新華社南昌8月14日電 題：掌握核心技術(shù)，這條道路必須走
新華社記者郭強(qiáng)、余賢紅
2016年2月3日，習(xí)近平總書記來到江西的南昌大學(xué)，考察了國家硅基LED工程技術(shù)研究中心實驗室。這個實驗室由江風(fēng)益教授牽頭研究的“硅襯底藍(lán)色發(fā)光二極管”項目，獲得2015年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。
習(xí)近平總書記聽取實驗室研究成果介紹，察看芯片制作流程，了解實驗室科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等情況，并參觀了南昌光谷展廳，肯定他們攻科研難題和抓成果轉(zhuǎn)化決心大、目標(biāo)高、工作實、成效好。習(xí)近平總書記指出，掌握核心技術(shù)的過程很艱難，但這條道路必須走。
早上8點，到國家硅基LED工程技術(shù)研究中心的辦公室采訪江風(fēng)益，我們撲了個空。他的學(xué)生告訴我們：“你們找錯地方了，江老師很少待在辦公室。”
這個研究中心位于南昌高新區(qū)，3層樓里有裝備制造、材料生長、芯片制備等6個實驗室。“哪里有解決不了的問題，老師就會出現(xiàn)在哪。你們只能打他手機(jī)了。”
手機(jī)接通，那一頭傳來帶著江西口音的普通話：“我在一樓的金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）設(shè)備間這兒，今天忙得緊！”
江風(fēng)益在位于南昌高新區(qū)的實驗室內(nèi)工作（2022年8月5日攝）。新華社記者 周密 攝
走進(jìn)實驗室，7臺MOCVD設(shè)備整齊排列。它們是半導(dǎo)體照明芯片的關(guān)鍵材料制造設(shè)備。最大的設(shè)備前面，一個穿著白色防塵服、中等個頭的人，正在給大家做指導(dǎo)。
設(shè)備指示燈一閃一閃，操作臺屏幕上的數(shù)據(jù)不斷變化。“做實驗就得不斷去試錯。”做講解的人提高了聲音。他就是江風(fēng)益。
59歲的江風(fēng)益是中科院院士、南昌大學(xué)副校長，可他更愿意別人叫他“江老師”——他喜歡這個稱呼。
我們叫了一聲“江老師”。他招手示意我們在旁邊坐下：“你們等等。這會兒我們黃光LED的實驗正遇到一個難題呢。”
發(fā)光二極管，英文簡稱LED，是一種常用的發(fā)光器件。黃光LED，是江風(fēng)益這幾年主攻的關(guān)鍵核心技術(shù)。它無需稀土熒光粉、無藍(lán)光危害，被視為可能取代當(dāng)前“藍(lán)光LED+稀土熒光粉”的人造照明光源。
沒想到，這一等，就是好幾個小時。轉(zhuǎn)遍實驗室，我們又跟著江老師走進(jìn)三樓辦公室。
脫下防塵服的江老師，白襯衫被汗?jié)裢噶恕?ldquo;現(xiàn)在科研條件多好��！”他指指窗外，“我們從南昌大學(xué)校園里搬到高新區(qū)，這個實驗樓有近9000平方米。剛起步時，實驗室只有60平方米，借了60萬元買設(shè)備，就開始研究藍(lán)光LED。”
江風(fēng)益在位于南昌高新區(qū)的實驗室內(nèi)工作（2022年8月5日攝）。新華社記者 周密 攝
拉上窗簾，打開屋里的燈，話匣子就從這滿屋的“光”開啟。
“這個天花板吊燈就是我這里研制的，以人眼比較舒適的紅、黃光為主。”江老師“開課”了：從煤油燈、白熾燈、熒光燈到藍(lán)光LED，以前一次次照明技術(shù)都是由國外定義。
“比如，煤油燈叫洋油燈，就是因為當(dāng)時燈油是進(jìn)口的。LED照明技術(shù)也是在國外獲得突破，但我們不能一直點洋LED燈！”
今天廣泛應(yīng)用的藍(lán)光LED，在本世紀(jì)初核心專利還被國外壟斷。這深深刺痛了江風(fēng)益。
他決心另辟蹊徑，選擇在硅襯底上長材料做芯片。這一過程工序繁多，僅材料結(jié)構(gòu)就有70多層、生長程序有100多步，涉及2000多個參數(shù)。
“每個參數(shù)都是一個變量，每次調(diào)整都是一次試錯，找到最優(yōu)方案，要經(jīng)過成千上萬次試錯。”他說。
這條“追光”之路，江風(fēng)益走了19年。他成功研制出硅襯底藍(lán)光LED材料與芯片技術(shù)，讓我國成為世界第三個擁有藍(lán)光LED技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)的國家。
打開桌上一盞柱形的臺燈，柔和的黃光鋪灑在桌面上。江老師高興地拍拍它：“這是金黃光LED，更好也更難的LED照明技術(shù)！”
2011年，江風(fēng)益在主攻藍(lán)光LED的同時，已把目光投向了黃光LED。但在國內(nèi)外科研人員面前，有一個“黃光鴻溝”——黃光光效大幅低于藍(lán)光，光效難以突破10%。
拉開抽屜，江風(fēng)益拿出厚厚一摞日記本，里面記的是每一天的科研進(jìn)展。這個習(xí)慣，他保持了近30年。
20世紀(jì)90年代，由南昌大學(xué)潘傳康（中）、江風(fēng)益（右）及鄭戴仇三位教授合作完成的應(yīng)變超晶格結(jié)構(gòu)研究取得重大成果。他們首創(chuàng)的離子束溝道分層掃描技術(shù)將測量精度提高了一個數(shù)量級，屬當(dāng)時國際領(lǐng)先水平（資料照片）。新華社記者 宋振平 攝
翻開最上面的日記本，在一頁“9.4%”的數(shù)字下面，江風(fēng)益重重畫了幾道線：“這是一道坎。”
當(dāng)時，實驗室有4臺MOCVD設(shè)備。江風(fēng)益拿出3臺做藍(lán)光，1臺做黃光。“投入很大、前途未知，我步子不敢邁得太快。”
但這臺機(jī)器上做出的黃光光效，就停在了9.4%。
“我當(dāng)時有過遲疑，心想這條路能走通嗎？”江風(fēng)益把日記本往后翻。
日記本里，多是一天一頁的科研數(shù)據(jù)。但2016年2月3日那一天，江風(fēng)益寫了密密麻麻5頁。他記下的是習(xí)近平總書記考察時的情景與囑托。
“我們決定拿出3臺設(shè)備做黃光，干起來！”江風(fēng)益站起來，給我們翻柜子里的文件，“你們看，國家的支持多起來了，省里、市里的扶持政策也有了，趕上這樣的好時候，我們有什么借口不努力呢？”
江風(fēng)益和團(tuán)隊“釘”在了實驗室。餓了，在實驗室吃盒飯；累了，找地方打個盹。“曾經(jīng)最長有一星期沒出過大樓。”他指著屋里那張床說。
江風(fēng)益在位于南昌高新區(qū)的實驗室內(nèi)與團(tuán)隊成員一起工作（2022年8月5日攝）。新華社記者 周密 攝
40天后，光效就突破了“黃光鴻溝”，達(dá)到12.2%。但后來，這個數(shù)值又不動窩了。
“就知道，這個鴻溝沒那么好跨！”江老師說到這里頓了頓，“我經(jīng)過思考提出，改設(shè)備！拿進(jìn)口的MOCVD設(shè)備‘開刀’，大家聽說后都說我膽太大。”
一個多月里，他帶著兩名設(shè)備專家和一批工程師加班加點，6次大改、10多次小改，硬是讓MOCVD的性能大幅提升。
2016年5月5日，接近百天的攻關(guān)后，江風(fēng)益一早來到實驗室。大家都盯著屏幕，新設(shè)備制造的芯片和器件測試結(jié)果出來了——17.2%！
有學(xué)生大喊起來。一向內(nèi)斂的江風(fēng)益也高興地鼓起掌。
“12%的時候我心里還沒底，到了17%，說明這條路可行。”
那天的日記是怎么寫的？
“2016-05-05，結(jié)果：光效達(dá)17%……如果進(jìn)一步優(yōu)化，就有希望達(dá)到25%以上……”
猜到我們在想什么，江老師說：“我覺得離總書記對我們的囑托還差得遠(yuǎn)呢，不能驕傲。”
2016年10月26日21.4%、2018年7月16日24.3%、2020年11月25日27.9%……黃光光效一次次突破，不斷刷新世界紀(jì)錄。
江風(fēng)益的“追光”之路還在延續(xù)。這兩年，他們不斷提升黃光光效，也加快了成果轉(zhuǎn)化。站起來向窗外看，老江指著不遠(yuǎn)處的艾溪湖公園金黃色景觀燈說：“那就是我們的金黃光LED，已經(jīng)實現(xiàn)了量產(chǎn)。”
天黑了，我們起身告別。“今天不能留你們吃晚飯了。”江風(fēng)益歉意地跟我們握手，也透露了一個好消息，“我們在黃光上又有大突破，在特定工作點最高光效達(dá)50%以上！”
江風(fēng)益送我們下樓，只見研究中心大廳墻上寫著六個紅色大字：多發(fā)光，少發(fā)熱。
他特意停下了腳步說：“這句話有三重含義：一是在LED領(lǐng)域，要多發(fā)光就要少發(fā)熱；二是為人處世要潛心做事，少頭腦發(fā)熱；三是在科研中要耐得住寂寞，少湊熱鬧。”
揮手告別，江風(fēng)益轉(zhuǎn)身又走進(jìn)了實驗室。 |
