于“黑暗”中探索，需要一束“亮光”指引前行方向。

有這樣一束“光”，能快速看清新冠病毒結構，為科學家快速研制出疫苗和藥物提供助力；發現藥物如何與靶點發生作用，幫助開發抗腫瘤藥物；觀察鋰離子在電池中如何移動，從而找到提高電池容量和壽命的辦法；或是原子級別逐個探測芯片的表面，破解芯片“卡脖子”難題……

同步輻射光，已成為我們探測微觀世界最有效且系統的工具之一。如今，被喻為“科技燈塔”的同步輻射光源設施已在深圳落地，未來將“照亮”整個大灣區。

深圳綜合粒子設施研究院院長、深圳產業光源總負責人孫冬柏表示，目前，深圳面向國家重大需求的經濟主戰場，對標世界一流科創中心，正加快相關項目規劃建設，在光明科學城前瞻部署以同步輻射光源為代表的先進光源類重大科技基礎設施，加強關鍵核心技術攻關，提升區域原始創新能力，創造性提出“4R理念”，推動科技和產業向更高水平發展。

國際科技創新高地的“標配”

人類對光的利用有很長的歷史，從篝火、燭光、電燈到X光機，這些光源都是我們認識世界的重要工具。而在當今科技前沿，同步輻射光源則成為人類認識微觀的“超清照相機”和“超強X光機”。

人類1947年首次“看見”同步輻射光至今，同步輻射光源已成為世界應用最廣泛、運行數量最多、服務用戶能力最強的大科學裝置，為各學科進步和各產業領域發展提供了先進和關鍵的綜合性實驗平臺。

“自科學家首次‘看見’同步輻射光，同步輻射光源對科學進步和產業發展發揮的作用越來越大。”深圳產業光源光束線及實驗站總體主任司銳介紹說，同步輻射光覆蓋從紅外、可見光、紫外，到X射線的高性能電磁波，幾乎在所有與物質微觀結構有關的基礎科學研究和高技術產業開發應用研究領域，如材料、生命科學、生物醫藥、能源環境、納米科技等，都有著非常廣泛的應用，也是實現技術突破和推動產業發展的重要利器。

同步輻射光具有頻譜寬、能量可調節、超高亮度、聚集性好等特點，能讓科學家快速清楚地“看到”生物大分子并認識其工作機理，找到分子和疾病的對應關系。近50年來，利用同步輻射光闡明蛋白質分子工作機理而產生的諾貝爾化學獎的就有5個。司銳說，同步輻射光源不僅是現代科學研究取得突破的必要條件，也是衡量一個國家和地區科技實力和發展潛力的重要標志。

“縱觀全球，光源類裝置多集中在科技和產業充分發展的地方。比如世界知名的美國布魯克海文、阿貢等國家實驗室，英國哈維爾，法國格勒諾布爾，日本播磨科學公園城，在我國的北京懷柔、安徽合肥、上海張江等綜合性國家科學中心，已經形成了以先進光源類設施為核心的重大科技基礎設施集群。作為經濟、科技最活躍地區之一的粵港澳大灣區，此前同步輻射光源裝置一直空缺。” 司銳說，建設同步輻射光源是深圳打造國際科技和產業創新高地的必然選擇，也是未來參與國際科技合作創新的“入場券”。

粵港澳大灣區“光源”實現零的突破

“深圳乃至大灣區是否需要同步輻射光源，經過兩年多充分調研論證，答案是肯定的。”深圳綜合粒子設施研究院工程管理部部長黃孚向記者講述其中緣由。

2017年，《深化粵港澳合作推進大灣區建設框架協議》首次提出粵港澳大灣區要打造國際科技創新中心。國家發展改革委組建粵港澳大灣區國際科技創新中心咨詢專家組，專家組調研走訪了大灣區9個城市，并對粵港澳大灣區國際科技創新中心的建設藍圖進行研討，時任中山大學常務副校長孫冬柏教授作為專家組成員，與其余專家一起提出在大灣區優先考慮布局建設同步輻射光源等具有強大產業發展支撐能力的重大科技基礎設施。2018年深圳決定建設光明科學城，而科學城需要建設什么樣的大科學裝置、怎樣支撐服務新時期深圳發展需要，成為首要考慮的問題。

“光明科學城布局建設的裝置，一定要緊扣服務深圳和大灣區產業發展，這種裝置必須是要能對深圳的科技創新和高新技術產業發展真正起到推動作用。”孫冬柏認為，與北京、上海、合肥側重基礎研究為主有所區別，在大灣區規劃建設大科學裝置要旗幟鮮明的支持應用基礎研究，服務和支撐大灣區新興產業和未來產業。

孫冬柏認為，深圳對標世界一流科學技術創新中心，前瞻性在光明科學城部署以同步輻射光源等為代表的重大科技基礎設施，對深圳建設為大灣區高質量發展引擎、力爭科技和產業自主創新能力達到世界一流將起到決定性支撐作用。

國際上大量案例證明，把握重大科技基礎設施建設過程中對相關產業的需求，可以有效地帶動當地科技與產業發展。

比如，英國牛津哈維爾科創園的“鉆石”光源，承載并支撐著英國國家工業發展戰略。從2007年投入使用至2020年，對經濟產生的累計貨幣化影響至少達到18億英鎊，遠超過“鉆石”光源12億英鎊的總投資額。

孫冬柏表示，近年來在大灣區深入持續地開展用戶調研后發現，部分企業已經在利用光源開展研發工作，有的企業對光源有明確的需求，有更多企業會在未來產生這樣的需求。

由于全球研究用戶數量龐大且日益增長，我國同步輻射光源用戶機時（用戶利用裝置開展實驗的時間）一直處于“一時難求”的稀缺狀態。大量企業用戶不得不花費大量的精力和資金到國外尋求同步輻射光源機時來開展實驗。然而，隨著近年來的國際科技競爭愈發白熱化，我國的一些行業企業受到外部的刻意打壓，國內企業在爭取條件限制苛刻的國外機時的同時，也為高端技術研發等商業保密考慮而束手束腳。

2019年1月，光明科學城發展戰略研討會召開，在光明科學城布局建設光源成為港深專家共識。同年2月，市發展改革委組織赴香港五大高校深度調研后，形成發展光子、電子、質子、中子、中微子裝置的“五子”設施理念。同年12月，《深圳市建設中國特色社會主義先行示范區的行動方案（2019-2025年）》正式印發，深圳謀劃先行建設以同步輻射光源和自由電子激光為代表的綜合粒子設施。

2020年5月，深圳綜合粒子設施研究院正式成立。同年8月和9月，同步輻射光源項目和自由電子激光項目相繼獲批立項。至此，光明科學城建設掀開新篇章。

推動科技和產業快速升級

“同步輻射光源是高科技產業發展的催化劑，粵港澳大灣區的發展迫切需要布局光源設施。”司銳表示，深圳布局“20+8”產業集群高質量發展，打造具有全球影響力的科技和產業創新高地，是深圳產業光源發揮巨大能量的絕佳舞臺。

比如集成電路領域，世界上早期的極紫外線光刻驗證實驗和發展均基于同步輻射光源。美國在上個世紀90年代初建設的ALS光源為極紫外光刻技術的光刻膠、掩膜檢測和成品檢測等工藝研究提供關鍵測試平臺。與此同時，同步輻射光源還將為下一代芯片制造技術的相關應用基礎研究工作持續提供重要支撐。

生物醫藥方面，光源幫助獲得藥物及靶點蛋白復合物的高分辨率結構，還能應用于醫學成像、基因檢測、先進醫療等產業。從全球范圍看，光源所在地藥企扎堆，已成為制藥企業依賴的創新利器。

在先進材料、先進制造等方面，光源的先進分析表征手段助力結構材料和功能材料研發、制造工藝優化等案例比比皆是。

以“產業”之名沿途下“金蛋”

光明科學城布局建設的同步輻射光源，在國內首次打出“產業光源”的旗幟，旨在建成國內首個定位聚焦服務經濟與產業發展和科技創新的第四代同步輻射光源裝置。

“產業光源的根本目的，就是服務和支撐區域新興產業和未來產業發展。這不僅是個全新的名字，而且綜合了國際同步輻射光源的發展趨勢，從規劃建設理念到建設運營服務機制的一次系統性、革命性的創新。”孫冬柏說。

“與傳統光源類設施追求加速器的極致性能不同，深圳產業光源強調裝置要能真正為產業服務。”深圳產業光源提出“4R理念”，即在真實的工業環境（Real industrial condition）下對真實物質（Real substance）的真實制造過程（Real manufacturing process）進行實時研究（Real-time research），讓實驗線站能夠模擬接近生產制造實際工況環境條件。

在運營機制上，深圳產業光源也在不斷探索。深圳產業光源規劃設計了重大需求板塊——不少于10個實驗站來專門滿足國家重大需求，鼓勵企業和研究機構 “揭榜掛帥”“坐冷板凳”。在國家重大戰略需求領域，為解決我國產業發展“缺芯少核”提供關鍵支撐；在產業需求領域，深圳產業光源也在探索推動企業和高校、科研院所共建專用的產業實驗線站，提供高水平實驗運維技術，長期穩定地支持企業做研發。

“早日把深圳產業光源建好，那么我們至少有15-20年的‘黃金窗口期’，利用最先進的技術和設備，催生一系列科研成果實現產業化落地，讓深圳乃至大灣區的高新技術產業迅速升級換代。” 司銳說。

“產業光源多板塊實驗線站強大的服務能力，可以同時支撐一批重大戰略研究和重要技術攻關，只要能在某個領域有所突破，或是在某個“專精特新”領域支撐灣區企業走在世界前沿，這就是巨大的成功。”孫冬柏說，這也是深圳市委市政府對深圳綜合粒子設施研究寄予的期望和要求——不僅是“沿途下蛋”，更是要多下“金蛋”。（首席記者 聞坤）