高端儀器“破解”先進制造業發展密碼

能給芯片“做B超”的超聲掃描顯微鏡、給加油機部件賦予“數字簽名”的監管平臺、能在15米高空精準接線的高壓互感器機器人……在日前湖南衡陽舉行的第二屆計量儀器裝備展上，233家參展單位帶來的“計量黑科技”集中亮相，高端儀器通過精度提升、效率革新和生態構建，為先進制造業高質量發展注入強勁動能，勾勒出我國計量產業的新圖景。

精度突破 筑牢高端制造質量根基

“這種裝備可以給芯片等電子元器件‘做B超’，從而幫助優化集成電路產業的制造工藝。”在中國計量科學研究院的展臺前，工程師田琦向記者介紹，這臺自主研發的設備搭載高頻超聲探頭，可以對芯片進行批量化的快速檢測，將芯片檢測精度從亞毫米級推進至微米級。更重要的是，其全部部件已實現國產化，改變了我國高端芯片檢測設備依賴進口的局面。

芯片作為信息技術產業的核心，其制造工藝對精度的要求極高，而檢測儀器的精度直接決定了芯片良品率。這臺超聲掃描顯微鏡在缺陷檢測的精細化程度上實現了跨越，目前這項技術已成功應用于半導體、電子器件等領域，為“中國芯”突破提供了重要支撐。

在新能源與電力裝備領域，安全與效率同樣是產業升級的核心瓶頸。國家電網工程師曹志強介紹，傳統高壓互感器試驗接線依賴人工登高作業，效率低下，存在高空墜落與感應電傷人的雙重風險。國網新疆電力自主研發的高壓互感器試驗一次接線機器人，給出了安全與效率兼顧的解決方案。這臺集激光雷達、感應相機及高自由度機械臂于一體的智能裝備，可搭乘高空作業車來到十余米高空，地面人員通過實時回傳畫面，靈活選擇全自動或遙控模式，由機器人獨立完成接線任務，整個接線過程僅需3分鐘。

精度突破帶來的質量躍升，在多個產業領域形成連鎖反應。據介紹，市場監管總局2024年7月開展了產業計量“揭榜掛帥”活動，1848家企業上榜需求423項，282家單位參與揭榜，簽訂協議129項，揭榜資金達6372.93萬元，解決了一批制約產業發展的技術難題。其中，南京市計量監督檢測院主動對接江蘇芯德半導體科技股份有限公司，應用氧化銦錫玻璃標準物質研制成果，為半導體企業降低92.5%的材料成本，解決了產業鏈自主可控難題；蘇州市計量測試院主動對接江蘇富泰凈化科技有限公司，攻克電子半導體用高性能化學過濾器釋氣污染及過濾效率檢測關鍵難題，CV值優于3%，顯著提升檢測精度與重復性，改善半導體制造環境的潔凈度，極大支撐了國產過濾器的研發。

“當前，戰略性新興產業加速壯大，未來產業孕育突破，人工智能、量子科技、生物制造等前沿領域蓬勃發展，推進產業基礎高級化和產業鏈現代化，都對計量與產業融合創新提出了新的更高要求。”市場監管總局副局長白清元表示。

市場監管總局數據顯示，“十四五”以來，我國在量子、微納尺度、飛秒激光、太赫茲等40多項重大關鍵計量技術領域取得突破，新建國家計量基準34項，技術升級25項，新建基準自主可控率達到78.6%，為高端制造質量提升提供了堅實保障。

效率革新 驅動產業智能化轉型

如何確保汽車加油時數據真實可靠、防止篡改？展會上展出的加油智慧管理與服務平臺提供了全新的解決方案。中國計量協會信息咨詢部主任、能源加注設備工作委員會秘書長張亮介紹，這個平臺為加油機構每個關鍵電子部件賦予唯一的“數字簽名”，從源頭上避免數據被篡改。平臺還綜合運用數據安全與校驗技術，構建了覆蓋加油機從部件生產、整機制造、使用、維修到報廢的全生命周期管理鏈條。

目前，全國已有超過1.6萬臺加油機的信息被納入平臺進行智慧化管理與監控。“我們也在考慮在能源加注的其他計量器具設備上提升這種智慧管理的能力。比如說充電樁、加氫機、甲醇加注機、尿素加注機等等。”張亮說。

高端儀器與數字化技術的深度融合，正推動更多產業從“人工操作”向“智能替代”跨越。重慶智慧水務有限公司工程師吳宇現場給記者展示了新研發的超聲波遠傳水表，“該設備采用超聲計算原理，具有水量數據遠傳功能。相比傳統老式水表，新產品量程寬、靈敏度高，表內沒有活動部件，適應復雜條件下的計量。”

展會期間舉行的全國產業計量融合創新發展會議上，市場監管總局、工業和信息化部共同發布了首批計量支撐產業新質生產力發展“十大重點項目”。中國計量科學研究院承擔的“半導體芯片封裝電路關鍵結構尺寸測量與計量標準化能力建設”、鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司承擔的“超硬材料產業關鍵計量能力建設及示范化應用”、深圳市計量質量檢測研究院承擔的“納米級工業CT檢測裝置研制”等十大項目，將系統性填補我國在高端計量測試領域的技術空白，引領推動現代化產業體系的跨越式發展。

“國家產業計量測試服務體系正在加快構建。”白清元表示，一是從“單點突破”轉變為“系統布局”；二是從“被動服務”轉變為“主動融入”；三是從“分散發展”轉變為“協同創新”，“這些轉變的背后，是產業計量從傳統檢定校準向現代融合創新的升級轉型。”

市場監管總局數據顯示，“十四五”以來，我國新增國家產業計量測試中心32家，總數達69家，研制各類計量測試設備15.3萬臺套，服務企業11.1萬余家。

生態構建 凝聚產業協同創新合力

全國產業計量融合創新發展會議上，中國計量科學研究院與衡陽市政府簽署戰略合作協議，明確共建衡陽智能衡器計量產業園，打造產業、人才、標準、研發基地的“院地合作”模式。

自秦漢以來，衡陽就是度量衡器具的重要制造中心。

衡陽智能衡器計量產業園瞄準國際計量產業前沿，以衡器（計量檢測）、量具、量儀等新型裝備為主導產業，延續著衡陽“度量衡”血脈。智能計量衡器產業被納入湖南省綠色智能計算“3+5”產業體系和全省重點產業鏈建設范疇。

作為全國老工業基地，衡陽的轉型實踐頗具示范意義。衡陽近年來結合自身優勢，依托37個工業大類的完備基礎，聚焦“測量、計量、檢驗、檢測”四大領域，緊盯“頭部企業導入、科技成果落地、產業轉移升級”三張清單招商，逐步形成集聚效應，智能衡器計量產業園發展迅速，匯聚了多家科研機構，中國計量科學研究院聯合工作站駐扎于此，中檢計量、廣電計量、國檢集團等紛紛布局。園區與中國計量科學研究院、上海交通大學等多家單位合作，推動智能檢測機器人、高端質譜儀等成果轉化。

從“企業單打獨斗”到“體系化作戰”，創新生態的效能持續釋放。在湖南，以衡陽為核心的特高壓輸變電裝備產業集群入選國家先進制造業集群，全省首個特高壓輸變電裝備產業計量測試中心的籌建將進一步強化區域協同；在全國，69家國家產業計量測試中心、162家省級中心形成網絡布局，8800多家中小企業結成計量伙伴，推動產業鏈融通創新。

人才與標準體系的完善為生態構建提供支撐。“十四五”期間，我國4.6萬余人獲得注冊計量師職業資格，新組建22個全國計量技術委員會；在國際舞臺上，我國國際計量比對主導率提升至14.6%，牽頭制修訂3項國際計量建議……不僅計量人才隊伍量質齊升，計量國際交流也更加活躍。

業內人士指出，“十五五”規劃建議明確將高端儀器與集成電路、工業母機等并列作為關鍵核心技術攻關重點領域，隨著“十五五”規劃部署的推進，在新型舉國體制保障下，高端儀器的持續突破必將為先進制造業高質量發展注入更持久的動能。（記者 吳蔚 明星）