中央纪委国家监委网站左翰嫡

俯瞰位于怀柔科学城的高能同步辐射光源，这是国家重大科技基础设施之一。怀柔科学城供图

　　16个科技设施平台面向全球开放共享，累计开放机时超过143万小时；4个大科学装置通过国家验收并正式运行……今年以来，怀柔科学城建设迈出新步伐。这座横跨怀柔、密云两区的基础科学“摇篮”，是北京建设国际科技创新中心“三城一区”主平台之一，也是全球重大科技基础设施密度最高的地区之一。建设国际科技创新中心，是以习近平同志为核心的党中央赋予北京的光荣使命和重大责任。近日，记者走进怀柔科学城，探寻其坚持“四个面向”的战略导向，持续“聚人气、聚科研气”的成效。

　　城市框架加速形成，在怀科研人员达2.6万人

　　从位于怀柔科学城起步区的材料基因组研究平台五层向远处眺望，综合极端条件实验装置、先进光源技术研发与测试平台等一系列科学设施集群尽收眼底。“位于正北方向、外形酷似放大镜的高能同步辐射光源，是国家重大科技基础设施之一，占地面积相当于90个足球场大小，建成后将是世界上最亮的第四代同步辐射光源，其亮度要比太阳光亮一万亿倍。”怀柔科学城工作人员告诉记者。

远眺怀柔科学城起步区。怀柔科学城供图

　　据介绍，怀柔科学城主要聚焦战略性、前瞻性基础研究，其发展目标是到2050年全面建成与国家战略需要相匹配的世界级原始创新承载区和引领世界科学方向的科学高地。

　　“怀柔科学城已经进入以运行为主的新阶段。”怀柔科学城工作人员说，当前，重大科技基础设施集群正加速形成，包括高能同步辐射光源在内的“十三五”时期29个设施平台全部进入科研状态，“十四五”时期新布局的8个设施平台已全部开工建设。

　　城市框架加速形成的同时，怀柔科学城内的科学家数量也逐步攀升。记者了解到，目前，在怀科研人员共2.6万人。其中，诺奖级科学家33名，两院院士86名，“全球高被引科学家”39名。为建设好科学家的“一生之城”，全方位满足科研、办公、生活等需求，怀柔科学城提供多层次多元化住房保障，加快构建“八横五纵”城市主干路，建设500千伏供电系统，同时，着力打造优质便捷的教育医疗体系，构建高品质的文化服务供给机制。

　　“作为怀柔科学城的重要配套项目，城市客厅由A、B、C三区组成，定位为面向科学家的国际化公共服务中心、怀柔科学城的对外展示样板、科学研究与科技产业的活力中心。”怀柔科学城工作人员介绍，城市客厅项目涵盖科研实验、孵化办公、科技服务、配套酒店、人才公寓、商业配套、文化设施等功能，并结合公共绿地规划“城市公共活力公园”，旨在打造以人为本、功能多元、开放共享、充满活力的公共空间。

　　在基础设施、服务体系等强有力“后盾”的支撑下，近年来，怀柔科学城基础研究不断产出重大成果。“例如，中国科学院高能物理研究所研制的高品质因数超导腔，它的面世使我国高品质因数超导加速器技术走在了国际前沿。此外，中国科学院国家空间科学中心研制的国际首台全季节观测阵列式大口径激光雷达，在高功率脉冲激光技术信号灵敏度方面也达到了国际领先水平。”怀柔科学城工作人员说。

　　着眼基础研究，突破关键核心技术51项，产出重大科技成果386项

　　在怀柔科学城的核心区域，坐落着占地面积12.6亩的轻元素量子材料交叉平台。走进大厅，玻璃展示柜中摆放着铜基石墨烯复合线、大尺寸单晶铜箔、6N高纯铜颗粒等一系列尖端材料。其中，一款圆形透明的12英寸单层二硫化钼薄膜格外引人注目，平台工作人员王异楠告诉记者，这是现有技术下能做出的直径最大的单层二硫化钼薄膜，主要应用在激光器领域。

　　“怀柔科学城围绕物质、空间、生命、地球系统、信息和智能五大科学方向，聚焦新材料、空间探索、干细胞与再生医学等细分领域，已布局37个科技设施平台，包含14个交叉研究平台，轻元素量子材料交叉平台正是其中之一。”怀柔科学城工作人员介绍。

　　“轻元素是指处于元素周期表前三行的元素，由于质量轻而具有独特的优势，有望突破传统量子材料脆弱性瓶颈，在室温和常压下就可以保持物性的稳定。”王异楠说，平台的主要研究方向是探索基于新奇量子效应的轻元素材料，实现对量子物性的精准测量、调控及相关器件研发，在颠覆性材料和技术的探索以及相关量子现象在信息、能源、环境、生物等领域的应用挖掘方面发挥作用。

　　从2020年开工建设，到2023年安排科研设备进场安装调试，再到2024年完成设备工艺和性能验收，王异楠介绍，在“边建设、边运行、边研究”的节奏下，平台已经形成了量子材料设计与预测、量子材料精确制备、量子物性精准探测与调控、量子器件加工与测试等四个分工明确又相辅相成的部门，实现从基础研究到应用技术、从应用技术向产业转化的跨越。

轻元素量子材料交叉平台陈列的大尺寸单晶铜箔等材料。左翰嫡 摄

　　谈及材料制备方面的重要原创性科研成果，相关工作人员告诉记者，平台的研究成果已经连续两年被列入中关村论坛10项重大科技成果，“其中，王恩哥院士、刘开辉教授团队提出新的光学晶体理论并应用轻元素材料氮化硼首次制备出超薄高能效光学晶体‘转角菱方氮化硼’，为新一代激光技术奠定了理论和材料基础，有望让激光器的尺寸缩小至微米级；刘开辉教授团队的研究成果‘晶格传质—界面生长’晶体制备新范式，颠覆了传统晶体的平面生长模式，通过连续‘抬起’形成层，使晶体像‘顶竹笋’一样向上生长，有利于下一代高性能电子与光子芯片的研发，因而在今年的中关村论坛上入选‘面向世界科技前沿’板块。”

　　此外，在成果转化方面，轻元素量子材料交叉平台与国内公司合作完成了自研qPlus（品质因子增强）型扫描探针显微镜，它是目前空间分辨率最高的扫描探针显微镜，打破了我国扫描探针显微镜长期依赖进口的局面，为轻元素量子材料的原子尺度表征提供了关键支撑。

　　“它不是靠光线成像，而是用一根很尖锐的探针去扫描表面，通过针尖与表面间的相互作用，来提取表面的原子信号。”轻元素量子材料交叉平台负责人江颖教授介绍，借助这台扫描探针显微镜，我国科学家在世界范围内首次看清冰表面结构并定位到了最小的原子——氢原子，将冰和水的研究推向了原子级的微观尺度。

　　“目前，该项成果已经成功转化上市，半年内便顺利接到一批订单，取得了可观的销售额。”王异楠说。

　　据介绍，截至目前，怀柔科学城已突破关键核心技术51项，产出重大科技成果386项，发表高水平学术论文465篇，服务在怀高校、院所落地成果转化项目131个。在怀创新主体荣获2023年度国家科学技术奖13项、北京市科学技术奖26项。

　　响应重大任务需求，集聚20余家国家科研机构，科技创新生态持续完善

　　2014年，刘泳良随中国科学院电子学研究所从中关村“搬家”到怀柔园区，成为最早一批入驻怀柔科学城的科研人员之一。如今，他成为了中国科学院空天信息创新研究院的行波管工艺技术负责人。

　　作为国家战略科技力量的组成部分，国家实验室、国家科研机构、新型研发机构、高水平研究型大学、科技领军企业等齐聚怀柔，其中国家科研机构已达到20余家。随着怀柔科学城的持续发展，目前，中国科学院相关科研力量已全面进驻，与此同时，中国科学院大学已有约1.6万名师生入驻，科技创新生态持续完善。

怀柔科学城立柱。怀柔科学城供图

　　“中国科学院空天信息创新研究院在中国科学院电子学研究所、遥感与数字地球研究所、光电研究院的基础上整合组建，主业有两块，一是合成孔径雷达及信号处理，二是微波放大器，从这两大板块又衍生出探月雷达、机载雷达、探地雷达等领域。具体到我们电子所，从1956年成立以来，一直是从事空间行波管的研究，集结了中国科学院各个院所的骨干力量，响应国家的重大任务需求。”刘泳良告诉记者。

　　一支小臂大小、重量不到1公斤的空间行波管，却是卫星的“心脏”。作为卫星发射机上的核心部件，行波管像一个喇叭一样，起到将信号放大数万倍后再下发的作用，卫星上光学相机、遥感相机等科学仪器的各种数据，都是通过行波管传输返回的。“行波管的技术水平和生产质量直接关系到国家航天事业的发展和安全，从90年代起，国家开始大力支持行波管的国产化研发。”刘泳良说。

　　据介绍，行波管由电子枪、输入输能窗、慢波系统、聚焦系统、输出输能窗、收集极等部分组成，是典型的真空器件。其原理是由电子枪将电子聚束成一定形状并加速，到高频结构前端时，与微波场开始相互作用，电子的能量缓慢交换给微波，实现微波功率的放大，电子剩余的能量则由后面的收集极回收，从而提升整个器件的效率。目前，空天院的行波管研究已经形成了从学科建设到研究设计再到产品制造的完整链条。

　　“怀柔科学城配备了统一的动力中心，可满足入驻院所、企业的洁净间和超净水处理、特气供应等需求。同时，聚焦原始创新、成果转化和中试生产，努力适配产业需求。”怀柔科学城工作人员告诉记者。

中国科学院空天信息创新研究院行波管工艺技术负责人刘泳良介绍高温真空钎焊炉的用途。左翰嫡 摄

　　在参观行波管生产线时，记者了解到，一支空间行波管的制造，要经过上百道工序。刘泳良介绍，行波管的工艺流程有几个特点，一是涉及的材料种类多、性能要求高；二是结构复杂、工序多；三是采用的工艺技术十分广泛，“制造涉及的材料涵盖金属、陶瓷、高分子材料等近50种，需要具备高强度、低膨胀系数、良好的热性能等特性，各工序之间串行、并行相互交织，并且采用了材料制备、零件加工、表面处理、焊接、真空获得与测量等一系列工艺技术。”

　　“以焊接为例，做汽车需要用到的工艺我们基本都用到了，但因为我们的材料大多是特种材料，所以很多时候要在借鉴现有工艺的基础上开展进一步的研发摸索。”刘泳良说。

　　尽管攻关难度极大，但行波管在载人航天等重大科技工程中发挥着重要作用，其研制水平也是一个国家在物理电子学领域基础能力的象征。在怀柔科学城里，包括行波管在内的一批面向国家重大需求的项目正在加速推进研发，力争早日取得进一步突破。

　　科技创新是实现民族复兴的强大驱动力。当前，以怀柔科学城为代表的创新高地加速建设，一批世界一流重大科技基础设施相继涌现，必将为推动构建新发展格局、实现高质量发展注入新动力。