《大国之材》：矩阵科技将材料的研发速度从“钓鱼式”变成“撒网式”

近期，《大国之材》走进深圳市矩阵多元科技有限公司，专访矩阵科技创始人、董事长张晓军博士，听他揭晓高通量材料制备的奥秘与未来。

1877年，在一个堆满耐热材料的实验室里，狂热的发明家爱迪生正在进行一项实验。他想找到一种能燃烧到白热的物质做灯丝，并且要经住热度在2000摄氏度持续1000小时以上的燃烧。同时追求用法简单，能经受日常使用的击碰，价格低廉，并且不影响其他灯同时工作。

这是一个大胆的设想，却也耗费了这位天才无数的心血。他每天工作19个小时，做过上质矿石和矿苗共1600种不同的试验，试验笔记簿多达200多本，共计4万余页。直到1908年，才找到了理想材料——钨丝。

30余年的光阴一去不复回。除了研发周期十分长，逐个尝试的实验方法每天耗费的成本也令人惊叹。对于现代工业来说，这是耗不起的“玩法”。

若研发能从一样一样串联式的变成多种研发并联式的进行，时间和资金等各种成本或许能得到大幅下降。深圳市矩阵多元科技有限公司（以下简称“矩阵科技”）董事长张晓军就开始尝试这样一种捷径路线，这种技术被称为“高通量材料制备”。

样品图 高通量制备具有不同成分的100种材料

材料研发成本降100倍

脉冲激光沉积系统（L系列）

“做材料研究好比捕鱼，传统的方式是钓鱼，一次只能钓起一条，而高通量材料制备技术是撒网，一次可以拉上来一大网的鱼。”张晓军向《大国之材》作了个形象的比喻。

张晓军提出的高通量材料制备技术路线是通过多元脉冲沉积系统实现一次性批量制备100种不同的材料，并且可进行自动化的扫描数据，快速筛选出最佳的材料或芯片。

脉冲激光沉积系统（M系列）

“采取高通量材料制备技术，从理论上讲，芯片研发成本可以降低100倍。”张晓军对《大国之材》说。

巩固国内市场地位

事实上，更为关键的是，制备100种材料的良品率需要满足与单个材料制备的质量相当水平，这样高通量的制备方式才有意义。

样品图 高通量制备不同材料成分的100个小样品

高通量材料制备涉及到不同原材料和不同配方的制备，在制备的过程中，传统的方式是每个材料制备完成后，再进行混合，张晓军对《大国之材》表示，矩阵科技的制备方式是在制备的过程中就实现原材料之间原子级别的混合，材料的质量也随之大幅提高。

2019年11月，张晓军带着他的产品参加了中国创新创业大赛新材料行业总决赛，决赛上组织了500强公司的对接活动。出乎意料的是，原本没打算参与对接的张晓军却被某集团的人拦住，并表达了合作的意愿。

和其他的设备厂商一样，张晓军也曾为国内对国产设备质量存疑的心态担忧过，对于新创立的公司而言，产品能否得到市场的认可关乎着接下来的公司处境，令张晓军略感意外的是，销售从0到1的突破很快就实现。

如今，矩阵科技已经接到了不少高校、研究所等的订单，并且有企业已经开始与矩阵科技探讨合作。“预计明年的订单在3000万到5000万左右，生产相关的都要扩大。”张晓军对《大国之材》说。

材料基因工程的参与者

早在2017年，矩阵科技就拿到了松禾资本1500万天使投资。

2017至2018年，是张晓军和他的团队们积蓄力量搞研发的阶段，2019年进入产品销售阶段。

销售研发设备和耗材，提供材料配方、工艺以及设备的整套材料解决方案，这只是矩阵科技布局的第一步，在张晓军的计划里，第二步是扩大供应，随着积累的数据量越来越多，第三步则将提供材料大数据服务。

脉冲激光沉积系统（B系列）

有人认为，新材料研究发展缓慢，不仅是中国面临的问题，而是全世界的“通病”，大家都是通过堆砌实验次数的“笨”办法来创造新材料。爱迪生尝试寻找灯丝材料时，中国仍处在封建时代。在材料领域，中国起步晚，但并非没有办法破解，打破研究方法的桎梏很重要。利用大数据，实则是找到更高效的材料设计的方法。

高通量材料制备，其实牵出另一个概念——材料基因工程，我国目前已形成了全球门类最全、品种与产量规模第一的材料产业体系，2018年新材料产值3.9万亿元。尽管规模庞大，但面临新材料创新能力不足、创新质量不高、迭代经验欠缺等问题，而材料基因工程的实施，可有效地解决新材料发展的瓶颈问题。

材料基因工程包括高通量计算方法、高通量实验方法、材料大数据等关键技术，通过协同创新，实现新材料研发周期缩短一半、研发成本降低一半的目的。而矩阵科技目前正在做的就是高通量实验这一环节。“这是材料基因工程里面最难，也是最核心的地方，因为只有把高通量的实验做好了，才能提供准确、可靠的数据源。”

“高通量技术将是大势所趋，但是目前还是处于在一个爆发点的阶段。”张晓军对《大国之材》说。这对矩阵科技而言无疑是个巨大的机会，张晓军和他的团队正枕戈待旦。