探索不止攀科学高峰 成就不凡铸卓越功勋

首页 > 教育新闻 > 新闻阅读存档/2021-11-04 / 加入收藏 / 阅读 [打印]
——访国家科学技术进步奖一等奖获得者罗尧治团队

本报记者 蒋亦丰 通讯员 柯溢能 吴雅兰

    上海世博会的世博轴、杭州奥体中心的大莲花……这些气势恢宏的地标性建筑有一个共性特点,都属于大跨度、大空间、大面积为特征的现代空间结构。

    浙江大学建筑工程学院罗尧治教授团队,历经30年产学研联合攻关,研发了刚性、柔性与刚柔性系列空间结构新形式,建立了张力结构、网格结构与可展结构分析理论,研发了先进试验装备、制造工艺与施工工法,广泛应用于机场、高铁、会展、能源等领域及国家科学工程。

    在实际的设计工作中,团队碰到的最大难题就是在有限的时间内要完成大量计算工作。为此罗尧治当起了“程序员”,研发出了一套空间结构设计软件MST。后来,MST软件不断地迭代更新,只要输入一串参数,就能自动建模。直到现在,这套“30多岁”的软件仍然是应用最广的空间结构专业软件。

    进入新世纪,中国建筑行业迎来大发展,呼唤着空间结构技术的进一步提升。

    2007年兴修曹娥江大闸,按照传统的方案是做成梁板结构的平面受力体系,罗尧治团队却创新性地把空间结构体系“移植”过来,设计成了仿鱼的双拱形空间桁架结构闸门,仅在闸门的用钢量上就节省了1600万元,同时还解决了涌潮造成的结构疲劳和泥沙淤积问题。

    空间结构体系的创新离不开新型节点形式,过去是根据不同工程项目的不同节点形式定制不同的加载反力装置,而做完试验后,相应的反力装置也就报废了。为此团队首创了球形全方位加载装置,就像一个“通用模板”,可以满足空间全方位、10个加载点的试验需求。这套全世界独一无二的试验装备,可以降低试验成本50%以上,提高效率4倍以上。

    世博轴、首都国际机场T3航站楼、国家大剧院……空间结构工程中的一个个核心难题得以解决。与此同时,团队主编了我国第一部空间网架结构技术标准,创办了我国该领域唯一的科技期刊《空间结构》。

    最近10年,中国空间结构科技开始领跑世界,不少“中国方案”就是出自该团队的手笔。目前,应用该技术的工程遍布全球31个国家和地区,累计项目逾千个,越来越多的中国工程、中国标准走到了国外。

    在FAST项目中,团队承担了反射面背架结构加工与拼装核心任务,解决了20万个球节点、55万根杆件、4450片单元精密制造难题,实现了空间网格结构高精度的“中国制造”。

    42项国家科研项目、32项“第一”或“最大”的工程应用、省部级科技奖励5项和行业特等奖1项……一个团队30年的辛勤耕耘,带动了一个行业的发展与进步。

本报杭州11月3日电

突破芯片封装核心技术

——访国家科学技术进步奖一等奖获得者刘胜团队    

本报记者 程墨 通讯员 曹小飞

    电子封装技术创新是实现我国集成电路产业自主发展的重要突破口。刘胜带领来自华中科技大学、武汉大学等单位的项目团队,经过10多年“产学研用”校所企联合攻关,实现了高密度高可靠电子封装技术的自主化。在11月3日召开的2020年度国家科学技术奖励大会上,该成果荣获2020年度国家科技进步奖一等奖。

    微电子工业是全球经济发展的原动力,电子封装被誉为芯片的“骨骼、肌肉、血管、神经”,是提升芯片性能的根本保障。随着芯片越来越小,密度越来越高,高密度芯片封装容易出现翘曲和异质界面开裂,导致成品率低和寿命短等产业共性难题。

    电子封装技术创新是我国集成电路产业发展摆脱困境的重要突破口。立项之初,我国电子封装行业核心技术匮乏,先进工艺装备被发达国家垄断。针对困扰封装行业发展的重大共性技术难题,华中科技大学刘胜教授团队,经20余年“产学研用”校所企联合攻关,突破了高密度高可靠电子封装技术瓶颈。针对高密度芯片封装翘曲和异质界面开裂导致的低成品率,团队提出了芯片封装结构及工艺多场多尺度协同设计方法和系列验证方法,应用于5G通信等领域自主可控芯片的研制,攻克了晶圆级扇出封装新工艺,突破了7nmCPU芯片封装核心技术。项目解决了电子封装行业知识产权“空心化”和“卡脖子”难题,占领了行业技术制高点,实现了高密度高可靠电子封装从无到有、由传统封装向先进封装的转变,具备国际竞争能力。

    “花了几个亿研究出来的芯片,封装不好,一下就返工了。比如我们现在做一个7nm的芯片,需要把4万个几十微米的小焊点焊在一起,这就要求下面的基板和上面的几个芯片要足够平,要控制它的翘曲,还要进行微米级的定位。”刘胜说,“我们应该在国际上是第一方阵,有些部分还是领先的,所以我觉得我们处于并跑或领跑阶段,占领了行业技术的制高点,实现了高密度高可靠电子封装从无到有,由传统封装向先进封装的转变,具备了国际竞争力,实现了产学研的核心装备从0到80%的国产化,引领了我国电子封装行业和装备的跨越性发展。”

    据悉,目前刘胜团队与国内行业主要企业及科研单位合作组建了国家集成电路封测产业链技术创新战略联盟;项目完成单位与国内企业合作研制了系列封装及检测设备,建立了多条封装柔性产线;300多类产品覆盖通信、汽车、国防等12个行业。

    本报武汉11月3日电

多把“尺子”丈量建筑遗产

——访国家科学技术进步奖一等奖获得者王建国和崔愷团队 

本报记者 梁丹 通讯员 唐瑭

    11月3日,中国工程院院士、东南大学建筑学院教授王建国和中国工程院院士崔愷领衔,由东南大学、中国建筑设计研究院、中国城市规划设计研究院、故宫博物院、中科院遥感与数字地球所、中建八局和浙江大学共同完成的“中国城镇建筑遗产多尺度保护理论、关键技术及应用”项目获得国家科技进步奖一等奖,这也是我国建筑学领域首次产生国家科技进步奖一等奖。

    “城镇建筑遗产是文化遗产的重要组成部分。如何处理保护、传承、发展之间的关系,是我们首先要解决的问题。”王建国说。

    在新生与衰亡、保护与发展中,城市总是面临着双重挑战。由于城镇建筑遗产具有多尺度连续、本体复杂广泛和环境多样的特性,因此,揭示城镇建筑遗产科学保护的内在机理、建构多尺度整体保护理论和方法,是世界各国共同面临的重大挑战和技术难题。

    所谓“多尺度”,就是要把城镇、街区、建筑单体看成一个有机整体,在保护方式上区别对待。比如,对于已经定级的建筑本体保护,可以直接把它当作博物馆凝冻起来保护或利用。对于历史文化街区,则应在保护物质空间和建筑形态的基础上,还保护该地区迭代发展的社会生活环境和场所中蕴含的文化价值。

    如何在建筑遗产有效保护与城市发展之间取得平衡?在进入新型城镇化发展的今天,多尺度保护理论为解决这对矛盾架起了理念和方法上的桥梁。2003年,在南京老城区建筑高度管控研究中,王建国带领团队在国内首次使用地理信息系统(GIS),完成了基于759个规划地块的建筑高度计算数值,为城市规划管理提供了底线思维方式和数据库。随后,团队成功研制出了基于城市用地属性数字化分析的设计手段,为解决历史城市建筑高度的科学认知和规划管控的难题提供了有力方法,相继被应用到了广州、沈阳、镇江、常州等总体城市设计建筑高度规划中,并获得了国家发明专利。

    这些年来,在这种多尺度建筑遗产保护理念下,项目团队先后完成了北京老城总体城市设计、南京总体城市设计、南京明故宫保护规划、南京愚园风景名胜设施恢复和复建、扬州东关历史文化街区保护规划、泉州历史文化街区中山路的整治等重要项目。

    “我们应该在城市中阅读出时间岁月时而流逝、时而凝冻的建筑遗产见证物,历史传承与现代化交相辉映,既要传承文化,做好今天,也要拥抱未来。”王建国说,建筑遗产保护应该既留得住乡愁,也看得见未来。

本报南京11月3日电

奋力攻坚呼吸疑难重症

——访国家科学技术进步奖一等奖获得者钟南山团队

    本报记者 刘盾 通讯员 茹志娜 韩文青 黎鉴远

    11月3日上午,广州医科大学钟南山呼吸疾病防控创新团队荣获2020年度国家科技进步奖一等奖(创新团队)。这是2020年度全国唯一获此殊荣的创新团队,也是广东首次获得该奖项。

    荣誉背后是团队敢医敢言战病魔的精神写照。

    1971年,广州医科大学附属第一医院成立了“慢支炎防治小组”。以钟南山、何建行、冉丕鑫为学术带头人的呼吸疾病防控创新团队,以社区防控、早诊早治、精准治疗为抓手,围绕“呼吸疾病发生发展的流行病学特征、分子机制及早诊早干预”等关键科学问题,开展“顶天立地”的研究,努力攻克疑难杂症。团队建立了国际先进的新发呼吸道重大传染病“防—监—治—控”链式周期管理体系,多次在重大呼吸道传染病疫情中,以科研探路,勇挑重担地救治重症患者。

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