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徐现刚:LED产业下游跟上游走得材料者得天下

https://www.biud.com.cn 2011年12月06日16:19 家居装修知识网

　　“话语不多，肯钻研，好琢磨，动手能力强，善于解决实际工作中遇到的疑难问题，是很难得的实干家……”这是导师中国科学院蒋民华院士对徐现刚博士的评语。

　　徐现刚，40多岁，山东大学教授，博士生导师，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者，先后留学德国、加拿大和美国，2000年回国组建山东浪潮华光光电子有限公司技术团队，投身于光电子产业。

　　十多年来，由徐现刚博士领军的技术研发团队在光电子外延材料、管芯和器件研制方面持续创新，获得了业界的广泛好评，另外在SiC单晶衬底产业化及产业配套建设的研究工作也取得了突破性的进展，3英寸SiC衬底已达到开盒即用水平，小批量提供国内急需的用户使用。日前，其研发团队在高功率碳化硅(SiC)衬底制备大功率LED芯片方面再次取得进展，倒装垂直结构芯片裸晶功率接近400mW，与美国Cree公司近期投放市场的产品指标相当。

　　而徐现刚博士在接受记者采访时却一直强调没做出什么成绩，都是团队共同努力的结果。“您为什么那么低调?”面对记者的追问，他说：“我不是低调，而是在稳打稳扎的做事，在当代，团队是个人实现价值的重要基础和必要条件，产业化项目需要各方面的精英人才，只有一个团队才能完成任务。”在徐现刚博士看来，一个真正的科学家，是认真的做科研，做出实实在在的成绩。

　　执着：20多年专注于一个领域

　　“从1989年开始做，20多年了，一直在钻研MOCVD这个领域，对国际上出来的新技术方向和研究成果，我也会积极跟踪学习，结合自己的经验对研发方向做出及时的修正……”

　　从农村走出来的徐现刚立志要用所学知识创造财富。1989年，在蒋民华院士的引导下，他投入到了化合物半导体材料的外延生长以及器件制备研究，而高亮度AlGaInP LED是MOCVD薄膜生长技术最早获得产业化的成果之一，作为国内最早进行MOCVD技术研究的团队核心成员，徐现刚迅速把自己的研究方向集中到LED有机地结合的化合物半导体光电子领域，并与这个产业结下了不解之缘。

　　1995年，获得博士学位的徐现刚为了升华对专业知识的学习，又走出了国门，先后留学德国、加拿大和美国。在国外留学期间，徐现刚坚持用时间换资本，将大量的时间都投入到了工作和学习中。“那个时候早上7点多到实验室，通常要工作到晚上十一二点，周末也基本都泡在里面。看的文献，摞起来有2米多高，没有那段时间的付出所打下的牢固基础，就不可能有后面取得的成果。”

　　在加拿大不到两年的留学时光让徐现刚博士比较难忘。当时，其所在的研究所承担的研究课题在生长表面光亮的外延薄膜上遇到了重大难题，徐现刚凭着以往的工作经验和刻苦研究，最终解决了研究所过去3年都未能攻克的难关，使该所的外延材料质量有了质的飞跃，由此材料制备的器件的技术水平得到国际同行认可，奠定了他在MOCVD外延生长领域的地位。

　　此后，留学美国的经历让徐现刚对产业化有了更系统的理解，羽翼也更为丰满。“对整个MOCVD薄膜技术的应用已积累了近10年的认识，理解更深刻。”那个时候徐现刚想着回国干一番事业，2000年他毅然回到了中国，梦想着在国内通过自主创新，搭建一个国际知名的化合物半导体光电子品牌企业。

　　回国后的徐现刚凭借着对材料学的理解，长时间的投入思考，一步步实现着他的科技理想。

　　他对研究领域的热爱可以用“痴迷”来形容，对技术问题解决方法的思索渐渐融入到了他生活的每时每刻。在家吃饭时开着电视看着，当夫人跟他谈论电视场景时，他却一脸茫然，思绪早就飞到了工作上。他说起一个“红灯刹车获得灵感”的故事，也体现了他对工作是多么的投入。有一次下班后，徐现刚一边开车，一边在考虑W工艺LED结构问题。突然间，前车亮起的火红的刹车灯让徐现刚从科学思维的遨游中回到现实，正是这次的差点追尾激发的灵感成功解决了W工艺LED关键技术，将AlGaInP红黄光LED的光效由20lm/W~30lm/W提升到60lm/W，达到国内领先水平。

　　“一个好的理论固然很重要，但如果找不到合适的材料去支持和验证理论工作的完成，再好的思想也只是空中楼阁，更多需要一些悟性和技巧。”徐现刚说。

　　随着在这个领域的不断钻研，一个个技术难点得以突破，一系列的荣誉也接踵而至：洪堡学者、长江学者、泰山学者、山东省科技进步一等奖、英国工程师协会(IEE)和美国工程师协会(IEEE)最佳论文奖、国家杰出青年基金获得者、山东省十大杰出青年、山东省留学回国创业奖、国务院政府特殊津贴等。

　　“奖项的获得是一种促进，但更多的是压力和责任。要对得起这个奖项，对得起大家对你的肯定，所以后面更多的是一种不容松懈的动力。”徐现刚坦言，荣誉大部分是集体智慧的结晶，因为每一个大的项目都是一个系统工程，离不开整个团队的齐心协力。

　　使命：积极推进全产业链的国产化

　　“只有全产业链都国产化，中国LED产业这棵大树才能壮实!”

　　回国后的徐现刚深刻地感觉到了国内外产业间存在的差距。“当时在美国做实验，设备坏了24小时之后就能获得很好的维护和维修，保证设备正常运行。而那时的中国如果一个零配件坏了，报关、进口需等半年的时间，这给实验工作造成了很大的困扰。”徐现刚当时就感慨道：“高科技应是整个国家的高科技，就如LED不应仅仅是LED的高科技，原材料、核心零部件甚至关键设备都要能跟得上发展需求，都应积极扶持其国产化。”

　　徐现刚也在身体力行地推进着光电子产业链全国产化进程，其所在的浪潮华光也是最早提出关键设备配套和原材料国产化的企业之一，在企业发展过程中也良好地践行了这一理念。“当初做红光的时候，GaAs衬底率先采用国产产品，在MO源上又是第一个把国产材料用于产业化生产中。在对MOCVD进行的维修上，只要能在本地采购的耗材、部件及配套设施都尽可能的本地采购。”在徐现刚看来，“只有全产业链都国产化了，中国LED产业这颗树才能壮实。”

　　随着近几年兴起的LED热，中国从国外进口的MOCVD也越来越多，中国MOCVD的国产化问题却未得到解决。“MOCVD国产化国家从“八五”、“九五”直到现在都在投入，但设备是一个系统的工程，从原材料、管道、流量计、压力控制器等各个环节都做到国产化还是很有难度的。”徐现刚表示，“关键部件进口，设计出反应室这个核心单元做出MOCVD设备还是很好的，但当初人们对设备重要性的认识不够且用户不多，这也影响到了大家开发的积极性，形成了当前这种世界上只有美国、德国、日本的MOCVD厂商受益于光电子产业大发展带来的巨大商机的格局。”

　　近10年来我国LED产业的增量非常快，目前国内LED市场处于一种爆发式发展阶段，企业越来越重视研发，自主创新开始显示力量，各种平台、队伍、流程也开始发挥作用。“经过多年的积累，已经有越来越多的高知识人才加入到了这个队伍，像自动化与智能控制此类当初看来深不可测的东西也已经得到了很好的解决，大家对材料的认识也不一样了，国产化的基础已具备，5年后，现有局面会得到改善。”徐现刚表示。

　　下游应用是我国LED产业发展的优势领域，面对外界呼吁国家应多支持下游应用发展的声音，徐现刚却认为，“在大面积推广的前提下，如果上游核心技术不解决，成本就很难降下来，所以一定要攻克核心技术，支持国产化。”徐现刚表示，2010年蓝宝石价格的变化凸显了国内产业链建设还需进一步完善，需要产业整体及配套的共同进步，“十二五”期间在关键MOCVD设备研发、MO源、衬底材料等配套上需进一步强化。

　　求索：材料是基础得材料者得天下

　　“LED产业的特点是下游跟着上游走，得材料者得天下。”

　　作为一名材料领域的专家，徐现刚通过多年的钻研越来越意识到材料的重要性。MOCVD薄膜外延技术中，SiC、Al2O3、GaAs衬底，MO源，化合物半导体光电子外延材料等都离不开材料研究范畴，材料是整个产业发展的基础。“如果没有材料就没有创新，很多好的思想就实现不了。整个国内前端性的技术，就是对材料的开发。”徐现刚也坦言，“材料结构优化、纯度提升、缺陷抑制等确实比较复杂，技术含量比较高，目前国内人才的培养和对其的理解方面还存在很多的问题。”

　　回国后徐现刚也一直在材料上下功夫。他目前承担了国家973、863、工信部电子基金等多项研发项目的开发，主要有大尺寸SiC衬底的制备、AlGaInP系列发光材料与器件研究、半导体照明用LED芯片研究等产业化项目。对这几个项目的研发也都取得了突破性进展。

　　SiC材料在高频大功率电子器件和半导体照明用GaN LED产品制备方面有很大优势，但碳化硅单晶却是最难生长的人工晶体之一，需在2500℃以上保持高真空一周以上。2008年，徐现刚带领他的技术团队自主研发成功碳化硅单晶生长炉，在短时间内成功生长出直径2英寸的碳化硅晶体，并解决了晶体切片、衬底抛光等关键工艺，使我国成为继美国、日本、德国之后，第四个有能力制备SiC衬底的国家。目前，山东大学晶体材料国家重点实验室已经建成了碳化硅单晶生长、加工完整生产线，3英寸衬底达到“开盒即用”水平，且实现了小批量生产，4英寸衬底已经研制成功。

　　在徐现刚负责半导体照明用LED芯片研究方面：蓝宝石衬底的功率型GaN基LED封装白光效率超过110lm/W，在垂直结构LED芯片制备方面实现了关键技术突破，填补了国内空白;AlGaInP系列发光材料与器件研究方面：超高亮度红黄光LED产业化实现60lm/W技术突破，达到国内领先水平;半导体激光器件市场占有率稳居国内第一位。

　　未来徐现刚博士将会继续致力于推进高亮度发光材料和器件技术、关键SiC衬底产业化及产业配套建设研究。他表示，未来工作的难点还是材料，因为它是半导体照明的整个核心。“只有在材料方面有所创新，通过自主创新做出更高的流明数，那么就能获得更大的市场，但是要找到匹配的材料还是蛮难的，目前在常规半导体材料里是不可能实现的，我们将摸索着往前走，争取早日取得突破。”

　　创新：走产学研结合之路

　　“LED特别适合走产学研结合之路，以企业为主体的研发有着显著的优势。”

　　2000年作为山东大学的长江计划特聘教授的徐现刚博士踏上回国之旅，当时国内鼓励大学教授走出校园创业，那时的徐现刚也希望能在国内趟出一条半导体光电子产业化产学研无缝结合之路。

　　一般情况下，教授都是在科研院校实验室从事科研工作，然后将成果转化到企业进行产业化，科研成果产业化的时间会很长，而且转移过程中也可能面临很多问题。徐现刚则推行直接把山东大学的实验室建立在企业，实现科研和产业化无缝链接，边科研边生产，边生产边科研(进一步提升)，并把山东大学的博士生带到企业中搞研发，为企业培养实用高端技术人才，企业因此也受益匪浅。

　　“半导体照明产业特别适合走产学研结合之路，产学研结合也是高技术产业化的必由之路。”徐现刚说，浪潮华光在10余年的发展中，与山东大学密切结合，也充分体会到了自有知识产权和产学研结合的研发之路带来的效益，其产品线在不断扩充，高亮度发光二极管已从过去的以红黄光为主，拓展到蓝、绿、白及紫外光，半导体激光器已拓展到光通信领域，已成为国内最大的高亮度发光二极管和半导体激光器外延片、管芯和器件的产业化基地。

　　针对未来产业的发展，徐现刚表示：“创新永远是产业发展的主题。”尽管目前国内半导体照明技术尚与美国、日本、德国有一定差距，但是在科技部等相关部门的大力支持下，国内企业纷纷扩大规模，增加研发投入，采取多条路线推进LED产业发展。通过“十一五”的短期努力，本土企业基本实现了功率型白光LED的100lm/W关键技术突破，缩小了与国外的差距;但是在关键设备、主要原材料和技术指标等方面，还存在很大差距，“十二五”的任务更艰难。为此，徐现刚博士立志在蒋民华院士的带领下，走一条“人无我有，人有我优，人优我廉，人廉我新”的自主创新道路，这也是蒋民华院士对浪潮华光光电子技术团队的期望。