中科院院长重磅官宣！已完成这项技术突破，反超 3 倍碾压美国

文：暖冬
编辑：冬眠

前言

中科院长春光机所于 2026 年 4 月 13 日发布科研进展，瞬间引爆全球光学制造领域。

由中科院长春光机所牵头的科研团队，成功攻克碳化硅反射镜世界级核心难题，全新工艺打造的光学镜片，综合精度直接超越美国主流产品三倍，一举打破美日两国长达四十年的技术垄断。

这项看似小众的核心部件突破，直接补齐了我国航天、军工、半导体、高端医疗四大领域的关键短板，彻底终结了高端光学器件被国外卡脖子的被动局面。

长期技术困局

很多人并不了解碳化硅反射镜的战略价值，它算不上大众熟知的科技产品，却是所有大国高端装备的核心“视觉核心”。

小到医院的精密医疗显微镜、芯片制造的光刻机核心镜头，大到太空侦察卫星、深空探测望远镜、军用导弹导引系统，全部离不开这款核心元件。

一个国家碳化硅反射镜的制造精度、最大口径，直接决定了该国高端制造上限、国防侦察能力和太空探索水平，是妥妥的国之重器核心配件。

在本次突破之前，全球高端碳化硅反射镜市场一直被美日牢牢把控，两国形成默契的分工垄断体系，全方位封锁我国技术发展。

日本深耕小口径高精度镜片数十年，1米以内的小型反射镜精度可达0.1纳米，稳居全球顶尖水平，牢牢垄断光刻机、高端医疗设备的核心配件供应。

美国则专注大口径光学镜片研发，把控航天级大尺寸反射镜技术，并且长期对华实施严格禁售和技术封锁。

这种两头受限的格局，让我国高端产业发展陷入长期被动。

想要进口高精度小口径镜片，不仅单价动辄上千万元，远超黄金价格，还会被附加各种苛刻的技术限制条款。

想要采购航天所需的大口径镜片，更是直接被美方拒绝，没有任何谈判余地。

长期的技术封锁和市场垄断，让我国高端装备长期面临“看不清、测不准”的困境，无数光学领域科研从业者，都经历过这种处处受制的憋屈。

更艰难的是，大口径碳化硅反射镜研发没有任何捷径可走，材料配方、烧结工艺、精度调控、成型技术每一环都是世界级难题。

美日联手封锁所有技术资料、生产设备和核心材料，国内科研团队只能从零起步，在无数次试验和失败中摸索经验，硬生生开启了一场长达二十年的自主攻坚。

独创工艺破局

此次长春光机所的逆袭突破，核心在于独创的石墨复合增材制造技术，完美攻克了困扰全球业界多年的两大技术顽疾。

传统工艺制造碳化硅镜片，始终存在粉末流动性差、成型不均匀、游离硅含量难以管控的问题，这两大难题直接导致镜体稳定性差、精度不足、使用寿命短，数十年无人能够破解。

张舸研究员与王功研究员联合团队另辟蹊径，依托石墨独特的双重物理特性，打造出全新制造工艺。

石墨既能作为固体润滑剂，优化碳化硅粉末的流动性，让镜体成型更加均匀规整，又能参与化学反应，精准消耗、转化多余的游离硅，大幅提升镜片纯度与稳定性。

这套创新方案效果十分亮眼，直接将碳化硅含量提升 18.18%(46.36%→64.54%)，镜体尺寸变形量严格控制在0.5%以内。

依托全新工艺，团队成功研制出220毫米口径的整体成型碳化硅反射镜，表面粗糙度为 0.772 纳米，面形精度优于 λ/50 RMS (λ=632.8 nm)，相比传统制造工艺性能提升十倍。

对比国外主流产品优势更是碾压级，美国在大口径碳化硅反射镜领域采用拼接工艺，其主流产品面形精度约为 λ/20 RMS (约 15 纳米)。

而中国 220 毫米实验镜体经加工后光学表面面形精度优于 λ/50 RMS (约 12.7 纳米)，表面粗糙度达 0.772 纳米，在小口径高精度领域实现超越，国产镜片精度直接反超三倍。

该技术制造的反射镜表面粗糙度达 0.772 纳米，成像质量大幅提升，为未来更高精度太空观测设备研制奠定基础，综合性能实现质的飞跃。

相关成果以 "Binder Jetting Additive Manufacturing of High-Performance Silicon Carbide Optical Mirrors via graphite addition method" 为题发表于国际期刊《Light: Advanced Manufacturing》，论文通讯作者为张舸研究员，第一作者为李伟助理研究员，获得全球业界权威认可。

碾压美日技术短板

纵观美日两国的技术体系，如今都存在无法突破的天然天花板，技术路线早已陷入固化瓶颈。

美国虽然能够制造大口径反射镜，但始终无法掌握整体成型技术，只能采用多块镜片拼接方案。

这种工艺天生存在接缝缺陷，不仅成像连续性、稳定性大打折扣，长期太空服役还容易出现偏差故障，一旦精度出错，带来的就是数十亿的科研损失，且多年来始终没有迭代突破的可能。

日本的技术短板同样十分突出，其仅在1米以内小口径镜片领域具备优势，一旦镜片口径突破两米，精度就会暴跌至60纳米以上，完全达不到航天、军工装备的使用标准。

即便日本在 1 米以内小口径镜片领域具备优势，但口径超过 2 米后，精度难以满足航天、军工装备的使用标准，其技术路线在大口径领域存在天然局限。

反观我国，凭借独创的增材制造工艺，真正实现了大小口径“通吃”的全维度领先。

小口径镜片精度快速追赶日本顶尖水准，可全面替代进口光刻机、医疗设备核心配件；大口径领域更是稳居全球第一，此前早已落地4.03米全球最大单体碳化硅反射镜，全程整体一次成型、无拼接缝隙，成像质量和结构稳定性，是美日产品无法企及的存在。

这种全尺寸、全场景的技术优势，目前全球仅有中国具备。

全领域落地赋能

这项技术突破绝非实验室的纸面成果，目前已经深度落地我国各大国之重器，这项增材制造技术为碳化硅光学反射镜的短周期、低成本研制提供了新路径。

此前长春光机所研制的 0.5m-4m 碳化硅反射镜已成功应用于天问一号、巡天光学设施等五十余项国家重大工程。

在国防军工领域，超高精度反射镜让军用侦察卫星实现地面厘米级观测，导弹锁定、防空探测的精准度和距离大幅提升，来袭目标可实现快速捕捉锁定，极大筑牢了国土安全屏障。

在民用领域，技术红利同样全面释放。

半导体行业彻底打破日本小口径镜片垄断，补齐国产光刻机镜头的核心短板，为芯片产业自主可控提供关键支撑。

医疗领域搭载高精度碳化硅镜片的显微镜，能够清晰捕捉微观病变细节，大幅提升临床诊断精准度，让百姓看病更精准、更省心。

同时高精度镜片还能优化气象观测、地质资源探测能力，助力防灾减灾、资源开发，切实惠及民生。

更关键的是，本次突破实现了全产业链的自主可控，完成了从碳化硅粉末制备、镜坯烧结、精密加工、光学检测到镀膜成型的全流程自研自产。

所有核心工艺、装备、专利均为国产自主，彻底摆脱了对国外材料、设备、技术的依赖。

不同于美日漏洞百出的产业链体系，日本核心零部件依赖进口、供应链脆弱，美国拼接工艺成本高、迭代停滞，我国已经构建起稳固的光学制造产业护城河。

目前长春光机所已形成完善的产业布局，旗下拥有52家核心关联企业，包含多家上市公司和专精特新企业，长春光机所已形成完善的产业布局。

旗下拥有 52 家核心关联企业，包含多家上市公司和专精特新企业，科研成果落地转化效率持续提升，科研成果落地转化效率持续提升。

同时我国已经制定清晰的迭代升级规划，现阶段优先稳定2.2米高精度镜片量产能力，持续优化4米级成熟工艺，后续逐步攻关5米级镜片。

未来将稳步推进技术升级，在稳定 2.2 米级高精度产品产能基础上，逐步攻关 5 米级镜片，最终冲击 6 至 8 米超大口径整体反射镜，为我国下一代太空观测设备提供核心支撑。

从曾经全方位跟跑、被国外技术封锁拿捏，到如今实现并跑、领跑，掌握全球顶尖的高端光学制造技术，中国科研团队用二十年深耕死磕，改写了全球产业格局。

这面小小的碳化硅反射镜，不仅是大国重器的明亮“眼睛”，更是中国高端制造攻坚克难、自主崛起的最好见证。

在未来的太空探索、国防建设、科技产业升级中，这项核心技术将持续释放红利，让中国在高端光学领域，牢牢掌握属于自己的话语权。

信息来源：

1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所：
http://www.ciomp.ac.cn/kydt/202604/t20260413_8185095.html

2.中国科学院：
http://www.cas.cn/cm/202604/t20260414_5106954.shtml

3.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所：
https://ciomp.cas.cn/xwdt/yw/202504/t20250425_7612172.html