把核心技术牢牢掌握在中国人自己手里
江风益团队朝着习近平总书记指明的方向勇攀科学高峰
初秋季节,夜幕降临,路灯亮起,金黄色调的灯光勾勒出树木、建筑物的轮廓,将艾溪湖公园映衬得更加美丽……这温暖、明亮的金黄光采用了世界领先的硅基黄光LED技术,是南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心的科研成果。
2016年2月3日,习近平总书记来到南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心亲切看望科研人员,肯定他们攻科研难题和抓成果转化决心大、目标高、工作实、成效好。习近平总书记指出,掌握核心技术的过程很艰难,但这条道路必须走。
“总书记的话振奋人心,坚定了我们把核心技术掌握在中国人自己手中的信心,坚定了我们用自主创新引领产业发展的决心。”时隔六年,总书记的话仍让中科院院士、南昌大学副校长、国家硅基LED工程技术研究中心主任江风益倍感振奋。
六年多来,江风益率领他的团队朝着总书记指明的方向,奋勇前进,攀登了一座又一座科技高峰,实现了一项又一项技术突破,矢志让“中国芯”照亮世界。
从“国际并跑”到“全球领跑”
从煤油灯、白炽灯、荧光灯到蓝光LED,历史上一次次照明技术都是由国外定义,这深深刺痛了江风益。“比如,煤油灯叫洋油灯,就是因为当时灯油是进口的。LED照明技术也是在国外获得突破,但我们不能一直‘点’洋LED灯!”
江风益清楚地记得,2003年12月的一个冬日,实验室里,硅衬底蓝光LED发出了一丝微光。“当其他人都遗憾不够亮时,我认为有戏,做成器件会很亮!”萤火虫般的光亮点燃了团队的斗志。
不到半年,团队做出了有一定显示度的硅衬底蓝光LED样管。此后,国家863纳米专项、国家电子发展基金等相继资助硅衬底LED的研发。经过5000多次实验,突破数十项关键技术,硅衬底蓝光LED于2005年在国际上率先达到实用水平,开创了LED照明芯片第三条技术路线。凭借“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目,江风益团队荣获2015年度国家技术发明奖一等奖。
在“追光”这条路,他们从未停下。
黄光LED,是江风益团队这几年主攻的关键核心技术。它无需稀土荧光粉、无蓝光危害,被视为可能取代当前“蓝光LED+稀土荧光粉”的人造照明光源。
高标准实验室内,有着一流的空气净化系统、温湿度控制系统。LED照明灯内,整齐排列着颗粒大小的芯片,这就是具有世界领先水平的硅衬底黄光LED芯片。这一芯片,解决了“黄光鸿沟”这一困扰业界50多年的世界难题,大幅提升了黄光LED光,技术水平在世界遥遥领先,获得国际同行的高度肯定。
江风益表示,目前LED照明主要是蓝光LED+荧光粉,因为黄光LED芯片电光转换效率不高,必须用荧光粉去代替黄光LED芯片。现在黄光LED芯片已经到了高水平,就可以完全取代荧光粉,进入真正意义上的下一代半导体照明。同时,江风益带领团队自主研制成功生产型MOCVD设备,实现了LED高端装备设计和制造技术自主可控,打破了发达国家技术垄断。
“最近,我们在黄光上又有大突破,在特定工作点最高光效达50%以上!”江风益高兴地说,“这六年,在国际竞争激烈的LED照明领域,从最初的蓝光LED技术国际并跑到黄光LED技术全球领跑,我们已经牢牢将核心技术掌握在自己手里。”
从“实验室”到“生产线”
夜幕降临,800余杆智慧路灯亮起,暖黄色的灯光装点着井冈山风景区内20公里盘山公路。这是南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心科研成果的最新应用之一。
据研究中心副主任王光绪介绍,这款金黄光色调纯LED路灯,节能环保、色调温馨,尤为适合山区多雨雾雪等复杂气候环境,具有强透雾性、高反射率、高光效等特性,而且不用稀土荧光粉,节省了国家资源。如今,金黄光LED照明光源已批量应用于金黄光路灯、隧道灯、母婴灯、床头灯、助眠灯及音响灯等照明产品,部分已出口美、意、韩等国家。
躺在实验室里的“中国芯”是没有生命力的,大规模产业化才有市场竞争力。江风益和他的团队达成共识:“科技创新要服务于经济发展,科研创新选题方向要围绕行业难点破题。”
2006年,江风益和团队人员一道创建“晶能光电”,引进多家风险投资基金,开始了硅衬底LED技术的产业化之路,先后推出了硅衬底蓝光、绿光LED产品,在显示显像领域获得了应用。2011年,南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心联合南昌市和高新区两级政府创办南昌硅基半导体科技有限公司,通过改进产品性能,在产业化过程中不断推进技术走向成熟。
依托南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心这一重大创新研发平台,南昌已形成原创技术优势和全产业链生产能力。作为全国唯一掌握LED全产业链原创技术自主知识产权的开发区,南昌高新区上游芯片、设备等环节有晶能光电、兆驰半导体、硅基半导体、中微半导体等企业,中游封装环节有联创光电、晶能半导体、易美光电等企业,下游应用环节有佛山照明、晶合科技、易美光电、联创致光等企业。今日的南昌,LED芯片产能已跃居全球前三,成为国内最大的大功率LED光源生产基地,手机闪光灯和移动照明出货量全球第一。
在科研实践中培养高层次人才
迎着缕缕晨光到达实验室,投入LED芯片研制工作,走出大楼时往往只有盏盏路灯相伴,这是南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心“80后”博士张建立的日程表,在外人看来枯燥又辛苦,但在他眼中这却是最美的生活。
“作为一名科研工作者,有幸在这么宽广的平台上投身热爱的事业,我倍感珍惜。”张建立感慨地说。
身为江风益团队的一员,2016年,对于张建立而言是一个意义非凡的年份。“当时,总书记见到我,主动伸出手,和我握手,使我强烈地感受到总书记对科研人员的重视。”张建立动情地说,当时,他向总书记汇报了一项核心技术,总书记听得很认真,不时点头微笑,表示赞赏。“总书记指出,‘核心技术是买不来的’,六年多来,我一直将这句话牢牢记在心上,鼓励自己做新时代科技创新的排头兵。”
因为在黄光LED技术研究上作出了突出贡献,2018年,张建立从助理研究员直接晋升为研究员。
设立学科“特区”、职称评审破“五唯”,给广大科学家和科技工作者搭建了施展才华的舞台。研究中心里,像张建立这样的科研人员相继获批晋升。科研人员的积极性被大大激发,科技创新成果源源不断涌现出来。
在第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛上,南昌大学的“中科光芯——硅基无荧光粉发光芯片产业化应用”项目从全球1085个入围总决赛的项目中脱颖而出,获得大赛冠军。这个项目由南昌大学教师和学生共创,以研究中心的“硅基黄光LED技术”为核心,指导老师也由研究中心科研人员担任。产学研用助推了创新人才的培养,大学生们不断增长智慧才干,将激昂的青春梦融入伟大的中国梦。
在研究中心一楼,悬挂着多块印有团队科研成果的展板。其中,印有“硅衬底GaN技术”树形展示图的展板会不定期更新。江风益指着展板,说出了自己和团队对未来科研的希冀与决心:“科技创新这场没有终点的‘马拉松’,我们会一直跑下去。就像展板上的树,树干象征着硅衬底GaN技术,树根象征着装备制造、材料生长、芯片工艺、器件物理等技术,这些我们现在都已经掌握了。接下来,我们的目标是发明更多的技术成果,让这棵树枝繁叶茂,硕果累累。”
● 记者手记
科技创新,要有跑马拉松的心态
在南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心大厅墙上,写着六个红色大字:多发光,少发热。江风益院士解释:“这句话有三重含义:一是在LED领域,要多发光就要少发热;二是为人处世要潜心做事,少头脑发热;三是在科研中要耐得住寂寞,少凑热闹。”
习近平总书记指出,掌握核心技术的过程很艰难,但这条道路必须走。科技创新是高质量发展的重要路径,也是一场没有终点的马拉松,比拼的是速度,也是耐力。江风益团队成功的背后,是无数个孤独之夜的一次次探索和数不清的失败尝试,是科研人员瞄准LED领域核心技术攻关的恒心和决心。强烈的爱国主义精神、吃苦耐劳的意志品质、打破常规的创新思维,始终是一代又一代科研人员克服艰难险阻、取得辉煌成就的精神法宝。
(南昌日报记者 黎姿/文 马悦/图)
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