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論文寫在雪域高原 實(shí)現(xiàn)找礦理論和實(shí)踐雙突破

廣州地球化學(xué)研究所?王核

王核，現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員、礦產(chǎn)勘查學(xué)科組組長(zhǎng)。主要開展礦床學(xué)、成礦預(yù)測(cè)和礦產(chǎn)勘查等領(lǐng)域研究，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)白龍山超大型鋰礦等10多個(gè)礦床（點(diǎn)），為滿足我國(guó)戰(zhàn)略資源重大需求作出重要貢獻(xiàn)。

一、瞄準(zhǔn)學(xué)科前沿，強(qiáng)化使命擔(dān)當(dāng)

王核秉承“敬業(yè)、勤業(yè)、精業(yè)、樂業(yè)”的理念，不忘報(bào)國(guó)初心、30年如一日潛心研究。圍繞西昆侖典型礦床和成礦規(guī)律，歷經(jīng)艱苦勘探，在找礦理論和實(shí)踐上取得重大突破，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)稀有金屬成礦、找礦理論躋身國(guó)際前列奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也為解決我國(guó)鋰資源短缺難題作出突出貢獻(xiàn)。

二、滿足國(guó)家重大需求，推動(dòng)科技創(chuàng)新

面向國(guó)家戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源重大需求，在稀有金屬成礦理論與找礦預(yù)測(cè)方面產(chǎn)出了一系列高水平研究成果。

一是創(chuàng)建“偉晶巖脈對(duì)稱分帶找礦模式”。通過研究白龍山一帶的偉晶巖脈群分帶性、不同區(qū)帶偉晶巖巖脈的成礦特征，創(chuàng)建了“偉晶巖脈對(duì)稱分帶找礦模式”，總結(jié)了偉晶巖型鋰礦床的三個(gè)找礦要素，相關(guān)成果發(fā)表在Lithos和Ore Geology Reviews等刊物上，為鋰礦的找礦勘查提供了有力的理論依據(jù)。

二是發(fā)現(xiàn)白龍山世界級(jí)超大型鋰礦床。率先在白龍山巖體北部發(fā)現(xiàn)白龍山鋰礦，與隨后發(fā)現(xiàn)的雪鳳嶺鋰礦構(gòu)成長(zhǎng)15km的含礦偉晶巖脈群（北礦帶），在白龍山巖體南側(cè)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了雪盆、雙牙等鋰礦，構(gòu)成了長(zhǎng)25km的南礦帶。白龍山超大型鋰礦床預(yù)測(cè)潛在資源量還有氧化鋰506萬(wàn)噸、氧化鈹16萬(wàn)噸、氧化銣31萬(wàn)噸等，鋰、鈹、銣、鉭稀有金屬均達(dá)到超大型。相關(guān)成果發(fā)表在Lithos和《大地構(gòu)造與成礦學(xué)》等刊物。

三是提出在西昆侖-東昆侖-川西存在一個(gè)2800km長(zhǎng)的古特提斯域的鋰成礦帶。在前期研究基礎(chǔ)上，認(rèn)為喀喇昆侖存在一個(gè)600km的成礦帶，并提出在西昆侖-東昆侖-川西存在一個(gè)2800km的古特提斯域鋰成礦帶及“LRN”(Li-Rb-Nb)鋰礦新類型，豐富了相關(guān)成礦理論，研究成果在《地質(zhì)學(xué)報(bào)》、Economic Geology上發(fā)表。

四是白龍山鋰礦的初步勘探和開采取得重要突破。2018年以來(lái)，首采區(qū)3.02平方公里備案資源量：氧化鋰68.24萬(wàn)噸、氧化鈹2.18萬(wàn)噸、氧化鈮+氧化鉭0.82萬(wàn)噸。白龍山鋰礦一期300萬(wàn)噸/年已投入生產(chǎn)，依托其建設(shè)的全球最大的鋰礦一體化項(xiàng)目啟動(dòng)，標(biāo)志著開發(fā)利用進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段。

三、野外耕耘不輟，成果產(chǎn)生社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

王核長(zhǎng)期奮斗在雪域高原，腳踏實(shí)地、奮勇拼搏，多次與死神擦肩而過。白龍山超大型鋰礦的發(fā)現(xiàn)是理論與實(shí)踐結(jié)合的經(jīng)典案例，其經(jīng)濟(jì)潛力巨大，僅探礦權(quán)出讓即為20億元。按2023年8月碳酸鋰平均市場(chǎng)行情24.5萬(wàn)元/噸，該礦潛在資源量氧化鋰506萬(wàn)噸，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值超過3萬(wàn)億元。

國(guó)產(chǎn)化碳化硅晶片的開路人

物理研究所?陳小龍

作為第三代半導(dǎo)體材料，碳化硅晶體是新能源汽車、光伏和5G通訊等急需的戰(zhàn)略性半導(dǎo)體材料，是材料領(lǐng)域發(fā)展最快、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)最激烈的方向之一。中國(guó)科學(xué)院物理研究所先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)室陳小龍研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難20余年，在國(guó)內(nèi)最早開展成果轉(zhuǎn)化，創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)第一家碳化硅晶體產(chǎn)業(yè)化公司，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)碳化硅晶片產(chǎn)品從無(wú)到有，突破了國(guó)外對(duì)我國(guó)碳化硅晶體生長(zhǎng)和加工技術(shù)的長(zhǎng)期封鎖，帶動(dòng)了我國(guó)碳化硅材料、器件和模塊產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。

自主創(chuàng)新，突破關(guān)鍵核心技術(shù)

至上世紀(jì)九十年代末，只有美國(guó)等少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家掌握2英寸晶體生長(zhǎng)技術(shù)，應(yīng)用于制造先進(jìn)雷達(dá)、航空航天等，但對(duì)我國(guó)實(shí)施嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。自1999年以來(lái)，陳小龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從零開始，立足自主創(chuàng)新，開展碳化硅晶體制備的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。經(jīng)過20多年的科研攻關(guān)，陳小龍攻克了晶體擴(kuò)徑這一公認(rèn)的難題，穩(wěn)定生長(zhǎng)出高質(zhì)量的2至8英寸碳化硅晶體，解決了產(chǎn)生相變、微管等致命缺陷的問題。陳小龍團(tuán)隊(duì)還發(fā)明了等面積多線切割技術(shù)，新型研磨液和拋光液，大幅降低了加工成本。團(tuán)隊(duì)在碳化硅晶體生長(zhǎng)與加工技術(shù)方面獲授權(quán)專利29項(xiàng)（國(guó)際發(fā)明專利6項(xiàng)）。

厚積薄發(fā)，從基礎(chǔ)研究走向產(chǎn)業(yè)化

經(jīng)過長(zhǎng)期的基礎(chǔ)研究階段積累，2006年，陳小龍?jiān)跓o(wú)經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下，創(chuàng)辦了國(guó)內(nèi)第一家碳化硅晶體產(chǎn)業(yè)化企業(yè)——北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司（簡(jiǎn)稱“天科合達(dá)”），建立了完整的碳化硅晶片生產(chǎn)線。

在產(chǎn)業(yè)化過程中，陳小龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)降低碳化硅晶體缺陷密度，提高晶體質(zhì)量，產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。天科合達(dá)向國(guó)內(nèi)100多家科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)批量供片，產(chǎn)品被應(yīng)用于某重大工程型號(hào)中。近三年晶片累計(jì)銷售11.4億元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。天科合達(dá)在導(dǎo)電型碳化硅襯底供應(yīng)商中市場(chǎng)排名國(guó)內(nèi)第一、國(guó)際第四，2022年國(guó)際市場(chǎng)占有率12.8%左右。

鍥而不舍，力爭(zhēng)取得新的突破

碳化硅晶體的國(guó)產(chǎn)化，滿足了國(guó)家重大需求，帶動(dòng)了中車、國(guó)網(wǎng)、泰科天潤(rùn)等20余家國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)入下游器件、封裝和模塊產(chǎn)業(yè)，促使國(guó)內(nèi)形成了完整的碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，帶動(dòng)了我國(guó)寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得我國(guó)的新能源汽車和光伏等產(chǎn)業(yè)進(jìn)入世界前列。陳小龍因在碳化硅研究方面取得的突出成就而獲得中國(guó)科學(xué)院科技促進(jìn)發(fā)展獎(jiǎng)和中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)發(fā)明創(chuàng)業(yè)特等獎(jiǎng)。

陳小龍將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)專注于提高碳化硅晶體的質(zhì)量，降低成本，實(shí)現(xiàn)8英寸碳化硅襯底規(guī)?；a(chǎn)。幾年前他已帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)新的液相法碳化硅晶體生長(zhǎng)技術(shù)，并在國(guó)際上首次生長(zhǎng)出性能更加優(yōu)異的立方碳化硅晶體，今后將向產(chǎn)業(yè)推廣，為更穩(wěn)定性和可靠性功率器件奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，力爭(zhēng)為我國(guó)寬禁帶半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)做出新的更大貢獻(xiàn)！