2月29日，上海分院召開(kāi)搶占科技制高點(diǎn)2024年工作推進(jìn)會(huì)，中國(guó)科學(xué)院副秘書長(zhǎng)、發(fā)展規(guī)劃局局長(zhǎng)翟立新出席會(huì)議并作專題輔導(dǎo)報(bào)告。院發(fā)展規(guī)劃局、上海分院及系統(tǒng)單位領(lǐng)導(dǎo)班子成員、獲獎(jiǎng)代表等共120余人參加會(huì)議。會(huì)上，還對(duì)上海分院2023年度科技創(chuàng)新“十大進(jìn)展”（基礎(chǔ)研究類和技術(shù)攻關(guān)類）、上海分院第三屆“身邊優(yōu)秀榜樣”先進(jìn)集體和先進(jìn)工作者進(jìn)行了表彰，并舉行了黨風(fēng)廉政建設(shè)和安全穩(wěn)定工作責(zé)任簽約儀式。

上海技物所“新型感存算一體紅外光電探測(cè)架構(gòu)”“極低暗電流紅外天文探測(cè)器”“風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星先進(jìn)光電有效載荷技術(shù)”獲中國(guó)科學(xué)院上海分院2023年度科技創(chuàng)新“十大進(jìn)展”。型號(hào)項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)榮獲“身邊優(yōu)秀榜樣先進(jìn)集體”稱號(hào)、胡偉達(dá)研究員榮獲“身邊優(yōu)秀榜樣先進(jìn)工作者”稱號(hào)。

上海分院分黨組書記、滬區(qū)黨委書記李正華（左一）和上海分院院長(zhǎng)胡金波（右一）為獲獎(jiǎng)成果、先進(jìn)團(tuán)隊(duì)和個(gè)人頒獎(jiǎng)

上海技物所所長(zhǎng)丁雷等作重點(diǎn)交流發(fā)言

2023年度科技創(chuàng)新“十大進(jìn)展”（基礎(chǔ)研究類）——“新型感存算一體紅外光電探測(cè)架構(gòu)”

當(dāng)前的空天領(lǐng)域機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要基于紅外光電傳感、計(jì)算和存儲(chǔ)單元的分立式架構(gòu)。冗余數(shù)據(jù)在感存算分立式架構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)頻繁傳輸會(huì)導(dǎo)致高延遲和高功耗問(wèn)題。因此，亟需研制感存算一體硬件，實(shí)現(xiàn)紅外圖像信息的原位處理與識(shí)別功能。人類視覺(jué)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的視覺(jué)感知和信息處理能力，這主要?dú)w功于視網(wǎng)膜對(duì)視覺(jué)信息的預(yù)處理以及大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擁有高度并行計(jì)算和存儲(chǔ)的功能。

本項(xiàng)目創(chuàng)新性的提出了紅外光電子非易失、可重構(gòu)的機(jī)制，設(shè)計(jì)出了兩端離子型、光電邏輯門以及浮柵結(jié)構(gòu)的器件。通過(guò)離子的遷移、光電柵極的調(diào)控和浮柵的存儲(chǔ)的機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紅外光響應(yīng)的正/負(fù)的存儲(chǔ)和調(diào)控作用，從而可以模擬人類視覺(jué)感知模式以及大腦的邏輯處理能力，完成了對(duì)紅外圖像的時(shí)空的檢測(cè)、預(yù)處理以及紅外信號(hào)的邏輯運(yùn)算等任務(wù)。該類器件解決紅外感知系統(tǒng)分立式架構(gòu)的高延遲和功耗的問(wèn)題，為大規(guī)模硬件集成及紅外視覺(jué)應(yīng)用提供了可能。

相關(guān)研究成果被Nature Nanotechnology在Research Briefing專欄報(bào)道，被Nature Photonics選為封面文章。同時(shí)紅外領(lǐng)域?qū)＜也ㄌm科學(xué)院院士Antoni Rogalski在Light: Science & Applications撰寫Research Highlight高度評(píng)價(jià)了上述工作，認(rèn)為“提出了一種非常有前途的感存算一體化器件架構(gòu)”，為未來(lái)科技發(fā)展開(kāi)辟新領(lǐng)域，具有深遠(yuǎn)意義。

（a）基于兩端硫空位遷移結(jié)構(gòu)的感存算一體紅外光電器件，（b）基于光波導(dǎo)柵極結(jié)構(gòu)的感存算一體紅外光電器件

（a）感存算一體紅外光電器件的紅外目標(biāo)檢測(cè)功能，（b）感存算一體紅外光電器件的通訊波段的邏輯運(yùn)算應(yīng)用

2023年度科技創(chuàng)新“十大進(jìn)展”（技術(shù)攻關(guān)類）——“極低暗電流紅外天文探測(cè)器”

紅外天文是天文學(xué)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域，是宇宙起源及演化等研究的重要手段。天文級(jí)紅外焦平面探測(cè)器是具有最高靈敏度的特種成像器件，具有極低暗電流和極低噪聲的特點(diǎn)，較常規(guī)探測(cè)器暗電流低3個(gè)量級(jí)、噪聲低1個(gè)量級(jí)，是紅外探測(cè)的制高點(diǎn)。我國(guó)紅外天文發(fā)展長(zhǎng)期受限于探測(cè)器“卡脖子”問(wèn)題，無(wú)法形成自主紅外觀測(cè)能力。

本項(xiàng)目建立了碲鎘汞表面寬禁帶調(diào)制、pn結(jié)寬精確控制和梯度電場(chǎng)吸收區(qū)等機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了1個(gè)電子/秒/像元的極低暗電流；突破了低噪聲架構(gòu)、非破壞性讀出和極低輻射等讀出電路技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低于50個(gè)電子的極低噪聲。研制出國(guó)內(nèi)首個(gè)640×512天文級(jí)碲鎘汞短波紅外焦平面探測(cè)器，截止波長(zhǎng)達(dá)到2.7μm。探測(cè)器具有高靈敏度和功能適配天文應(yīng)用的特征，技術(shù)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)。

上海天文臺(tái)對(duì)探測(cè)器進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試和評(píng)價(jià)，并完成了我國(guó)首次采用國(guó)產(chǎn)天文紅外焦平面探測(cè)器的紅外天文觀測(cè)，與標(biāo)準(zhǔn)星表對(duì)比，觀測(cè)到14等以上的恒星，獲得了良好的觀測(cè)效果，滿足了天文觀測(cè)需求。

天文紅外焦平面探測(cè)器暗電流及器件照片

?上海天文臺(tái)天文觀測(cè)成像照片（圖中數(shù)字為對(duì)應(yīng)恒星的星等）

2023年度科技創(chuàng)新“十大進(jìn)展”（技術(shù)攻關(guān)類）——“風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星先進(jìn)光電有效載荷技術(shù)”

全球數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、全球氣候變化應(yīng)對(duì)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和綜合防災(zāi)減災(zāi)等國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，對(duì)發(fā)展精密監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)的觀測(cè)能力提出了更高的要求，亟需發(fā)展高定量化高精度的光電探測(cè)技術(shù)。項(xiàng)目突破了中分辨率光譜成像、紅外高光譜大氣探測(cè)、太陽(yáng)反照譜段輻射基準(zhǔn)測(cè)量、短波多角度偏振探測(cè)、地球精密輻射探測(cè)等關(guān)鍵核心技術(shù)，研制成功六臺(tái)先進(jìn)光電儀器，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)云氣象衛(wèi)星06星（上午星）和07星（降水星）的成功應(yīng)用。

國(guó)際上首次提出并實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)反照譜段輻射基準(zhǔn)測(cè)量，在軌不確定度優(yōu)于2%；實(shí)現(xiàn)了國(guó)際首臺(tái)短波多角度偏振成像探測(cè)的在軌應(yīng)用，為云和氣溶膠的精細(xì)化探測(cè)反演提供了新型手段；實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首顆降水衛(wèi)星多光譜連續(xù)綜合觀測(cè)和成像，大幅提升云、氣溶膠、水汽、陸地表面特性等大氣、陸地、海洋參量的高精度定量反演能力。

通過(guò)太陽(yáng)反射波段在軌絕對(duì)定標(biāo)技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的首次使用，大幅提升觀測(cè)性能和定量化水平，多光譜中高分辨率全球高時(shí)效成像、大氣垂直探測(cè)和氣候觀測(cè)綜合能力處于國(guó)際第一梯隊(duì)。相關(guān)技術(shù)有力支撐了風(fēng)云三號(hào)上、下午星性能的提升，在氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)領(lǐng)域向世界貢獻(xiàn)中國(guó)智慧和風(fēng)云方案。

2023年5月7日8時(shí)35分我國(guó)東南沿海地區(qū)對(duì)流云團(tuán)的精細(xì)化云頂結(jié)構(gòu)

上午星中分全球紅外溫度成像

2023年度“身邊優(yōu)秀榜樣先進(jìn)集體”稱號(hào)——型號(hào)項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)

型號(hào)項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)在科技管理上落實(shí)“抓戰(zhàn)略、抓改革、抓規(guī)劃、抓服務(wù)的定位”，三年來(lái)攻堅(jiān)克難，協(xié)力爭(zhēng)取重大任務(wù)27個(gè)，組織完成54個(gè)航天型號(hào)發(fā)射入軌，在研重大任務(wù)覆蓋29個(gè)項(xiàng)目51型載荷，在國(guó)家科技重大專項(xiàng)、民用空間基礎(chǔ)設(shè)施、重大裝備和新技術(shù)探索等領(lǐng)域保障了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，國(guó)際一流的重大產(chǎn)出，滿足國(guó)家戰(zhàn)略需要。

團(tuán)隊(duì)從產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)目標(biāo)出發(fā)，針對(duì)并行研制的近30個(gè)重大型號(hào)分別在技術(shù)、質(zhì)量、時(shí)間和經(jīng)費(fèi)提前“四維”策劃；在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程中突出精細(xì)化管理和“主動(dòng)服務(wù)”，綜合運(yùn)用信息化管理手段，精細(xì)管控每年200余里程碑節(jié)點(diǎn)的實(shí)施，動(dòng)態(tài)形成成本、資源、進(jìn)度、狀態(tài)的一個(gè)庫(kù)/一張表數(shù)據(jù)庫(kù)指導(dǎo)工程推進(jìn)，建立了“項(xiàng)目線—部件/支撐線—測(cè)試試驗(yàn)線”矩陣式管理模式，確保了各項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn)。團(tuán)隊(duì)黨建與業(yè)務(wù)融合發(fā)展，通過(guò)部門例會(huì)、支部活動(dòng)等弘揚(yáng)賡續(xù)航天系列精神和型號(hào)管理“法寶”，構(gòu)建新時(shí)期的理念與行動(dòng)坐標(biāo)，組織科研任務(wù)做到了信息暢通、協(xié)同作戰(zhàn)。不斷優(yōu)化服務(wù)流程，提升服務(wù)質(zhì)量，連續(xù)三年百余項(xiàng)目30多家用戶的滿意度均在99.5%以上。團(tuán)隊(duì)建立覆蓋產(chǎn)品生命周期的成本策劃規(guī)劃，統(tǒng)籌資源優(yōu)化配置；施行運(yùn)用數(shù)字化手段逐步實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管控的全系統(tǒng)、全過(guò)程和全要素，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的“縱向到底、橫向到邊”的多維項(xiàng)目矩陣管理。

2023年度“身邊優(yōu)秀榜樣先進(jìn)工作者”稱號(hào)——胡偉達(dá)研究員

胡偉達(dá)研究員長(zhǎng)期在面向氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)等國(guó)家重大需求的紅外光電探測(cè)器物理與應(yīng)用研究中長(zhǎng)期刻苦鉆研，針對(duì)高性能紅外探測(cè)器“卡脖子”難題，聚焦多種暗電流機(jī)制混合不清和不同光生載流子操控困難的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，將均勻場(chǎng)作用機(jī)理上升到局域場(chǎng)調(diào)控水平，形成兩項(xiàng)代表性工作：一是面向第三代紅外探測(cè)器，提出消除有害局域場(chǎng)新機(jī)理。建立高分辨紅外局域場(chǎng)表征系統(tǒng)和噪聲電流修正模型，揭示表面寄生局域場(chǎng)誘導(dǎo)暗電流新機(jī)理，提出原位混合鈍化及單極勢(shì)壘分離雙色光生載流子新機(jī)制，大幅提高長(zhǎng)波紅外監(jiān)控精細(xì)目標(biāo)能力，解決長(zhǎng)中波雙色紅外探測(cè)器串音和光電流響應(yīng)不平衡難題，實(shí)現(xiàn)時(shí)空一致、像素級(jí)融合長(zhǎng)-中波雙色成像。國(guó)際紅外旗艦機(jī)構(gòu)美Raytheon和法LETI評(píng)價(jià)局域場(chǎng)機(jī)制“可顯著降低刻蝕損傷……改善焦平面陣列性能”。澳兩院院士Faraone評(píng)價(jià)雙色器件“具有超低光譜串?dāng)_及時(shí)空一致特性”。相關(guān)機(jī)理應(yīng)用于全球首顆可持續(xù)發(fā)展衛(wèi)星、天宮等紅外載荷，衛(wèi)星載荷總師評(píng)價(jià)“將8-12.5微米長(zhǎng)波紅外探測(cè)器暗電流降低一個(gè)量級(jí)以上”。二是面向新一代紅外探測(cè)器，引入有益局域場(chǎng)新思路。聯(lián)合操控局域場(chǎng)，調(diào)控多種暗電流成份和不同光生載流子分布，實(shí)現(xiàn)室溫反常光導(dǎo)增益的微弱信號(hào)探測(cè)、可調(diào)雙波段響應(yīng)及感存算一體智能紅外識(shí)別等變革性特征的紅外探測(cè)器，成果被Science副主編Yury撰文評(píng)價(jià)“有望實(shí)現(xiàn)多種神經(jīng)形態(tài)功能”，被Science和Nature Electronics亮點(diǎn)報(bào)道，入選中國(guó)半導(dǎo)體十大進(jìn)展和中國(guó)光學(xué)十大進(jìn)展。

以第一通訊發(fā)表Science、Nature Photonics、Nature Electronics、Nature Nanotechnology等論文200余篇，他引20000余次，h因子80，ESI熱點(diǎn)和高引論文20篇，授權(quán)發(fā)明專利24項(xiàng)。任Small編輯顧問(wèn)委員會(huì)委員，Infrared Physics & Technology副主編，ESIT國(guó)際大會(huì)執(zhí)行主席。

供稿：科研處、黨委辦公室

編輯：行政辦公室