨林生态，这其中需要有大学，这是教育基础设施，需要有大科学装置，这是科技基础设施，需要高技术企业，还需要风投基金、知识产权法务等高端服务配套。

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