广州日报系列报道｜跃上新高度 广州进行时①②③

  芯粤能碳化硅芯片制造项目是广东“强芯工程”重点项目，项目总投资额为75亿元，将建成年产24万片6英寸和24万片8英寸碳化硅晶圆芯片的生产能力。

  图为6英寸碳化硅平面MOSFET晶圆；当前，以碳化硅为代表的半导体已成为全世界半导体技术和产业新的竞争焦点；然而，全球碳化硅功率器件市场长期由海外巨头垄断，现阶段我国宽禁带半导体国产化率较低，市场需求量较大。

  在6英寸车规级碳化硅晶圆制造无尘车间内，设备上绿色、黄色灯光闪烁，工作人员看一眼就知道设备处于生产还是闲置状态；几名设备工程师正在调试新装设备，冲刺扩产；“天车”沿着无尘车间屋顶的轨道悬垂于空中往返穿梭，调试与机器人“搭档”搬运芯片，将实现机台到机台的全自动无人化搬运；无尘车间外的办公室内，工程师坐在电脑前通过设备共享屏幕远程监控设备状况，“千里眼”明察秋毫，指尖轻点键盘即可随时远程处理各种状况……

  新年伊始，位于广州南沙的国内最大专注于车规级碳化硅芯片制造企业芯粤能厂内一派热火朝天的生产景象。

  作为广东“强芯工程”重点项目，芯粤能今年正加速一期产能爬坡，年底实现年产24万片6英寸车规级碳化硅芯片的规划产能。芯粤能项目达产后将极大缓解当前国产车规级碳化硅芯片紧缺的现状，成为全世界领先的车规级碳化硅功率半导体制造企业之一，解决碳化硅芯片“卡脖子”问题，奠定中国碳化硅功率器件领域的领先地位。

  车间内24小时维持无尘状态，恒温恒湿，四季如春，“寸土寸金”。进入无尘车间的人员“武装”到牙齿，洁净服、头套、手套齐备，全身只有眼睛露在外面，再经过长长的通道才能进入车间。邵永华指着通道顶部和记者说：“通道上空不断向下吹淋高速气流，工作人员经过时，身上微小的尘埃粒子会被吹走，确保进入无尘车间时符合生产的洁净度要求。”

  车间内，最引人瞩目的是矗立在地面的一排排设备和屋顶穿梭运行的一辆辆“天车”。“‘天车’系统是我们自动搬运系统的一部分。我们是国内首家采用该系统的6英寸碳化硅晶圆厂。调试成功后，‘天车’将与机台机器人配合，实现车间内材料的全自动无人化搬运，既提高效率，又降低差错。”邵永华说：“高端制造智能化是趋势，工程师不需要一直待在车间，在办公的地方就能够最终靠设备共享屏幕实时监控设备状况，并发出指令远程操控设备。”

  记者看到，设备上有红色、黄色、绿色的不同灯光闪烁。“这是自动监测系统，绿灯代表正常生产，黄色代表休整闲置，红色代表异常可能，需要工作人员来看一下。”据邵永华介绍，在整个车间内，全自动检测系统无处不在，尤其是针对产能性能的检测，跟随着产品的每一个环节，循环多次检测，确定保证产品性能和良率：“目前我们出厂的芯片性能、良率达到了国际领先水平，国际主流碳化硅公司研发的产品均可以在我们的平台量产。”

  记者看到，无尘车间内工作人员穿着蓝色、白色、灰色等不一样的颜色的洁净服，灰色服装的设备调试工程师，正在对多台新引进的设备做调试。“整个工厂正在扩产爬坡，今年年底实现年产24万片6英寸车规级碳化硅芯片的规划产能。预留的8英寸产线英寸产线隔壁，建成后将具备年产24万片8英寸车规级碳化硅芯片的能力。”邵永华介绍。

  在广州市、南沙区全力支持下，芯粤能15个月即建成投产，建设速度在业内罕见。无尘车间2022年11月正式启用，目前已经实现月产1万片产能。车规级和工控级芯片成功流片并送样，车规认证完成在即。截至目前，芯粤能已与40多家客户签约流片，覆盖全国绝大部分碳化硅芯片设计企业，良率和一致性备受认可。

  近年来，南沙引进培育了芯粤能、芯聚能、晶科电子、联晶智能、南砂晶圆等一批行业有突出贡献的公司，初步形成覆盖半导体和集成电路设计、制造、封装测试、设备材料的产业链。南沙积极建设宽禁带半导体设计、制造和封测基地，打造粤港澳大湾区宽禁带半导体产业生态圈，为未来产业高质量发展注入强“芯”剂。

  作为扎根南沙的企业，芯粤能董事长肖国伟认为，南沙地处粤港澳大湾区地理几何中心、毗邻港澳，区位优势显著，产业集聚方面有巨大的应用市场优势。“广深已有多家芯片设计企业落地集聚，随着碳化硅应用市场不断拓展延伸，未来会有更多碳化硅芯片设计和应用研发企业前来落地扎根，产业集聚效应日益突显。”尤其是“南沙方案”发布以来，面向高科技企业形成可执行可落地的政策，南沙区也出台了多项科技专项扶持政策，鼓励以企业为主体推动关键核心技术攻关，推动企业与科研机构联合科学技术创新，更给企业未来的发展提供了源源不断的强大动能，吸引了慢慢的变多企业聚集南沙。

  展望2024年，芯粤能将启动一期产能爬坡，年底实现年产24万片6英寸碳化硅芯片的规划产能。芯粤能项目达产后将极大缓解当前国产车规级碳化硅芯片紧缺的现状，成为全世界领先的车规级碳化硅功率半导体制造企业之一。

  一个碳化硅航母级企业将崛起在湾区之心。芯粤能志在赋能全球电力应用，成为碳化硅领域让人信服的“芯航母”。随着项目达产，将带动碳化硅衬底材料、芯片制造、模块封装到新能源汽车应用的国产化产业链建设，推动建设大湾区宽禁带半导体和新能源汽车的产业生态，助力广东建成集成电路第三极，奠定中国碳化硅功率器件领域的领先地位。

  2023年12月12日，在广汽埃安智能生态第一工厂南面，一座建筑外立面以白色为主色调的工厂建成投产，比最初规划提前四个月。

  随后，这座工厂的第一批产品便经过小型物流车，运送到仅一墙之隔的广汽埃安智能生态第一工厂生产线，实现装车，进行大规模装车前的一系列测试。

  该工厂名为“因湃”，投产之后，广州新能源汽车实现动力电池“自研自产”，产业链进一步可控，瞄准“万亿智车”之城，迈出一大步。

  中国国际经济交流中心副理事长、商务部原副部长魏建国表示，目前广州新质生产力发展迅猛，齐头并进，整体优势凸显，有望涌现百亿级企业。因湃电池工厂满产之后，将实现200亿元产值。根据规划，第一工厂之后，因湃还将建设第二工厂。

  近日，本报记者走进因湃电池工厂，进行实地参观和采访，了解广州汽车产业“电池+整车”联动生产的最新进展。

  因湃电池打造电芯车间的“独门秘诀”，第一步是营造恒温、恒湿、防尘的生产环境，第二步则是减少无效空间、精简工作人员。“有人活动，就会产生尘土、带来静电；将无效空间最小化，在提升环境稳定性的同时，还能将维持环境稳定的能耗降至最低，进而降低生产所带来的成本。”因湃电池科技有限公司副总经理袁昊博和记者说，在不影响生产和品质的前提下，因湃平均每生产1GWh的人员减少到99人，比行业平均的110人效率提升30%，能将对生产环境的干扰降到最低。

  因湃电池工厂给人的第一感受是“满”。“尽可能在最小空间内，挤进更多机器”，实现效益最大化。

  第二感受是“矮”，车间高度为4米，仅比工业机器人操作空间略高一点。现场作业，工程师是在机器丛林中定向“越野”，而非在平地里“路跑”。

  第三感受是“准”，在狭窄拥挤的空间，机器手臂翻转腾挪，生产线分毫不差运转，其所带来的视觉感受相当新鲜。假如说整车制造是大开大合的“大写意”，电池生产则是精雕细琢的“工笔画”。

  目前，因湃电池工厂调试和运行是电芯第一产线。与此同时，第二和第三条产线也提上日程。记者通过调查了解到，单线GWh，比行业中等水准4GWh高出2GWh。这一成绩背后，是先进设备的启用、管理和人机协同，也得益于从源头就狠抓品质的精益生产模式。

  “在采购时，我们和供应商一起，对设备不达标环节和参数进行改进。”因湃电池科技有限公司副总经理袁昊博表示，“目的是让生产以更高强度、更快节奏、更高效率进行”。

  和整车制造不同，电池生产流程长，按“天”算。从最初粉末状原材料，到电芯，约需25天。“闲时很闲，忙时堵死”，这是电池生产一大痛点。“在电池生产企业中，因湃有整车制造经验，能让生产线运转更顺畅。”袁昊博表示。

  电池核心部件是电芯。电芯“既怕冷又怕热，还怕潮和尘”。进入电芯车间，需要换装防尘服，并进行全身除尘。袁昊博介绍：“电芯车间环境堪比‘医院内科手术室’级别，PACK车间稍微低点，却也是‘医院外科手术室’级别。”

  因湃电池工厂模组PACK工艺高级经理马朋超和记者说，他现在和他的团队对模组PACK生产进行压力测试，“将所有卡点堵点解决掉，不能掉链子。”

  投产不到一个月，因湃电池工厂已经收到来自广汽埃安的订单，为埃安和昊铂两个品牌旗下车型供应动力电池。在现场，记者留意到，因湃还着手准备生产体积稍小的动力单元，将用在广汽传祺插混车上。

  新能源汽车市场瞬息万变。马朋超和记者说，一直在抢时间。在设备导入阶段，他与团队一起，主动驻场，完成500多项检查，每天工作至次日凌晨，先后解决1600多项课题。“春节期间，调试会持续进行，工程师轮流休息。”

  “智能化”是因湃工厂另一特点。因湃电池工厂工程师都是通过手持智能终端，即时了解、掌握生产线情况，结合设备屏幕，进行作业。与之相匹配的是源自广汽生产方式中的SSC理念（小型化，简单化，紧凑化），这种作业模式带来的好处显而易见，效率提升50%，设备投资下降超过30%。

  在模组PACK车间，看不到现代工业大生产、悬挂在车间半空中的大屏幕，取而代之的是“数据共享”，人和人之间、人和设备之间、设备和设备之间、工厂和工厂之间，能够直接进行全天不间断的互联。

  面向未来，因湃电池工厂将在2026年实现全新固态电池的量产。除固态电池，因湃电池工厂理论上还支持钠离子电池的生产。

  市场瞬息万变，为进一步控制成本，广汽埃安选择走上电池自研自产之路。控制电池成本，要经历三关。

  首先是工艺关，记者通过调查了解到，因湃经过技术攻关，解决行业4.5μm超薄铜箔涂布易断带、0.3mm铝壳焊接变形等一系列行业难题，顺利实现12μm超薄铝箔高压实投产。

  第二道关是产品良率。电芯生产和堆叠速度快。“0.16秒就完成一次堆叠，靠人眼，已经看不过来，只能让设备来操作”。

  “设备带有深度学习能力，不仅能做到监测，还能自主决策，并处理问题。”袁昊博介绍，单一产线万+的数据采集和管控点，是同行的1.5倍以上，可实现的智能化应用场景增加35%。

  因湃电池极片失效率降低至PPb级的行业标杆水平。“经过一系列测试和调校，年内产品一次性合格率有望达到95%，比过去行业顶配水平还高出1个百分点。”袁昊博表示。

  第三关是联动关。因湃电池工厂能轻松实现“研发—生产—装车”深层次地融合。袁昊博表示，“当一款电池研发出来之后，就可以模拟生产流程，并可以看见装车之后的性能表现，进而提升车载运营情况”“售后反馈和改良效率提升30%”。

  那么，因湃电池工厂生产的电池到底能降低多少成本？袁昊博表示，因湃对成本的控制，将领先行业10%左右。

  第一条生产线从来都是最难的，也将是2024年主要工作任务。电池生产，行业产能爬坡时间通常约需8个月，因湃电池工厂则压缩在4—6个月内完成。袁昊博表示，到今年中，第一生产线将满产；今年内，将有三条生产线投产。今年内，“将大批量供货，装车，数量是‘万辆’级”。

  头戴一条细细的多模态脑机头环，研究人员不需要动手或开口，就能通过目视平板电脑轻轻眨眼，或控制护理床的升降和翻动，或控制房间里的电视电灯空调，或控制轮椅移动、指挥机械臂为自己递来水杯……在广州琶洲实验室的脑机智能研究中心，人脑思维控制外部物体的“科幻场景”已大步走进现实。

  钻研“脑机接口”理论和技术17年，琶洲实验室常务副主任、脑机智能研究中心主任李远清教授从2019年开始产业化尝试。“‘脑机接口’正处于产业爆发的‘前夜’。”新的一年，李远清与团队将致力于让这个风口上的技术落到实际应用场景上，让科技成果“走出”实验室，“转出”高水平质量的发展新动能。

  “脑机接口”技术诞生于上世纪70年代，经历近半个世纪的发展，如今已能实时捕捉大脑复杂神经信号，并用以控制外部设备。

  “脑机接口，简单来说就是在人脑和外部环境之间搭建一条交互通道，能轻松实现信息交互，也可以用作控制，或实现相互影响。”李远清介绍。近几年，这项略带科幻色彩的技术跃上风口，“人们发现它可能解决一些过去用传统方法难以解决的问题，例如难治性精神疾病干预、高位截瘫病人辅助等突破性应用。”

  琶洲实验室脑机智能研究中心的“脑机AI智慧病房”不只是科研项目，它已在广东省工伤康复医院、中山三院等多家医院的康复科投入试用，让肢体障碍患者“眨眨眼”就能“自主翻身”。

  记者在实验室看到，一位研究人员正在测试其系统性能，他头戴一条细细的多模态脑机头环平躺在护理床上，移动脑机AI鼠标到平板电脑上的“背板上升”按钮，然后轻轻眨眼完成选择，护理床便开始帮其慢慢坐立起来。患者用同一个方式，能控制护理床12个不同的功能性按钮，以帮助自身翻身、抬腿，还可以开关电视选节目、给空调调温度、开关电灯等。

  李远清介绍，“脑机接口”技术从实验室走进病房等不同应用场景，一是要完成复杂任务，二是准确度要高、反应要快，因此他推进的是多模态脑机交互研究。作为最早开展该领域研究的科学家之一，他带领团队研发的成果在国内外处于领先地位。

  在“脑机AI智慧病房”这样的产品中，患者佩戴的多模态脑机头环可以采集眼电信号、脑电信号、头动信号等多模态信号，计算机融合分析这些信号，以此来实现复杂的环境控制。

  预防疲劳驾驶系统融合脑电和图像等多模态信号，实现了对司机疲劳状态的实时检测及预警。

  这条让“脑机接口”技术走出实验室的路，经历了不少艰辛。2012年，李远清和总医院神经康复科虞容豪教授团队交流，发现“脑机接口”技术能用于促进植物人意识恢复。从此，李远清团队切入了医疗赛道，也开展了“脑机接口”技术的其他临床应用研究，如颈椎损伤高位截瘫患者运动功能辅助、中风患者运动功能康复等。

  “研发最重要的原则，是目标导向。肢体障碍患者最大的痛点是什么？”当时还在读博的琶洲实验室研究员黄骐云一开始从事的是轮椅机械臂系统的开发，这个系统能让肢体障碍患者控制轮椅移动和抓取物品。团队经过多年攻关完成开发后，黄骐云却发现这个系统尽管在“脑机接口”控制精度上做到了世界领先水平，却与实际应用要求存在差距，难以适应狭窄的病房环境。“我们‘泡’在医院，跟医护专家、病人、病人家属乃至护工进行了充分沟通，明白他们更大的期待是什么。不少病人跟我们说，他们在病房很无聊，希望电动护理床、电视、空调能自己控制就好了。”

  于是，团队将工作重心放在了基于“脑机接口”的“脑机AI智慧病房”的搭建上，不仅开发出患者期望的功能，还能让患者通过平板电脑来上网看新闻、发微信、玩游戏。“有高位截瘫长期卧床的病人反馈说，用上智慧病房后，心情都变好些了。”

  李远清介绍，为推进更多“脑机接口”技术产品走出实验室，团队成立了华南脑控（广东）智能科技有限公司。他相信，“脑机AI智慧病房”和“脑机AI轮椅”未来一定能走进寻常百姓家。

  除了辅助肢体障碍患者，“脑机接口”技术也在监测和干预精神心理疾病上展现了极大的前景。在琶洲实验室，一位研究员正在调试“经颅刺激+脑电”系统，希望提升抑郁症经颅磁刺激疗法的效果；产品更为成熟的冥想“脑机接口”交互系统则在日常的冥想训练中增加了实时反馈功能，该系统通过脑机头环监测佩戴者的大脑状态是不是专注，实时反映在大屏幕上的火苗大小或海浪高低变化中，以达到改善情绪、改善睡眠、舒缓压力的效果。

  此外，一款利用“脑机接口”预防疲劳驾驶的机器也在研发中。黄骐云在模拟驾驶室中开动汽车，头上的脑机头环采集其脑电信号，系统一旦判断司机疲劳驾驶，将发出警示声。“目前，这个科研项目已与长途货物运输公司达成合作协议。”他介绍。

  李远清认为，“脑机接口”处于产业爆发的“前夜”，从这轮竞争中突围而出的关键是，有实力的开发团队、商业团队乃至资本等不同要素的有机融合。在他看来，琶洲实验室提供了一个很好的对接科研资源、产业资源和金融资源的平台。新年伊始，广东省、广州市和海珠区各级政府及依托单位华南理工对琶洲实验室做了明确定位，琶洲实验室未来的工作重点是做好科技成果转化和产业化，以科技自立自强之进，加快实现高水平质量的发展动能新跃升。李远清介绍，今年琶洲实验室将围绕人机一体化智能系统、智慧医疗、智慧健康、智慧能源、智慧城市等重大领域研发关键技术，并实现AI技术成果的规模化应用，与多家人工智能有突出贡献的公司共建联合研发中心，让一批科技成果实现转化和产业化，支撑经济社会高质量发展。

  华南城市研究会源起于2008年10月，是一个数字化平台型智库。秉持开放、包容、多元精神，通过各类活动，汇聚各界杰出人才，搭建思想交流平台。商务合作请致电：陈金通先生（132 6593 7687）

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