在南昌大學國家硅基LED工程技術研究中心(以下簡稱“研究中心”),由我國自主研發的硅襯底黃光LED(發光二極管)芯片,近日獲重大技術突破,芯片電光轉換效率達到27.8%,處于國際領先水平。
2016年2月,習近平總書記來到該研究中心實驗室,了解實驗室科技創新、人才培養、產學研結合等情況。
“總書記到我們實驗室考察,給了我們莫大鼓舞。”中國科學院院士、南昌大學副校長江風益團隊歷時19年研發出硅襯底藍光LED技術,打破美國、日本在半導體照明領域核心技術的壟斷,開辟了一條更節能環保、低成本、高光質的LED技術路線。在習近平總書記考察后不到100天,他帶領團隊在黃光技術上實現重大突破,推動我國LED技術從“國際并跑”到“國際領跑”。
此外,研究中心還將創新型企業價值觀融入學科文化與人才培養全過程,從研究生培養方向、方式和評價標準等方面進行全方位的改革,構建并實施了研究生培養“企業化”科教融合新模式,培養出了一大批LED發光領域的優秀復合型人才。
全新的技術路線引領研究生人才培養
發光二極管即LED,是一種節能環保的冷光源,是電子信息產業基礎性元器件,市場應用廣泛。但長期以來,照明用的LED主要由日本的藍寶石襯底和美國的碳化硅襯底方案所主導。
“要想讓中國的LED擁有自己的話語權,就必須走出新路子。”江風益大膽選擇硅襯底LED照明技術,嘗試走出一條新的路線。
從零開始,創新的道路充滿艱辛。江風益清楚地記得,2003年12月28日,博士研究生莫春蘭做實驗時,硅襯底藍光LED材料發出了一絲若有若無的光。
“當時,實驗室的其他人都認為光線太微弱,但江老師卻很激動,‘有戲,做成器件會很亮!’老師的一句話鼓舞了所有人。”莫春蘭回憶說。
經過半年的改進,團隊攻堅克難做出了有一定顯示亮度的LED樣管,硅襯底LED技術取得了階段性的勝利。該技術打破美國和日本LED照明技術壟斷,開辟了世界LED照明技術新路線,率先實現了不需熒光粉的純LED健康照明新光源。之后,通過團隊持續研究,發明和完善的“硅襯底GaN基藍光LED技術”科研成果實現了產業化,并從習近平總書記手中,接過2015年度唯一的國家技術發明獎一等獎證書。
經過研發和產業團隊近20年數千次的實驗,江風益團隊創造性地發展了新的LED照明技術路線,改寫了世界LED歷史,突破了多項核心技術,使我國LED技術在部分領域處于國際領跑地位。
“頂天立地”的培養模式造就科產教復合型高端人才
“江老師經常和我們說,要做‘頂天立地’的事情。因為科研不僅要創新,要做出世界一流水平的成果,還要能落地,能產業化,能通過科研促進經濟發展。”李述體是江風益教授帶的第一個博士,長期從事氮化物半導體材料與器件制備工作的他,現已是廣東省光電功能材料與器件工程技術研究中心主任。
研究生培養不能只盯著實驗室。早在1997年,學校材料科學研究所(研究中心的前身),就“如何提高研究生的綜合素質,增強研究生的社會競爭力”展開大討論,最終明確了“將創新型企業價值觀融入學科文化與人才培養全過程”的研究生培養新理念。
“我們通常說的‘產學研’三方屬于三個單位,‘三塊牌子,三套人馬’,人員、場地和機制體制都不同,使得企業與研究生,導師與研究生之間易產生隔閡,影響‘產學研’合作以及研究生培養質量。”研究中心研究生教育負責人全知覺介紹,為了打通產業鏈,學校把科技、產業、教育、人才各要素串珠成鏈,“企業化”科教融合模式應運而生。
2000年起,研究中心陸續創辦企業。2011年,研究中心以南昌大學的名義,聯合南昌市和高新區政府,創辦了南昌硅基半導體科技有限公司。通過出產品、改進性能,在產業化過程中不斷推進技術走向成熟;同時,組建的“兩塊牌子,一套人馬”的“企業化”科教融合平臺,也成為研究生培養基地。不少研究生在攻讀學位期間,對研究中心的半導體發光科技創新和產業發展作出了實際貢獻。研究中心現有主要學術技術帶頭人,均成長于該企業化科教融合平臺,且多數是研究中心培養的研究生,已成為學校學科持續發展的關鍵力量。該基地建在LED產業中下游企業相對集中的南昌高新區,使得平臺與供應商、用戶、市場結合更緊密,同時也為研究生熟悉全產業鏈情況提供了便利條件。
“創辦企業后還可以招聘外部人才,實現了‘人歇、機不歇’的三班倒式科研模式。以前要三年才能完成的實驗量,現在只需要一年,大大加快了研發進程,并提升了研究生培養的深度和廣度。”全知覺介紹,學生們可以在本科或研究生階段進入研究中心創辦的企業實習,參與硅基LED芯片的生產與管理,知識的學習不再“看不見、摸不著”;企業研發需要什么技術,就把技術寫進教學藍本,學生學到的知識能更好地推動企業發展,畢業后可直接走上企業崗位,實現了理論學習、實驗教學、社會實踐平臺的“三融合”。
在不斷實踐中,研究中心廢除了單純以論文為標準的評價體系,并不斷積累和完善出以“六個一”為標準的多元化激勵與評價體系:一套必修課程、一種模擬仿真方法、一系列實驗方法、一種PPT演講技巧、一件發明專利以及一篇有新意的論文。
“六個一”以實際貢獻為評價導向,分別設立了單項獎,同時還設立了綜合類獎項(包括國獎、省獎等),并建立了月報評分制度作為過程性評價手段。畢業課題選用“自主化選題”的方式,研究生根據自身的興趣和特點,自主選擇符合企業、產業和市場近期需求或長遠發展的課題。
遵循以產業需要為原則,通過企業化的科教融合,無縫對接,不僅提升了研究生的綜合素質,促進了科研成果的落地,更實現了全產業鏈的“自主可控”。
LED發光人才扎根祖國大地點亮世界
在第七屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽總決賽上,南昌大學“中科光芯”項目不僅奪得桂冠,更填補了地方高校獲得大賽冠軍的空白。
“中科光芯”項目的成績離不開研究中心以“六個一”為標準的多元化激勵與評價體系。該項目第一指導教師王光緒是研究中心的碩博連讀研究生,畢業后留校任教,現兼任研究中心所屬公司總裁。
王光緒介紹,該項目以研究中心發明的黃光LED技術為核心,創業團隊包括本碩博參與者有70余人。
從基礎研究到技術發明,到產品創造,再到市場推廣,最終形成一個完整可行的創新創業方案,項目既解決了“卡脖子”問題,又實現了全產業鏈的“自主可控”。
如今項目已完成了上中下游全產業鏈的建立。團隊打造的“無藍光、不傷眼”產品銷往國內31個省份以及美國、意大利等七個國家。
通過將科技創新、產業發展、人才培養相結合,研究中心取得了不少重大科技成果,不斷培養出理論基礎扎實、動手能力強的復合型人才。
“研究中心雖然采用的是‘企業化’科教融合模式,但最終目的是想破解科學研究、教育教學、產業落地‘三元分離’,探索一種理工科研究生高質量培養新模式,以及一條學研產一體化的創新發展之路。”全知覺解釋。
1997年以來,研究中心累計培養研究生約100名,大多數畢業生投身半導體相關產業,成為企業的中堅力量。近五年,研究中心的畢業生一次就業率為100%。培養的畢業生中,榮獲國家技術發明獎一等獎2人次,省部級三大科技獎21人次,國際國內行業協會獎勵6人次,1人指導學生獲得第七屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽總冠軍……這些“逢山開路、遇水搭橋”的復合型畢業生,正逐漸成長為行業和企業領軍人才,用中國照明技術點亮世界。