編者按在建設具有全球影響力的科技創新中心進程中，上海要抓住時機，瞄準世界科技前沿，全面提升自主創新能力，力爭在基礎科技領域作出大的創新、在關鍵核心技術領域取得大的突破。如今，上海在一些基礎科技、關鍵核心技術領域取得了哪些成果和進展？本報記者近日走訪部分企業、高校和科研院所，聚焦超導材料、幹細胞研究、轉化醫學和腦科學以及人工智慧等領域，今起推出系列報導並請院士等專家點評。
第二代高溫超導材料及其應用，是全球競爭的戰略性新興產業。與低溫超導材料相比，這種新材料能在較高溫度下達到「零電阻」，在電力能源、高端醫療設備、軌道交通、大科學工程、軍工等領域有著廣泛的應用前景。本世紀第一個10年，全球只有3家第二代高溫超導材料供應商，2家在美國，賣得很貴；另一家在日本，禁止出口。
如果材料只能靠進口，我國發展高溫超導產業就會被「卡脖子」。為此，上海超導科技股份有限公司與上海交通大學深度合作，終於實現了第二代高溫超導帶材的量產。放眼全球，能大規模生產這種材料的企業只有四五家，上海超導是其中之一。「我們期待相關行業的企業與我們對接，加速我國高溫超導產業的興起。」上海超導公司副總裁洪智勇說。
超導研究院教師晉升不看論文
1911年，荷蘭科學家昂內斯意外發現，將汞冷卻到零下268.95℃時，其電阻突然消失，這種現象被稱為超導電性。1986年，IBM實驗室的柏諾茲和繆勒首次發現高溫超導材料，將臨界溫度大幅提高。從此以後，高溫超導材料成為了科技界的研究熱點。2007年，在德國、日本、美國做過超導研究的李貽傑回國，成為上海交大特聘教授。經過3年多自主研發，他帶領團隊研製出國內第一根百米級高溫超導帶材。如何將這個實驗室成果轉化為產品？他和洪智勇等交大教師選擇了創辦企業。
高溫超導材料的應用前景，也吸引了投資界的有識之士。上海超導投資方與交大洽談後作出一個決定：出資「買斷」李貽傑等人的職務發明專利，校方不再參股，上海超導成為純民營企業。然而，學校與企業的合作並沒因此終止，而是走出了一條創新性產學研合作道路。2013年初，雙方合作成立上海超導聯合研究院。作為交大的二級學院，超導研究院顯得很特別：其基礎設施和日常運行由上海超導出資；研究院科研人員的工作緊貼企業的產業化目標，其考核晉升體系也以產業化為標準，而不是論文；在研究院產生的智慧財產權歸企業所有。
「科創中心『22條意見』提出『鼓勵科研人員在職離崗創業』，我算是這種創業模式的先行者吧。」既做副總裁又當交大副教授的洪智勇說。目前，研究院有教師近10人、研究生20多人。由於既可以做高校教授，又能專注於產業化研發，研究院對海外華人超導專家的吸引力很大，他們中有多人表達了回國加盟的意向。
兩條腿走路不被「卡脖子」
上海超導之所以成為國內首家量產高溫超導帶材的企業，除了超導研究院的強大支撐，還得益於公司成立之初制定的發展路線：材料和裝備「兩條腿走路」。在創始團隊看來，我國光伏發電、半導體照明（LED）產業都遇到一個瓶頸問題：製造裝備大多需要進口，工藝水平又受裝備制約，這就被卡了脖子，導致生產成本過高。吸取這一教訓，上海超導招聘了一批電氣、機械、仿真等專業的工程師，自主研發超導生產線上的主要裝備。
「我們公司有70多名技術人員，一半是造裝備的，另一半是用裝備的。」洪智勇說，用裝備的是材料工程師，他們在材料工藝上有什麼需求，就會和裝備工程師溝通，讓後者改進設計。就這樣，兩個團隊供需對接、密切合作，從工藝到裝備改進了上百個技術點，使帶材的成品率、性價比大幅提升。在市科委的持續支持下，上海超導如今不僅是高溫超導帶材供應商，而且是超導帶材成套生產線製造商。這在全球高溫超導材料生產企業中，是絕無僅有的。
落後他國四五年需奮起直追
兩年前，德國埃森市建成了全球首條公裡級高溫超導電纜商業線，穩定運行至今。與傳統的銅導線電纜相比，不但節能效果顯著，而且不需要做得很粗以防止導線熔斷。在地下空間十分有限的城市，橫截面很小的超導電纜可率先取代傳統電纜。如在俄羅斯聖彼得堡，一條2公裡的超導電纜已在籌建。
在許多高溫超導應用示範上，我國落後一些發達國家3—5年，如美國已在艦船上測試36.5兆瓦超導電機，這也是全球最大的船用電機；我國在研的超導電機功率則為1—2兆瓦等級。「在國產高溫超導材料已能量產的今天，我們需要奮起直追。」洪智勇希望在這一輪供給側結構性改革中，有更多企業與上海超導對接，探索高溫超導材料在各個領域的應用價值。
近期，公司在材料應用上有了不少進展。他們與中科院、聯創光電合作，研製出全球第一臺兆瓦級超導感應加熱設備，目前處於測試階段。用於鋁加工行業的傳統感應加熱設備，採用銅導線電磁線圈，由於有電阻，通電後就會發熱，損耗能量。而採用超導電磁線圈的新型設備沒有電阻，加熱效率比傳統設備高一倍左右。東北一家鋁加工企業算了一筆帳：今後如改用超導感應加熱設備，按當地電價，每臺設備每年可節省電費400萬至500萬元，兩年即可收回購買成本。
他們的帶材產品還被中科院高能物理研究所看中，有望用於籌建中的大科學工程——環形正負電子對撞機—超級質子對撞機。中科院高能物理研究所所長王貽芳院士介紹，超級質子對撞機的核心部件是超導磁鐵，需要性價比很高的高溫超導材料。「質子對撞機預計20年後開建，我希望那時上海超導的產品能完全滿足工程要求，助力我國科學家在粒子物理學領域取得新的發現。」
專家點評
達到國際先進，性價比再提升
中科院院士、中科院高能物理研究所所長王貽芳
第二代高溫超導材料的應用非常廣泛，對國民經濟和大科學工程將產生重要影響。中科院高能物理研究所在牽頭籌建環形正負電子對撞機—超級質子對撞機，高溫超導材料的性能和造價，將決定質子對撞機的建設是否可行。為此，我們正在培養國內技術力量和超導材料供應商。
上海超導科技股份有限公司在較短時間內，做出了高溫超導材料和導線，並達到國際先進水平，很了不起。該公司有優秀的團隊和技術基礎，我對他們的未來充滿信心。
目前國產高溫超導帶材的性價比，還遠未達到超級質子對撞機的工程要求。建設質子對撞機是一項數十年的工程，我們會和上海超導等企業密切合作，用大科學工程促進工業界技術水平的提高，讓性價比更高的高溫超導材料加快應用到各個領域。