邵春林和他的ＬＥＤ事業(yè)

師從著名學(xué)者梅野正義、氮化物之父赤崎勇，見證了日本光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展并領(lǐng)先世界的20年，邵春林成為光電子研究領(lǐng)域世界一流的圈內(nèi)人。不過對年過六旬的邵春林而言，回國也許才是事業(yè)真正的開始。

邵春林和他的LED事業(yè)

邵春林從1980年開始在日本攻讀碩士和博士學(xué)位，除學(xué)成回國的短暫4年，邵春林在日本已經(jīng)工作生活了20余年，其子女也在日本落地生根，不過邵春林和夫人依然保持著中國籍。邵春林已經(jīng)記不清楚多少次回國，接待了多少國內(nèi)赴日的訪問團。邵春林說，其實與國內(nèi)業(yè)界的交流從來沒有停過。

邵春林面臨的選擇有兩個，一個是繼續(xù)留在日本名古屋工業(yè)大學(xué)納米器件及系統(tǒng)研究中心當(dāng)教授做研究帶博士，這個研究中心有世界一流的光電子半導(dǎo)體研究設(shè)備，研究范圍從外延片的生長、器件到大功率封裝，十分廣泛，每年還有1.5億日元的研究經(jīng)費，留下來可以安穩(wěn)地干到70歲退休。另一個選擇是回國，帶領(lǐng)一個中國團隊回國。

對邵春林而言，回國并不是一個從容的選擇，國內(nèi)目前沒有能與名古屋工業(yè)大學(xué)納米器件及系統(tǒng)研究中心相當(dāng)?shù)难芯繖C構(gòu)，企業(yè)的規(guī)模也都還偏小，很多企業(yè)還處在草創(chuàng)階段。但是邵春林認為自己不能放棄提升國內(nèi)光電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的機會，有這個機會，也許才有邵春林一生最重要的事業(yè)。

師從氮化物之父

邵春林回憶，1980年在名古屋大學(xué)讀研究生，當(dāng)時的指導(dǎo)老師就是梅野正義教授，而其博士學(xué)位的指導(dǎo)教官就是赤崎勇教授。在梅野正義教授的指導(dǎo)下，邵春林和日本光電子領(lǐng)域另一個重要人物酒井士郎同在一個辦公室，主要從事MOCVD設(shè)備的開發(fā)和光電子器件研究。后來成為著名MOCVD設(shè)備供應(yīng)公司的大陽酸素1號、2號原型機都是邵春林參與開發(fā)的。目前該公司免費給中心提供一臺MOCVD設(shè)備，每年還提供數(shù)量不菲的研究經(jīng)費，主要目的就是讓中心幫助驗證設(shè)備的性能。

目前在日本，同時也是世界上最優(yōu)秀LED企業(yè)是日亞化學(xué)、豐田合成，而大陽酸素的MOCVD占到日本80％的市場，這也是日本LED領(lǐng)先世界的重要保障。其中赤崎勇教授是豐田合成的技術(shù)指導(dǎo)，大陽酸素的技術(shù)源泉則是邵春林所在的名古屋工業(yè)大學(xué)納米器件及系統(tǒng)研究中心。而最著名的日亞化學(xué)在1987年還是很小的公司，不到200人，后來接受酒井士郎的建議，開始搞氮化物半導(dǎo)體。后來酒井士郎到美國留學(xué)，要求日亞化學(xué)委派一位助手，這位助手就是后來被稱為藍光之父的中村修二。經(jīng)酒井士郎教授推薦，還是研究生的中村修二去美國弗羅里達大學(xué)進修MOCVD技術(shù)。這樣，當(dāng)時完全沒有MOCVD技術(shù)的日亞化學(xué)選擇了用MOCVD法成長氮化物半導(dǎo)體材料的研究課題。而正是中村修二的研究，使日亞化學(xué)從一個小公司成長為世界知名LED領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，產(chǎn)值也從20億日元漲到200億日元。

中村修二離開日亞化學(xué)后，到美國斯坦福大學(xué)繼續(xù)做研究，同時以每周一天的頻率到美國CREE公司做技術(shù)指導(dǎo)。后來CREE成為與日亞化學(xué)相抗衡的公司。

邵春林介紹，上世紀90年代以前，研究人員在很長一段時間內(nèi)尋找可以制作藍色LED的材料。在氮化物成功之前，這一領(lǐng)域里的幾乎所有專家都看好ZnSe基的Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料，只有日本名古屋大學(xué)的赤崎勇教授早就開始氮化物半導(dǎo)體的研究。直到現(xiàn)在他還是這一領(lǐng)域里最活躍的領(lǐng)軍人物。他所領(lǐng)導(dǎo)的小組在氮化物的基礎(chǔ)研究方面取得了很多突破。因此該領(lǐng)域里的大多數(shù)專家認為他才是氮化物之父。

1980年，名古屋工業(yè)大學(xué)納米器件及系統(tǒng)研究中心還沒有成立，用梅野正義教授命名的研究室主要從事鎵砷化合半導(dǎo)體的研究，主要方向是發(fā)光器件、傳感器和太陽能電池。1994年，日本文部省制定光電子器件的十年研究計劃，于是就有了由梅野正義教授牽頭，現(xiàn)在的納米器件及系統(tǒng)研究中心，梅野正義教授擔(dān)任了首任主任。研究中心主要從事鎵氮（GaN）材料的研究。去年十年計劃結(jié)束，經(jīng)過專家評審，研究中心繼續(xù)研究。

目前該中心有MOCVD設(shè)備四臺，在日本大學(xué)里屬于重點研究中心，可以做從紅光到紫外全光譜的LED材料和器件，在LED技術(shù)的最主要三個方向--高質(zhì)量的外延片、高效率熒光粉和大功率封裝領(lǐng)域，外延片和大功率封裝研究都處于世界前沿水平。

邵春林把自己與日本LED領(lǐng)域代表人物的交往謙稱為“趣談”，同時又用圈內(nèi)圈外來概括這種關(guān)系。實際上，正是與日本一流學(xué)者的長期交往，奠定了他世界一流研究水平的“圈內(nèi)”地位。

世界一流團隊

計劃同邵春林一起回國的還有另兩位博士。這其實也是邵春林在日本20余年的另一個收獲。

邵春林介紹，要生產(chǎn)高亮度的LED燈，首先要有LED芯片。芯片的質(zhì)量主要是由外延片材料的質(zhì)量決定。所謂外延片，就是在襯底上利用有機金屬氣象化學(xué)反應(yīng)一層層生長出的有機半導(dǎo)體材料。外延片材料切割后得到晶粒，晶粒封裝后得到LED芯片。

LED發(fā)光顏色和發(fā)光效率，也是由外延片決定。在各種顏色的LED中，上世紀90年代初發(fā)明的藍光光電效率高于其他光。而最近研究的重點是紫外光，紫外光的光電轉(zhuǎn)化效率是最高的。

目前納米器件及系統(tǒng)研究中心有四個教授，5名研究員。邵春林是教授、博士導(dǎo)師，同邵春林一起在研究中心工作的，另外還有4名中國籍研究員。國內(nèi)著名光電子專家陳良惠院士在參觀過研究中心后評價，這個團隊在世界上都是找不到的，有這么多中國人從材料、外延到器件工藝，到氮化鉀等其它器件，大功率器件等等都搞。

邵春林介紹他們這個團隊的優(yōu)勢主要在于能做出世界一流的產(chǎn)品，從材料、外延片、發(fā)光二極管的量子結(jié)構(gòu)，都是世界一流的。另外，這個團隊可以設(shè)計關(guān)鍵設(shè)備，然后找國內(nèi)外的企業(yè)合作生產(chǎn)。

這個團隊中的一位研究員做外延片有十年的經(jīng)驗，在酒井士郎的德島大學(xué)也做過研究，在名古屋工業(yè)大學(xué)納米器件及系統(tǒng)研究中心已經(jīng)工作5年。邵春林認為這位研究員是外延片領(lǐng)域的世界一號專家。而這名研究員當(dāng)年進入研究中心，就是邵春林為他辦的手續(xù)。

有意思的是這個研究隊伍沒有一個人有手機，在他們的研究中心，還有一些簡單的生活設(shè)施。除了研究工所，他們幾乎很少和外界聯(lián)系。邵春林在日本20余年的時間，基本上就是在以研究室中心為家這樣的狀態(tài)中度過。

邵春林說，要生產(chǎn)世界一流的外延片，設(shè)備、原材料和經(jīng)驗是不可或缺的三個要素。對LED而言，外延片具有決定性作用。目前國內(nèi)沒有能力生產(chǎn)世界一流的LED，關(guān)鍵原因就是無法生產(chǎn)一流的外延片。而世界最著名的幾家公司，例如日亞化學(xué)、豐田合成、CREE、歐司朗和Lumileds Lighting都是長產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)，其范圍包括外延片的生長、切割晶粒、封裝成芯片全流程。要想在市場上購買高質(zhì)量的外延片幾乎不可能。因此，中國整個LED產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平實際上決定于外延片的水平。

邵春林說他們團隊最大的優(yōu)勢就是：“既具有很高的理論水平，又真正熟練地掌握了半導(dǎo)體光電器件的整套（注意是一整套）生產(chǎn)技術(shù)；更重要的是整個團組還具有高度的新產(chǎn)品的科研能力?！?/p>

建言LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展

邵春林認為，要發(fā)展中國發(fā)光半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，有力支持中國半導(dǎo)體照明工程，重點在兩個方面：首先要引進世界一流的核心技術(shù)，例如日本、美國的成套技術(shù)。在這方面，國內(nèi)企業(yè)和研究機構(gòu)已經(jīng)嘗試從大陽酸素引進一流的MOCVD設(shè)備以及外圍檢測、測量設(shè)備。但是由于國內(nèi)技術(shù)水平有限，MOCVD設(shè)備設(shè)計能力有限，多次嘗試都未獲成功。不過邵春林介紹，他的團隊實際上已經(jīng)掌握了MOCVD設(shè)計技術(shù)，已經(jīng)計劃從大陽酸素引進三臺MOCVD設(shè)備，目前正等待日本通產(chǎn)省的批準。同時邵春林認為，單純依靠引進國外設(shè)備打造中國LED產(chǎn)業(yè)是不現(xiàn)實的。邵春林團隊計劃在自行設(shè)計、保證質(zhì)量的前提下，逐漸提高國產(chǎn)零部件的配套能力，實現(xiàn)MOCVD設(shè)備逐步的國產(chǎn)化過程。

另一方面，邵春林認為應(yīng)該借鑒日本日亞化學(xué)的經(jīng)驗，促成國內(nèi)外廠家強強聯(lián)合，資源互補，形成具有完整產(chǎn)業(yè)鏈的集團軍，加快產(chǎn)業(yè)推進速度。目前邵春林所支持的上海宇體光電和黃振春所在的奧雷光電正在籌建企業(yè)集團，準備打造一條從LED外延片生長、芯片切割到芯片封裝應(yīng)用完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

邵春林說，如果設(shè)備能夠順利引進，他的團隊最快可以在3個月內(nèi)生長出世界一流的高亮度外延片。設(shè)備順利投產(chǎn)后，計劃年產(chǎn)1萬片，在成熟的技術(shù)支撐下，擴產(chǎn)會按計劃順利地進行。

鑒于目前國內(nèi)有企業(yè)生產(chǎn)藍光綠光LED的外延片，邵春林團隊集中發(fā)展對外延等技術(shù)含量要求更高、普及白光照明要求更迫切的、波長小于400nm的近紫外和紫外等LED器件，以求填補國內(nèi)空白。

知識產(chǎn)權(quán)觀

2005年9月1日，徐冠華部長在接見中明確表示，歡迎邵博士的團隊歸國，這也符合國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃。徐部長說，具體地來講國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃，就是國家要把科技工作放到更重要的位置，要下決心把中國自主創(chuàng)新的科技，大幅度提高，到2020年，使中國進入創(chuàng)新型國家行列。在LED領(lǐng)域，國內(nèi)專家論證的結(jié)果也是要大力發(fā)展。

徐冠華部長將科技自主創(chuàng)新分為三個含義，一個原始性創(chuàng)新，包括科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和技術(shù)的發(fā)明；另一個是集成創(chuàng)新，把自己的技術(shù)和其他的技術(shù)能夠組合起來形成新的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)；第三，在引進技術(shù)的基礎(chǔ)上消化吸收再創(chuàng)新。

徐部長認為邵春林團隊的技術(shù)，有第一個層次的創(chuàng)新，也有第三層次的創(chuàng)新。對于引進技術(shù)基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，徐部長認為最關(guān)鍵是在引進的基礎(chǔ)上有沒有創(chuàng)新的空間和能力。

對此邵春林認為，目前LED技術(shù)發(fā)展速度非?？?，新的技術(shù)和方法在不斷涌現(xiàn)。原來一些企業(yè)在發(fā)展中申請了專利，很多是在不熟悉機理的情況下發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在搞清楚了機理，完全可以采用不同的方法實現(xiàn)相同的效果，這個空間是有的。邵春林舉例說，在外延生長過程當(dāng)中，一般的是在藍寶石上做外延，外延以后有個過渡層、中間層、低溫層，都是用這個方法。但他們不用這個方法，當(dāng)然達到的是同樣的效果。

邵春林對知識產(chǎn)權(quán)的看法，更多的體現(xiàn)了一個科學(xué)家對技術(shù)實力的信心。邵春林說，世界很少有企業(yè)的技術(shù)實力是完全體現(xiàn)在知識產(chǎn)權(quán)中，知識產(chǎn)權(quán)中有精華，也有糟粕。技術(shù)水平和知識產(chǎn)權(quán)不一定是完全一致的，未公開的高技術(shù)是事業(yè)繼續(xù)和擴大的關(guān)鍵因素。那種認為只要有知識產(chǎn)權(quán)就能生存的看法是不正確的，高科技是大量的高度智慧和技術(shù)的結(jié)晶，是長期經(jīng)驗的積累和科技的創(chuàng)新，是不可能輕易地被他人模仿的。

事實上LED最近的發(fā)展也驗證了邵春林的判斷，原來認為不可突破的日亞化學(xué)白光專利覆蓋，被上市公司李洲科技打破。據(jù)悉，9月6日李洲科技獨家取得多波長螢光粉配合LED封裝結(jié)構(gòu)的專利，其專利是使用紅、綠兩種氮化螢光粉混合，以藍光LED晶粒激發(fā)白光，避開日亞化學(xué)黃色螢光粉的專利，其發(fā)光效率比日亞化的黃色瑩光粉高15%。

邵春林認為，只有介入到研發(fā)中去，新的技術(shù)和方法才可能產(chǎn)生，自主的技術(shù)體系才可能建立，自主知識產(chǎn)權(quán)才有可能。

邵春林對這個領(lǐng)域充滿了信心。

邵春林關(guān)于LED在中國發(fā)展的建議

1、重視選擇并引進國際上比較公認的最先進的LED技術(shù)，以求盡快縮短與LED強國的差距。

2、重視優(yōu)化組合國內(nèi)并不豐富的LED領(lǐng)域的人力、財力資源，避免低水平的、無序的、重復(fù)的建設(shè)。國人對LED的重視對LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為重要。但是，忽視科技進步的基本規(guī)律將極其有害。有兩個情況需要引起業(yè)內(nèi)人士予以足夠的關(guān)注：一方面，在基礎(chǔ)研究方面力戒浮躁；另一方面，在產(chǎn)業(yè)化推進方面防止過早出現(xiàn)惡性競爭。

國家在政策上是否加大對高級人才創(chuàng)辦和投入高科技企業(yè)的鼓勵力度。能否象鼓勵人才進大學(xué)、科研機關(guān)一樣，為他們提供一定的待遇，為他們創(chuàng)造一定的科研環(huán)境。因為高科技企業(yè)的成功不僅僅只關(guān)系到投資家的利益，更重要的是關(guān)系到國家整體科技水平是否能在世界上處于領(lǐng)先地位的大問題。日本政府每年有相當(dāng)大的科研資金注入高科技企業(yè)，有很多科研任務(wù)和科技突破是由高科技企業(yè)完成的。

3、重視健全兩條腿（國家科研團隊和市場化運作的高新企業(yè)）、培養(yǎng)兩方面人才（高級研發(fā)人才和專業(yè)操作人才），攀登LED的世界高峰。把LED應(yīng)用到普通照明的技術(shù)，目前在國際上還處于積累、突破階段。我們建議把我國照明工程當(dāng)前的科研攻關(guān)課題確定為：尋找更好的襯底；改進外延技術(shù)（減少外延層中的位錯密度）；研發(fā)高效三色熒光粉或其它新型熒光材料；解決大功率器件的封裝及散熱問題。

我們千萬不要輕視專業(yè)操作人員在產(chǎn)業(yè)化工程中的極端重要性。日本成功企業(yè)之所以卓越，離不開操作人員的誠信敬業(yè)、上令下行，準確執(zhí)行、高素質(zhì)的科學(xué)反饋。

4、重視LED產(chǎn)業(yè)鏈的培育。半導(dǎo)體照明是一個系統(tǒng)工程，它涉及到我國半導(dǎo)體、基礎(chǔ)工業(yè)、微加工等行業(yè)，非一個企業(yè)、高校、研究院所所能單獨完成，必須實行政府主導(dǎo)多企業(yè)多部門聯(lián)合。半導(dǎo)體照明是一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈，應(yīng)主要包括設(shè)備研發(fā)（包括外延、測試、材料加工、封裝等設(shè)備）、襯底和原材料研發(fā)、外延片及芯片研發(fā)、高效熒光粉研發(fā)、封裝及產(chǎn)品應(yīng)用研發(fā)等幾大塊。為了提高我國LED企業(yè)的融資能力、研發(fā)能力和抗風(fēng)險能力，應(yīng)該考慮鼓勵組建日本“日亞”式的“聯(lián)合艦隊”。