■记者 史梦诗
近日,G6全尺寸新型显示喷墨打印成套装备主体在武汉成功组装。它可以精确控制上亿滴墨滴的喷射与基板的精密运动,实现巨量液滴的微米级精确打印,代表着中国“屏”在全球竞逐中跑在前列。该装备正是由rabey雷竞技机械科学与工程学院院长尹周平教授团队成果转化而来。
20余载潜心深耕,瞄准“缺芯少屏”难题,助力高端芯片、新型显示制造装备“换道超车”;20余载攻坚克难,4次荣获国家科学技术奖,实现从理论、技术、装备到应用的系统性创新,推动科技创新和产业创新深度融合。“现在是做科研的最好时代!”11月21日,尹周平当选中国科学院院士。面对荣誉,他明白,这是参与伟大事业的新起点,更是助力高水平科技自立自强的新使命。

顶天立地 破局“缺芯少屏”
党的二十届四中全会提出,加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力。对尹周平而言,科研就是要顶天立地,科研工作者要坚持“四个面向”,把论文写在祖国大地上。
1994年本科毕业后,尹周平跟随机械工程专家、中国科学院院士熊有伦教授学习。熊老师常说,做科研一定要瞄准国家需要的方向。导师的家国情怀深深感染了他,2002年博士后出站,尹周平留校担任副教授。从那以后,他将自己的事业同国家民族前途命运紧紧相连,着力突破更多关键核心技术,力争把创新主动权、发展主动权牢牢掌握在自己手中。
当时,我国显示领域的生产设备长期依赖进口,严重制约了产业的高质量发展。尹周平下定决心,带领团队向新型显示面板关键装备国产化发起了攻关。
从零起步,谈何容易!缺设备、缺材料、缺技术,尹周平团队自力更生,知难而进。功夫不负有心人,他带领团队破解带电射流飞行“鞭动”不稳定性难题,提出高分辨率电流体直写新原理新方法,发明电流体喷印智能测控技术,喷印分辨率等技术指标国际领先。
以蒸镀为代表的传统显示屏幕制造工艺,材料利用率低,设备工作环境要求高。尹周平团队提出的新型显示喷印技术,材料利用率高达90%,造屏材料成本仅为传统工艺的1/3;设备在常温常压下工作,生产屏幕的尺寸不受限制。
相关成果应用于华星光电等全球显示头部企业,引领国际印刷显示制造技术。2020年,第一台200型喷墨打印装备成功验收。2022年,国内首台G4.5高分辨率新型显示喷印设备进入武汉华星光电中试生产线,以全新“打印”技术来生产显示面板。2023年,国内首台G6H高分辨率新型显示喷印装备在武汉完成组装。暖黄色灯光下,这些通体洁白的核心设备愈发醒目。就是它们,让中国在OLED屏制造技术上,完成了关键核心技术国产化替代,推动新型显示屏幕制造技术从跟跑并跑迈向领跑行列,为产业链自主可控注入强劲动能。
破局“缺芯少屏”,尹周平团队用一项项研究成果助力国产芯片、屏幕制造设备技术革新。芯片被称为电子产品的心脏,更被誉为国家的“工业粮食”。在指甲盖大小的微小之地,布局上亿根晶体管和数公里长的导线,高性能国产AI芯片表面容纳晶体管数量接近物理极限。芯片堆叠是将芯片的各部分按精度的不同分类制造,最后再进行组合,就像“从建造平房转向构建高楼大厦”。
依托理论创新,根植技术创新,尹周平带领团队向受制于人的芯片制造装备领域进军。团队提出超薄芯片键合界面建模与性能调控方法,攻克视觉引导下精密贴装技术,实现键合技术从单芯级到晶圆级、平米级的跃升,助力提升我国芯片堆叠制造技术核心竞争力。成果累计申请百余项高性能键合相关知识产权,支撑建成12英寸多晶圆混合键合工艺产线,实现了我国集成芯片制造领域关键装备自主可控。
除此之外,“芯”的奥秘还能应用于人形机器人的“巧手”上。一块豆腐、一块绿豆糕、一个果冻,人形机器人都能“信手拈来”,不着痕迹。这双“巧手”能感知压力与温度,灵敏度达克级(相当于一片羽毛的重量),还能扛住100万次按压测试。接触物体时,手部皮肤上的数百个感应点在0.1秒内完成压力分析,一瞬间,机械关节随即自动调节输出力道。
这个电子皮肤不是织出来的,而是打印出来的。一卷空白材料进入设备,出来时已变成一卷布满传感器阵列的“电子皮肤”。尹周平团队突破柔性基板高速进给中精确定位与套印对准技术,研制了柔性器件卷对卷制造系列装备,应用于70%国家智能制造重大工程入选企业,服务于28家全球“灯塔工厂”,实现柔性感知器件创新开发与产业应用,助力加速国家制造业智能化转型。
“做学术是长板效应,做应用是短板效应。我们突破了从0到1之后,在实现从1到N的应用过程中,也交了不少‘学费’。”尹周平深知,产业化需要天时地利人和,每一步都可能会遭遇“死亡峡谷”。但是,“拳拳赤子心,铮铮报国情”是指引他的精神坐标。他说,科研工作者就是要承担起高水平科技自立自强的伟大使命,把科技成果应用在实现中国式现代化的伟大事业中。
服务国家 厚植人才沃土
“和传统课程不一样,这门课更强调专业与产业的结合”,2021级先电专业学子王敢说。秋季学期,机械专业先进电子制造方向的学生们开始了《柔性电子制造:材料、器件与工艺》教材新一轮的学习。这本书是由尹周平团队撰写出版的、我国第一本柔性电子制造领域专业教材,汇聚了团队最新研究成果,被多所高校列为专业教材。

以沃土育英才,尹周平潜心教书育人,牵头在raybet电竞竞猜app机械工程学科开设先进电子制造本科专业方向,建设国家教材建设重点研究基地、国家产教融合创新平台,将柔性电子制造领域的最新成果融入实践教学平台,培养高端电子制造领域的生力军和后备力量。
“除了独到的专业见解外,尹老师总强调产业实践和科研报国的重要性,勉励我们在新征程上顶天立地、追求卓越。”王敢说,这在自己心里种下了科学研究与产业实践并重的种子。最终,他选择研究生阶段加入国家卓越工程师培养计划,努力把学到的知识转化为解决复杂工程问题的能力,把论文写到国家最需要的领域中去。
“尹老师是我的本科教师班主任,一直关怀着学生们的发展与成长”,吴昊说,尹周平数十年如一日奋斗在教学科研一线,身体力行地诠释着“奋斗的青春最美丽”。在老师的感召下,吴昊在完成本硕博学业后也选择博士后进站,向科学前沿发起挑战。
每年暑假,一批批华科学子就组成一支支小团队,启程国内多家企业的工厂一线,以所学服务企业技术攻关所需,实现企业主导的产学研融通创新。这些小团队都有一个共同的名字:FOCUS团队。这是由尹周平于2010年发起创立的大学生科技创新团队。
十余年、50余支小团队、近200件科技创新项目……大学生们边做边学、边学边做,纷纷成长为车间里的“实战派”。团队共获得省级以上奖项34项;超六成团队毕业生进入国内及国际一流高校深造,众多队员成为企业早早“牵手”的引进人才。如今,团队第二任队长朱钦淼,已是团队指导老师、国家数字化设计与制造创新中心副总经理、湖北人形机器人产业联盟秘书长;第三任队长朱晓辉一毕业就被服务过的企业挖走,成长为国家级专精特新重点“小巨人”企业负责人。
“尹老师一直强调的不是我们能做什么,而是国家需要什么。”朱钦淼说,这种精神代代相传,团队培养出来的学生很多都前往企业和产学研的一线工作,为强国建设贡献力量。
“学生时代每次找尹老师指导,他从来不给标准答案,永远是三部曲。”朱晓辉说,先是让自己独立思考和总结,“让子弹多飞一会”;再是多轮的“先扬后抑”给出方向性建议,继续启发思考;三是反复迭代交出满意的答卷,“这种训练让我养成了深度思考与总结的能力,受益终身”。20余年来,尹周平指导培养了研究生100余人,指导科创团队培养本科生200余人。一大批优秀毕业生在各领域作出了突出贡献。钟强龙、莫堃等成长为研究院科研带头人,陈建魁、布宁斌、徐洲龙等成长为科创企业负责人。
“创新归根到底是人才创新。我们不仅要培养顶尖科学家,还要培养卓越工程师、优秀企业家。他们将来无论走哪条路,都要以服务国家发展为目标。”对于人才培养,尹周平始终坚持这样的信念。
协同创新 激发队伍活力
“他相信年轻人,并创造机会培养年轻人。”“80后”研究人员黄永安在刚加入团队时,尹周平就让他参与973项目并担任骨干。彼时,他还在摸索自己的研究方向。尹周平有勇气和魄力支持他研究新方向,从无到有建立实验室,一路创新,不断突破。黄永安很快融入团队,持续发力,取得了一系列突出成就。

尹周平始终把青年教师的培养放在人才队伍建设的首要位置。他汇聚培养了一批多学科交叉的青年人才队伍,开展“基础研究-技术攻关-应用推广”,培养了一批国家级领军人才,支撑国家先进电子制造领域的发展和建设。他持续探索团队人才协同创新培养模式,组织建立了学院STAR自主创新研究基金,重点支持青年人才开展自由探索的创新研究,科研团队中8人成长为国家级高层次人才。
“尹老师总是教导我们要耐得住寂寞,十年磨一剑,做顶天立地、真正有用的研究。”段永青在学院完成本硕博阶段学习后,作为青年教师加盟团队,完成了从“受教者”到“育人者”的角色转换。
几十年来,机械学院形成了独特的STAR“星”文化:自强不息(Striving)、团结协作(Teamwork)、敏捷响应(Agility)、尽职尽责(Responsibility),传承至今,成为了激励着一代代科研人前行的精神财富。
“这16个字刻在门口的石碑上,我每次去办公室都能看到,始终牢记于心。”陈伟在2021年博士后进站时面临学科交叉的挑战,难以产出高水平成果。尹周平第一时间发现了他的焦虑,并带领团队一起给予他大量支持,在关键技术攻关、重大项目申报时团结协作,最终取得了一系列创新突破,合力完成了一系列重大任务。
“国家需求,使命所系。”距离2035年实现建成科技强国目标只有十年时间。尹周平深感责任重大、使命光荣。他说,只有以“十年磨一剑”的坚定决心和顽强意志,以时不我待的紧迫感使命感,勇挑重担、埋头苦干,朝着建成科技强国的宏伟目标奋勇前进。
(视频/记者 祝一超 图/记者 陶然)