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原子尺度材料設計模擬:“中國製造”到“中國智造”的創新推動力

第二屆中國模擬技術產業高峰論壇

近日,第二屆中國模擬技術產業高峰論壇於無錫召開,大會以“虛實融合,共創未來”為主題設定院士論壇和多場主題會議,吸引國內外航空航天、智慧製造、工業軟體、能源化工等相關領域的企業、高校、科研院所的數百位領導、專家、科技工作者出席。

龍訊曠騰CEO呂海峰擔任“工業模擬軟體專題論壇”主席並主持本場會議,席間作《面向工業的原子精度材料模擬模擬》主旨演講。

原子尺度材料設計模擬:“中國製造”到“中國智造”的創新推動力

原子尺度材料設計模擬:“中國製造”到“中國智造”的創新推動力

為期兩天的論壇由中國工業合作協會主辦,中國工程院院士譚建榮、中國科學院院士程耿東、中國工業合作協會理事長田玉萍等嘉賓蒞臨本次大會。龍訊曠騰作為工業材料計算模擬模擬領軍企業分享前沿技術經驗,與參會代表共同討論數字經濟發展核心的模擬技術面臨的機遇與挑戰。

原子尺度材料設計模擬:“中國製造”到“中國智造”的創新推動力

龍訊曠騰CEO呂海峰指出,原子尺度的材料設計模擬是“中國製造”到“中國智造”變革的創新推動力。

材料研發模式的轉變已經開始在科研及工業界發生。過去材料研發比拼的是實驗支付能力以及實驗資料,而現在比拼的則是對材料微觀組織結構、效能以及反應機理的分析理解。誰擁有更強大的計算建模工具,可以模擬模擬更準確的材料結構效能關係,尤其是對於未知新材料的效能預測,誰將會成為變革中的強者。原子尺度模擬對材料設計效率的提升,是未來材料研發的關鍵核心競爭力。

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以EDA軟體為例,TCAD作為EDA底層基礎和核心連線著設計和製造的橋樑,對捕獲並分析工藝變化影響器件效能具有重要的預測性價值。TCAD主要關注的都是一些非常基礎的材料問題,比如雜質注入,雜質擴散,晶格聲子震動,熱傳導,應力下的材料各向異性等。當製程工藝來到14nm以下之後,基於傳統連續介質的方法就很難準確描述器件的相關效能引數,因為在這一尺度下,原子效應、量子效應將會極大的影響材料以及器件本身的效能。同時,傳統TCAD都是基於實驗資料的擬合校準,僅適用於已知材料體系模擬,如Si、Ge、 GaAs等,無法對新的未知材料進行模擬,所以也就沒有辦法提供很好的預測性,不適於用來發現新的材料和新的設計路徑。

原子尺度材料設計模擬:“中國製造”到“中國智造”的創新推動力

龍訊曠騰所提出的Q-CAD( Quantum-Computer Aided Design)計算整合框架,從量子力學第一性原理出發,結合人工智慧、分子動力學、蒙特卡洛等方法,將大幅度提升材料計算模擬的準確性和空間/時間尺度。

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同時,基於“分而治之”理念的模組化功能構件以及滿足多樣化易用需求的資料處理及工作流,都將顯著降低材料計算的使用門檻,提升計算在實際設計研發過程中的適用範圍。從基於歸納法的試錯模式轉變為基於確定理論計算的正向研發模式,Q-CAD無疑將助力產業升級,成為面向未來的材料研發創新性生產力工具。

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與會者認同龍訊曠騰發展理念,中國科學院院士程耿東的發言也佐證了該想法,他在會議中強調,發展國產自主可控的模擬軟體是實現製造強國的需要,是國家的重大需求,並建議從承擔參與國家重大專項,建立校企聯合研究中心,與國產軟體合作,參與開源軟體平臺國家計劃和鼓勵軟體成果產業化等五個方面開展軟體研究。

關於校企合作,龍訊曠騰近期也推出輔助教學平臺的搭建以及生態合作模式的解決方案,助力科研界和工業界源頭人才的培養。

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—E N D—

北京龍訊曠騰科技有限公司是成立於2015年的國家高新技術企業,是國內材料計算模擬工具軟體研發創新的領導者,致力於開發滿足“工業4。0”所需的原子精度材料研發Q-CAD(quantum-computer aided design)軟體。公司自主開發的量子材料計算軟體PWmat(平面波贗勢方法並基於GPU加速)可以進行電子結構計算和從頭算分子動力學模擬,適用於晶體、缺陷體系、半導體體系、金屬體系、奈米體系、量子點、團簇和分子體系等。

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