产学研深度融合 汤勇激活广东LED产业掌握核心技术
发布日期:2018-04-09        



 


汤勇和科研团队在实验室

 


华南理工大学机械与汽车工程学院教授汤勇“一个小小的LED(发光二极管)灯里,包含了技术的不断更新,见证了新兴产业的飞速发展。”最近的一个周日,在华南理工大学机械与汽车工程学院的实验室里,56岁的汤勇团队早早开始了一天的工作,面对记者,他如是说。几天前,他们的研究项目“半导体发光器件跨尺度光功能结构设计与制造关键技术”获得广东省科技进步奖一等奖。

 


这个名称复杂的项目背后,是团队8年如一日的坚持和努力,也是广东LED产业从起步到腾飞。如今,广东LED产业规模稳居全国首位,LED器件封装量约占全国70%,产品远销海外,占据国际市场半边天。这样的成绩,汤勇团队功不可没。说起成功“秘诀”,这位谦逊的教授却说,这一切,得益于广东科研创新的浓郁氛围和开放环境,是高校与企业“携手”,产学研深度融合的结果。

 


8年前就瞄准这一新兴产业

 


“我自己就是产学研融合培养出来的。”1980年-1984年,汤勇在安徽工学院完成了本科学业,大学毕业后,他进入一家工厂工作,一待就是两年。“在工厂就是在一线车间里,这也为我之后的工作打下了基础,我的手工安装技术很不错的。”回忆起往事,汤勇感慨万分。1986年,他回到母校读研究生,1989年硕士毕业后,他再度到企业工作两年。 1991年,他赴华南理工大学攻读博士学位,毕业后留校至今。“和一直在象牙塔里的学生不一样,那几年的工作经历让我开拓了思维,也让我在读书期间有了明确的目标,因为我了解市场,了解企业。”

 


这样的理念一直持续至今。这位儒雅的教授思维十分活跃。这些年来,汤勇团队研发的核心技术与广东新兴的LED产业擦出火花,助力广东LED器件封装企业产业规模稳居全国第一,产量约占全国的70%、世界的50%。

 


这一切,要从8年前说起。

 


“现在城市里LED灯随处可见,可8年前并不是这样。”汤勇回忆,8年前,广东的LED产业刚刚起步,产出的LED灯发热严重,很快就发黑,性能不稳定,寿命短暂,无法实现批量生产使用,市场前景并不被看好。凭着敏锐的市场触觉,汤勇希望能够用自己成熟的电子热控技术进入这个新兴产业。

 


凭实力解决LED热控难题

 


“一开始企业并不相信我们能够帮到他们,但我们不计成本免费为他们做,很快也得到了他们的信任。”汤勇团队开展深入调研发现,国际知名厂商制备LED器件有一个耐热过渡衬底汽化沉积的工艺环节,工艺难、成本高、质量又打折扣。他们则开创了过渡衬底减薄工艺,把耐热陶瓷直接焊接到器件上,再用研磨减薄,没想到,竟大大节约了制备成本,同时产品质量得到有效提升,真正解决了LED热控不好的问题。

 


经过几年的改进和创新,效果显著。2016年,由汤勇领衔完成的研究成果“复杂表面热功能结构形貌特征设计与可控制造关键技术”获得2016年度国家科技进步奖二等奖。这一项目的成果被多家企业采用,成果完成单位三年实现销售93.95亿元,新增利润9.21亿元。

 


改进技术极大提升光效

 


“科研者的眼光应该是前瞻的。其实,在做LED热控的过程中,除了解决能不能用的问题,我们也一直在思考如何把LED的品质做得更好,不再局限于普通照明领域,而是要往高附加值的领域努力。”汤勇瞄准的其中一个目标就是液晶显示屏,这对LED器件的光效和光谱精确度提出了更高的要求。“简单来说,以前的需求是要发光,现在的需求是光的颜色要纯正。”于是,汤勇和他的团队从强化出光结构、光谱精度调控、光谱能量调控三个方面入手,分别解决提高光效、改善光色质量的问题。此次获奖的“半导体发光器件跨尺度光功能结构设计与制造关键技术项目”就出色地解决了LED器件精确出光问题,减少光传播过程的损耗。

 


“一个小小的器件,里面有许多微结构,以前因为芯片内部的全反射很多光都会耗散掉,出不来光。现在我们就通过改变结构,减少耗散,提高光效。”汤勇告诉记者,8年前,一个知名厂家生产出来的LED灯光效才66lm/w,可如今,一般可以达到140-150lm/w,甚至200lm/w以上。“材料没有任何变化,而是结构发生了改变,让光效极大提高。”汤勇说,“我们还发现很多半导体发光显示器件光色不纯,显示器件如果出来的颜色不纯正,是非常不舒服的,我们就进行光谱精度调控,使光色纯正,红就是纯红,蓝就是纯蓝;还有光谱能量调控,它主要解决光色均匀的问题,使人在各角度看都是一样的颜色。”汤勇说。

 


在汤勇团队的技术支持下,合作企业生产的LED器件的光效指标,比行业标杆企业美国Cree公司生产的同类型器件提高32.29%,灯具光效提高了21.84%。

 


不断探索掌握核心技术

 


“广东省半导体产业一年大概有3000多亿的产值,显示器件产值已经占全国市场的一大半。”说起这些,汤勇十分欣慰,毕竟在8年前,这些都是想都不敢想的事情。不过,他有着自己的想法:“广东LED产业不仅要产值,更多要掌握核心技术,”近三年来,他一直为此而努力。

 


汤勇告诉记者,随着市场需求的不断提高,如今电视机、显示屏等越来越薄,这就要求其内部的背光源器件越做越小。“我们的CSP倒装技术就负责解决这个问题。”汤勇说,目前,世界上关于CSP技术有三种主流方案,其中一种是中国方案,就是由广东提出的,依托汤勇团队的核心技术。“目前我们的显示器件保持着0.5×0.5mm世界最小记录,也就是一个连肉眼都很难看得清楚的空间里,还有至少4个光源接口。”汤勇说,如今,由这款器件组装制作的LED显示屏,被选定为抗战胜利70周年阅兵、G20杭州峰会、里约奥运会服务,在世界舞台上展示出强大的广东创新力量。

 


不过,汤勇从未想过停歇,在他看来,科技创新永无止境。 “下一步LED产业的发展方向应该是光通信。”汤勇说,光通信的应用范围非常广,他看好的是无人车定位,“这是一项备受追捧的新兴产业,其安全性最受关注。”汤勇说,如果无人车装上了光通信设备,定位可精确至分米级,比如今的GPS更加精确,让安全性能大大提高。

 


“LED产业其实关乎社会生活的方方面面,比如电动车、人工智能等,还有大家想不到的养殖行业等等。”汤勇说。

 


创新故事派出人才进驻企业 产学融合越走越宽

 


如今,越来越多的企业信任和信赖汤勇的研究团队。对此,汤勇说,一切都得益于8年前他开始的一个大胆尝试——将团队成员派驻企业。一开始并不容易,汤勇团队用实力说话,很快得到了企业的信任。“特别幸运的是,广东企业非常尊重科研人员,我们来自高校,目的也很纯粹,因为互相尊重和信任,在相处过程中,双方合作得十分默契。”汤勇说。

 


“过去做科研的人都是在实验室里等着活来,我们则反方向为之,主动进驻企业,了解企业需求,同时结合我们的科研技术。”汤勇团队目前合作的企业有8家,派驻进企业的团队成员至少要在企业待一年。“8年前,我们就开始走产学研深度融合的路子。”汤勇说。

 


创新感悟想要做好科研创新 选对方向并走出去

 


如何做好科研创新?汤勇坦言,搞科研首先要选对方向。选题对于科研创新来说非常重要,选择一个具有前瞻性的领域。其次,科研人员一定要“走出去”。“理论研究做得再好,如果没有依托,永远都是空中楼阁。”汤勇说,科研人员要选择一个好的战略合作伙伴,选择有实力的企业,把理论和技术实践结合起来。第三,就是要坚持,一定要做好深耕的准备,要能坚持走下去,在一个领域把它做到极致。

 


汤勇特别强调,科研人员的性格培养也非常重要,“我们团队在选择成员时就非常注重性格,我们需要性格开朗、思路开阔的人才,不仅科研要做好,认知水平也要和社会接轨。”

 


(来源:金羊网 记者:丰西西 实习生:徐娇洋)


来源:半导体照明网
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