一提到建材，很多人第一时间想到的会是水泥、混凝土等传统建筑材料，没有人想到中国建筑材料科学研究总院研发的一项“黑科技”能够应用到智能手机上。
近日，位于山东省枣庄市经济开发区的中建材光芯科技有限公司的首批图像光导识别材料正式下线，标志着枣庄市这一新旧动能转换重点项目、中国建材总院新材料产业化重点项目迈上了新的台阶。
偶然中的必然
中国建材总院研发图像光导识别材料既可以说是一种偶然，同时也是一种必然。必然的是，中国建材总院科技资源丰富、研究创新能力突出，在微光夜视核心材料领域具有技术优势，多年来不断探索光纤制品的民用领域拓展。偶然的是，研发团队之前主要从事微光夜视核心材料研发生产，从未涉足过消费电子领域，第一次跨界便进入了智能手机屏幕指纹识别领域。
近年来，随着5G通信技术、物联网、AI技术、电子信息产业的迅猛发展，能够准确、便捷地进行身份识别变得十分迫切。指纹信息的安全性、便捷性成为目前身份识别最主要的技术手段，而且随着国家指纹库的建设，指纹识别的应用场景越来越广泛，在公安、刑侦、出入境管理、手机解锁、智能门锁、金融支付、商务考勤、电子门禁等领域发挥着至关重要的作用，对于维护国家安全和社会稳定、保障公民信息安全具有重要战略意义。
特别是消费电子领域，智能手机的迅速普及给人们的工作、生活带来了极大的便利。随着OLED 显示技术的兴起，具有高颜值、高屏占比的全面屏智能手机“异军突起”，且已成为不可逆转的趋势。为改善手机解锁的便捷性，屏下光学指纹识别模组应运而生。
但目前，主流产品均以单点指纹解锁为主，即只能在特定区域实现指纹识别，指纹重复率约为五万分之一，而如果采用双指解锁，其重复率可降至二十五亿分之一，安全性将大幅提升。指纹识别区域增大以后，还可产生很多新功能，例如重要应用只能指纹开启，进一步提升了隐私性，保护了公民个人信息。因此，全面屏智能手机市场急需大面积高性能的屏下指纹识别模组。
早在2015年，国内某指纹模组公司便计划开展大面积指纹识别模组的制备，利用光纤原理实现微弱指纹信号的精准传输，并与国内光纤制品企业开展合作。
但由于材料、工艺及装备等技术难度大，样品性能迟迟满足不了要求，用户一度想放弃该技术方案。2017年初，该指纹模组公司层层追溯光纤制品的起源和发展，最终找到了中国建材总院特种玻璃纤维与光电功能材料研究院微光夜视核心材料研发创新团队。
第一次来玻纤院进行技术交流，在参观了光纤面板研发生产基地和绿色建筑材料国家重点实验室后，该公司对中国建材总院团队的科技创新实力给予了高度评价，也增强了信心。
“黑科技”轰动产业界
中国建材总院微光夜视核心材料团队历史上曾研发出我国第一片光纤面板、第一片微通道板，是我国规模最大、技术水平最高的微光夜视核心材料配套单位，先后主持完成了60余项国家863、民口配套等科研项目，研发了众多“卡脖子”关键材料，填补了多项国内空白，不仅为我国微光夜视的进步和发展做出了重要贡献，同时也为紫外告警、核技术、航空航天等领域提供了关键材料支撑。
同时，中国建材总院也是全球唯一一家同时具备微光夜视五大核心材料——光学纤维面板、光纤倒像器、纤维光锥、微通道板、防光晕光电玻璃研发配套能力的企业，产品出口法国、荷兰等十余个国家和地区，是国际知名的微光夜视核心材料供应商。
根据指纹识别模组的特殊应用需求，中国建材总院组织了高水平的攻关团队，由学术带头人、教授级高级工程师贾金升牵头，汇聚了在光纤制品研发生产上具有丰富经验和技术积累的众多工程师和博士参与进来，涵盖了材料、工艺、装备等各个环节。
攻关团队迅速制定技术方案和路线图，从光纤传输的原理出发，颠覆了传统光纤面板高数值孔径技术路线，设计了全新的光纤阵列结构，研发了新型玻璃材料，仅用时一个月，第一批原理样品便发往用户进行原理验证。
用户收到样品后，感到非常震惊，这比他们的预期提前了两个月，他们没有想到中国建材总院团队能在这么短时间内研发出来，自然也会对产品性能心存些许疑虑。
用户的工程师将信将疑地对样品进行了性能测试和应用试验，结果远超他们的预想，也超过了之前与其他合作方研制的样品，真正实现了指纹信号的清晰探测和识别。由此，用户单位对中国建材总院团队的研发实力刮目相看，也坚定了他们继续做好屏幕指纹识别模组的信心。
此后一年半时间内，研发团队不断优化升级材料、结构和工艺，产品和技术版本由1.0提升到了5.0，实现了不断迭代。每一次技术升级，都带来产品性能的大幅提升，为高性能屏幕指纹识别模组的研发提供了核心关键材料支持。
2018年6月，中国建材总院成功研发出满足智能手机大屏幕指纹识别的图像光导识别材料，研制出多种新材料和一大批专有技术，形成了完全独立的技术体系和自主知识产权，在全球范围内首次实现了大面阵、超薄化、高性能、低成本的图像光导识别材料研制。
图像光导识别材料由上千万根微米级玻璃光纤阵列规则排列而成，通过特殊的材料和结构设计，可以实现微弱指纹信号“点对点”精准传输，而不引起图像失真或信号串扰，能够显著提升指纹识别的准确率和速率。
也因为这样的优势，在全面屏智能手机时代，该材料成为了大面积屏下光学指纹识别模组的最佳方案，也是目前唯一的商用方案。
图像光导识别材料的第一次公开亮相便引起了轰动，在消费电子行业被称为“黑科技”。 2018年2月26日，在世界移动通信大会（MWC 2018）上，Vivo公司发布了APEX概念手机。该手机应用首次使用中国建材总院研发的图像光导识别材料，实现了大面积屏下光学指纹识别（占屏幕的40%）。
2019年1月，Vivo公司又发布了APEX 2019概念机，实现了全屏幕超大面积的指纹识别，达到了屏幕指纹识别面积的极致，可实现多指纹同步解锁，与当前主流的单点式指纹解锁相比，极大地推动了屏下光学指纹识别的应用和发展。目前，中国建材总院研发的图像光导识别材料在多个全球知名手机厂商进行应用评测，性能表现优异。
总院质量 枣庄速度
智能手机属于消费电子产品，每批次出货量很大，对供货能力和质量控制要求极为严格。当时，中国建材总院微光夜视核心材料研发生产线产能已达到饱和状态，存在巨大的产能缺口，而手机厂商需求又十分紧迫。
因此，项目团队果断决定异地建厂，以最快速度实现该成果的产业化。项目推进得到了中国建材总院院长姚燕的高度重视，在当前供给侧结构性改革和“2422”压减任务繁重的紧要关头，为项目争取到成立一家新公司——中建材光芯科技有限公司进行成果转化和产业化发展的宝贵名额。
由于手机厂商需求十分紧迫，项目最大的困难就是建设周期要求很短。以姚燕为首的总院班子对项目产业化予以高度重视，亲自带队到云南、河北、天津、山东等省份的十余个地市实地考察，但多因建设周期较长而无法落地。
2018年9月，项目团队调研了山东省枣庄市市中区的条件和政策，临行前，姚燕特意嘱咐顺路去周边几个县市再看看。
当天在市中区沟通非常顺利，时任市中区区长王辉和经济开发区主任赵琨诚恳表示：“总院提什么条件我们都能答应，不还价！”
当地为项目落地转化提供了非常优惠的政策条件和建设用地，并承诺100天内完成土建施工和厂房建设，为项目早日建成投产争取了十分宝贵的时间。枣庄市委书记、市人大常委会主任李峰同志亲自跟时任中国建材集团董事长、党委书记宋志平电话沟通，表示希望项目能够落户枣庄。
经过几轮洽谈和沟通协调，2018年11月16日，在宋志平、李峰等领导的见证下，中国建材总院与枣庄市市中区政府、枣庄经济开发区签署了项目合作协议，选址枣庄市经济开发区进行项目建设。项目分三期建设，其中一期投资3亿元，建设年产能1000万片的生产线，并于2018年11月23日在山东省枣庄市经济开发区正式动工建设。
一时间，中建材光芯科技有限公司图像光导识别材料项目成了枣庄市推动新旧动能转换、加快高质量发展的“明星”项目，山东省委书记刘家义、省长龚正、省科技厅厅长唐波等领导同志先后到项目现场调研指导工作，协调各方资源，加快推进项目建设和持续发展。最终在中国建材集团和各级地方政府部门的支持下，在总包方、建设方的辛勤付出下，项目一期工程仅用时10个月便全部完成，创造了总院速度、枣庄速度。
以图像光导识别材料项目为契机，中建材科创新技术研究院、国检集团枣庄公司检验认证项目等多个项目在枣庄市市中区同步实施，一个围绕“科研开发、检验认证、科技产业”三位一体科技成果孵化转移的重要产业基地扬帆起航。2019年9月18日，在全国上下庆祝新中国成立70周年的喜庆气氛下，中国建材集团（枣庄）新材料产业园举行了隆重的开园仪式，图像光导识别材料生产线正式建成投产，开启了新的征程。
图像光导识别材料项目是中国建材总院多年来致力于“科技领先、服务建设”的一个缩影。2019年12月4日，中国建材集团董事长、党委书记周育先到中国建材总院调研指导工作，对总院科技创新、成果转化、改革发展、党的建设等工作给予了充分肯定，强调中国建材集团作为国有资本投资公司试点，必须大力发展新材料产业，注重用基础材料产业的经济效益反哺新材料产业的科研创新，培育众多具有市场竞争力和国际竞争力的新材料产品，努力打造世界一流综合性建材和新材料产业投资公司。
中建材光芯科技有限公司将秉承“科技领先、共享多赢”的核心理念，加强市场开拓和规模生产，加快下一代产品研发，推动新材料产业发展，实现高质量发展。
（丁佳）