在1亿分之一厘米中显身手

*本文为《半月谈》2025年第5期内容

在1亿分之一厘米中显身手

人们常说，人多力量大。然而，纳米世界却并非如此。纳米材料由成千上万个原子堆积而成，其重要特点之一是具有表面效应。纳米材料粒度越小，材料的比表面积越大，原子利用效率越高。也就是说，当纳米材料粒度缩小至原子级，即可“以一当十”，实现原子利用效率最大化。

然而，从纳米尺度跨越到原子尺度，实现对材料结构的精准控制，谈何容易。一个典型原子直径约在0.1纳米左右，将原子放大1亿倍后，其尺寸也只有1厘米左右。解锁原子级精准制造的“密码”，或许比“在方寸间造天地”还难。

当前，原子级制造正开始从前沿技术迈入产业范畴。国内首先开始探路的，是专注上游基础研究的一批企业。于2019年在广西南宁成立的广西联科华新材料有限公司（下称“联科华”）就是其中一员。

“基于自主研发的单原子技术，我们将其应用于金属材料上，以充分发挥它们的原子经济性。在保持产品各项性能不变的情况下，可以将金属材料用量降低50%以上。”联科华总工程师赵超说，企业决心要让单原子材料走出实验室，走向更多产业，但现实的浪潮远比想象中汹涌。

从实验室走向市场应用存在巨大鸿沟，业界称之为“死亡之谷”。“由于缺乏与下游产业的沟通桥梁，很难找准产品开发方向，只能一个个行业摸，一家家企业跑。”赵超说，“我们做好了抗菌抗病毒方面的单原子技术储备，但一开始考虑的产品方向市场反响并不好。”没有好的应用产品，联科华盈利不理想，一度“活不下去”。

几经辗转，企业瞄准农业绿色发展的应用趋势，开始尝试将单原子技术应用在农业病虫害防治领域。以传统铜制剂为例，这一农业生产领域应用普遍的杀菌剂已有上百年历史，虽然广谱高效，但也暴露出一些现实问题。

“我们调研发现，即使将铜粒径缩小至纳米级别，还是有大量铜原子被包裹在内核无法发挥功效，而且产品中较高的铜含量也会对作物和土壤造成损害。”公司总经理吴宇波说，企业研发的单原子铜制剂，铜用量比市面同类产品节省80%，实现更加精确科学的病害防治。“在充分发挥铜原子经济性的同时，也减少农药金属残留对土壤的污染。”

一子落满盘活，联科华在农业领域产品创新不断结出硕果。从有效防治动物腹泻的单原子动物肠道调理剂，再到提高作物抗病性、促进其生长的碳量子点系列产品……这也让更多行业和企业找上门来：在橡胶工业领域，为解决高锌污染难题，联科华研发出可替代氧化锌的单原子锌橡胶硫化活性剂；在空气净化材料领域，单原子抗菌抗病毒除醛技术在涂料添加剂、空气滤材、家电净味除臭模块等产品中“大显身手”。

产品研发周期从原来的一年缩短到2个月；研发方向从降低产品成本，到提高产品性能……如今，联科华获得20多项国家发明专利，拥有千吨级单原子材料自动化生产线，可生产200多种单原子材料，在农林畜牧、环保处理、新能源等领域打开另一个尺度的世界。

“每一点技术进步，每一个成功的市场应用，都建立在长时间的凝练和积累之上。”赵超说，“这既是我们的信念，也是企业的方法论。”

智慧船舶驶向深蓝

在山东沿海，全球首艘自主航行集装箱商船“智飞”号以每小时12节的航速穿梭。这艘集成高级辅助驾驶、远程遥控驾驶与全自主航行系统的船舶，累计航程已超4.8万海里，自主决策次数突破100万次，遥控靠离泊作业200余次。这是智慧航海（青岛）科技有限公司（以下简称“智慧航海”）在智慧航运领域深耕10年的成果。

近年来，传统航运业海员用人成本不断升高，约占万吨级船舶运营成本的三分之一。同时，航运业还面临海员结构性短缺问题。航运业权威组织波罗的海国际航运公会与国际航运公会在2021年7月发布的数据显示，当年全球仅高级船员缺口就达2.6万余人，预计2026年达近9万人。人力短缺也推高了安全隐患，平均每年近3000次海损事故中，人为因素高达80%。

智慧航海技术副总经理朱慎超表示，传统航运业长期依赖进口导航系统与传感器，技术壁垒高企。智慧航海自主研发船舶智能航行系统，通过北斗高精度定位与5G通信技术，使“智飞”号实现了从泊位到泊位的全流程自主航行，填补了国内空白。

“智飞”号在进行海试

“航行辅助系统”为船员提供实时避碰建议，“船用360系统”通过视觉感知消除驾驶盲区，“智能电子海图”则整合气象、水文数据实现动态航线规划……新技术通过数据驱动实现精准决策，将船舶运输效率提升30%以上。

据了解，“智飞”号实现了我国船舶自动驾驶领域从0到1的系统突破。它集高级辅助驾驶、自主避碰、自动靠离泊等功能于一体，通过船岸协同技术实现远程监控与实时决策。该船感知准确率达99.2%，各项测试指标均优于国际已公开数据。统计显示，与传统船舶相比，“智飞”号船员配置减少30%，同时将人为事故风险降低80%，每月节省综合运营成本20万元。

在智能技术、数字技术的加持下，航运业作为一个绵延千年历史的传统行业，正驶向高端化、智能化、绿色化的新蓝海。“智能船舶的竞争本质是数据生态的竞争，我们已掌握全球领先的实船运行数据库，单船日数据量达1TB。”朱慎超说。

为避免国外通导感知设备厂商在智能航行技术上“卡脖子”，智慧航运积极与业内数十家通导设备厂商合作，开发由国产化通导感知设备组成的综合态势感知系统。此外，作为交通运输部“交通强国建设试点单位”，智慧航海以“技术模块化+生态联盟”模式，依托青岛海上试验场、智能航运产业集群，推动产业链上下游协同创新。智慧航海副总经理姜雨函说，企业创新研发的模块化产品，让传统船舶生态链上的合作伙伴找到了发展新契机。

如今，在这场事关古老行业未来前途的智能革命中，以智慧航海为代表的中国企业已从追随者变为规则制定者。智慧航海董事长姜海鹰说，未来公司计划以绿色化、智能化为基础，拓展液化天然气运输船等高端船型市场，输出模块化技术，助力全球传统船舶“焕新”。

满足“千人千面”的电脑需求

在湖北武汉黄陂攀升科技园的生产车间内，机械臂正以毫米级精度装配主板螺丝，定制机箱随传送带有序流转，箱体上的标识折射出幽蓝光泽……10多年前，蜗居在电脑城的一间小仓库内创业的几个年轻人未曾想过，他们手里的“组装机”，有朝一日会销往全世界。

2008年，广埠屯华中数码城，武汉最繁华的电子市场。彼时正值台式电脑销售的黄金时代。在四楼的一间仓库内，武汉攀升鼎承科技有限公司（以下简称“攀升科技”）的创业团队挤在20平方米的狭小空间“背靠背”组装电脑。“那时组装全靠手工，一天几十个订单就会手忙脚乱。”攀升科技联合创始人、董事长刘立鑫说。

2012年，团队敏锐抓住线上渠道红利，创建攀升IPASON和武极VTG两大品牌，并将电脑产品推向电商。转型初期，各种挑战接踵而至，电脑装机订单从每日数十台激增至上千台，“小作坊”手工装机的效率一度捉襟见肘。为满足业务需求，团队先后3次辗转搬迁办公地点。

当同行追逐低价走量时，攀升科技选择深耕“个性化定制”赛道。凭借差异化竞争优势，在电商平台上，攀升科技的电脑销量排名开始从百名开外逐步“爬榜”至行业销售冠军。如今，攀升科技已发展为定制电脑领域的头部品牌，产品销售覆盖全球135个国家和地区。其在武汉黄陂的科技园，投入5条柔性化定制电脑生产线，年产能可达360万台。

攀升科技生产车间内，工人正在组装电脑主机

“定制化不是简单的硬件堆砌，而是对需求的深度解构。”在攀升科技智能工厂3层，攀升科技市场部负责人王俊带半月谈记者参观了公司的柔性生产线。4条自动化流水线旁，工人们正在组合装配不同颜色的机箱、显卡、散热器，定制化的奥秘，就藏在其中。

传统制造业的效率、成本和个性化难以兼得，如何破局？半月谈记者看到，在攀升科技的智能排产系统上，消费者下单一台二次元图案的电竞主机，系统在5分钟内拆解出127个零部件需求，并同步到仓库“照单抓药”。

“有人要求在机箱印上女儿的画作，有人定制粉色主机作为礼物。”王俊说，工厂每天要生产数千台电脑，每台配置皆可“量体裁机”，“即使用户想在机箱内装鱼缸养鱼，我们也能做到”。

要让每台机器既独特又稳定显然不易。在自动化流水线上，从主板到散热片，90%以上的部件由企业自主设计；在产品展厅内，基于“星闪”技术的鼠标在5米障碍物外仍能灵敏响应，延迟近乎为零；在实验室中，技术工程师反复调试AI主机的算法模型。刘立鑫认为，满足“千人千面”的需求，不仅要有坚韧的供应链支撑，更要有强大的研发创新能力。

从小仓库到全世界，从贴牌组装到手握281项专利，攀升科技是中国制造业转型升级中的一块拼图。站在攀升科技园内，办公楼后可见围挡起来的大片空地。刘立鑫告诉半月谈记者，不久的将来，新的智能工厂将从这里拔地而起。