二十余年铸就“纳米标尺” ！这个国家科学技术进步奖项目相关平台落地松江

7月8日，2025年度国家科学技术奖揭晓。由同济大学牵头完成的“量子化光晶格常数的纳米计量关键技术及集成电路应用”荣获国家科学技术进步奖一等奖，标志着一项历经二十余年、贯通基础原理、计量标准和产业应用的科研成果，正从实验室加快走向集成电路产业现场。

该项目由同济大学、上海御微半导体技术有限公司、中国计量科学研究院、桂林电子科技大学、上海市计量测试技术研究院共同完成。目前，围绕相关技术开展研发、成果转化和产业服务的国家集成电路微纳检测设备产业计量测试中心（上海），已作为同济大学长三角G60科创走廊研究院首发重点项目落地松江，并将依托松江大学城科创源，加快科技成果与产业需求对接。

项目荣获国家科学技术进步奖一等奖

把自然常数变成实物标尺

计量不仅是测出物体“有多大”，更要回答测量结果准不准、依据从何而来、能否追溯到统一的计量基准等问题。对集成电路等先进纳米制造而言，测得出，才能造得出；测得准，才能造得精。

那么，普通直尺的刻度可以通过机械加工形成，纳米标尺的刻度又该如何长期保持准确？

项目团队利用光频梳，将激光频率锁定到与铬原子量子跃迁对应的频率上。两束相向传播的激光叠加形成周期恒定的驻波光场，即“量子化光晶格”，如同一副由光搭建的“模具”。经过激光冷却的铬原子运动显著减缓，在光场作用下有序沉积，在基底上形成一排排纳米刻线。

基于量子化光晶格常数的纳米标尺高精度制造技术

通俗地说，这些刻度并非由刀具一刀刀刻出，而是原子按照自然常数确定的间距“排”出来的。传统机械加工形成的刻度易受刀具磨损、环境变化等因素影响；与自然常数建立联系的纳米刻度，则具有更好的稳定性和一致性。

团队相关负责人表示，二十余年攻关，难的不仅是取得一次高精度实验结果，更在于将量子化的自然常数稳定转化为可使用的实物标准，既要保证长期稳定性和样品间一致性，也要经受制造、定值及产业现场应用的多重检验。

目前，团队研制的系列光栅已有5项获批国家一级标准物质，纳米长度标准物质的三年长期稳定性和样品间一致性均达到皮米量级——1皮米相当于千分之一纳米；团队还研制出我国首个纳米级角度国家一级标准物质。据了解，标准物质指特性值经过严格确定，可用于校准仪器、评价测量结果的实物标准。对纳米制造而言，它相当于一把经过权威认定、各方共同认可的“标准尺”。

让“米”的定义直达生产线

把“尺子”造准只是第一步，更难的是让它便捷、可靠地进入产业现场。

传统纳米计量通常需要经过多级量值传递，如同一场层层交棒的“接力赛”。传递环节越多，测量不确定度的控制就越复杂。项目研制的量子化纳米标尺具备复现“米”定义的功能，可以缩短量值传递链，在产业现场实现一步校准、直接溯源。

团队还将相关技术用于晶圆级标准片研制。它的作用类似于秤的“标准砝码”：集成电路量测和检测设备对一块参数已知的标准片进行测量，就能判断读数是否准确，并据此完成校准。

基于量子化光晶格常数制造纳米标尺的精密装置

围绕标准片制造、定值和应用，团队形成了涵盖线宽、膜厚、定位、缺陷等多个关键参量的系列标准物质。系列晶圆级标准片获批国家二级标准物质，并已在国产集成电路量测和检测设备企业实现应用。2025年，“集成电路纳米计量标准片关键技术”入选工业和信息化部第一批先进适用技术名单。

团队成功研制晶圆级标准片并获批多项国家二级标准物质

从国家一级标准物质、现场计量技术，到晶圆级标准片和企业应用，项目逐步打通了纳米计量成果进入先进制造现场的技术链条。此次获奖，体现的不仅是单项实验指标的突破，更是整套技术体系从原理创新走向产业应用的价值。

在松江接通创新链与产业链

2024年1月，经国家市场监督管理总局批准，国家集成电路微纳检测设备产业计量测试中心（上海）由同济大学为主体、联合张江实验室启动筹建。去年10月30日，中心落地松江、进驻科大智能产业园。

国家级平台落地松江，并非科研项目的简单空间转移。松江正在构建以新一代信息技术、高端装备为两大主导产业的“2+4”现代化产业体系，集成电路产业已覆盖设计、制造、封装测试、材料和设备等环节，仪器仪表产业也集聚了一批上下游企业。这些产业基础既带来切实的计量需求，也为技术验证、标准物质研制和成果转化提供应用场景。

“成熟一个引进一个，构建‘企业出题目、同济有学科、园区有产线、G60有场景’的新型创新联合体。”G60创新研究中心主任贾占锋表示，研究院将采用“揭榜挂帅”、联合研究等方式，完善项目团队从同济大学到研究院的引入机制。

依托松江大学城科创源，研究院将进一步对接高校学科人才、企业技术需求和园区应用场景，推动纳米计量技术在松江开展研发、中试和测试服务，并借助G60科创走廊产学研协同机制，加快成果转化和产业应用。

按照建设规划，中心将立足松江、辐射长三角，面向国产集成电路和精密仪器仪表企业，重点推进研发、中试和测试服务平台建设，开展技术研发和计量测试服务。区校双方还将联动松江大学城科创源和G60科创走廊产业需求，推进标准物质研制、设备校准、中试验证和成果转化，提升高水平科技成果服务先进制造业的能力，服务长三角一体化发展和上海（长三角）国际科创中心建设。

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