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2月28日上午,2026太赫兹高峰论坛暨太赫兹创新联盟成立大会在复旦大学举行。

我国太赫兹研究在国际上处于什么水平?最有可能的产业增长点是什么?牵头推动太赫兹创新联盟成立落地的中国科学院院士、复旦大学教授许宁生,接受了解放日报记者专访,话语间既有对技术突破的深刻思考,也有对产业落地的务实规划。

【不只是安检“黑科技”】

记者:一说起太赫兹,很多老百姓第一印象是机场、车站安检的“黑科技”,请先科普一下什么是太赫兹?

许宁生太赫兹波是频率在0.1T赫兹到10T赫兹之间的电磁波,介于微波与红外线之间。大家觉得它“神秘”,主要是因为过去技术不成熟,难以被开发利用。它有几个突出的特性,穿透力强、低能辐射、分辨率高,既能实现高速、大容量的数据传输,也能在不伤害人体的前提下完成检测。

可能很多人不知道,太赫兹早已被美国视为改变未来世界的十大关键技术之一。除了大家熟悉的安检,太赫兹是支持6G通信、高分辨雷达、无损检测、生物医学成像的关键技术。

目前我国在太赫兹低频段(0.1到0.3T赫兹)器件自主可控程度高,全球在高频段(0.3到10T赫兹)器件都存在“断点”;我国的太赫兹产业生态初步形成,但仍处于爬坡过坎阶段。这也是我们成立联盟的初衷,要让这项技术真正走进生活、服务产业。

【要“联”在一起】

记者:您多次提到这个联盟是“要做事情的”,接下来联盟要做的第一件事是什么?

许宁生:联盟的成立标志着我国太赫兹领域“高校+科研院所+科技企业”协同创新机制正式启动。接下来,我们要促进产学研合作交流。以往,太赫兹基本上被界定为探索性的前沿基础研究,对产业的吸引力比较有限。我一直认为,做产业的人更能把事情做到市场,而高校和科研院所对前沿技术和前沿创新成果了解更多一些,这两支科技力量融合应该能够产生1+1>2的效果。就像我们过去发展集成电路,没有最先进的技术,制造业就被耽搁了。有些东西买不来、要不到,必须自己弄,而这绝不能只靠产业,一定要跟高校、科研院所深度结合。

联盟的成立可谓恰逢其时。所谓联盟就是要“联”在一起,打通“基础研究-技术研发-产业应用”创新链条,推动太赫兹技术在无线通信、高分辨雷达、人工智能、深空探测、智慧医疗等场景的规模化应用。

记者:太赫兹创新联盟在上海成立,这将为太赫兹产业发展带来哪些独特优势?

许宁生:当前太赫兹应用之所以有些犹豫、市场开拓不够快,就好比做“大餐”找不到原料和趁手的工具,最后只能放弃。其实,低频段的太赫兹材料、器件前几年尚需进口,现在的关键是如何把这些器件转化成系统,变成产品。

上海的优势很突出,最核心的就是集成电路加工制造能力在全国独一无二,而太赫兹的发展离不开硅基芯片。除此之外,上海的工业基础不错,二维材料等新型材料正在快速发展,聚集了复旦大学等一批科研力量,在材料和元器件研发、科学仪器开发及其相关产业布局与发展上,具备先发优势。

【太赫兹与半导体】

记者:您刚才提到,全球在太赫兹高频段器件存在断点,原因是什么?如何解决?

许宁生:高频段器件断点的问题,核心还是“源”和探测的问题。这里的“源”,就是能产生太赫兹波的“信号发生器”,没有稳定、高效的太赫兹波源,后续的探测、应用就无从谈起。必须找到新途径,从原理上有所突破。

探测方面的难题,是太赫兹信号与“噪声”混杂,难以区分,原来的半导体器件解决不了这个问题。而以石墨烯为代表的二维材料,原子排列有序可控,能有效抑制噪声。灵敏的探测器也正在研发中,这都得益于原理上的突破,也离不开黄琨先生上世纪50年代的理论贡献,只是过去材料和器件达不到理论要求,现在有了二维材料,终于把这个理论落地了。

记者:太赫兹与传统半导体的芯片技术路线,能否协同突破?

许宁生:两者应该融合发展,但从工业体系来看,硅和新型材料要进入同一条生产线并不容易,需要工艺验证过程,还要避免污染产品,所以从实验室到工业应用还需要时间。

记者:太赫兹技术的突破,是否会反向推动半导体产业创新?

许宁生:这是肯定的。一说到半导体,大家就想到硅,但硅有其局限,最大的局限就是电子迁移率不够,无法满足太赫兹高频段的要求。这就需要在器件层面研发新的材料和结构,进而推动半导体产业在新材料、新工艺上的创新。

记者:太赫兹与半导体的融合发展,是否会成为未来政策重点扶持的方向?

许宁生:这是工信部列入“十五五”规划的重要领域。最近工信部密集成立了4个联盟,除了我们太赫兹创新联盟,还有原子级制造、激光制造、太空制造三个制造领域的联盟。这些联盟都是国家定位的新赛道,是为了布局未来产业。

【最有可能的产业增长点】

记者:全球范围内,我国在太赫兹研究中处于怎样的梯队?

许宁生:我们的研发现在处于并跑阶段,有领跑的机会。这得益于近10年、尤其是近5年的努力,太赫兹低频段技术可控程度高,而高频段面临的问题是全球性的,各个国家都在探索。但我们也要清醒地认识到,我国在科学仪器和工程转化方面的基础还没有发达国家那么厚实。

记者:请对太赫兹发展做一个展望,最有可能诞生哪些产业增长点?

许宁生:太赫兹本身就是一个未来产业。近5年,要拓展技术攻关,形成前沿科技与产业发展共生生态;下一个5年,要瞄准核心与关键技术,围绕自主可控制造,形成联合攻关合力,激发重大成果涌现。

最有可能诞生的产业增长点,我认为首先是核心元器件,这是一个非解决不可的市场需求。其次是科学仪器,做系统离不开科学仪器,过去我们做科研深有体会,很多仪器都要靠进口,现在国内无论是国家队还是民营企业,都有了一定的基础,这个市场肯定会起来。

此外,通信领域也有机会,不一定非要等到6G网络完全建成,短距离通信的需求已经存在,尤其是人工智能、算力与数据中心、低空经济的发展,都会驱动短距离太赫兹通信的应用。国内做系统和软件的能力很强,只要解决了核心元器件的问题,就能在这些领域实现突破。

原标题:《专访中国科学院院士许宁生:我国太赫兹研究国际并跑,有领跑机会》

题图来源:复旦大学

来源:作者:解放日报 黄海华