李賢煥

2019年12月14日，《麻省理工科技評(píng)論》公布了2019年“35歲以下科技創(chuàng)新35人”（Innovators Under 35 C.hina）中國(guó)區(qū)榜單。在本屆榜單上，雖然缺失了“創(chuàng)業(yè)家”的身影，但是我們看到了許多在具有產(chǎn)業(yè)化潛能的領(lǐng)域堅(jiān)持科研使命的獲獎(jiǎng)人，也看到更多散布在海外頂尖學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們，用自身不改初心的堅(jiān)持努力，取得了世界級(jí)標(biāo)竿成就的科研成果，其中有超過(guò)半數(shù)以上的獲獎(jiǎng)?wù)撸既〉昧耸澜缂?jí)的突破性研究成果與發(fā)現(xiàn)。我們將陸續(xù)發(fā)出對(duì)35位獲獎(jiǎng)?wù)叩莫?dú)家專訪，介紹他們的科技創(chuàng)新成果與經(jīng)驗(yàn)，以及他們對(duì)科技趨勢(shì)的理解與判斷。

周南嘉（發(fā)明家）? ? 周南嘉憑借其在3D打印技術(shù)領(lǐng)域取得的一系列成果，? 榮膺2019年《麻省理工科技評(píng)論》“35歲以下科技創(chuàng)新35人”中國(guó)區(qū)得主。獲獎(jiǎng)時(shí)年齡：33歲獲獎(jiǎng)時(shí)職位：西湖大學(xué)研究員獲獎(jiǎng)理由：? 他實(shí)現(xiàn)了當(dāng)下最高精度的電子3D打印。

目前，市面上的3D打印技術(shù)精度能夠達(dá)到百微米，而這對(duì)加工許多電子器件來(lái)說(shuō)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。來(lái)自西湖大學(xué)工學(xué)院的周南嘉博士以新材料作為突破3D打印精度極限的核心，設(shè)計(jì)全新的3D打印功能材料，結(jié)合超高精度3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了百納米至微米級(jí)別電子3D打印。

“我們做的最小的尺度就是直接在芯片上用3D打印進(jìn)行加工?！敝苣霞伪硎?。通過(guò)實(shí)現(xiàn)超高精度，周南嘉團(tuán)隊(duì)將3D多材料打印技術(shù)引入到芯片級(jí)高端制造領(lǐng)域，已經(jīng)做到用3D打印進(jìn)行5G射頻電子器件的封裝及集成工藝;利用3D打印技術(shù)制造無(wú)源器件，可將天線尺寸縮小到10微米～100微米級(jí)別。

這一做法較現(xiàn)有的加工方式，在精度上提升了1個(gè)-2個(gè)數(shù)量級(jí)，從而使得3D打印技術(shù)得以應(yīng)用到毫米波技術(shù)等領(lǐng)域，為未來(lái)小型化、集成化、個(gè)性化電子設(shè)備提供新的制造方案。

周南嘉在美國(guó)西北大學(xué)攻讀材料科學(xué)與工程博士時(shí)曾進(jìn)行印刷電子相關(guān)研究，2015年初，周南嘉進(jìn)入哈佛大學(xué)，加入到美國(guó)科學(xué)院、工程院兩院院士詹妮弗，萊維斯教授的團(tuán)隊(duì)，從那開(kāi)始，他才真正進(jìn)入3D打印電子器件相關(guān)研究。

周南嘉在頒獎(jiǎng)典禮上作演講

詹妮弗，萊維斯是3D打印領(lǐng)域的頂尖學(xué)者，從20世紀(jì)90年代開(kāi)始研究3D打印技術(shù)，尤其專注在微觀的3D打印、3D打印電子器件研究，他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立了全球首家專注電子3D打印的公司。如今，周南嘉認(rèn)為，在超高精度3D打印方面，工藝本身并不復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)超高精度以及多樣的功能，真正在實(shí)際應(yīng)用上取得突破，材料方面的突破才是關(guān)鍵。

首先在精度方面，市面上很多材料的打印精度可以到200微米左右，這是一個(gè)難以突破的極限。而要實(shí)現(xiàn)百納米或是微米級(jí)別的3D打印，市面上已經(jīng)無(wú)法找到合適的材料，因而需要團(tuán)隊(duì)從源頭出發(fā)，重新設(shè)計(jì)材料。

通過(guò)材料和技術(shù)兩方面的努力，突破目前的打印精度之后，3D打印將能用到全新的應(yīng)用場(chǎng)景中，如微電子、光學(xué)器件、微型機(jī)器人、生物芯片等領(lǐng)域。比如，隨著SG時(shí)代到來(lái)，中小基站將迎來(lái)大規(guī)模建設(shè)，這將極大拉動(dòng)中高頻器件的需求。在這方面，周南嘉團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)SG射頻無(wú)源器件、集成電路及封裝工藝。

據(jù)周南嘉介紹，當(dāng)加工精度在百微米級(jí)別時(shí)，加工出來(lái)的無(wú)源器件一般僅在兆赫茲范圍內(nèi)工作。而要想將頻率提高到微波頻率，加工精度就需要到微米、亞微米級(jí)別，周南嘉對(duì)此表示，這是一個(gè)顛覆性的成果，因?yàn)樵谝敫呔?D打印技術(shù)之前，精度達(dá)到微米、亞微米級(jí)別的工藝是不存在的。

周南嘉所在的3D打印領(lǐng)域盡管已經(jīng)十分火熱，但這項(xiàng)技術(shù)的前景還遠(yuǎn)不止于目前的狀態(tài)。周南嘉認(rèn)為，3D打印的未來(lái)應(yīng)用前景遠(yuǎn)大于現(xiàn)在的想象，且3D打印不僅能夠?qū)崿F(xiàn)特定的結(jié)構(gòu)，更重要的是能夠?qū)崿F(xiàn)特定的功能。

為此，從2018年加入西湖大學(xué)工學(xué)院至今，周南嘉團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，將電子3D打印技術(shù)帶入市場(chǎng)，擴(kuò)大功能3D打印技術(shù)的市場(chǎng)空間。

從將技術(shù)推向市場(chǎng)的角度來(lái)說(shuō)，周南嘉認(rèn)為團(tuán)隊(duì)如今除了進(jìn)行核心技術(shù)的研發(fā)，這個(gè)市場(chǎng)也需要他們的超高精度3D打印可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。其中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在于，3D打印并不只是能夠?qū)崿F(xiàn)具體的結(jié)構(gòu)，更重要的是實(shí)現(xiàn)特定的功能。

“在進(jìn)行技術(shù)研究的同時(shí)，我們也要展示自己的能力，就像開(kāi)一扇門一樣，把電子3D打印的前景打開(kāi)?！敝苣霞伪硎?，目前團(tuán)隊(duì)通過(guò)3D打印制造高精度電子器件、柔性可穿戴設(shè)備等，憑借團(tuán)隊(duì)的專業(yè)能力對(duì)外提供電子3D打印服務(wù)。

“隨著我們?cè)谑袌?chǎng)上的影響力越來(lái)越大，我相信更多人將會(huì)開(kāi)始熟悉和最終應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)?！保ㄕ悦馈渡羁萍肌罚ň庉?費(fèi)勒萌）