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      新聞詳細
      • LED產業下游跟著上游走 得材料者得天下
        新聞分類:行業資訊   作者:admin    發布于:2015-07-014    文字:【】【】【

        '話語不多,肯鉆研,好琢磨,動手能力強,善于解決實際工作中遇到的疑難問題,是很難得的實干家......'這是導師中國科學院蔣民華院士對徐現剛博士的評語。

          徐現剛,40多歲,山東大學教授,博士生導師,教育部長江學者特聘教授,國家杰出青年基金獲得者,先后留學德國、加拿大和美國,2000年回國組建山東浪潮華光光電子有限公司技術團隊,投身于光電子產業。

          十多年來,由徐現剛博士領軍的技術研發團隊在光電子外延材料、管芯和器件研制方面持續創新,獲得了業界的廣泛好評,另外在SiC單晶襯底產業化及產業配套建設的研究工作也取得了突破性的進展,3英寸SiC襯底已達到開盒即用水平,小批量提供國內急需的用戶使用。日前,其研發團隊在高功率碳化硅(SiC)襯底制備大功率LED芯片方面再次取得進展,倒裝垂直結構芯片裸晶功率接近400mW,與美國Cree公司近期投放市場的產品指標相當。

          而徐現剛博士在接受記者采訪時卻一直強調沒做出什么成績,都是團隊共同努力的結果。'您為什么那么低調?'面對記者的追問,他說:'我不是低調,而是在穩打穩扎的做事,在當代,團隊是個人實現價值的重要基礎和必要條件,產業化項目需要各方面的精英人才,只有一個團隊才能完成任務。'在徐現剛博士看來,一個真正的科學家,是認真的做科研,做出實實在在的成績。

          執著:20多年專注于一個領域

          '從1989年開始做,20多年了,一直在鉆研MOCVD這個領域,對國際上出來的新技術方向和研究成果,我也會積極跟蹤學習,結合自己的經驗對研發方向做出及時的修正......'

          從農村走出來的徐現剛立志要用所學知識創造財富。1989年,在蔣民華院士的引導下,他投入到了化合物半導體材料的外延生長以及器件制備研究,而高亮度AlGaInP LED是MOCVD薄膜生長技術最早獲得產業化的成果之一,作為國內最早進行MOCVD技術研究的團隊核心成員,徐現剛迅速把自己的研究方向集中到LED有機地結合的化合物半導體光電子領域,并與這個產業結下了不解之緣。

          1995年,獲得博士學位的徐現剛為了升華對專業知識的學習,又走出了國,先后留學德國、加拿大和美國。在國外留學期間,徐現剛堅持用時間換資本,將大量的時間都投入到了工作和學習中。'那個時候早上7點多到實驗室,通常要工作到晚上十一二點,周末也基本都泡在里面??吹奈墨I,摞起來有2米多高,沒有那段時間的付出所打下的牢固基礎,就不可能有后面取得的成果。'

          在加拿大不到兩年的留學時光讓徐現剛博士比較難忘。當時,其所在的研究所承擔的研究課題在生長表面光亮的外延薄膜上遇到了重大難題,徐現剛憑著以往的工作經驗和刻苦研究,最終解決了研究所過去3年都未能攻克的難關,使該所的外延材料質量有了質的飛躍,由此材料制備的器件的技術水平得到國際同行認可,奠定了他在MOCVD外延生長領域的地位。

          此后,留學美國的經歷讓徐現剛對產業化有了更系統的理解,羽翼也更為豐滿。'對整個MOCVD薄膜技術的應用已積累了近10年的認識,理解更深刻。'那個時候徐現剛想著回國干一番事業,2000年他毅然回到了中國,夢想著在國內通過自主創新,搭建一個國際知名的化合物半導體光電子品牌企業。

          回國后的徐現剛憑借著對材料學的理解,長時間的投入思考,一步步實現著他的科技理想。

          他對研究領域的熱愛可以用'癡迷'來形容,對技術問題解決方法的思索漸漸融入到了他生活的每時每刻。在家吃飯時開著電視看著,當夫人跟他談論電視場景時,他卻一臉茫然,思緒早就飛到了工作上。他說起一個'紅燈剎車獲得靈感'的故事,也體現了他對工作是多么的投入。有一次下班后,徐現剛一邊開車,一邊在考慮W工藝LED結構問題。突然間,前車亮起的火紅的剎車燈讓徐現剛從科學思維的遨游中回到現實,正是這次的差點追尾激發的靈感成功解決了W工藝LED關鍵技術,將AlGaInP紅黃光LED的光效由20lm/W~30lm/W提升到60lm/W,達到國內領先水平。

          '一個好的理論固然很重要,但如果找不到合適的材料去支持和驗證理論工作的完成,再好的思想也只是空中樓閣,更多需要一些悟性和技巧。'徐現剛說。

          隨著在這個領域的不斷鉆研,一個個技術難點得以突破,一系列的榮譽也接踵而至:洪堡學者、長江學者、泰山學者、山東省科技進步一等獎、英國工程師協會(IEE)和美國工程師協會(IEEE)最佳論文獎、國家杰出青年基金獲得者、山東省十大杰出青年、山東省留學回國創業獎、國務院政府特殊津貼等。

          '獎項的獲得是一種促進,但更多的是壓力和責任。要對得起這個獎項,對得起大家對你的肯定,所以后面更多的是一種不容松懈的動力。'徐現剛坦言,榮譽大部分是集體智慧的結晶,因為每一個大的項目都是一個系統工程,離不開整個團隊的齊心協力。

          使命:積極推進全產業鏈的國產化

          '只有全產業鏈都國產化,中國LED產業這棵大樹才能壯實!'

          回國后的徐現剛深刻地感覺到了國內外產業間存在的差距。'當時在美國做實驗,設備壞了24小時之后就能獲得很好的維護和維修,保證設備正常運行。而那時的中國如果一個零配件壞了,報關、進口需等半年的時間,這給實驗工作造成了很大的困擾。'徐現剛當時就感慨道:'高科技應是整個國家的高科技,就如LED不應僅僅是LED的高科技,原材料、核心零部件甚至關鍵設備都要能跟得上發展需求,都應積極扶持其國產化。'

          徐現剛也在身體力行地推進著光電子產業鏈全國產化進程,其所在的浪潮華光也是最早提出關鍵設備配套和原材料國產化的企業之一,在企業發展過程中也良好地踐行了這一理念。'當初做紅光的時候,GaAs襯底率先采用國產產品,在MO源上又是第一個把國產材料用于產業化生產中。在對MOCVD進行的維修上,只要能在本地采購的耗材、部件及配套設施都盡可能的本地采購。'在徐現剛看來,'只有全產業鏈都國產化了,中國LED產業這顆樹才能壯實。'

          隨著近幾年興起的LED熱,中國從國外進口的MOCVD也越來越多,中國MOCVD的國產化問題卻未得到解決。'MOCVD國產化國家從'八五'、'九五'直到現在都在投入,但設備是一個系統的工程,從原材料、管道、流量計、壓力控制器等各個環節都做到國產化還是很有難度的。'徐現剛表示,'關鍵部件進口,設計出反應室這個核心單元做出MOCVD設備還是很好的,但當初人們對設備重要性的認識不夠且用戶不多,這也影響到了大家開發的積極性,形成了當前這種世界上只有美國、德國、日本的MOCVD廠商受益于光電子產業大發展帶來的巨大商機的格局。'

          近10年來我國LED產業的增量非???,目前國內LED市場處于一種爆發式發展階段,企業越來越重視研發,自主創新開始顯示力量,各種平臺、隊伍、流程也開始發揮作用。'經過多年的積累,已經有越來越多的高知識人才加入到了這個隊伍,像自動化與智能控制此類當初看來深不可測的東西也已經得到了很好的解決,大家對材料的認識也不一樣了,國產化的基礎已具備,5年后,現有局面會得到改善。'徐現剛表示。

          下游應用是我國LED產業發展的優勢領域,面對外界呼吁國家應多支持下游應用發展的聲音,徐現剛卻認為,'在大面積推廣的前提下,如果上游核心技術不解決,成本就很難降下來,所以一定要攻克核心技術,支持國產化。'徐現剛表示,2010年藍寶石價格的變化凸顯了國內產業鏈建設還需進一步完善,需要產業整體及配套的共同進步,'十二五'期間在關鍵MOCVD設備研發、MO源、襯底材料等配套上需進一步強化。

          使命:積極推進全產業鏈的國產化

          '只有全產業鏈都國產化,中國LED產業這棵大樹才能壯實!'

          回國后的徐現剛深刻地感覺到了國內外產業間存在的差距。'當時在美國做實驗,設備壞了24小時之后就能獲得很好的維護和維修,保證設備正常運行。而那時的中國如果一個零配件壞了,報關、進口需等半年的時間,這給實驗工作造成了很大的困擾。'徐現剛當時就感慨道:'高科技應是整個國家的高科技,就如LED不應僅僅是LED的高科技,原材料、核心零部件甚至關鍵設備都要能跟得上發展需求,都應積極扶持其國產化。'

          徐現剛也在身體力行地推進著光電子產業鏈全國產化進程,其所在的浪潮華光也是最早提出關鍵設備配套和原材料國產化的企業之一,在企業發展過程中也良好地踐行了這一理念。'當初做紅光的時候,GaAs襯底率先采用國產產品,在MO源上又是第一個把國產材料用于產業化生產中。在對MOCVD進行的維修上,只要能在本地采購的耗材、部件及配套設施都盡可能的本地采購。'在徐現剛看來,'只有全產業鏈都國產化了,中國LED產業這顆樹才能壯實。'

          隨著近幾年興起的LED熱,中國從國外進口的MOCVD也越來越多,中國MOCVD的國產化問題卻未得到解決。'MOCVD國產化國家從'八五'、'九五'直到現在都在投入,但設備是一個系統的工程,從原材料、管道、流量計、壓力控制器等各個環節都做到國產化還是很有難度的。'徐現剛表示,'關鍵部件進口,設計出反應室這個核心單元做出MOCVD設備還是很好的,但當初人們對設備重要性的認識不夠且用戶不多,這也影響到了大家開發的積極性,形成了當前這種世界上只有美國、德國、日本的MOCVD廠商受益于光電子產業大發展帶來的巨大商機的格局。'

          近10年來我國LED產業的增量非???,目前國內LED市場處于一種爆發式發展階段,企業越來越重視研發,自主創新開始顯示力量,各種平臺、隊伍、流程也開始發揮作用。'經過多年的積累,已經有越來越多的高知識人才加入到了這個隊伍,像自動化與智能控制此類當初看來深不可測的東西也已經得到了很好的解決,大家對材料的認識也不一樣了,國產化的基礎已具備,5年后,現有局面會得到改善。'徐現剛表示。

          下游應用是我國LED產業發展的優勢領域,面對外界呼吁國家應多支持下游應用發展的聲音,徐現剛卻認為,'在大面積推廣的前提下,如果上游核心技術不解決,成本就很難降下來,所以一定要攻克核心技術,支持國產化。'徐現剛表示,2010年藍寶石價格的變化凸顯了國內產業鏈建設還需進一步完善,需要產業整體及配套的共同進步,'十二五'期間在關鍵MOCVD設備研發、MO源、襯底材料等配套上需進一步強化。

          求索:材料是基礎 得材料者得天下

          'LED產業的特點是下游跟著上游走,得材料者得天下。'

          作為一名材料領域的專家,徐現剛通過多年的鉆研越來越意識到材料的重要性。MOCVD薄膜外延技術中,SiC、Al2O3、GaAs襯底,MO源,化合物半導體光電子外延材料等都離不開材料研究范疇,材料是整個產業發展的基礎。'如果沒有材料就沒有創新,很多好的思想就實現不了。整個國內前端性的技術,就是對材料的開發。'徐現剛也坦言,'材料結構優化、純度提升、缺陷抑制等確實比較復雜,技術含量比較高,目前國內人才的培養和對其的理解方面還存在很多的問題。'

          回國后徐現剛也一直在材料上下功夫。他目前承擔了國家973、863、工信部電子基金等多項研發項目的開發,主要有大尺寸SiC襯底的制備、AlGaInP系列發光材料與器件研究、半導體照明用LED芯片研究等產業化項目。對這幾個項目的研發也都取得了突破性進展。

          SiC材料在高頻大功率電子器件和半導體照明用GaN LED產品制備方面有很大優勢,但碳化硅單晶卻是最難生長的人工晶體之一,需在2500℃以上保持高真空一周以上。2008年,徐現剛帶領他的技術團隊自主研發成功碳化硅單晶生長爐,在短時間內成功生長出直徑2英寸的碳化硅晶體,并解決了晶體切片、襯底拋光等關鍵工藝,使我國成為繼美國、日本、德國之后,第四個有能力制備SiC襯底的國家。目前,山東大學晶體材料國家重點實驗室已經建成了碳化硅單晶生長、加工完整生產線,3英寸襯底達到'開盒即用'水平,且實現了小批量生產,4英寸襯底已經研制成功。

          在徐現剛負責半導體照明用LED芯片研究方面:藍寶石襯底的功率型GaN基LED封裝白光效率超過110lm/W,在垂直結構LED芯片制備方面實現了關鍵技術突破,填補了國內空白;AlGaInP系列發光材料與器件研究方面:超高亮度紅黃光LED產業化實現60lm/W技術突破,達到國內領先水平;半導體激光器件市場占有率穩居國內第一位。

          未來徐現剛博士將會繼續致力于推進高亮度發光材料和器件技術、關鍵SiC襯底產業化及產業配套建設研究。他表示,未來工作的難點還是材料,因為它是半導體照明的整個核心。'只有在材料方面有所創新,通過自主創新做出更高的流明數,那么就能獲得更大的市場,但是要找到匹配的材料還是蠻難的,目前在常規半導體材料里是不可能實現的,我們將摸索著往前走,爭取早日取得突破。'

          創新:走產學研結合之路

          'LED特別適合走產學研結合之路,以企業為主體的研發有著顯著的優勢。'

          2000年作為山東大學的長江計劃特聘教授的徐現剛博士踏上回國之旅,當時國內鼓勵大學教授走出校園創業,那時的徐現剛也希望能在國內趟出一條半導體光電子產業化產學研無縫結合之路。

          一般情況下,教授都是在科研院校實驗室從事科研工作,然后將成果轉化到企業進行產業化,科研成果產業化的時間會很長,而且轉移過程中也可能面臨很多問題。徐現剛則推行直接把山東大學的實驗室建立在企業,實現科研和產業化無縫鏈接,邊科研邊生產,邊生產邊科研(進一步提升),并把山東大學的博士生帶到企業中搞研發,為企業培養實用高端技術人才,企業因此也受益匪淺。

          '半導體照明產業特別適合走產學研結合之路,產學研結合也是高技術產業化的必由之路。'徐現剛說,浪潮華光在10余年的發展中,與山東大學密切結合,也充分體會到了自有知識產權和產學研結合的研發之路帶來的效益,其產品線在不斷擴充,高亮度發光二極管已從過去的以紅黃光為主,拓展到藍、綠、白及紫外光,半導體激光器已拓展到光通信領域,已成為國內最大的高亮度發光二極管和半導體激光器外延片、管芯和器件的產業化基地。

          針對未來產業的發展,徐現剛表示:'創新永遠是產業發展的主題。'盡管目前國內半導體照明技術尚與美國、日本、德國有一定差距,但是在科技部等相關部門的大力支持下,國內企業紛紛擴大規模,增加研發投入,采取多條路線推進LED產業發展。通過'十一五'的短期努力,本土企業基本實現了功率型白光LED的100lm/W關鍵技術突破,縮小了與國外的差距;但是在關鍵設備、主要原材料和技術指標等方面,還存在很大差距,'十二五'的任務更艱難。為此,徐現剛博士立志在蔣民華院士的帶領下,走一條'人無我有,人有我優,人優我廉,人廉我新'的自主創新道路,這也是蔣民華院士對浪潮華光光電子技術團隊的期望。

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