物理所在立足基礎前沿研究的同時，充分發揮科技資源和人才優勢，積極開展面向國家戰略需求和國民經濟主戰場的應用基礎研究及高新技術研究。90年來，不僅在世界科技前沿領域取得了一批具有世界影響力的重大成果，也在國家戰略必爭的若干領域實現了重大突破。
▼ 1. 低純度釹稀土鐵硼永磁材料
釹鐵硼永磁材料是物理所科技成果轉化的一個典範。1984年2月，物理所磁學室研究員王震西帶領由磁學室203組、中科院電子所稀土磁鋼組組成的聯合攻關組，經過多年的探索和試驗，成功研製出中國第一塊磁能積達到38兆高奧的第三代稀土永磁材料——釹鐵硼永磁材料。此時距日本住友特殊金屬株式會社（2004年更名為NEOMAX株式會社）宣佈成功研製一種新型釹鐵硼永磁材料，及美國通用汽車公司幾乎同時宣佈製成釹鐵硼永磁材料的時間相差僅幾個月。這項成果的面世，標誌著中國正式成為國際上少數幾個研製出第三代稀土永磁材料的國家之一。1987年5月，中國科學院三環新材料研究開發公司（1993年更名為“北京三環新材料高技術公司”）在北京成立。2000年，北京三環新材料高技術公司作為控股股東的北京中科三環高技術股份有限公司成功上市。
中科三環高技術股份有限公司研發創新實驗室
近幾年，稀土永磁下游市場處於低迷期，但三環公司稀土永磁業務繼續保持了健康發展態勢，現已成為全球第二大稀土永磁材料的研究開發和生產供應商。2017年度，面對稀土原材料價格劇烈波動等不利因素，公司不斷加大技術投入和研發創新力度，積極開拓新的應用領域，調整產品結構，培育新的利潤增長點，為公司的可持續發展奠定了堅實的基礎。
▼ 2. 先進電池技術
鋰離子電池是物理所面向國家發展清潔能源的重大需求積極開展的產業化項目。陳立泉院士帶領的團隊在鋰離子電池等相關領域近30年堅持不懈的研究，形成了深厚積累，並取得重大突破，一些創新電池技術已經實現了產業化。
從1990年代物理所鋰離子電池研究獲得關鍵性突破，1998年成立北京星恆公司，2003年成立蘇州星恆電源有限公司，2008年搭載星恆電池的混合動力汽車服務於北京奧運。一路走來，蘇州星恆已成為國內第一個軌道交通鋰電池供應商和產量最大的輕型車用動力鋰電池企業，也是歐洲三大電動自行車電池供應商之一。
硅負極材料具有較高的理論比容量，被認為將替代現有的石墨負極材料。物理所於1997年在國際上率先開展納米硅負極材料作為鋰離子電池負極材料的研究，並申請了發明專利。經過20年的努力，克服了納米硅負極材料在應用過程中諸多科學技術難題後，物理所於2017年5月以專利出資入股，在江蘇溧陽成立了溧陽天目先導電池材料科技有限公司。公司初期建設年產2000噸鋰離子電池高端硅負極材料中試線，產品應用覆蓋電動汽車、消費電子、規模儲能、航空航天、國家安全等領域，力爭逐步發展成為我國具有自主知識產權和持續創新能力的優秀負極材料企業。
高比能高安全鋰電池是未來鋰電池發展的趨勢之一，物理所以固液混合鋰電池開發與產業化技術相關專利出資入股北京衛藍新能源汽車股份有限公司。該技術的發展有望將金屬鋰負極應用於鋰電池中，提升其能量密度，將大幅拓展鋰電池的應用領域。同時，物理所開發了“原位固態化”技術、“陶瓷塗敷隔膜”技術、“複合金屬鋰”技術及預鋰化技術等，研發的高比能鋰電池能量密度將達到 300—500 Wh/kg，可針對不同領域的應用需求進行定製化研究。
鈉離子電池是新一代低成本高性能二次電池。鈉離子電池的研究與開發或將在一定程度上成為鋰離子電池的有益補充，同時可逐步取代環境汙染嚴重的鉛酸電池，因此大力發展鈉離子電池技術對於新能源領域具有非常重要的意義。經過近8年的研發，物理所已經完成了從基礎研究、實驗室開發到產品小試中試的一系列過程。北京中科海鈉科技有限責任公司於2017年2月成立，物理所以專利出資入股增資該公司。目前開發的鈉離子電池能量密度已達到 120 Wh/kg，是鉛酸電池能量密度的4倍。公司將致力於低成本高性能鈉離子電池材料及電池體系的開發，已與上下游相關企業初步建立聯繫，旨在共同打造新型儲能體系。
▼ 3. 碳化硅材料
物理所自1999年開始碳化硅晶體生長研究工作，在攻克晶體生長關鍵技術並獲得高質量晶片之後，率先在國內走出了碳化硅晶體的產業化之路。2006年9月，物理所以專利出資入股，攜手上海匯合達投資管理有限公司及新加坡吉星藍光半導體有限公司，成立了北京天科合達藍光半導體有限公司。2008年9月完成產品中試，可小批量生產SiC產品。2009年2月批量對外銷售高質量SiC晶片。2014年，物理所與天科合達公司聯合研製出6英寸碳化硅單晶襯底，達到國際先進水平。2015年，經歷多次融資後，公司進行了股份制改造，更名為北京天科合達半導體股份有限公司。2017年4月實現在新三板掛牌。
溧陽天目先導電池材料科技有限公司廠房全景（規劃效果圖）
天科合達公司在國內率先建立了一條完整的從晶體生長、加工、檢測到清洗封裝的SiC晶片生產線，具備了年產30000片SiC晶片的產能，規模居國內首位。2～4英寸導電和半絕緣SiC晶片的技術指標領先於國際同類產品，天科合達公司已成為國際SiC單晶襯底的主要供應商之一，產品在電力電子器件、高亮度LED和射頻功率器件等領域獲得廣泛應用。晶片批量供應國內數十家科研院所、高校和企業，推動了國內SiC相關的基礎研究，帶動了下游產業的發展，促進了國內SiC半導體產業鏈的形成。晶片出口日本、俄羅斯、韓國、美國、法國、德國、新加坡、意大利和澳大利亞等20多個國家和地區，客戶包括產綜研、三菱電機、豐田電裝、羅姆半導體、富士電機、日立和東芝等國際著名科研機構及企業。
▼ 4. 飛秒激光高端裝備
物理所自1997年設置飛秒激光技術研究方向以來，相繼開展了飛秒激光產生、放大、同步、頻率擴展及相位鎖定等系列研究工作，取得了多項具有國際水平的成果。針對長期以來我國超短脈衝激光設備從國外大量進口的局面，以及超快探測、精密測量、精細加工等眾多應用領域對超短脈衝激光的持續需求，自2012年，依託科技部國家重大科學儀器開發專項“先進飛秒激光設備的產業化開發和應用”，物理所組織力量著手研發具有我國自主知識產權的高穩定實用超快激光設備，並試圖通過工程化及產業化示範，形成小批量生產能力，以解決這類設備的產業化問題。
2014年，物理所以專利技術作為無形資產與物理所控股公司北京物科光電技術有限公司共同註冊成立“鹽城物科光電技術有限公司”，邁出了推進飛秒激光設備國產化開發和應用的第一步。至2015年，已與國內外多家知名超快激光研究機構、生產製造公司及元器件供應商建立了密切的合作關係，同時新組建了機械和電路部門，專門配套飛秒激光的生產。2017年逐漸完善了光學、機械、電路部門，以配套飛秒激光器的生產。目前，公司已具備獨立生產飛秒鈦寶石振盪器、放大器的能力，產品樣機多次參加國內光電展，與北大、清華、國防科大等高校建立了穩固的合作關係。
鹽城物科光電公司主要經營產品
新型400片高產能黑硅制絨設備
▼ 5. 服務企業和社會
2013年物理所在北京物科光電公司體系下探索設立STM事業部，先後開發了STM相關的蒸發源、放大器、烘烤控制器、程控高壓開關、程控直流/交流開關等部件及電控產品。該事業部依託物科光電公司平臺進行產品推廣，並在國家納米中心、清華大學、北京大學、中國科技大學、復旦大學等單位開拓了部分用戶。此外，物理所還先後與寧德新能源科技有限公司、北京汽車股份有限公司、深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司、華為技術有限公司、江蘇中天儲能有限公司、博世(中國)投資有限公司、LG等國內外知名企業簽署了橫向技術合同，將科研探索與市場需求接軌，幫助企業攻堅克難，滿足技術需求，提升企業技術水平與核心競爭力。
▼ 6. 科技成果轉化與資產管理平臺
截至2017年底，物理所共有全資、控股、參股企業13家，其中全資資產管理公司1家，科技型企業10家。為進一步促進科技成果轉移轉化，規範經營性資產投資和運營管理，物理所於2017年10月成立全資資產管理公司——北京物科發展科技有限公司。該公司的成立，將有利於實現事企分離，強化資產管理的規範化，明確經營管理人員的責權利，促進物理所經營性資產良性循環，從而最大程度實現國有資產的保值與增值。
中科院物理所長三角研究中心簽約儀式(2018年4月)
為了積極響應國家創新驅動發展戰略的號召，物理所與江蘇省溧陽市人民政府於2018年4月在江蘇中關村科技產業園簽署合作協議，在溧陽共同建設中科院物理所長三角研究中心。該研究中心將按照企業法人的模式運營，作為物理所對外開展科技成果轉移轉化的基地和載體，主要瞄準科技成果轉移轉化和前沿技術研發，致力於解決長三角地區企業在能源、信息、尖端儀器與智能裝備等相關領域的關鍵技術需求。
▼ 7. 責任與展望
隨著經濟社會的發展，中國已處在轉變發展方式、優化經濟結構的關鍵時期。創新是引領發展的第一動力，科研機構和高校肩負著引領科技創新，推動和促進我國產業轉型、邁向全球價值鏈中高端的使命。科技成果轉化作為現實生產力，一方面是科研機構和高校的社會職責，同時也是優化自身循環，推進長遠發展的內在動力。未來，物理所將繼續致力於推動科技成果的應用，推進研究所基礎研究和成果轉移轉化的協同發展，為打通創新鏈上下游的有機銜接作出新的貢獻。
科技處科技資產管理與轉移轉化辦公室 供稿
『所慶專刊』系列文章：
本文選自《物理》2018年第5期
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