【专精特新专题】清华大学部分拟转移转化科研成果（1）
液压往复密封作为航空液压系统的关键基础，其泄漏导致的液压系统减能或失效，轻则影响航空装备的完好率，重则造成飞行事故。关于往复密封的研究距今已有了80多年的历史，现该技术的理论模型和实验仿真等在低压、低速工况下的研究已较为成熟。然而近几年随着主机装配性能的不断提高，往复密封的研究也要往保证高压高速下密封性能和密封寿命的方向突破，高压高速的严苛工况给往复密封技术提出了更高的要求。
一、一种缸体浮动的高压高速往复密封实验测试平台
01所属领域
先进制造技术、液压密封
02项目痛点问题
往复密封技术是涉及材料学、机械学、力学、摩擦学及传热学等多个学科的综合性密封技术，对于往复密封系统中的摩擦力和泄漏量等物理量的测量本身就有一定难度，在高压高速的工况下测量的难度会更大；不仅如此，想要控制系统内的高压，并且让活塞杆有较稳定的高速运动，在实现上也有技术难度；另外，高压高速的艰难工况会给密封系统带来较为严重的温升，由密封界面的摩擦导致的大量摩擦生热，只能通过活塞杆和实验缸体内的油液运走，所以对于这样的高压高温系统，必须要设计合理的冷却系统控制密封界面和实验缸体内的温度。
03项目解决方案
为了使实验装置能够成功模拟高压高速的恶劣工况，并解决在此工况下的测量难题，本发明提供一种高压高速往复密封实验测试平台的方案和结构设计，整套实验设备以实验缸体为核心，配套提供高速往复运动的驱动装置、进行系统降温的冷却装置，并且将实验缸体浮动式安装以准确地测得密封圈摩擦力。
本发明通过组合偏心轮、导杆、直线轴承等传动装置，形成了曲柄滑块机构，实现了活塞杆的往复高速运动，将直线轴承布置在缸体两侧，可以有效地平衡导杆传递给实验杆的力矩，同时可以通过设计偏心轮的转动惯量，平衡高速往复运动所带来的惯性冲击；将整个缸体浮动安装，并用力传感器将其与机架相连，实现了密封圈摩擦力的测量。
04市场应用前景
本技术所形成的试验技术基本可全覆盖国内所有液压系统对密封试验测试的需求，具有良好的应用前景。目标客户，可以是密封生产单位，也可以是航空等密封用户单位。
05合作需求
寻求航空、工程机械等液压领域应用场景和合作方。
06团队介绍
科研团队：清华大学密封与润滑研究团队，专门从事机械装备中各种形式密封的理论、试验研究以及技术应用推广。
二、气味采集装置
气体传感技术、气味识别、公共安全、食品安全
本成果提供了一种面向普通用户的便携式气味采集与回放一体化装置，使用者可根据应用需求，选配适当的采集手法（顶空、无线操控等）、适当容积的采样袋或其他吸附材料，通过此装置进行快速气味采集（每升气体4-5秒），并且在使用者需要播放该气味或进行气味分析时，可以通过装置逆向释放采样袋或吸附剂中储存的气体。本装置在采集用时及用户交互体验、气味回放有效性、安全性与便携性等一系列因素方面进行了重点设计。
（1）孵化所需资源，包括工程化、产品化所需的场地、实验条件、技术人员；
（2）安防、农业、健康等应用场景对接资源。
科研团队：清华大学未来实验室嗅觉计算组，成员的专业背景包括化学、电子、材料、计算机等。
三、量子关联成像雷达
3D测绘、成像
激光雷达技术存在固有缺陷，造成安全隐患与高昂成本。激光雷达技术主要有以下三个缺点：（1）远距离探测会漏视目标，点云图观看舒适度极低。激光雷达使用点扫描方式探测距离，探测距离越远像点间隔越大，像点之间有漏视问题。激光雷达采用点扫描方式形成点云图，对人眼而言无法直接辨识目标；
（2）激光信号易受干扰，造成严重安全隐患；不同激光雷达之间会产生干扰，因为光谱资源有限，这是无法克服的问题；
（3）结构复杂、成本高，工业生产难度大。激光雷达使用多线激光提高扫描速度，对生产工艺要求极高。机械转动产生的磨损会直接影响激光雷达的寿命及电机控制的精度，需要定期调校和维护。
量子关联成像技术能为智能设备安装“眼睛”，实现成像与3D测绘功能，核心专利是量子物理算法，以低成本实现高精度测绘与成像，有效弥补了激光雷达技术的重大应用缺陷，为获取高空间分辨率的3D测绘提供了全新的技术手段。
量子关联成像技术应用场景更加广阔，有效渗透激光雷达市场。全球激光雷达市场预计将从2019年8.44亿美元增长到2024年22.73亿美元，年复合增长率为18.5%，由于受到技术缺陷及产品成本影响，市场规模有限。
量子关联成像雷达为精准测绘提供更加先进的技术手段，低成本优势能够拓展更加丰富的应用场景，可以有效替代激光雷达。
作为ADAS感知层的核心零部件，量子关联成像雷达将实现256线、480线、720线产品研发，测速测距更加精准，成像画面清晰流畅，显著改善ADAS功能，提升驾驶的安全性与舒适度。生产工艺相对简单，能够同时满足“高性能、低成本、车规级”的苛刻要求，投产后能够显著提高ADAS的普及率。
2020年我国汽车销量达到2531.1万辆，L2级智能网联乘用车的市场渗透率达到了15%。伴随着L2、L3级自动驾驶车型的销量增加、新能源汽车的崛起（为加装ADAS提供更好的硬件平台），保守估计2025年加载ADAS的新车销量1000万台。
寻求有开发ASIC芯片、硅光芯片和电子器件产品经验的企业开展业务合作。
项目团队来自于清华大学物理系，团队具有丰富的光学、电子学研究经验，曾主持多项光电领域研究项目。团队在量子关联成像领域积累了丰富的研究经验。发表SCI论文二十余篇，获得了两项国家发明专利。
四、大数据应用软件建模系统DWF
大数据应用开发工具，可用于企业信息化应用开发、企业数字化转型等。
当前，很多创新型的应用无法购买到可用的系统，如果在项目周期很紧急的情况下希望快速交付一个可以使用的原型系统，往往会遇到如下问题：不同客户系统之间存在巨大差异，大量需求要定制开发；市面上没有现成的应用程序可以直接购买；解决方案过于复杂和/或过于昂贵；难以低成本控制未来数字化的发展。
此外，很多软件公司人力成本达到65%，且无法满足企业业务快速变化的需求，交付周期无法保证，后续系统维护成本很高，已经影响到企业的发展。因此，很多企业都希望能有业务人员或参与配合少量开发即可快速构建原型系统的工具，满足企业的创新应用。
本成果”大数据应用软件建模系统-DWF“（清华数为DWF）支持应用开发人员快速实现中小规模协作型应用，是一款基于模型驱动的代码开发工具，可以构建复杂的数据模型，可以实现数据模型、表单模型、功能模型、组织模型、权限模型、模型包管理功能，通过前、后端的脚本可以提供业务系统的扩展功能。DWF还提供对异构数据的集成能力，方便企业快速进行模型迁移和部署。
DWF具有如下特点：一站式：DWF自身追求尽可能简单的结构，可在普通PC上部署启动，也可以在云计算或者容器环境下部署，又可以并入容器管理器中成为微服务。可配置：采用模型驱动的设计理念，通过组织建模、数据建模、表单建模、功能操作和权限控制直接建模产生系统本。
低码量：基于模型开展有针对性的扩展编码工作，减少编码总量，降低开发难度。配合敏捷定制功能，大幅度减少了代码量和系统缺陷产生的可能。组件化：允许在线将全部或者部分模型从系统中导出独立的模型包，组合到其他DWF系统中，从而方便即时交付系统，即改即用，快速响应变更需求。
近几年低代码领域发展迅速，使用低代码开发工具已成为一种发展趋势，低代码平台市场规模巨大。AWS、Google、Microsoft、Oracle、西门子等巨头纷纷使用低代码开发平台或布局低代码市场，可见低代码开发已经成为大公司和资本布局的热点。
本成果作为低代码开发平台，可广泛应用于软件开发、企业信息化应用开发、企业数字化转型、高职院校实训平台等，市场前景广阔。
寻找应用场景，寻求资源对接，如软件公司、大型制造业企业IT部门、有意为大数据/物联网等专业建立实训平台的高等和高职院校等。
团队主要负责人：孙家广，中国工程院院士，清华大学教授、博士生导师，软件及其应用领域专家。孙家广长期从事计算机图形学、计算机辅助设计、软件系统建模与验证及软件工程与系统的教学、研究、开发，负责研制了具有我国自主知识产权的二维CAD系统、三维产品造型核心平台、产品数据全生命周期管理系统及企业信息化集成系统(EIS)等大型软件，并在数百家大中型企业中得到应用。
王建民，清华大学教授、博士生导师，清华大学软件学院院长、国家杰出青年科学基金获得者。研究领域为大数据与知识工程，大规模并行计算模型，过程与行为数据分析与度量理论，非结构化数据管理技术与系统，产品生命周期管理技术与系统。
五、靶向降解β-Catenin的PROTAC多肽在治疗结肠癌中的应用
生物医药、PROTAC、多肽药物、癌症治疗
Wnt/β-catenin信号通路的持续激活会导致多种癌症的发生发展，例如结肠癌、胃癌、肝癌等。通过特异性降解β-catenin来抑制肿瘤中的Wnt信号被认为是一种最直接有效的抗癌策略。过去以β-catenin为靶点的Wnt信号抑制剂几乎都是小分子，但小分子抑制剂很难对β-catenin进行彻底的抑制，到目前为止没有β-catenin的小分子抑制剂被批准临床使用。因此，开发特异性降解β-catenin的新型药物具有极大的临床应用价值。
本项成果致力于与新药研发的生物制药企业开展合作。
清华大学陈晔光团队长期致力于研究细胞信号转导机制及其生理病理功能，同时利用类器官技术研究肠、胃等成体干细胞自我更新和分化的机制，并探索癌症等疾病发生发展的机理。研究成果对深入了解胚胎发育、组织稳态、肿瘤发生发展等过程具有重要借鉴作用。
六、一种基于IGCT的模块化多电平换流阀技术
柔性直流输电、海上风电、轨道交通
由于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）具有驱动功率小而且驱动电路简单、开关速度快并且损耗小、饱和压降低、耐压高、电流大等优点，在柔性直流电网中得到了广泛的应用，现有的MMC换流阀装备均是采用IGBT开关器件进行设计。事实上，IGBT于二十世纪八十年代初诞生，在九十年代得到飞速发展。然而传统的焊接式IGBT容量较小、可靠性较低且失效后呈断路特性，因此早期的IGBT主要应用于中低压领域，直至压接式IGBT诞生之后才开始在高压、大功率电力电子换流器当中得到应用。IGBT器件的容量从最早的600V/6A级别逐渐提升，迄今为止已经达到了4.5kV/3kA的水平。IGCT诞生于1996年，由于其核心GCT芯片是由晶闸管改进而来，因此天然具备晶闸管大容量、高可靠性的特点。IGCT器件在2000年便已经达到了4.5kV/4kA的水平，相比之下压接式IGBT直至2012年才达到相同的功率等级，随着六英寸IGCT器件在未来投入使用，IGCT在容量上仍将对IGBT保持较大优势。
另外，尽管IGBT优势突出，但是相比电流型器件，仍然存在通态压降大、可靠性低、制造成本高等问题，具有很多改进的空间。尤其是在海上风电柔性高压直流输电系统中，所使用的开关器件数量非常大，若能改进IGBT器件的特性，进一步提高效率和可靠性、减小成本，将会具有巨大的吸引力和应用前景。
模块化多电平变换器（MMC）的多电平调制大幅降低了功率器件开关频率，为集成门极换流晶闸管（IGCT）的应用带来了契机。相比IGBT，IGCT的通态压降和成本可降低达到1/3以上，并且IGCT具有非常强大的浪涌电流、短路失效和防爆能力，无需增加辅助电路便可实现冗余和防爆，确保柔直输电系统免维护的高可靠需求。该技术实现更高电压、更大功率、更高效率和可靠性的柔性直流输电系统具有重要意义和广阔的应用前景。
随着风力发电技术的发展和应用，陆上风电开发已经趋于饱和，而海上风电还尚未加以充分利用，具有巨大的开发潜力。海上风力资源极为丰富、对环境的负面影响较少、风速较为稳定、发电量大、空间广阔、允许风机机组更加大型化，因此海上风电将是未来风电发展的必然趋势,作为可再生能源的重要组成部分越来越受到重视。欧洲是目前海上风电装机容量最大的地区。根据欧洲风能协会的目标，风能将在2020年为欧洲提供15.7%的发电量，在2030年这个数字将达到28.5%。在这其中，欧洲海上风电装机容量在2020年将达到约40GW，约占欧洲风电总装机容量的18%；在2030年欧洲海上风电装机容量将达到约150GW，约占欧洲风电总装机容量的37.5%。我国海上风电也正在快速发展，截至2016年底中国已建成的海上风电项目装机容量共计1.627GW，在2016年已经跃升至世界第3位。根据风电发展“十三五”规划，2020年底我国海上风电并网装机容量计划达到5GW以上。
从海上风电技术的当前发展趋势来看，为了获取更多的风能，海上风电平台有单个项目装机量越来越大，离岸距离也向由近及远的趋势发展。欧洲海上风电2016年新建项目平均离岸距离达到43.5km，最远离岸距离达到115km。电力的输送与并网一直是风电发展的瓶颈，在海上风电场容量越来越大和离岸距离越来越远的趋势下，基于IGBT和IGCT换流阀的柔性直流输电技术成为必然选择。海上风电的输送与并网的问题更加突出，为我国海上风电的发展在电力输送和并网方面提供有力保障。
除海上风电外，该技术也可以向陆上新能源汇集、交流系统互联和直流电网等领域扩展应用。
从事新能源、柔性直流输电等系统研究、工程成套及换流阀设备制造的厂家，可开展合作研究和技术转化。
七、一种数字能量交换系统的关键技术
新能源，数字储能，信息能源交叉领域
快速增长的储能需求，和目前锂电池安全性经济性还不够理想的矛盾。传统电池储能系统设计的缺陷突出了电池应用中所面临的主要问题：电池系统缺乏细粒度的管控能力以克服“短板效应”。
数字能量交换技术，基于可重构电池网络将经过每个单体电池模拟连续能量流离散化为一系列电池“能量片”，进而通过信息技术手段对电池“能量片”在时空两维上进行数字化调度和重组，从而从根本上解决了传统模拟电池系统所固有的系统“短板效应”，极大提升了电池系统的效率、寿命、可靠性与安全性。
基于数字能量交换系统和技术，可提供如下产品和服务：
(1）低成本数字无损退役动力电池储能系统：无需单体层面拆解、分选和重组，实现电动汽车到储能站的无缝对接，极大降低了梯次利用的建设成本和运维成本。
(2）面向数据中心的数字能源机柜：支持按需部署和扩容，系统供电效率至少提升25%，机房利用效率至少提升20%，同时支持机柜即数据中心的5G边缘计算部署模式。
(3）基于云的存量备用电池自动运维巡检：对现有通信基站/变电站中的存量铅酸或退役动力电池进行数字化改造，极大延长电池寿命，延缓投资，无需人工上站运维核容，自动隔离故障单体，无需整租更换，支持共享经济模式下的云储能能量运营模式。
主要应用于发电侧、用户侧储能。储能作为风光电等新能源大规模应用的必要条件，有万亿到十万亿的市场空间。本项目优先适用场景如下：
（1）大规模储能我国计划2030年新能源发电规模达到12亿千瓦，每年平均新增7400万千瓦，按25%的储能配比计算，每年新增储能1800万千瓦，按两小时率计算储能容量为36GWh，按系统造价1.5元/Wh计算，每年新增储能市场容量540亿元。
（2）数据中心市场1）数字能源机柜：2019年中国数据中心约有7.4万个，超大型数据中心（10000机架以上）、大型数据中心（3000至10000机架数量）数量占比达12.7％，规划在建数据中心320个，超大型数据中心、大型数据中心数量占比达36.1％，按150万个机架的保守估计和5万/机架测算，市场容量为750亿。2）5G的推广需要建设大量的边缘数据中心，按3万个边缘数据中心，每个边缘数据中心20个机架的保守估计测算，市场容量300亿。
寻求与电池、电动汽车、退役动力电池梯次利用、储能等行业客户合作，解决行业痛点问题，共同推动数字储能产业的发展。
首席科学家慈松教授现任清华大学电机系研究员，信息能源教育部-中国移动联合实验室（筹）创始主任，曾任美国内布拉斯加大学林肯分校电气与计算机工程系副教授（终身教职，2009）。运营团队由经验丰富的研发、技术、生产及市场等人员组成，优势互补。
八、基于液液萃取的富集装置和方法
精细化工；高端装备及技术
化学工业是我国国民经济的支柱产业，集中于生产基础和大宗化工原料，而面向高端制造业和战略性新兴产业的产品，其比重不足10%。化工产业正受到国外技术壁垒和国内消费结构升级及生态环境保护要求提高的多重压力，需要加快转型升级，迈向高端化和绿色化。
本项技术可用于高碳醇和PMMA的生产。高碳醇是生产增塑剂、表面活性剂、香料等领域的重要原料，PMMA是产能最大的通用塑料和专用塑料之一，两种材料均广泛应用于日用化工、医药卫生、交通运输等行业，有广阔的市场前景和较高的附加值。
寻求与精细化学品生产企业进行合作，服务于企业研发及生产工艺升级，新产品开发等。
团队负责人徐建鸿教授，对于微反应技术在精细化工生产方面的应用，积累了丰富的研究成果，对多种类型的反应过程具有深入理解和丰富的研究经验。团队在生产放大方面实现了若干成功的应用，具备丰富的工业化经验。
九、高压大功率半导体器件IGCT
功率半导体，新能源，直流电网
功率半导体是支撑能源领域发展的核心部件。为实现3060双碳目标，我国正在超常规推动新能源发电、大容量输配电和电气化交通等领域，对电压等级4.5kV以上的功率器件需求急速增长。提高器件电压和容量可以减少器件串并联数量、缩减装备体积和成本，是解决城市用地紧张、降低海上风电平台建设成本的关键。然而，受工作机理和制备工艺限制，IGBT器件最大功率等级为4.5kV/3kA和6.5kV/0.75kA，已接近瓶颈，无法满足能源发展需求。因此，亟需更高电压、更大容量、更高可靠性和更低制造成本的功率半导体器件解决方案。
2020年，中国功率半导体市场规模达2000亿元，但90%以上依赖进口，尤其是4.5kV以上器件，近乎全部进口。亟需寻求自主可控的功率半导体器件国产替代方案。
本技术面向新能源发电和输配电领域大容量、高可靠的需求，提出了自主化IGCT器件（集成门极换流晶闸管）的设计、制备和驱动控制方案，可以提高阻断电压和关断电流能力、降低器件运行损耗，且可以结合应用工况开展定制优化，如改善器件防爆特性、解决高压装置中的驱动供电问题等，从而实现大容量、高可靠、低成本、高效率的能量管理和功率变换。
目前团队已研制出4.5kV/5kA和6.5kV/4kA的IGCT器件，功率等级全面覆盖IGBT，且具有向更大容量发展的潜力。与IGBT、MOSFET等晶体管器件相比，本技术提出的IGCT具有通态损耗低、耐受电压高、可靠性高、抗干扰能力强等突出优势，符合能源发展趋势，且制造工艺沿用基本沿用传统的晶闸管路线，制造成本低，国内工艺基础好。
IGCT器件可广泛应用于各类大容量电力电子装备。以海上风电场景为例，2021至2030年，预计新增装机容量50GW，考虑风机变流器及柔性直流换流阀等电力装备，需4.5kV以上器件50万只，即5万只/年。类似地，再考虑陆上风电、柔性直流输配电、轨道和船舶电气化、高压工业变频等应用场景，保守估计4.5kV以上器件市场规模将达30万只/年。考虑IGCT与IGBT、不同IGCT厂家间的竞争关系，按照市场占有率1/3、单价2万元/只考虑，年收入为20亿元/年。
初期资金：1000万，用于解决产品稳定量产的工艺问题、新产品研发和测试、研发人员费用、办公及实验场地租赁与设备购置等。
研发平台：需要配套支持自主可控的晶闸管芯片制备中试线，满足产品快速研发和小规模量产需求；需要高压大功率半导体芯片、器件及模组的综合测试分析平台。
项目团队来自清华大学电机系直流研究中心，围绕高压直流输电、中低压直流配用电技术领域，面向器件、设备和系统三个层面，开展基础理论研究、器件装备研制、示范工程建设等方面工作，承担国家级科研项目20余项，成果已在多项直流工程应用。
十、储能系统与火电机组联合参与二次调频的控制策略与系统
电力领域、电池储能系统运行控制
目前储能系统基本采用“外挂”的形式与火电机组联合调频，储能系统需根据火电机组运行情况优化自身的充放电功率。由于储能系统能量受限，剩余电量可能处于过高或过低的状态而影响其可用性和使用寿命。在储能进行能量恢复的时段，无法有效跟踪电网的调频指令。由于电网调度发送给发电机组的调频信号是随机的，因此储能系统需要有智能的自适应控制策略。
本项目技术成果针对电网调度AGC指令的特点和火电机组的运行特性，通过设计储能系统与火电机组联合运行方案，综合考虑储能系统的运行状态和约束，实现储能系统与火电机组联合的优化控制。
所开发的系统功能包括：储能系统辅助火电机组调频响应策略、储能系统SOC平衡调节策略、储能功率分配策略等。
随着新能源发电占比的不断提升，电力系统维持发电和用电平衡难度的随之增大，在火电厂内安装储能系统以提高调频性能有望成为参与调频电厂的“标配”。目前，大量的火电机组尚未加装储能系统。本技术为火电厂与储能系统联合运行开发了先进的运行控制方案和软件系统，可以更好地利用储能资源。
项目团队来自清华大学电机系智能电网运行与优化课题组，主要研究方向包括储能系统在电力系统中的应用、电动汽车与电网互动、电力系统运行优化等。近五年获得省部级一等奖2项、行业和社会团体一等奖2项。
十一、面向专用通信网络的系统设计及测试技术
随着5G技术渗透到各项垂直行业，通用化网络产品将逐渐转化为定制化专网。5G技术凭借通信性能指标的大幅提升，将在工厂、能源、矿山、电力、交通、医院、教育，军工等领域，以专属网络的形态赋能行业数字化应用场景创新及信息化业务演进，推动生产要素的数字化智能化转型。5G专网对行业应用的改变主要体现在：覆盖场景多样化；网络部署局域化；网元资源定制化；网络性能可配置；网络运维可管可控；现有系统平滑对接。
本项目在基站台的网络端，研发了基于软件无线电的4G/5G协议的自主可控的算法及协议软件，针对专网应用的特殊需求，在高可靠、自组织通信、频谱感知、宽带抗干扰、系统自同步等方面实现了系列技术创新。此外，研发了基于低成本毫米波相控阵T/R组件的大规模MIMO技术，可提升系统容量、增强覆盖。同时，可提供垂直行业定制化专网及测试技术和设备。
本项目将依托清华大学电子工程系的人才及技术优势，结合产业资本体系投资力量，致力于为我国电子及通信领域的高等科研院所、高科技企业提供技术解决方案和产业赋能，欢迎各方前来合作洽谈。目前合作需求包括：1、应用场景和需求客户；2、寻求资源对接。
王劲涛
张跃
曾任职英国莱斯特大学大规模天线实验室主任，日本安立仪器公司欧洲微波测量部。从事B5G和下一代通信系统的设计和应用研究，作为首席科学家主持和参与了欧盟地平线2020科研基金项目、欧盟地区发展创新基金项目等多个科研项目。因在5G通信领域的卓越成果，被英国皇家工程院授予IndustrialFellowship。
李伟
英国贝特福德大学博士，曾任职美国ViaviSolutions高级工程师，主要研究方向包括5G基带信号处理和射频模块设计和测试技术。
十二、利用DNA存储还原数据信息的方法
信息存储，信息技术，数据存储，冷数据，DNA合成，DNA测序，DNA拼接，生物技术
随着信息化时代的发展，生活中的一切都在数字化，对信息存储的要求也越来越高。据IBM统计，人类每天创造的数据已达到2.5百亿亿byte，大约相当于5亿部高清电影的下载。互联网数据中心（IDC）的研究显示，到2020年数据总量（包括结构化数据和非结构化数据）的年复合增长率达将达到42%，2010~2020十年间，世界上数据总量从1ZB增长到50ZB，共增长50倍。
面对巨大的数据量，传统存储介质的存储能力以及材料的消耗与信息存储需求间将会面临严重不平衡状态。人类工厂生产的可存储设备总存储容量与数据产生总量间差距越来越大，到2020年几乎达到两倍的差距。根据目前硅基存储的发展趋势推测，可用于信息存储的硅储量将在2040年被完全耗尽。因此，寻找硅基存储的替代物，开发高效稳定低成本的新型存储介质，实现低成本，高效稳定且长期的数据存储是目前信息时代社会发展亟待解决的关键问题之一。
DNA在近年来被认为是一种未来具有巨大应用前景的数字存储介质。首先，相比较于传统存储介质，在数据保存寿命和存储密度上都有着极大的优势。在自然界中，DNA长久以来作为是承载生物体遗传信息的主要物质，地球发现的最早古生物蓝细菌，DNA作为其遗传物质已经存在了几十亿年，且在极端条件下仍然可以保存。在存储密度方面，DNA数字存储理论上可以达到455EB/克（4.55×1011GB/克），大约1018bytes或107GB每mm3，比传统存储介质提高了5-6个数量级。其次，在数据维护与备份成本方面，DNA数字存储所需要的占地，资源，能源均远远小于传统存储介质。
暂时没有市场应用场景，未来可能可以用于大量不常用但需要保存的“冷”数据的存储。
戴俊彪，中科院深圳先进技术研究院研究员，原清华大学生命科学学院研究员。近5年以通讯/共同通讯作者身份在Science、NatureCommunications、CellResearch等国际著名杂志发表论文40余篇。戴俊彪研究员是人工合成酵母基因组国际计划（Sc2.0）和基因组编写国际计划（GP-write）的中方主要参与者，牵头发起了“国际基因组编写计划中国（GP-writeChina）”国际合作项目。目前正在主持和参与科技部重点研发计划、中科院国际大科学计划等多项国内国际重大科技计划，正在牵头组建广东省合成基因组学重点实验室和深圳合成基因组学重点实验室，是我国合成生物学重点研发专项实施方案和指南编写组成员。荣获国家杰出青年科学基金、谈家桢生命科学创新奖、英国皇家学会牛顿高级学者基金、中青年科技创新领军人才、国家万人计划。
十三、情感安抚对话系统技术
人工智能、心理健康
根据国家卫健委疾病预防控制局公布的数据显示，截至2017年底，全国13.9亿人口中有2亿4千万人患有精神障碍问题，其中严重精神障碍患者超过1600万，这一数字还在逐年增长。2021年权威数据显示，全球患有抑郁症的患者超过3.5亿人，中国抑郁症患者高达5400万人，占总人口的4.2%，1.5亿青少年中受情绪和压力困扰的超过3000万人，每年因心理问题导致死亡的近300万。仅清华大学心理咨询中心一学期接诊学生就近4000人次。这些数字说明，我国民众的心理健康问题日趋严重。
与此形成巨大反差的是，在我国拥有心理咨询师从业资格证（三级和二级）的人数大约有150万，但实际上从业人数不足10%，其中专业水平也是参差不齐。2020年中国精神科执业（助理）医师刚刚达到4万人。因此，心理健康的专业从业者数量存在巨大缺口。这就为数字化心理健康技术和产品提供了发展空间。
核心技术：
面向心理咨询和治疗的自然语言处理技术
针对心理健康常见的情绪识别、关键信息提取技术。
情绪支持对话技术
借鉴心理咨询模型的情绪支持对话框架，根据策略标注实现高效的情感安抚对话生成。
预期产品和服务：
面向高校学生、企业员工和社会人士提供的智慧心理健康服务平台，融合了专业心理咨询服务，人工智能赋能的朋辈咨询对话机器人，以及辅助心理健康产品的服务平台。
心理健康信息化系统：
为专业心理咨询机构和心理咨询师提供流程管理和优化、来访者档案管理、咨询档案管理、智能辅助机器人等服务。
以NLP和对话系统为主的人工智能技术应用到心理健康领域，是一项具有重要创新性和重大社会价值的尝试。
2020年中国心理咨询行业市场规模大约480亿人民币。但实际上，国家大健康产业的年营收已经超过了10万亿人民币。同时，全国14亿人口中有超过17%的人口患有精神障碍问题，严重精神障碍患者则近2000万人。这种生理健康和心理健康产业规模的失衡，以及心理健康问题的严重性，预示着心理健康产业潜藏的巨大发展空间。
从全球视角来看，心理健康领域市场规模已经突破1500亿美金。相比之下，中国的数字心理健康领域尚在起步阶段，仍是一片蓝海。
欢迎各大高校心理咨询中心、专业的心理咨询机构以及专业的心理咨询师与本项目合作，一起打造中国首个智能情感安抚和情绪疏导智能体，共同开拓心理健康领域全新的市场。
本项成果团队负责人黄民烈，清华大学计算机系长聘副教授，国家杰青。主要从事自然语言处理、对话系统等研究。近年来承担国家重点研发计划子课题、国家杰出青年基金项目、自然科学基金重点项目、面上项目多项，并完成横向项目多项。现已发表高水平论文80多篇，申请专利10余项。获得吴文俊人工智能科技进步奖一等奖（第一完成人）。
十四、用于诊疗的类弹性蛋白多肽偶联物
生物医药领域
蛋白质药物在各类重大疾病的治疗中越来越重要。然而，大多数蛋白质药物由于其快速的肾清除和稳定性差，因而循环半衰期很短，需要频繁地以高剂量给药，导致较低的治疗效果和严重的副作用。目前最常用的提高半衰期的方法包括：PEG化、HSA融合、Fc融合等，其中PEG化会产生非均相的位点异构体混合物难以分离和纯化，产率低、生产成本高、生物活性显著降低。HSA融合需要在真核表达系统中生产，产率低、成本高，同时会显著降低药用蛋白的生物活性的问题。Fc融合蛋白存在免疫原性和糖基化的问题。同时，传统的蛋白药物纯化方法成本高昂，不仅需要特殊设备，须对固相基质进行定制，难以放大到工业规模且纯化效率低。
本项成果针对当前长效蛋白质药物领域的行业痛点，提出了独特的缓释长效蛋白新药的一站式解决方案，其分为两项具有自主知识产权的平台化技术，分别是ELP融合长效蛋白修饰技术和可逆循环相变ELP融合蛋白缓释技术，能够更好地降低生产成本，提高药物疗效，加强质量控制，提升技术的普适性。
根据行研报告，2010-2014年，全球抗肿瘤药物市场复合增长率为6.5%，其中以中国为首的新兴市场复合增长率高达15.5%；全球脑胶质瘤每年新增患者人数60万，市场规模达40亿美元；国内脑胶质瘤每年新增患者人数7万，市场规模7亿元。全球卵巢癌每年新增患者人数30万，市场规模达32亿美元；国内卵巢癌每年新增患者人数5.4万，市场规模75亿元。全球干扰素市场规模80亿美元，长效干扰素占比12%，国内干扰素市场药物规模约29亿元，长效干扰素占比49%。
（1）寻求专注生物医药领域的风险投资，助力产品的后续临床试验开发；
（2）寻求有丰富管理经验和良好资源配套的生物医药孵化产业园区落地；
十五、基于转录调控网络的智善方开发及应用系统
生物医药
针对重大疾病与复杂性疾病（如肿瘤、代谢性疾病、心血管疾病、免疫性疾病等），目前西药的单靶点疗法治疗效果不佳，且易产生耐药性的行业痛点，开展天然植物、中药的功能研究和中药方剂开发。中药和中药方剂针对复杂性疾病的治疗具有独特优势，具有“多成分、多靶点、多途径”的特点，但是中医是实践医学，中医药虽然临床疗效显著，却无法用世界通行的“语言”，让国外同行也能理解和验证中医原理，所以中医药很难进入国际市场。
因此，根据国家“十四五”规划、2035年远景目标和健康中国发展战略的要求，“坚持中西医并重和优势互补，大力发展中医药事业”，本团队在中医药核心思维和理论指导下的，基于现代生命科学的方法，系统解析天然植物和中药的物质基础与作用机制，阐释中药配伍理论的科学内涵，以“守正-创新”模式实现高效、快速、精准的智善方（理论指导的、药效完善的方剂简称智善方）开发。
我国是全球最大的传统药物市场，包括中成药、中药饮片和药食同源保健食品在内，2019年我国传统药物市场规模达到1.2万亿元。受传统文化影响，消费者对中医药和食补的接受度普遍较高。近年来随着居民收入水平提高和对健康的重视程度加深，中医药及食疗成为越来越多人的首选养生方式。由于研发投入不足，以中成药为代表的中药市场增速快速下滑，企业利润增速也均出现了明显下降。
分子本草技术将面向中医药创新头部企业，对其上市品种进行分子药效学研究，探索传统经方、药材功能进行重新分析、组合，提供难治疾病的智善方解决方案，从分子层面系统研究中药的物质基础和作用机理，解析中医配伍理论，阐释中医药科学内涵，升级中药资源质量控制标准。
寻找与行业龙头企业合作，针对应用场景的合作服务。
十六、一种流水线架构的零知识证明隐私计算专用加速芯片
信息技术、区块链技术、隐私计算、可信计算芯片
数据是数字经济时代的核心生产要素，但数据在自由流通或共享中才能产生更大价值。数据的隐私计算对保护数据安全，实现数据共享与协作应用，破除数据孤岛，提供合法合规的监管抓手，最大化释放数据价值有重大的现实价值。
本成果提出了一种高效的流水线芯片架构，显著提升了以零知识证明为核心的多种隐私计算和区块链应用中的数据处理性能和效率。本成果以算法为核心、以数据流为参考、以芯片实现为目的，通过全流水设计，优化芯片性能、面积和功耗，多维度解决隐私计算的算力不足问题，致力于成为新基建“数据价值互联网”的基础设施。
本成果所提出的芯片架构包含两个子系统。第一个子系统主要处理有限域上的高次多项式计算。通过利用傅里叶变换分解庞大的计算任务，同时对底层模块进行定制化流水线设计，并利用数据分片、片上转置等技术优化对数据流的控制。第二个子系统主要处理椭圆曲线上的大规模模幂运算。采用计算复杂度最优的Pippenger算法与定制化的数据流和底层流水线控制，并结合实际场景下的系数分布规律采用简单高效的任务分配机制，用最小的控制逻辑实现负载均衡。
据隐私计算联盟和中国信通院云大所发布的《隐私计算白皮书（2021）》预测，隐私计算市场未来几年将达到百亿规模的服务费，甚至有望撬动千亿营收空间。而根据独立咨询机构Gartner的估计，到2024年，隐私驱动的数据保护和合规技术支出将在全球突破150亿美元以上。
在应用场景上，隐私计算主要集中在数据驱动及对流通需求较高的领域，包括金融科技、联合风控、联合营销、智能医疗、电子政务、云计算外包服务、物联网数据保护等场景，并随着区块链技术的发展，进一步渗透到更多的领域。
（1）孵化资源：工程化、产品化资金3000~15000万元人民币；30人左右研发运营场地。
（2）应用场景：隐私计算及区块链加密技术在金融科技、联合风控、联合营销、智能医疗、电子政务、云计算外包服务、物联网数据保护等方面的落地应用场景，尤其是对数据处理性能和效率具有较高要求的场合。
十七、新型药物中间体催化合成技术
技术领域：纳米催化剂技术、生物制造技术
潜在应用领域：医药、农药中间体合成等
在传统精细化工生产中，特别是生物-化学级联法生产手性药物中间体过程中，存在酶与金属组合催化剂效率低从而导致手性药物中间体制造成本高、纯度低的痛点问题。目前，工业上应用于生物-化学级联反应的催化剂主要是固定化酶和固定化金属催化剂的简单组合，由于酶催化与金属催化反应条件不匹配，易造成催化剂失活。原有解决方案为将酶催化与金属催化分多步进行，存在能耗物耗大、流程复杂、环境不友好、制造过程不绿色等弊端。在“碳中和”目标下，开发绿色高效的新型药物中间体催化剂，将为解决行业现有的痛点问题提供有效途径。
针对药物中间体、农药中间体生产领域存在的问题，开发了一种新型药物中间体催化技术，构建在常温条件下同时具有高效酶催化和金属催化活性的高分子-酶-金属亚纳米团簇复合催化剂，实现了重要手性药物和农药中间体的绿色高效合成，解决了化工生产中生物-化学级联反应效率低的痛点问题，使多步的级联反应在一锅中高效进行，简化流程、提高时空产率，并减少了生产的能耗与三废的产生。
可应用于手性药物和农药生产等领域，如手性胺类药物中间体、手性农药中间体的生产。
技术许可，与本领域生产企业合作。
十八、环保纳米新材料包覆技术
技术领域：农药制剂技术、染料制剂技术
潜在应用领域：纳米材料合成技术、农药缓释技术等
传统的农药剂型通常含有较多的添加剂和有机溶剂，存在药效短、降解缓慢、利用率低、环境不友好、制造过程不绿色等严重的弊端，不仅会带来使用成本的上升，而且会因农药在使用过程中的流失产生一系列环境污染问题以及对非靶标生物的危害。传统染料剂型通常存在生产工艺耗能较多、产品质量不稳定、三废污染严重等问题。在“碳中和”目标下，开发农药和染料的绿色剂型技术及制剂材料，将为解决行业现有的痛点问题提供有效途径。
针对农药制剂、染料制剂领域存在的问题，开发了一种环保纳米新材料包覆技术，对农药分子、染料分子实现高效的包覆处理，提高了农药分子与染料分子的稳定性。通过纳米新材料的包覆作用，可以使农药达到减量增效的目的，并且具有缓释作用，有效降低了因农药流失造成的环境污染。染料分子通过纳米新材料的包覆作用，有效提高了其浸染效果，并减少了生产的能耗与三废的产生。
本项技术适用于化学农药纳米制剂制备、生物农药纳米制剂制备、荧光增白剂纳米制剂制备、涂料纳米制剂制备等。
(1)融资；
十九、无人驾驶智慧空间项目
无人驾驶，虚拟仿真，智慧空间，车路协同
无人驾驶是未来全球汽车产业发展趋势，近年来，国内外主要车企均投入大量资源进行无人驾驶汽车研发当中。目前，无人驾驶汽车产业正处于行业发展早期，主要集中于研发和初期测试阶段。我们通过行业调查和研究发现，当前制约无人驾驶发展的痛点是传统车企和研发机构针对无人驾驶汽车的技术研发路线存在如下痛点需求：
(a)基于IT的网联车研发路线：
i.全联网的要求
ii.网联车的系统安全性要求
(b)基于传统汽车厂的成长型单车智能研发路线：
i.“一百万”场景
ii.一百万英里
微反应器/微流控技术：以微结构元件为核心，在微米或亚毫米受限空间内进行的流动、传递和反应过程，它通过减小体系的分散尺度强化混合、分散与传递，提高过程可控性和效率，以“数量放大”为基本准则，将实验室成果可靠地运用于工业过程，实现大规模生产。
(1)本项成果基于微化工技术，结合先进的生产装备自动化技术，提供面向生物医药制造领域的绿色高效的微流控技术生产方案。
(2)同时，结合先进智能制造技术，可以构建全自动的集成化工艺平台，实现智能化、绿色化的生产工艺及装备的整体应用。
（1）应用领域
项目的产品、技术和服务可应用于未来智能汽车的智能座舱、无人驾驶汽车研发以及无人驾驶智慧路端、车路协同等目标市场。
（2）市场前景
目前无人驾驶汽车产业正处于行业发展早期阶段，未来市场潜力巨大，可轻松创造产销万亿级的行业市场容量。据美国市场研究公司和IHSAutomotive研究报告显示，预计2025年全球无人驾驶汽车销量为75万辆，中国销量为15万辆。而到2035年，全球无人驾驶汽车销量将暴涨至2100万辆，中国市场销量将超过500万辆。华泰证券近期研报指出：2020年L2级别新车渗透率已达到约15%，L3迎来量产元年。预计到2025年，中国自动驾驶感知、决策、执行、座舱领域市场空间约为四千亿元；预计至2030年，自动驾驶市场规模将达近万亿元，年复合增长率达22%。
对资金、场地及智能网联汽车、自动驾驶技术领域的企业均有合作需求。
（1）科研技术团队核心成员
吴建平
清华大学教授，清华大学-剑桥大学-麻省理工学院“未来交通”研究中心主任，教育部“长江学者”特聘教授，国家级人才计划入选者。主要研究领域：1）无人驾驶与未来交通，2）交通建模与交通仿真，3）智慧城市与生态交通等。吴教授拥有（FLOWSIM）交通仿真软件的全部核心技术和自主知识产权，是浙江省大湾区建设顾问，北京、杭州、南宁、海口等城市交通顾问。
李克强（顾问）
清华大学车辆与运载学院教授，教育部长江学者特聘教授，汽车安全与节能国家重点实验室主任，清华大学智能网联车辆与交通研究中心主任。
（2）运营管理团队核心成员
蔡丽菲
国家“万人计划”科技创业领军人才、广东省“特支计划”创业领军人才、广东省佛山市创业领军人才、中国科学技术协会“海智计划”专家，法国国立科学技术与管理学院(CNAM)MBA，中国会计师，广东阿格蕾雅光电材料有限公司创始人。
苏宁
京东方精电有限公司行政总裁。
二十、面向生物医药和精细化工绿色高效制造的微流控技术
生物医药；精细化工；高端装备及技术
面向生物医药、精细化学品生产企业的研发及生产工艺升级，开发绿色高效的微流控生产装备及技术。本项目产品多为定制化装备，市场定位方案为细分化定位，结合特定的工艺开发需求定制化实验装置，开发专有的生产工艺技术。随着未来生物制药、精细化学品生产企业在安全、环保方面的压力继续增大，对微流控、微反应器系统的需求将以年30%的需求量增长。
(2)与生物医药、精细化学品生产企业进行合作，提供生产工艺升级改造方案。
团队负责人徐建鸿教授，在微流控及微反应器技术在生物医药、精细化工生产方面的应用，积累了丰富的研究成果，对多种类型的反应过程，如磺化、霍夫曼重排、环氧化、硝化等，在反应机理及反应特点等方面，具有深入理解和丰富的研究经验。团队在生产放大方面实现了若干成功的应用，具备丰富的工业化经验。