對話蔣莊德院士：打破國外MEMS技術(shù)壟斷，為中國智造打好基礎(chǔ)

近日，重慶電視臺《重慶專訪》欄目，對話中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授蔣莊德，看他們?nèi)绾未蚱茋?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/7888/" target="_blank">MEMS技術(shù)壟斷，為中國智能制造打好基礎(chǔ)。

中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授蔣莊德：“我們手機里有大量的這個MEMS傳感器在里面” 新技術(shù)誕生，如何搶占先機，擁有國際競爭力？中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授蔣莊德：“我們一年做出來?！?做科研需要怎樣的精神，蔣莊德：“還是要能坐住冷板凳！”

《重慶專訪》對話中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授蔣莊德，看他們?nèi)绾未蚱茋饧夹g(shù)壟斷，為中國智能制造打好基礎(chǔ)。

5月8號，微納傳感與智能微系統(tǒng)重慶市重點實驗室在北京理工大學(xué)重慶微電子研究院揭牌成立，實驗室聘請蔣莊德院士為學(xué)術(shù)委員會主任。作為國內(nèi)微納制造精密超精密加工領(lǐng)域的關(guān)鍵人物，上世紀90年代，蔣莊德院士就從零開始深耕 MEMS技術(shù)研究，并在國內(nèi)率先將其推向工程應(yīng)用。MEMS技術(shù)全稱Micro- Electro-Mechanical System, 簡單講，就是由“傳感器+執(zhí)行器+電路”等組合而成的微型電子機械系統(tǒng)，也就是微機電系統(tǒng)。通過對壓力、溫度、圖像等外界信息的感知與處理，進而觸發(fā)機械裝置做出進一步的應(yīng)對動作。對于大多數(shù)的普通觀眾來說，這個概念還是非常陌生的， MEMS技術(shù)在生活當(dāng)中，包括工業(yè)制造當(dāng)中，它有什么樣的實際的應(yīng)用的場景？

蔣莊德：我們手機里有大量的 MEMS傳感器在里面，你比如說壓力的、加速度的、位移的，溫度的、距離的，包括陀螺；還有汽車，如果駕車過程中出現(xiàn)突發(fā)情況，微型加速度計會觸發(fā)氣囊打開，把車內(nèi)人員保護起來；機器人發(fā)展非?？?，機器人各關(guān)節(jié)部件有大量的傳感器，那么傳感器是什么概念呢？就像我們的眼睛耳朵鼻子甚至皮膚，視覺的、觸覺的等等，這個他都能夠感受到，因此呢，現(xiàn)在MEMS技術(shù)的發(fā)展遇到了一個重大的戰(zhàn)略機遇期，特別是這個大數(shù)據(jù)模型，人工智能啊，和機器人，以及我們的這個航空航天等等。

重慶專訪：包括像我們剛才說到的這個安全氣囊，它這個MEMS技術(shù)的作用，是不是在碰撞的瞬間，它能在毫秒之內(nèi)就可以計算出我到底要不要彈出來？

蔣莊德：對，它這個就是F=ma嘛，一個力，一個質(zhì)量，一個加速度，所以它設(shè)定有安全范圍的參數(shù)，有些參數(shù)它如果變化以后，它就觸發(fā)氣囊，它就會發(fā)出指令等等，這個是大量的應(yīng)用，可以說無處無處不在，它的發(fā)展應(yīng)用前景廣闊帶動了它的發(fā)展。

重慶專訪：您是在90年代初的時候開始對這個MEMS技術(shù)進行研究的，當(dāng)時世界的這個先進水平處在一個什么樣的階段，中國又是什么樣的一個發(fā)展的情況？

蔣莊德：80年代末，美國的加州理工、麻省理工MIT以微電子的這個制造工藝分別研制出了轉(zhuǎn)子直徑為100微米的靜電式微電機，因為半導(dǎo)體可以規(guī)模批量制造，所以當(dāng)時在科技界引起重大轟動，世界各國紛紛布局安排和搶占這個高地，這個確實很奇妙，因為半導(dǎo)體工藝，用傳統(tǒng)的機械制造做一個漸開線齒輪，加工比較復(fù)雜，但是用硅基材料可以批量做出來。批量做微型機械器件，我興趣很大。

從90年代到現(xiàn)在30多年的時間，蔣莊德院士帶領(lǐng)團隊開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一系列微機電系統(tǒng)產(chǎn)品，不僅打破了國外的技術(shù)封鎖與壟斷，而且很多項目成功的實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。但回憶起研究初期的艱難，蔣院士仍然記憶猶新，

蔣莊德：當(dāng)時確實很艱苦，因為我是機械系的嘛，機械系的這個當(dāng)時很重要的工藝是硅基的，包括現(xiàn)在的柔性電子啊等等，我們又不是電子系的，沒有條件。我從有關(guān)的半導(dǎo)體企業(yè)買了一批它報廢的設(shè)備，花了8000塊錢買了五臺二手設(shè)備，包括均膠機、曝光機等等，把自己的辦公室改成了暗室，然后在里頭做實驗。最初做出來一個陣列式傳感器，同時也做出來一個300微米分度圓直徑的微齒輪，而且是漸開線形狀的。到了2000年的時候，承擔(dān)預(yù)研項目就是耐高溫壓力傳感器，當(dāng)時讓我們一年做出來。當(dāng)時呢，我們就用硅隔離技術(shù)解決耐高溫壓力傳感器，那這個一突破以后呢，那么在這種環(huán)境下的一系列的器件就突破了，整個形勢和局面就開始好了。

重慶專訪：你沒有懷疑過嗎？

蔣莊德：沒有。因為有興趣。科研還是要有興趣，每一種都要試一下，試一下以后每次做成功了，就感覺到很有意思，然后再往下不斷推進，這樣路就會越來越寬，然后呢，人才培養(yǎng)和引進，慢慢也就越來越積累，這樣就會形成一個比較好的循環(huán)。

重慶專訪：那其實除了MEMS，您在這個精密加工，包括微納制造這個領(lǐng)域的很多其他的方面也有深入的一些研究，這兩年您最關(guān)注的什么方向？

蔣莊德：一個就是快速推動MEMS技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，工程化和市場應(yīng)用，包括航空領(lǐng)域的應(yīng)用，另外我更關(guān)注精密、超精密加工工業(yè)母機的研究。工業(yè)母機是重中之重，像對地遙感衛(wèi)星的鏡片加工，深空探測的X線反射鏡的加工，航空航天領(lǐng)域有很多關(guān)鍵技術(shù)和理論需要突破。重慶市的重點實驗室，在生物醫(yī)學(xué)檢測、人類健康方面很有基礎(chǔ)的，在這個方面呢也能給重慶市做一些貢獻。MEMS技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程、生物醫(yī)學(xué)檢測方面大有用途，前景廣闊。人類健康也是重要的科研方向。

除了此次成立的微納傳感與智能微系統(tǒng)重慶市重點實驗室，事實上，在2018年，蔣莊德就與重慶工商大學(xué)聯(lián)合建立了院士工作站，重點開展智能微納傳感器件，先進感知及智能系統(tǒng)等方面的科學(xué)研究。

蔣莊德：我們同處西部，重慶的是我們國家西部重要的支點之一，重慶，成都，西安工業(yè)發(fā)展非?？?，重慶的制造業(yè)發(fā)展很快，應(yīng)該說是我們國家制造業(yè)的一極。我們所從事的這個方向呢，是機械和微電子的結(jié)合，重慶有一定的工業(yè)基礎(chǔ)和市場規(guī)模、人才條件，這些基本要素都存在，對推動西部地區(qū)的科技發(fā)展和聯(lián)動有好處。

重慶專訪：您在90年代初做MEMS技術(shù)研究的時候，是一個不到40歲的青年科技工作者。

蔣莊德：興趣是科研的動力，前進的過程當(dāng)中可能會遇到一些困難，也可能人家走的比較快，你這段時間處在一個瓶頸期，但是你還是要堅持住。你逐漸就積累出來了，慢慢就會形成一個很好的前進通道，但是如果說你做一段時間研究，感覺遇到遇到大的困難或瓶頸，或者別的新熱點出來以后，你又去轉(zhuǎn)移科研目標，你老是不斷換方向，你的積累就不夠。當(dāng)然，有新的科研任務(wù)來了，那你也要挑起來，所以科研就是選擇一個方向，堅定地走下去，這個很重要！

（文字、視頻：重慶廣電《第一眼》）

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