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中国科学院院士甘子钊:着眼双循环发展格局,勿迷信全球化法则
   编辑:管理员   浏览:1008  时间:2020/12/31 
人物简介
甘子钊,1938年生于广东信宜,北京大学物理系教授,中国科学院院士(学部委员)。曾任北京大学物理系主任,北京大学理学部首任学部主任。曾任国家超导技术专家委员会首席科学家,主持国家超导研究。甘子钊的主要研究领域是凝聚态物理和光学物理。上世纪80年代末,甘子钊在国内提出要重视介观物理的研究,并主持在北京大学建立了这一领域的国家重点实验室。
 
中国科学院院士甘子钊:
着眼双循环发展格局,勿迷信全球化法则
 
今年,随着各大手机厂商纷纷推出体积小、充电效率极高的“氮化镓”充电头,一时间让“氮化镓”这个原本冷门的材料热了起来。
作为第三代半导体发展的关键基本材料,氮化镓备受关注。而早在上世纪90年代初,中科院院士、北京大学物理系教授甘子钊就已经意识到这一材料在LED领域的重要作用,着手开展了一系列研究,并将相关成果带到东莞,建起了我国首家从事LED上游衬底生产的企业。
日前,甘子钊在位于北大物理学院的办公室内接受专访,围绕光电产业现状、科研成果转化经验,以及新发展格局下的产业发展思路等问题,进行了深入阐述。
埋头60余载,做科研战线上一颗“螺丝钉”
9月的北京,秋意渐浓,但阳光穿透晴朗的天际照射下来,仍然十分灼热。走出地铁四号线“北大东门”站,中关村北大街车水马龙。大路西侧,正是国内最富盛名的高等学府之一的北京大学。正值新学期开学,校门口迎新横幅下,带着大包小包行李的新生正陆续报到。
而在此时,与主校区隔街相望的北京大学物理学院的办公楼里,则显得安静了许多。穿过长长的走廊,来到一间普通的办公室门前,从虚掩的房门中,刚好可以看到办公桌前的甘子钊院士。
对当天正在报到的新生来说,甘子钊可以算得上是他们的“老学长”。1938年,甘子钊生于广东省信宜县水口镇双山村,少年时代的他就勤奋好学。1954年,年仅16岁的甘子钊以优异的成绩考入北京大学物理系,此后又留校任教,往后60多年间,他从未离开过北大。
甘子钊的办公室内陈设简单,靠墙一面大大的书柜,里面是各种文档和书籍,还摆着一些老照片。而办公室两张办公桌上,除了电脑,也放满了各种文件,到处都是工作的痕迹。
“按照国家的规定,我已经办了退休了。不过现在每天还会过来上班,处理点具体事。”甘子钊说,自己之所以“退而不休”,是因为心里有两项研究放不下。
一是关于光电。上世纪90年代,业内开始关注氮化镓这种新材料,甘子钊意识到这有可能变成照明行业的重要材料,于是在北大成立了宽禁带半导体研究中心,开展一些研究工作。
第二件是关于超导。上世纪80年代中期,国外科学家成功合成一种新的化合物,临界转变温度高达35K,引爆了高温超导研究的热潮,并因此获得了1987年诺贝尔物理学奖。在这一背景下,中国也开始大力发展超导事业。1987年5月起,甘子钊担任了国家超导技术专家委员会首席科学家,主持我国高温超导研究和开发的全面工作,在这个领域一干就是几十年。
实际上,回顾甘子钊的工作履历,几十年来始终走在物理学研究的前沿,为我国众多前沿领域研究作出了重大贡献,成为哪里需要就出现在哪里的“螺丝钉”。
◆ 20世纪60年代,著名物理学家黄昆(左)和学生甘子钊。
 
1956年,根据国家科学发展规划的需要,北京大学、复旦大学、南京大学、厦门大学、吉林大学五校师生集中到北大物理系,在黄昆和谢希德教授的主持下,创办了我国第一个半导体专业。甘子钊作为黄昆先生的学生,也就此成为这一新兴领域的第一批骨干。
黄昆先生是世界著名物理学家、中国固体物理学和半导体物理学奠基人之一。作为导师,黄昆也为甘子钊后来从事研究工作带来了重要影响。
到70年代前期,在系里的安排下,甘子钊又开始从事激光物理的研究工作,在发展我国大能量气动激光上作出了贡献。70年代后期,甘子钊提出一个基本正确的多原子分子多光子离解的物理模型;80年代初发展了光在半导体中相干传播的理论;80年代中期,在凝聚态物理的一些前沿,如分数量子霍尔效应、金属一绝缘体相变、磁性半导体量子阱中极化子、杂质共振态等方面作出了贡献。
对此,甘子钊曾表示,自己的科研方向选择,都是“服从安排”,“国家需要为第一位”。
寻求成果转化,携手东莞建起半导体产业链
蓝光LED,是能发出蓝光的发光二极管,这一发明使得人类凑齐能发出三原色光的LED,得以用LED凑出足够亮的白光,大幅提高了照明效率,而氮化镓正是其中重要的基础材料。2014年,几位日本学者因“发明高亮度蓝色发光二极管,带来了节能明亮的白色光源”共同获得当年的诺贝尔物理学奖。
实际上,上世纪80年代末90年代初,国际上蓝光LED研究刚起步,甘子钊就开始着手这方面的研究。1992年,他组建了一支科研团队,并取得了重要进展。甘子钊的学生、现任北大东莞光电研究院常务副院长的张国义正是其中一员。
随着技术水平不断改进和提升,他们开始希望寻找合作方,投入生产。2000年,该团队与上海方面合作,成立了上海蓝光公司。这是国内首家从事氮化镓基LED外延片、芯片研发和产业化生产的企业。
“最初跟东莞接触是在2008年前后,当时我们做氮化镓外延片衬底,在这方面出了研究成果想实现转化。”甘子钊说到。
2008年年底,由甘子钊带头,北大物理学院教授张国义带着团队成员在全国寻找适合成果转化的地方。“团队最开始打算留在北京,因为成员的学习和生活都在那里。”张国义说,在寻找过程中,东莞和企石政府表示出很大的诚意,光大集团高层给予大力支持。最终,在甘子钊多次来东莞考察后,项目终于确定下来。

2009年1月,光大集团全资投资8000万,在东莞企石建立东莞市中镓半导体科技有限公司。2010年1月,甘子钊团队作为创新科研团队也被悉数引进东
莞。
◆与院士团队密切合作下,一条半导体产业链在东莞逐步成型。
 
在中镓公司生产车间,一人高的研磨抛数控机床上,机械手夹着一块4英寸圆形氮化镓单晶衬底翻转,经过研、磨、抛等多道工序加工,一片片氮化镓单晶衬底被制作出来……在这里,属于目前第三代半导体关键材料的氮化镓衬底材料被批量生产。
事实上,当年落户东莞的中镓半导体,是当时我国唯一一家从事LED上游衬底生产的企业,其氮化镓衬底产品属于第三代半导体产业链源头的关键材料,中镓公司更是国内首家专业生产氮化镓衬底材料及半导体设备的生产基地。
如今,东莞与院士团队之间的合作也逐渐跳出单一企业或特定技术的限制,向着培育产业生态与产业链条的方向进化。
依托中镓公司,一大批半导体行业相关企业先后培育起来。成立于2013年底的中图公司由光大集团投资建设,是半导体衬底材料专业制造商,核心技术就是从中镓公司分化而来。该公司研发的新型图形化蓝宝石衬底,手掌心大小的圆片中集纳有5万颗1瓦的照明芯片,年产能超过4500万片,成为全球规模最大的制造商,获得海外国际巨头认可,打进国际市场。
十年来与甘子钊院士团队开展的深度合作,为光大集团的战略转型提供了有力支持,中镓半导体的成功探索,为东莞带来了北大光电研究院这一新型研发机构。成立8年来,研究院获批110多项专利,为东莞科技创新和产业转型注入强劲动力。
如今,从北大光电研究院到中镓,再到中图、中晶、中麒等企业,光大集团掌握了氮化镓衬底、图形化蓝宝石衬底、芯片、外延片等的产业化,一条半导体产业链在东莞逐步成型。
不迷信价值规则,在双循环格局中实现新发展
“改革开放以来,东莞是带了风气之先的。原本东莞是广东、珠三角最落后的地区之一,借着改革开放的机会,以及跟香港联系比较多的优势,抓住机会实现了快速发展。”甘子钊说到,不过同时,东莞当下也面临很多问题。
“最近中央提出,要形成以国内大循环为主体,国内国际两个循环相互促进的新发展格局。东莞今后的发展应该思考如何同这一思路紧密结合起来。”甘子钊认为,在这方面应该总结过去的经验,形成比较长远的规划,不能仅从眼前一时的利益出发。特别是当前经济全球化还是以西方强国为主导的,所以对于全球化规则中不合理的部分不能完全接受。
在他看来,全球化背景下,大的跨国集团掌控着对于价值的评判体系,因此当下这个时代,价值法则很大程度上是与原意相背离的。过去一段全球化过程中,包括东莞在内,珠三角是取得了很多实在利益的,但必须认识到,这些发展很多是基于对规则体系的合理运用,不能反过来受到不合理的制约。
甘子钊举例道:“比如像常说的集成电路,为什么中国做不起来?主要不是科学技术问题,是因为做集成电路投资极大,但很难盈利。具体到我研究的光电领域,一个LED管芯一分多钱,卖的非常便宜。如果赚不到钱,就很难做下去。”
中图公司已成为全球规模最大的图形化蓝宝石衬底制造商。
 
单价几十万的国外手表,与几千块的国产表,都是一个电路管线加上石英震荡器,里面一模一样,甚至可能是同一家元器件公司供货,为什么可以形成这么大的价差呢?“社会上有一种戴国外名表就显得身份更高,而戴国产表就没面子的风气,这本质上是几百年历史形成的西方商品经济在世界范围内的优势。”他说到。

 “在发展高技术上也必须认识到,当代的这种普遍现象。2017年,一位法国经济学家到北大演讲时就指出,全世界的集成电路公司几乎没有盈利的。但大的垄断资本集团,旗下产业众多,其他方面的盈利可以转移补贴。中国在这方面的思路需要转变。”甘子钊说到。
他认为,对东莞来说,虽然是面向全球谋求发展,但不能迷信全球化的法则。分析什么产业能赚钱,什么产业不能赚钱,哪些事情即使不赚钱也得做,“必须有所为有所不为”。另一方面,中国的脱贫事业仍在继续推进,在广大的乡村地区,占人口相当大比例的农业人口,仍然处于低收入状态,生活水平需要继续提升。未来面向新农村建设,面向广大农民真正增收致富,提升农业的现代化、精细化水平,都有着广阔的空间。围绕农业和卫生健康等许多民生领域,都是东莞产业可以发力的空间。要立足于国内大循环,把东莞的产业发展跟落后地区的提升结合起来。

成立8年来,北大光电研究院已获批110多项专利。
 
虽然过去60多年里,甘子钊的工作大都跟前沿基础研究相关联,但实际上,他对于研究成果的产业转化一直非常关注,曾多次指出,研究不能只停留在纸面上,而是要跟产业应用相结合。在多次创业和推动研究成果落地的过程中,他对这个问题有了更深的思考。
“过去很长一段时间,我们借鉴西方的经验,很强调成果转化中的个人利益,例如股权激励等等,给科学家以物质激励,发挥了重要的作用。但是在新的形势下,这些老的经验做法也需要及时反思。”甘子钊表示,当前还应该注重强调国家重大需求,将成果转化跟高校和科研单位的大计划相连接,而不能一味强调个人利益。
其次,从科研工作的规律看,假如一项研究达到证明有用的程度,要投入10块钱,到可以展示和演示能用的程度,需要花费100块钱,那么到最终生产出来能用的产品,可能要再花1000块甚至更多。“但国内由于原来的历史基础,或其他各种原因,大家常常夸大前头这一步,很多拿来大讲特讲的应用,连展示这一步都还没到。”
甘子钊建议,地方政府真正应该下大力气投入的恰恰在第三部分,即已经能够实现展示,但是还没有实现量产或者产业应的这部分。这是地方政府和企业适合切入的部分。
2020年7月,国家发改委、科技部批复,同意光明科学城一松山湖科学城片区为大湾区综合性国家科学中心先行启动区的主体,定位为重大设施平台等创新资源集中承载区。前不久召开的中共东莞市委十四届十一次全会提出,要加快推进大湾区综合性国家科学中心先行启动区(松山湖科学城)建设,并制定出台《关于加快推进大湾区综合性国家科学中心先行启动区(松山湖科学城)建设的若干意见》,将全力打造具有全球影响力的原始创新策源地、新兴产业兴源地、创新人才集聚地和科学人文宜居地。在甘子钊看来,这几年广东非常注重科技创新,在基础研究方面做了很多投入。不过从整体上看,基础研究主要靠国家投入和布局,地方在此基础上配合给予一些相应支持,更多精力还是应当关注最后一步成果的转化应用。东莞也应该集中主要力量在这一环节,并且东莞本身也有突出的优势。

几年合作下来,甘子钊对东莞的创业环境也非常认可,其中政府部门和领导干部的办事风格非常务实,这是一大优点。但他也指出,与广州、深圳、上海等一线城市相比,东莞在政策水平、整体文化氛围方面还是有一定的差距,未来应该实事求是,继续学习借鉴其他地区的先进经验,相信在粤港澳大湾区和综合性国家科学中心建设中将有更大作为。
  ◆松山湖科学城已纳入大湾区综合性国家科学中心先行启动区。
 
 
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