中国造出一块会“转圈”的板，芯片制造要变天了

芯片制造车间里，一颗比头发丝还细的零件需要被搬运到指定位置。传统的做法是用复杂的多通道电子相位调制系统——线路密密麻麻，同步精度要求极高，成本居高不下。

2026年9月，中国科学院声学研究所和合肥工业大学的联合团队给出了一个完全不同的答案：不需要任何电子调相，一块预先“刻”好纹路的薄板就够了。

从亚毫米级小颗粒到厘米级轻质结构件，都能在板面上被“抓住”，绕行、旋转。

弯曲波涡旋操控实验装置照片或薄板结构设计图｜来源：科技日报（stdaily.com）2026年9月27日报道截图

一、一张“预编程的唱片”，让物体自己转圈

先搞清楚这项技术的物理原理。

涡旋波是一种具有螺旋相位结构的波，携带轨道角动量，能像水流中的漩涡一样，通过动量传递驱动物体旋转和绕圈。但传统方法要产生复杂的涡旋波场，必须依赖多通道相控阵列或动态波前调控系统，电子控制系统极其复杂，相位同步精度要求极高，成本不低。

中科院声学所研究员赵流现团队的思路是：能不能不要电子调相，只靠结构本身来实现？

他们找到了答案。用迷宫型亚波长单元作为局域相位调控载体，把目标涡旋所需的方位相位信息，直接“编码”进薄板结构的空间排布里。结果非常巧妙——不需要电子相位调制，只用单通道激励，就能在薄板中产生指定拓扑荷的弯曲波涡旋。

赵流现打了个很生动的比方： “薄板本身就像一张预编程的唱片，纹路怎么刻，波就怎么转。”

实验测量显示，薄板中形成的波场呈现出明显的涡旋特征：波纹绕着中心转圈，中心位置反而比较平静，振幅很低。一边约束，一边推着，物体就能在板面上绕着涡旋中心转圈、绕行。

这项技术的核心价值在于“去电子化”。 传统方案需要几十甚至上百个电子通道协同工作，而新方案只需要一块“刻”好纹路的薄板加一个单通道激励源——系统复杂度从指数级降到了常数级。

薄板涡旋波场测量结果图（波场呈现涡旋特征，中心振幅低）｜来源：科技日报报道配图截图

二、大小通吃：从亚毫米颗粒到厘米结构件，一块板全搞定

这项技术最让人兴奋的地方，是它的跨尺度能力。

实验结果表明：亚毫米级的小颗粒，可以稳稳待在漩涡中心附近，也可以沿着外围一圈一圈地跑；毫米级的颗粒，能围绕漩涡中心做稳定的轨道运动；就连厘米尺度的轻质结构件，也能在波场作用下持续旋转。

通俗翻译：以前操控不同尺寸的物体，可能需要换不同的设备、调不同的参数。现在一块板通吃，从“蚂蚁”到“硬币”，全都管。

赵流现表示，这项研究为实现被动结构编码的物体操控提供了新思路，未来有望用于表面颗粒输运、微机械驱动和智能结构等领域，让微小物体在芯片或材料表面自动“跑”起来。

这项成果于2026年9月19日在线发表于国际学术期刊《先进科学》，DOI: 10.1002/advs.77631。

跨尺度操控效果对比图（亚毫米颗粒、毫米颗粒、厘米结构件三种尺度操控示意）｜来源：根据科技日报报道内容自制信息图

三、这门生意的账本：46%的年增速，百亿美元赛道正在打开

声学操控技术的产业化前景，比很多人想象的要大得多。

全球声驱动机器人市场规模预计从2025年的47.2亿美元增长至2026年的68.9亿美元，年增速达46.0%。这一增速主要源于工业精密装配、医疗微操作等场景的加速落地。中国市场预计达到14.6亿美元，增速显著高于全球平均水平。

声学超材料市场同样在快速增长。全球声学超材料市场2025年约4.8亿美元，预计2032年达到26.8亿美元，CAGR达27.7%。

再看微纳机器人赛道。2025年全球微纳机器人领域风险投资额累计达12.8亿美元，较2024年增长42%，其中亚太地区融资占比首次超过北美，达到49.6%。2026年第一季度新增融资事件达23起，单笔最大融资金额超过4.2亿美元。

46%是什么概念？ 对比一下：全球云计算市场CAGR约18%，AI芯片市场约30%。声驱动机器人46%的年增速，在科技投资领域属于绝对的头部梯队。

安徽省在2026年9月刚刚发布政策，设立百亿规模机器人产业基金群。广东、山东等省份也明确提出将智能机器人列为新质生产力重点方向。政策、资本、技术三重叠加，声学操控技术正处于从实验室走向产业化的最佳窗口期。

全球声驱动机器人市场规模增长趋势图（2025-2030）｜来源：根据IIM行业报告数据自制

四、从“能操控”到“能赚钱”，还要迈过几道坎？

必须说清楚三个现实问题。

第一，实验室验证与实际产线部署之间仍有距离。 目前的成果在受控实验环境中获得了验证，但芯片制造车间的高洁净度、高振动、高电磁干扰环境，对这项技术的稳定性提出了更高要求。

第二，操控精度与速度的平衡。 亚毫米级颗粒的稳定操控已经实现，但要满足芯片制造中微米级甚至纳米级的定位精度，还需要进一步优化薄板结构设计和激励参数。

第三，产业化路径尚不明确。 从学术论文到工业产品，需要经历工程化开发、可靠性验证、标准化制定等多个环节。目前这项技术仍处于“原理验证”阶段，距离“产品化”还有一定周期。

不过换个角度看：2026年的声学操控技术，像极了2005年的MEMS传感器——原理刚跑通，第一块芯片刚流片，距离大规模商用还有十年，但方向已经不可逆转。

声学操控技术产业化“原理验证→工程开发→产品化→规模化”四级路径图｜来源：根据行业公开信息自制

【互动】

你觉得声学操控技术最先大规模落地的场景是芯片制造还是医疗微操作？评论区聊聊。

#涡旋波# #中科院#