在大湾区创新发展的进程中,制造业升级需要更多大科学装置、前沿实验室和中试平台提供支撑。《思想耀岭南》近期聚焦的东莞材料基因高等理工研究院院长张书彦,带领团队在制造业集群与大科学装置之间架起桥梁,探索出一种具有大湾区特色的创新生态范式。
当前,大湾区在新材料、新能源、半导体、生物医药等战略性新兴产业加速布局。这些产业技术复杂度高、迭代速度快,从研发到量产的时间窗口极短,需要大量中试环节来验证产品稳定性和一致性。与此同时,大湾区制造业以中小企业为主体,许多企业是细分领域的“隐形冠军”,但因规模有限,难以独立投资建设高端检测设备和中试线。制造业升级中大量工程问题的存在,使各类中试平台的建设更具紧迫性。
作为大科学装置,建于东莞的中国散裂中子源拥有广泛的产业应用场景。它可以对许多制造业材料进行类似“CT”的无损内部探测,如同能穿透物质的“超级显微镜”,精准捕捉原子尺度的结构与应力分布,为产品提供“诊疗”服务。然而,大科学装置的核心定位是科学研究,难以投入过多精力直接服务分散的企业需求。
应运而生的东莞材料基因高等理工研究院,将自身定位为对接大科学装置与企业广泛需求的“中间角色”。它一头扎进产业一线,挖掘真实需求、倾听技术痛点;一头对接大科学装置,以专业的科研方法和工具体系,把大科学装置的科研能力转化为切实的企业解决方案。
过去数年,广东已建或在建的国家大科学装置超过10个,覆盖能源、材料、生命科学等关键领域,数量约占全国三分之一。但科学研究与企业需求之间,仍隔着一道必须被系统性跨越的“工程化鸿沟”。中试平台相当于大科学装置的“产业出口”,既懂科学又懂工程,能够把通用性的科学能力转化为面向特定行业的工程解决方案。截至2025年,广东建立75家省级中试平台。
张书彦团队与中国散裂中子源共建工程材料衍射谱仪,并通过研究院平台为制造业提供检测分析服务,正是典型的“装置—中试—产业”三级传导结构。张书彦将研究院定位为“新型研发机构,也是一个中试平台”,使其成为能力传导的桥梁,也成为大湾区创新生态范式的一个典型样本。
大湾区虽已成为全球制造业创新高地,但中小企业仍是主体。高端检测设备、专业人员和运行维护等成本,中小企业往往难以独立负担。中试平台的公共属性决定了它不能只服务少数大企业。“制造业医院”模式意味着任何企业都可以带样品来“问诊”,平台检测后开出“药方”,把高门槛的科学能力标准化、普惠化,让中小企业用得起、用得好。
中试与检测平台面向全产业开放共享。大湾区的产业集聚,使大科学装置与制造业企业之间、科技与产业之间能够高效相互赋能。中试平台向上对接大科学装置和高校的前沿能力,向下对接龙头企业的应用场景与中小企业的碎片化需求,各平台之间也实现能力共享和资源互通,最终形成网络化协同。
与此同时,珠三角制造业集群高度集中,上下游企业分布密集。企业上午在工厂发现问题,打包好样品,下午就能抵达实验室,当天即可启动检测分析。物理距离的缩短直接带来创新效率的跃升——问题反馈、样品送检、结果复盘、工艺调整,整个技术优化闭环可以压缩到极短周期。这种创新便利度,是许多地区难以比拟的。
此外,中试平台在服务过程中会积累大量案例数据、工艺参数和失效模式。这些数据经过有效沉淀,可以形成行业数据库和标准化方法,降低后续服务的边际成本,甚至催生新的共性技术突破。
大科学装置提供的是“认识世界”的深层能力,但这种能力只有在产业需求的牵引下,才会被激活为“改造世界”的工程工具。制造业提供的是“改造世界”的真实场景,而这些场景只有在科学能力的介入下,才能突破经验试错的局限,实现性能跃升与创新发展。
新型研发机构与中试平台位于这一循环的枢纽位置,既把产业需求编码为科学问题,又把科学发现解码为工程方案。大湾区大力投资建设大科学装置和中试平台,并与产业需求紧密对接,形成了特有的创新生态范式:制造业的痛点定义科研的价值,科研的能力重塑制造的边界。二者形成正向循环,推动广东制造业在创新发展的道路上不断取得进步。
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