“科技灯塔”在深圳落地 未来将“照亮”整个大湾区

于“黑暗”中探索，需要一束“亮光”指引前行方向。

有这样一束“光”，能快速看清新冠病毒结构，为科学家快速研制出疫苗和药物提供助力；发现药物如何与靶点发生作用，帮助开发抗肿瘤药物；观察锂离子在电池中如何移动，从而找到提高电池容量和寿命的办法；或是原子级别逐个探测芯片的表面，破解芯片“卡脖子”难题……

同步辐射光，已成为我们探测微观世界最有效且系统的工具之一。如今，被喻为“科技灯塔”的同步辐射光源设施已在深圳落地，未来将“照亮”整个大湾区。

深圳综合粒子设施研究院院长、深圳产业光源总负责人孙冬柏表示，目前，深圳面向国家重大需求的经济主战场，对标世界一流科创中心，正加快相关项目规划建设，在光明科学城前瞻部署以同步辐射光源为代表的先进光源类重大科技基础设施，加强关键核心技术攻关，提升区域原始创新能力，创造性提出“4R理念”，推动科技和产业向更高水平发展。

国际科技创新高地的“标配”

人类对光的利用有很长的历史，从篝火、烛光、电灯到X光机，这些光源都是我们认识世界的重要工具。而在当今科技前沿，同步辐射光源则成为人类认识微观的“超清照相机”和“超强X光机”。

人类1947年首次“看见”同步辐射光至今，同步辐射光源已成为世界应用最广泛、运行数量最多、服务用户能力最强的大科学装置，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。

“自科学家首次‘看见’同步辐射光，同步辐射光源对科学进步和产业发展发挥的作用越来越大。”深圳产业光源光束线及实验站总体主任司锐介绍说，同步辐射光覆盖从红外、可见光、紫外，到X射线的高性能电磁波，几乎在所有与物质微观结构有关的基础科学研究和高技术产业开发应用研究领域，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。

同步辐射光具有频谱宽、能量可调节、超高亮度、聚集性好等特点，能让科学家快速清楚地“看到”生物大分子并认识其工作机理，找到分子和疾病的对应关系。近50年来，利用同步辐射光阐明蛋白质分子工作机理而产生的诺贝尔化学奖的就有5个。司锐说，同步辐射光源不仅是现代科学研究取得突破的必要条件，也是衡量一个国家和地区科技实力和发展潜力的重要标志。

“纵观全球，光源类装置多集中在科技和产业充分发展的地方。比如世界知名的美国布鲁克海文、阿贡等国家实验室，英国哈维尔，法国格勒诺布尔，日本播磨科学公园城，在我国的北京怀柔、安徽合肥、上海张江等综合性国家科学中心，已经形成了以先进光源类设施为核心的重大科技基础设施集群。作为经济、科技最活跃地区之一的粤港澳大湾区，此前同步辐射光源装置一直空缺。” 司锐说，建设同步辐射光源是深圳打造国际科技和产业创新高地的必然选择，也是未来参与国际科技合作创新的“入场券”。

粤港澳大湾区“光源”实现零的突破

“深圳乃至大湾区是否需要同步辐射光源，经过两年多充分调研论证，答案是肯定的。”深圳综合粒子设施研究院工程管理部部长黄孚向记者讲述其中缘由。

2017年，《深化粤港澳合作推进大湾区建设框架协议》首次提出粤港澳大湾区要打造国际科技创新中心。国家发展改革委组建粤港澳大湾区国际科技创新中心咨询专家组，专家组调研走访了大湾区9个城市，并对粤港澳大湾区国际科技创新中心的建设蓝图进行研讨，时任中山大学常务副校长孙冬柏教授作为专家组成员，与其余专家一起提出在大湾区优先考虑布局建设同步辐射光源等具有强大产业发展支撑能力的重大科技基础设施。2018年深圳决定建设光明科学城，而科学城需要建设什么样的大科学装置、怎样支撑服务新时期深圳发展需要，成为首要考虑的问题。

“光明科学城布局建设的装置，一定要紧扣服务深圳和大湾区产业发展，这种装置必须是要能对深圳的科技创新和高新技术产业发展真正起到推动作用。”孙冬柏认为，与北京、上海、合肥侧重基础研究为主有所区别，在大湾区规划建设大科学装置要旗帜鲜明的支持应用基础研究，服务和支撑大湾区新兴产业和未来产业。

孙冬柏认为，深圳对标世界一流科学技术创新中心，前瞻性在光明科学城部署以同步辐射光源等为代表的重大科技基础设施，对深圳建设为大湾区高质量发展引擎、力争科技和产业自主创新能力达到世界一流将起到决定性支撑作用。

国际上大量案例证明，把握重大科技基础设施建设过程中对相关产业的需求，可以有效地带动当地科技与产业发展。

比如，英国牛津哈维尔科创园的“钻石”光源，承载并支撑着英国国家工业发展战略。从2007年投入使用至2020年，对经济产生的累计货币化影响至少达到18亿英镑，远超过“钻石”光源12亿英镑的总投资额。

孙冬柏表示，近年来在大湾区深入持续地开展用户调研后发现，部分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，有更多企业会在未来产生这样的需求。

由于全球研究用户数量庞大且日益增长，我国同步辐射光源用户机时（用户利用装置开展实验的时间）一直处于“一时难求”的稀缺状态。大量企业用户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。然而，随着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的刻意打压，国内企业在争取条件限制苛刻的国外机时的同时，也为高端技术研发等商业保密考虑而束手束脚。

2019年1月，光明科学城发展战略研讨会召开，在光明科学城布局建设光源成为港深专家共识。同年2月，市发展改革委组织赴香港五大高校深度调研后，形成发展光子、电子、质子、中子、中微子装置的“五子”设施理念。同年12月，《深圳市建设中国特色社会主义先行示范区的行动方案（2019-2025年）》正式印发，深圳谋划先行建设以同步辐射光源和自由电子激光为代表的综合粒子设施。

2020年5月，深圳综合粒子设施研究院正式成立。同年8月和9月，同步辐射光源项目和自由电子激光项目相继获批立项。至此，光明科学城建设掀开新篇章。

推动科技和产业快速升级

“同步辐射光源是高科技产业发展的催化剂，粤港澳大湾区的发展迫切需要布局光源设施。”司锐表示，深圳布局“20+8”产业集群高质量发展，打造具有全球影响力的科技和产业创新高地，是深圳产业光源发挥巨大能量的绝佳舞台。

比如集成电路领域，世界上早期的极紫外线光刻验证实验和发展均基于同步辐射光源。美国在上个世纪90年代初建设的ALS光源为极紫外光刻技术的光刻胶、掩膜检测和成品检测等工艺研究提供关键测试平台。与此同时，同步辐射光源还将为下一代芯片制造技术的相关应用基础研究工作持续提供重要支撑。

生物医药方面，光源帮助获得药物及靶点蛋白复合物的高分辨率结构，还能应用于医学成像、基因检测、先进医疗等产业。从全球范围看，光源所在地药企扎堆，已成为制药企业依赖的创新利器。

在先进材料、先进制造等方面，光源的先进分析表征手段助力结构材料和功能材料研发、制造工艺优化等案例比比皆是。

以“产业”之名沿途下“金蛋”

光明科学城布局建设的同步辐射光源，在国内首次打出“产业光源”的旗帜，旨在建成国内首个定位聚焦服务经济与产业发展和科技创新的第四代同步辐射光源装置。

“产业光源的根本目的，就是服务和支撑区域新兴产业和未来产业发展。这不仅是个全新的名字，而且综合了国际同步辐射光源的发展趋势，从规划建设理念到建设运营服务机制的一次系统性、革命性的创新。”孙冬柏说。

“与传统光源类设施追求加速器的极致性能不同，深圳产业光源强调装置要能真正为产业服务。”深圳产业光源提出“4R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），让实验线站能够模拟接近生产制造实际工况环境条件。

在运营机制上，深圳产业光源也在不断探索。深圳产业光源规划设计了重大需求板块——不少于10个实验站来专门满足国家重大需求，鼓励企业和研究机构 “揭榜挂帅”“坐冷板凳”。在国家重大战略需求领域，为解决我国产业发展“缺芯少核”提供关键支撑；在产业需求领域，深圳产业光源也在探索推动企业和高校、科研院所共建专用的产业实验线站，提供高水平实验运维技术，长期稳定地支持企业做研发。

“早日把深圳产业光源建好，那么我们至少有15-20年的‘黄金窗口期’，利用最先进的技术和设备，催生一系列科研成果实现产业化落地，让深圳乃至大湾区的高新技术产业迅速升级换代。” 司锐说。

“产业光源多板块实验线站强大的服务能力，可以同时支撑一批重大战略研究和重要技术攻关，只要能在某个领域有所突破，或是在某个“专精特新”领域支撑湾区企业走在世界前沿，这就是巨大的成功。”孙冬柏说，这也是深圳市委市政府对深圳综合粒子设施研究寄予的期望和要求——不仅是“沿途下蛋”，更是要多下“金蛋”。（首席记者 闻坤）