这台“国之重器”的“心跳”和“大脑”,来自萧山
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这台“国之重器”的“心跳”和“大脑”,来自萧山

在总长超过3公里的上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)链路中,上千台设备既要依托统一时序实现精准协同,又要依靠稳定的射频调控保障束流品质。为这台“国之重器”同时提供“心跳基准”与“控制大脑”的,正是杭州聆为信息技术有限公司(以下简称“聆为技术”)——一家深耕高端装备精密控制赛道、攻坚核心技术国产替代的硬科技企业。

走进聆为技术的研发中心,一台灰色的机箱安静地摆在测试台上,里面插着一排排布满电子元器件的板卡。一旁的小屏幕跳动着实时数据。这就是企业高精度时间同步系统的测试现场。看似不起眼的设备里,却藏着国之重器最关键的“心跳”。

“它相当于一个‘发令枪’。”聆为技术软件负责人俞林浩指着正在标定的设备说,“比如20台设备,每台10个通道,我们要求‘发令枪’的指令下达后,这200个通道的时延都在10皮秒以内,抖动在50皮秒之内,所有设备出厂前都需要完成检测。”

皮秒即万亿分之一秒。据悉,目前聆为技术的高精度时间同步系统已实现长距离多节点同步精度达皮秒级,其中抖动指标优于30皮秒,达到国际领先水平。

如果说时间同步系统是国之重器的“心跳”,那么聆为技术自主研发的低电平射频控制系统就是装置的“控制大脑”,直接决定粒子束流的品质与输出稳定性。

该系统可实现射频信号幅度、相位的高精度闭环控制,是保障自由电子激光、同步辐射等大科学装置稳定出光的核心单元。凭借全栈自主的算法设计与硬件研发,该系统幅相稳定度等核心性能指标均达到国际先进水平。

“高端精密控制的壁垒,从来不止于硬件,还包括算法、软件和工程化能力的全链条比拼。”聆为技术创始人、CEO彭程程说,早期高端装备的核心控制器长期依赖进口,价格和交期都由对方说了算,一旦遇到出口管制或供应链波动,国内项目就可能被“卡脖子”。

深耕精密控制领域十余年,团队逐项突破时延补偿、抖动抑制、幅相控制等核心技术壁垒,形成了从硬件板卡、核心算法到系统集成的完全国产化方案。除两大核心产品外,聆为技术还布局了波荡器运动控制系统、脉冲电源反馈控制系统和加速器智能化运行系统,形成“四大装备+一套智能化系统”的完整产品矩阵。

如今,聆为技术走的是“工程化、量产化、商业化”的路子。以高精度时间同步系统为例,其产品覆盖嵌入式板卡、主节点、扇出型从节点等全系列形态,“我们一款产品中80%为标准品、20%为定制,通用产品稍作调试即可适配。”彭程程说,相比国外产品,其成本降低30%以上,供货周期从半年以上缩短到一个月。

对国内大科学装置和高端装备产业而言,在核心控制器上多了一个快速响应、全链条自主可控的国产选择。目前,聆为技术累计交付各类核心控制设备超1000套,支撑10余项国家重大科技基础设施建设,在硬X射线自由电子激光装置项目中,企业还凭借高质量的系统集成服务获评“项目优秀集成服务供应商”。

当前,企业正全力攻关下一代精密控制技术,如将时间同步系统精度从皮秒级提升至百飞秒级。彭程程表示,今年年底有望推出工程样机。“在深耕大科学装置主业的同时,我们已推动核心控制技术在极紫外光刻机光源、可控核聚变、先进粒子治疗、第四代核裂变能四大国家级战略场景实现落地突破;后续还将持续推动技术外溢,将高精度控制能力延伸至激光与半导体装备、能源电力和量子计算等前沿领域,不断拓宽技术落地边界,加速从大科学装置装备商向高端精密控制平台型企业转型。”

来源/萧山区融媒体中心

记者/王俞楠 高圣威

通讯员/萧科