拎着封装好的芯片样品赶高铁,守在南方工厂车间外等测试结果;做个高精度零件,找遍济南找不到能加工的厂家……这是济南不少企业曾经有过的经历。从实验室里的一张图纸,到生产线上的一批产品,中间横亘着一条被业界称为“死亡谷”的转化鸿沟。

近年来,济南加速概念验证中心、中试平台、中试基地建设,尤其是去年年底以来,集中推进机器人、集成电路、电路板(PCB)等领域中试平台建设,围绕“13+34”产业链搭建从实验室“好成果”到生产线“好产品”的高速路,为新质生产力跨越“死亡谷”架起坚实的济南桥梁。

转化痛点

卡在中试“最后一公里”

中试,是产品在大规模量产前的“小批量试制+工艺验证”环节。对济南这座制造业基础深厚、科创资源富集的城市而言,中试环节的缺失,是科技成果转化路上的断点。

在集成电路领域,济南作为全省集成电路产业核心承载地,2025年集聚相关企业超百家,在第三代半导体材料、国产EDA工具等领域形成特色优势。但芯片成品测试这一后端刚需环节,却是区域短板。山东及华北地区缺少一站式测试载体,设计企业、封装厂通常需要远赴南方外协,不仅拉长研发周期、推高物流成本,更存在核心技术泄漏的风险。

在机器人与精密制造领域,痛点同样尖锐。济南制造业门类齐全,但高端精密加工能力分散,高校实验室的原型机找不到工程化落地的载体,中小企业的小批量试制需求无人承接,大量订单流向南方城市。

近年来,济南依托企业建设了一批中试基地,不过服务更侧重内部需求,且类型难以覆盖重点产业链的细分赛道。去年年底以来,济南市着力解决这一产业链断点,由济南产发集团牵头执行,本着“先干起来”的原则,布局建设一批概念验证中心和中试平台,破解制约早期科技成果转化的瓶颈。

一场围绕“中试”的产业补位战,就此打响。

破局之举

整合资源打造产业引擎

中试平台投入巨大,建设如何快速高效?济南的解法,是“盘活”与“共建”。

走进济南晶谷集成电路中试平台,测试线已经紧锣密鼓布局,洁净间已完成装修改造,加工测试设备已就位,覆盖第三代半导体晶体材料生长加工、芯片制备、成品检测的中试脉络清晰可见。

最难啃的“第一块骨头”,是芯片检测能力的补位。济南产发集团联合山东产业技术研究院,在原有资产基础上进行整合,打造出北方地区屈指可数的12纳米及以下制程芯片检测能力。这条产线覆盖芯片入厂检验、全温域FT测试、自动分选、激光打标等七大流程,填补了山东省内FPGA芯片全流程测试的空白。

在第三代半导体这条主赛道上,平台选择“强强联合”的打法。氮化镓晶体生长加工中试线联合晶镓半导体、创世威纳共建,历城区智能传感器产业园内1500平方米洁净区,安装布局9台套设备,覆盖从单晶生长到晶圆加工测试的全流程。目前可稳定量产2英寸氮化镓单晶衬底,4英寸N型、半绝缘氮化镓晶体已实现技术突破,处于国内领先、国际先进水平,目前正在研发5英寸产品。碳化硅芯片及封装中试线则牵手山东大学,可开展大尺寸6英寸、8英寸二极管的工艺研发、中试与小批量生产。

此外,平台还将山东产业技术研究院MEMS传感器芯片中试线纳入其中,通过追加设备投资完成中试线升级补齐,99台套设备覆盖光刻、刻蚀、薄膜、测试等九大功能区,年产能可达5000片晶圆,综合工艺水平位居国内公共中试平台第一梯队。

“我们不是简单的设备搬运工,而是要做产业资源的‘超级链接者’。”济南产发集团党委书记、董事长孟新介绍,与现有的中试平台不同,晶谷集成电路中试平台整合市属国有企业、新型研发机构及历城区各方资产资源,发挥产发集团资本与运营优势,通过“通用设备集中采购、专有设备自主投入、公司化合作运营”的共建模式,将原本分散在政府、院所、企业手中的碎片化资源,整合成了一个面向全社会开放的公共中试载体。

据介绍,该平台在筹建初期,已有企业订单进来。

人才支撑

把“概念”变成“样品”

在位于济南新旧动能转换起步区的济南机器人概念验证中心和中试平台,数十台高端设备一字排开,加工的表面粗糙度可至纳米级别,既能加工金属,也能加工玻璃、陶瓷等硬材料。

“以前济南做机器人样机,找个小批量精密加工件,得跑到南方,不仅物流成本高,沟通更是个大麻烦。”平台负责人周同金说,基地正是为了解决这个问题而生。这里不仅有车、铣、刨、磨全套冷加工设备,更有纳米级车床、五轴加工中心、高精度磨床等“硬核”装备。

“人形机器人的所有金属零部件,在这里都能完成从图纸到实物的全流程加工。”周同金介绍,这样的精密加工能力,不仅济南独一份,整个北方都不多见。

据悉,基地构建起“1个综合中试平台+3个特色概念验证中心+10类实景应用场景”的完整体系:工业母机加工平台聚焦减速器、伺服电机等核心零部件;3D打印快速成型、机器人核心功能、一体化关节技术三大概念验证中心,覆盖从原型迭代到性能验证的全维度;人形机器人、农业机器人、巡检机器人等10类测试场景,让算法和整机方案在真实工况中迭代优化。

当然硬件发挥作用,也离不开人才支撑。

企业带着一个模糊的“产品想法”来,团队要把产业需求翻译成工程师语言,把需求拆解成具体的工艺方案、加工图纸、测试标准,真正把“概念”变成可落地的“样品”。这就需要一个兼具技术、工艺、试制、质量控制等方面的复合型高层次人才团队。

平台正在搭建一个这样的团队,这里有硬件、软件工程师,有材料领域的工艺专家,有做视觉算法、力控系统的研发人员,现在还在招聘技术娴熟的专业技工。

该平台预计11月份全面启用。“目前已经有企业找过来,他们的需求基本都能满足。”周同金说,除了机器人产业,智能制造业的大部分精密加工这里都能解决。

长效运营

从“房东”到“合伙人”

除此以外,由济南产发牵头建设的电路板(PCB)概念验证中心和中试转化中心也在加速推进中。该中心位于小鸭控股集团智能制造新园区,涵盖贴片、插件、焊接、涂覆全流程,年生产能力100万件,建成后将向消费电子、工业控制等领域中小微企业开放共享。目前设备已进场,计划9月底完成安装投用。

建设只是中试平台的第一步,长效运营才是其发挥作用的关键。目前已有的中试平台不少存在“内部化”倾向,受硬件投入高、研发周期长、运营耗资大、人才成本重等多重压力制约,现有平台服务多局限于内部或特定合作方,未能面向广大科技型中小企业开放,资源利用效率有待提升。

“中试平台绝不是简单的‘租设备、收租金’。”这是济南中试平台运营者的共识。针对行业痛点,济南探索出一套国资引领、市场导向、产学研深度融合的运营新模式。

平台运营一方面面向企业承接商业化批量测试与小批量试产,以市场化服务形成现金流;另一方面面向高校、科研院所开放测试工位与加工能力,为科研样品提供低成本验证渠道,提高设备共享使用率。

平台通过数字孪生技术赋能,建设智慧中枢,通过1:1复刻虚拟工厂模型,实时汇聚晶圆加工、芯片检测、设备运行等全流程数据,实现物理车间与数字空间的状态同步。生产调度、设备预警、工艺追溯,都在一块大屏上完成。数字化赋能,将推动中试线实现分时租赁、错峰排产、定制化服务,让设备利用率最大化。

更长远的逻辑,是“降本、提效、增值”的全周期闭环:建设期整合资源,大幅降低初始投入;运营期采用“通用设备集中采购、专有设备自主投入”的共建模式,与合作伙伴锁定产能、摊薄成本;成熟期对完成中试的优质项目,以设备、资金入股,共享成长收益,反哺平台升级。

事实上,近年来这样的模式已经结出硕果。山东中科思尔科技有限公司正是依托MEMS传感器芯片中试线进行成果转化,如今已经成长为拥有22项核心专利的高新技术企业;山东晶镓半导体有限公司则依托氮化镓中试线,快速推进大尺寸高质量衬底的研发迭代。

(大众新闻记者 段婷婷)