比太阳亮1万亿倍,性能世界领先!北京“国之重器”HEPS试运行

清华是不是把国产光刻机彻底攻克了?光刻机是不是要变成光刻厂了?北京怀柔那个高能同步辐射光源,是不是就是给芯片准备的?

题目摆在这里——比太阳亮1万亿倍,性能世界领先!北京“国之重器”HEPS试运行。这不是夸张,这是公开数据。

HEPS,全称高能同步辐射光源,位于北京怀柔科学城,2025年12月3日正式启动试运行,并且已经开始对用户开放实验。很多人停留在“还在建设”的印象里,但时间已经往前走了。

这段时间网上热议的清华SSMB‑EUV储存环项目,确实值得关注。它探索的是极紫外光源新路径,瞄准的是芯片制造环节。可我们必须说清楚,HEPS并不是光刻厂,也不是专门为某一条芯片产线准备的设备。

HEPS的定位从立项之初就很明确,它是一座面向基础科学以及多学科应用的大科学装置。它服务的对象很广,材料科学、生物医药、能源研究、微电子结构分析,都在它的范围之内。两者技术上有交集,但目标方向不同。

很多人听到“比太阳亮1万亿倍”这句话,会觉得像科幻片。可这是真的。这里的“亮”不是肉眼看到的强光,而是光谱亮度。简单讲,就是单位时间、单位面积、单位能量带宽内的光强。越亮,分辨率越高,信噪比越好。

HEPS属于第四代同步辐射光源,它的设计亮度在全球处于前列,在部分能区达到世界最高水平。电子在1.36公里的储存环里以接近光速运行,每秒绕行接近20万圈。电子一旦转弯,就会释放出极强的同步辐射光。这束光,可以把原子级结构照得清清楚楚。

截至2026年2月中旬,官方披露的数据是,HEPS已经支撑来自91个单位的222项课题实验,累计提供用户机时近5000小时。

用户名单里有清华大学、北京大学、中国科大,并且有中科院化学所、物理所、大连化物所,也有比亚迪、宁德时代、中航发这样的企业用户,还有新加坡国立大学以及伦敦大学学院等海外机构。这说明它已经不是概念装置,而是实际在运行的平台。

拿航空发动机叶片来说,内部微裂纹往往在肉眼不可见阶段就埋下隐患。高能X射线可以穿透金属材料,给出三维成像结果。拿高铁轮毂来说,车轮踏面的三向残余应力分布是否均匀,会直接影响安全寿命。HEPS可以提供纳米级空间分辨率,并且具备皮秒级时间分辨能力。

拿新能源电池来说,充放电过程中锂离子的迁移路径如何变化,是电池寿命与安全的关键。同步辐射光可以实时追踪结构变化。这些能力,放在第一代光源时期,是难以实现的。

回头看历史,这一步走了近四十年。1988年,北京正负电子对撞机建成,并且依托它建立第一代北京同步辐射装置。1990年,合肥同步辐射光源投入运行。2009年,上海光源建成,这是第三代。2016年,HEPS启动预研。2019年6月正式开工。

2025年10月通过工艺验收,验收组由10位院士以及多位专家组成,结论是综合性能达到国际同类装置领先水平,实现我国同步辐射光源代际跨越。2025年12月进入试运行。时间线很清晰,每一步都有记录。

2026年3月的中关村论坛年会,发布21项重大科技成果,HEPS位列其中。官方评价提到,从“追随”到“领跑”。这个表述放在当前国际科技环境下,意义更清晰。

全球科技竞争趋于激烈,高端仪器、关键材料以及先进制造能力都成为焦点。大科学装置属于底层支撑平台。它决定我们能不能在材料研究、生物结构解析以及能源体系创新等领域拥有自主实验能力。

HEPS首期建成14条用户光束线站以及1条测试线站,未来可扩展至90条以上。计划2026年6月进入正式运行阶段,并且面向全球开放首轮课题申请,截止时间是2026年4月30日。

这意味着中国在这一战略科技基础设施领域,开始以开放姿态参与全球科研合作。怀柔科学城目前集聚37个科技设施平台,被认为是全球设施密集度最高的区域之一。这种集群效应,会带来持续影响。

清华SSMB‑EUV项目推进的是极紫外光源新方案,目标直指芯片制造效率与能力提升。HEPS服务更广泛的科学研究与产业支撑。两者都重要,但方向不同。把它们混在一起,会误判技术节奏,也会低估各自的价值。

比太阳亮1万亿倍的光,听起来夸张。真正重要的是,这束光掌握在自己手里,并且稳定运行,并且已经为222项课题提供支持。

很多突破不是突然发生,而是长期积累的结果。四十年的接力,换来今天的代际跨越。

科技发展不需要喧闹。它需要时间,并且需要耐心。燕山脚下那座环形建筑在运转,电子在里面飞驰,光束从储存环中释放出来。很多人看不到它,但它已经在改变一些关键领域的基础能力。

参考资料

中国新闻网,《中国大科学装置高能同步辐射光源面向全球启动首轮课题征集》,2026年3月24日。

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更新时间:2026-04-01

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