半导体材料与器件激光高精密加工实验室是由河北工业大学创新研究院（石家庄）与河北圣昊光电科技有限公司共建的，专注于半导体及先进陶瓷等硬脆材料精密加工的高端技术，集成高精度超快激光、多轴协同加工、在线诊断系统、工艺智能优化等系统及全链路协同控制，具备微米级加工精度、低热影响和复杂轨迹处理能力。通过ps级超快激光与智能光束整形技术，结合实时监测与参数自主优化，保障加工质量一致性与高效率。同时，为光电芯片等半导体元件的超精细加工提供关键技术支撑，有助于提升产品性能与良率，推动国产化替代进程，其智能化与柔性化生产能力有助于缩短研发周期、降低成本，为新材料与新器件的先进制造提供支持，赋能区域高端制造业转型升级。

 本期，我们邀请到实验室首席科学家王雨雷教授，通过问答方式，帮助我们更好地了解实验室的整体情况。

团队由国家级人才吕志伟教授领衔，共23名成员。我们长期聚焦高功率激光技术，近五年在High Power Laser Sci. Eng、Opt. Express等高水平期刊上发表论文300余篇，授权专利60余项，获得多项省部级以上奖励。这些研究积累为搭建实验室提供了三项核心技术支撑：一是飞秒激光微纳加工技术，为高精度、低损伤制造奠定理论基础；二是激光冲击强化技术，提升了关键部件的性能；三是智能在线监测技术，保障了加工过程的稳定与高效。这些工作有力推动了先进激光技术从实验室走向产线，为我国半导体制造装备的自主化和工艺升级提供有力支撑。

 半导体激光精密加工是一种利用高能量激光对半导体等材料进行高精度钻孔与改性的先进技术。其核心原理是将激光聚焦成极小光斑，使材料瞬间汽化，从而实现“无接触”的精密去除。相比传统机械加工或常规激光加工，该技术具有精度高、热影响区小、无工具磨损、可加工复杂三维结构、易于自动化集成等显著优势，尤其在微尺度制造中展现出不可替代的先进性。

 基于上述优势，我们搭建的实验室可广泛应用于半导体、航空航天等高技术行业，尤其在脆性材料与复杂微结构加工中表现卓越。实验室不仅实现了高精度加工，更在系统层面实现了关键创新，集成了实时监测与闭环控制系统，能够在线诊断光束质量并预警加工缺陷，从而显著提升加工一致性与产品良率。

 我们希望将实验室打造为集精密加工与智能决策于一体的先进制造基座。它不仅能够解决传统加工过程中感知不足的痛点，更可为企业提供可溯源、可预测、高可靠的精密制造解决方案，助力企业缩短研发周期、降低综合成本，进而为区域产业集群的高水平创新与产业升级提供关键支撑。

 我们所搭建的实验室能够与河创院多个实验室深度协同，构建从工艺开发到质量检测的完整技术链条，形成“1+1>2”的协同效应。

 一方面，可与“数据仿真智算实验室”联合构建“加工过程数字孪生系统”。实验室实时采集的激光参数与材料响应等数据，传输至智算实验室进行建模与机器学习，从而精准预测最优工艺参数，形成可自我优化的“智能工艺包”，缩短研发周期；另一方面，与“太赫兹成像及器件检测实验室”协同，实现“加工-检测”一体化闭环。加工后立即通过太赫兹成像进行在线无损检测，实时识别内部缺陷并反馈至加工端，自动调整参数，形成在线检测标准与闭环质量管控方案。

 通过多实验室联动，最终形成覆盖设计、加工、检测全流程的智能闭环，助力企业降本增效与产业创新升级。

 与圣昊光电合作开发出省内首台套超快激光划片机，成功攻克了高良率、低损伤晶圆切割的技术难题，验证了“科研+产业”融合的高效路径，为本次实验室共建奠定了坚实基础。

 在此基础上，新建实验室将推动校企合作从“单点攻关”向“系统能力共建”深化。圣昊光电凭借其丰富的微纳加工工艺数据库与量产验证平台，能将产线需求与质量标准深度融入实验室研发，为共建实验室的研究成果提供了产业化能力。而我们团队则聚焦高功率激光技术、智能诊断与闭环控制技术，在多物理场监测、智能控制算法等方面具备前沿科研能力。

 这种深度校企合作为企业带来三重价值：一是提前布局前沿工艺、主导技术标准；二是通过联合实训与双导师制精准培养复合型人才；三是借助实验室开放性拓展新应用场景与市场空间。

 校企双方将通过“需求共提、研发共担、平台共用、成果共享”的协同机制，来确保技术研发与产业需求无缝对接。具体而言，企业将基于其市场前沿地位和产线经验，精准提出实际痛点与需求；高校团队则依托实验室的在线监测与智能控制能力开展定向攻关。双方组建联合项目组，定期对接，确保研发紧扣产业需求。

 实验室将向企业全面开放，支持新技术在真实工况下的快速验证与迭代。此外，校企将共同走访产业链上下游，挖掘光通信、功率电子等更广泛领域的共性难题，推动成果辐射。最终，技术成果将以工艺包、标准接口等模块化形式快速转化，助力企业产品升级与竞争力提升，形成从需求提出到价值反哺的创新闭环。

 随着实验室的建设运行，预计将产出智能控制软件、标准化工艺包及多物理场监测模块等关键技术成果。这些成果将显著增强我国在半导体、光电子、航空航天等高端制造领域的自主研发能力，尤其在集成电路封装等环节，有望打破对国外设备与工艺的依赖。

 在区域层面，实验室将作为共性技术枢纽，通过工艺优化与技术培训等服务，助力本地企业降低研发成本、加速产品迭代，推动形成高附加值精密制造产业集群。积累的数据与质量体系，还将为制定激光精密加工行业标准奠定基础，促进行业从“经验驱动”转向“数据驱动”。

 此外，实验室也将为人工智能实时决策、新材料加工等前沿研究提供验证环境，支撑国家智能制造战略布局，最终构建技术、产业与标准协同发展的良性生态。

 我认为共建这一实验室不仅是技术创新的载体，更是打通“基础研究—工程验证—产业转化”全链条的关键枢纽。实验室在技术自主创新层面，将着力攻克高精度激光加工中的“卡脖子”难题，突破闭环控制、在线监测等关键技术的垄断；在人才培养方面，构建了“科研-工程-产业”三位一体的育人生态，致力于培养半导体等新兴产业急需的复合型人才；同时，我们也将与企业持续深度合作，联合开设校企共建课程，设计基于真实产业需求的实训项目，并推行企业导师与校内导师共同指导研究生的双导师制。通过围绕企业实际技术难题设立课题，实现“真问题、真研究、真应用”的协同攻关。

 在未来三到五年，我们的愿景是将实验室建设成一个以半导体激光精密制造为核心，集前沿技术研发、共性技术服务、成果高效转化与高端人才培养于一体的开放共享的产学研协同创新高地。将重点攻克高功率激光稳定性控制、在线感知与闭环调控等关键技术，构建从“光源-加工-检测”全流程智能闭环系统，力争在半导体等关键领域实现加工良品率的重大突破。同时，将坚持开放共享，融合光学、材料、人工智能等多学科资源，积极对接企业需求，联合开展技术攻关与成果转化。我们期望通过持续努力，孵化高科技企业，服务区域产业升级，成为支撑我国高端制造自主创新的重要力量。

 从去年单一的激光加工项目合作，到今年与企业共建实验室，这种转变背后，体现了高校科研向“问题导向、应用导向”的深度转型。我们正以真实产业需求为牵引，整合多学科资源，构建可持续的技术供给能力。

 共建实验室不仅实现设备与场景共享，更推动了企业工程经验与高校科研能力的深度融合，形成了“需求共提、技术共研、成果共用”的新型合作关系，有效提升了科技成果转化的效率与成功率。

 对于希望借鉴此类合作的高校与企业，我们建议：一要精准定位行业共性痛点，避免局限于单一需求；二需建立清晰的权责与利益分配机制；三应坚持开放共享，吸引多元主体参与；四要注重人才培养与流动，促进产学研良性互动。