
山区通讯展示区。记者 戴冰摄
太阳能阳台展示区。 记者 戴冰摄

科技救援展示区。 记者 戴冰摄

污水处理、过滤展示区。 记者 戴冰摄

卫星、导航、通讯展示区。 记者 戴冰摄

渗水路面展示区。 记者 戴冰摄
中国网·滨海高新讯 4D电影、已实现量产的65纳米芯片设备生产线、采用太阳能和抗震墙体的低碳房屋……作为中关村对外展示窗口,中关村国家自主创新示范区展示中心1000多项自主创新成果昨天亮相。展示中心突出了体验和直观的特点,并着重表现惠及民生的科技成果。
数字化沙盘体验“航拍”
中关村核心区、中关村丰台园、昌平园……伴着飞机发动机的轻微震动,中关村“一区十园”在脚下掠过,一栋栋造型各异的建筑、一条条车水马龙的道路和一排排郁郁葱葱的绿植在往后退。这种感觉,让人误以为坐在飞机上俯瞰中关村示范区,但实际上,我们站在地面上一动未动。在我们脚下的,是数字化沙盘。
从正门进入展示中心,右手边一个白色的大“蒙古包”很打眼,这是整个中关村的形象展区。形象展区分为两个部分,最中间是一个长17米宽11米深5米的大凹槽,凹槽正上方,悬挂了20台高清投影仪,高清投影仪将画面投射到覆盖凹槽的水平幕布上,组成一个地幕投影系统。凹槽四周装有栏杆,方便观众观看地幕。凹槽的一侧是垂直的弧形屏幕,4台高清投影仪拼接,组成了一个弧形屏幕投影系统。
弧形屏幕投影系统和地幕投影系统,通过数字中控系统而成为一体,当播放中关村的宣传片时,中关村“一区十园”在电子沙盘的巨型地幕上展现,三维仿真的建筑、公路、绿化惟妙惟肖,虽然电子化沙盘的屏幕是有“尺寸”的,但这个沙盘上展示的空间却可以“无边无际”。
技术解密
投影的距离越长,显示面积就越大。
电子沙盘的地幕面积近187平方米,如果画面要“占满”地幕,投影仪需要50米的距离。但“蒙古包”的高度只有10余米,投影效果是怎么达到的?
“MX投影设备需要的距离可以短一点,但也需要20多米的距离,而且一套系统的价格高达2000万元。”推出数字化沙盘的水晶石公司副总裁庄岩说,惟一的解决手段,就是将投影拼接起来,共同组成一个画面。
这个技术的实现,有赖于新兴的虚拟现实技术。即在电脑软件里先构建一个虚拟地幕系统,这个虚拟系统里各个投影设备的位置、角度以及距离等参数都与实际完全一样,然后再用虚拟相机进行拍摄,最后传到投影仪上。
但这样也会产生一个问题,即两个投影的边缘会有两道光,亮度太高,影响视觉效果。水晶石公司从2005年开始边缘融合技术的软件开发,通过无数次试验,于2008年“拿下”了这个技术。“将图像输入程序后,软件会自动对图片边缘进行融合,观众根本看不到重合的地方。”庄岩说,目前在大屏幕拼接投影这一领域,水晶石的数字虚拟技术、数字视觉技术及服务达到了全球领先的水平。
在集成电路展区的一侧,有一个建筑节能科技馆。中关村示范区在建筑节能领域的明星企业的核心技术、产品在此集聚:北新建材的隔热保温建筑材料、清华阳光的太阳能发热系统、绿创的保温降噪门窗、朗波尔的节能照明技术、海林公司的节能控制技术、纳丰源的热管节能技术,这也让建筑节能科技馆成了名副其实的低碳建筑。
在建筑节能科技馆北侧阳台的栏杆上,有一排水平放置的大玻璃管,长度约有2米,一共有10余根,这是太阳能热水器的集热器。与普通太阳能热水器必须要放置在屋顶上或空地上不同,由清华阳光研发的这套太阳能发热系统,安装在建筑物朝南的阳台上,就可以吸收到足够的热量。另外,这个系统“介水分离”,保温水箱安装在阳台内侧,集热器通过加热一种特殊介质,使之变成蒸汽后,通过管道运输到水箱,与水箱里的水发生热交换,凝结成液态后再回到集热器那里加热,如此循环反复,保证充足的热水供应。
技术解密
早在上世纪,清华阳光的首席科学家殷志强教授就在清华大学电子工程系开始进行太阳能热利用技术的研究。他发明一种新型“涂层”技术,吸收太阳光的能力(吸收比)达到了0.92,远高于同类产品,这使得太阳能集热管的大规模生产和商业化应用成为可能,直接催生了我国太阳能热水器市场的形成。
最初,需要把水直接输送到集热管内加热,这样在夏天容易发生爆炸,而且需要定期清洗水垢。后来,清华阳光发明了双层集热管,降低了危险的发生概率。近几年,殷志强为首的攻关团队探索了另外一条道路,即通过介质传导热。“这种介质必须无毒,沸点也不能太高,否则就不容易变为蒸汽。”清华阳光总裁吴振一说。通过对沸点低于水的新材料进行不断试验,公司终于选到了一种合适的介质材料。这是中国首个投入商用的介水分离热水器。
产品推出后,国内出现了许多模仿者,但却经常在夏天出现爆管事故。“这是因为他们没有掌握剂量,一根集热管的剂量多了,就可能发生爆炸,少的话,达不到供热效果。”吴振一说,这正是清华阳光的独门秘籍之一。
今年5月,清华阳光的全球首条集热管自动化生产线投产。新生产线克服了玻璃加工行业、膜层制备和真空保持的许多难点,集热管年产能达到1000万支,实现了集热管生产从半自动化到全自动化的根本性变革。
芯片“诞生”全程可视
电脑、手机、汽车……有统计显示,人一天平均要接触20多种芯片。但恐怕多数人对芯片的生产过程不甚了解。展示中心的集成电路展区将答疑解惑。
一粒粒原料石英砂,精炼后变成200千克的硅锭,再切割成薄薄的小原片,就成为了晶圆。晶圆厚度不到1毫米,圆圆地像面镜子,可以清晰地映出人影。一片片晶圆,经过涂膜、光刻、显影、刻蚀、封装、测试和包装,就变成一枚枚芯片。
上述过程和实物都在展区中清晰可见,几台大型设备还配有生动的动画演示,向观众详细解释设备的结构和工艺原理。
在区域的一侧,还有一台互动系统,集纳了观众普遍关心的问题——集成电路芯片有多重要?制作有什么难度?
为了让观众易于理解,演示的内容和语言比较通俗,比如为了说明多晶硅的纯度,解说词为:“千足金的纯度达到了99.9%,但多晶硅的纯度比千足金还高,在小数点后还有13个9。”为解释芯片的精度,解说词为:“激光角膜手术的精确度属于微米级,但芯片的精度已达到纳米级(1微米=1000纳米),相当于一根头发丝直径的三万分之一。”
在刻蚀机、离子注入机等芯片生产设备旁边,标注着这些中关村自主研发产品的价格,2000万元、2400万元,基本每台都在千万元以上。“集成电路展区的设备,绝对是展示中心最昂贵的。”负责此次集成电路展区的市经信委有关负责人说。