80后“學(xué)霸”成長(cháng)記：如何在LED行業(yè)闖出了一片天
發(fā)布時(shí)間：2016-03-08 點(diǎn)擊數：4053
在晶能光電硅襯底小功率LED芯片量產(chǎn)后不久，研究再一次遇到困難，在硅襯底大功率LED芯片上，硅基圖形化技術(shù)開(kāi)始顯得“力不從心”，外延膜由于變形導致龜裂的問(wèn)題再次出現，芯片制造技術(shù)不夠穩定、合格率也比較低。
最困難的時(shí)候，一批留學(xué)歸來(lái)的熱血青年加入了晶能光電，以新的思路完成了硅襯底LED技術(shù)的“升級換代”，晶能光電率先于全球實(shí)現了硅襯底LED技術(shù)大規模產(chǎn)業(yè)化。孫錢(qián)就是這批留學(xué)歸來(lái)青年中的一位。
“學(xué)霸”之路
初次見(jiàn)到孫錢(qián)，這個(gè)80后的大男孩沒(méi)有記者想象的意氣風(fēng)發(fā)，顰笑間略顯靦腆。
孫錢(qián)，2002年從中科大提前一年畢業(yè)，獲材料物理理學(xué)學(xué)士和計算機科學(xué)與技術(shù)工程學(xué)士雙學(xué)位，并榮獲中科大最高獎郭沫若校長(cháng)獎，同年以全系第一名的成績(jì)免試推薦到中科院半導體所讀研；2005年碩士畢業(yè)后進(jìn)入耶魯大學(xué)深造，僅用四年獲得博士學(xué)位、并榮獲耶魯工學(xué)院最高獎Becton獎；2011年入選中組部首批國家“青年千人計劃”，加入中科院蘇州納米所技術(shù)與納米仿生研究所（下稱(chēng)中科院蘇州納米所）和晶能光電；2012年入選江蘇省“雙創(chuàng )人才”計劃和蘇州工業(yè)園區“金雞湖雙百人才”，2015年榮獲國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金資助，2016年榮獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎；現任中科院蘇州納米所研究員、博導，科技部高新司“第三代半導體材料”項目總體專(zhuān)家組成員，兼任晶能光電研發(fā)副總裁。翻看孫錢(qián)的簡(jiǎn)歷，妥妥一部“學(xué)霸”成長(cháng)記。
回憶往事，這個(gè)來(lái)自南通的農家孩子表示，最初踏進(jìn)半導體大門(mén)就是為了“好找工作”。2002年本科畢業(yè)時(shí)，因為家境比較貧窮，孫錢(qián)只能深埋出國進(jìn)修夢(mèng)，選擇被保送到中科院讀研?！斑x擇半導體所就是因為這專(zhuān)業(yè)畢業(yè)后好找工作，趕緊掙點(diǎn)錢(qián)，補貼家用?！睂O錢(qián)大笑著(zhù)說(shuō)。孫錢(qián)在中科院半導體所開(kāi)始跟隨導師楊輝研究員進(jìn)行氮化鎵薄膜的研究，這也為其后來(lái)踏入硅襯底LED埋下了伏筆。
一次同學(xué)聚會(huì )再次重燃了孫錢(qián)的出國夢(mèng)。 “每個(gè)月有2000多美元獎學(xué)金啊，在國內全職工作也掙不到這么多嘛，留學(xué)還能掙個(gè)學(xué)歷，開(kāi)拓視野?！睂O錢(qián)決定準備出國，1個(gè)月考過(guò)了GRE，兩周考過(guò)托福?！叭绻究茣r(shí)就出國肯定不會(huì )去耶魯，但當時(shí)申請學(xué)校時(shí)發(fā)現美國TOP10的大學(xué)只有耶魯在做氮化鎵，也就只能去耶魯了?！?/span>
在導師的要求下，孫錢(qián)沒(méi)有參加碩士畢業(yè)典禮，提前3個(gè)月到了耶魯開(kāi)始實(shí)驗室工作。
小伙扛大梁
談及到硅襯底氮化鎵基LED時(shí)，骨子里的“狂妄”開(kāi)始寫(xiě)在這個(gè)靦腆男孩的臉上。
“在美國，氮化鎵已經(jīng)開(kāi)始走下坡路了?！背醯矫绹?，孫錢(qián)就被博士生導師兜頭潑了一盆冷水。因為晶格失配和熱失配等問(wèn)題長(cháng)期無(wú)法解決，學(xué)術(shù)界已經(jīng)開(kāi)始放棄硅襯底，涌向藍寶石襯底。
但孫錢(qián)卻決定挑戰這個(gè)難題。通過(guò)系統調研、查閱資料，孫錢(qián)提出了通過(guò)應力控制來(lái)解決“龜裂”的方案。但這個(gè)方案并不被導師看好，“這不可能，別人做了那么久都沒(méi)有成功，你也不可能解決（龜裂）這個(gè)問(wèn)題?！钡珜O錢(qián)頗為偏執，繼續實(shí)驗，并在原理和機理上都獲得了很大的進(jìn)展，方案獲得初步驗證。
“命運早已安排，你只需要做好自己?！边@句話(huà)用在孫錢(qián)身上再合適不過(guò)，2009年博士畢業(yè)時(shí)趕上美國金融危機，但當時(shí)LED產(chǎn)業(yè)一片欣欣向榮，孫錢(qián)在權衡之下投身到這個(gè)蓬勃的產(chǎn)業(yè)。在飛利浦Lumileds和普瑞光電之間，孫錢(qián)選擇了后者，于2010年出任該公司外延研發(fā)科學(xué)家，負責大尺寸硅襯底GaN基藍光LED的研發(fā)。
憑借在耶魯的良好底子和拼勁，孫錢(qián)在普瑞光電的硅襯底LED項目進(jìn)展神速。不到半年，孫錢(qián)攻克了第一個(gè)難關(guān)，第五批外延片流片時(shí)就在硅襯底上實(shí)現了135流明/瓦的LED。全公司開(kāi)始對硅襯底LED熱情高漲，項目也從只有他一人主攻變成全公司人人參與，數據反饋周期則從最初的2-3個(gè)月縮短到3-5天；又不到半年后，孫錢(qián)及團隊在8英寸硅襯底上實(shí)現了160流明/瓦的高光效GaN基LED。普瑞光電用這項技術(shù)做了一只白熾燈泡拿去與日本東芝談判，最終獲得逾1億美元的技術(shù)轉讓費。
持續升級技術(shù)
事業(yè)漸入佳境，孫錢(qián)卻轉身回國，于2011年加入了晶能光電?！熬芄怆姸麻L(cháng)伍伸俊與我在硅谷談了三次，我就決定回來(lái)加盟，任職研發(fā)副總裁?！闭劶盎貒鴷r(shí)，孫錢(qián)笑著(zhù)說(shuō)，“出國了我才發(fā)現我還真的挺愛(ài)國的?；貋?lái)也是出于另外一個(gè)私心，作為獨生子女，我不想父母隨我受離鄉之苦，這對他們不公平?！?/span>
回國加入晶能光電后，孫錢(qián)再次對技術(shù)進(jìn)行創(chuàng )新升級、多次迭代，成功研制出高光效的大尺寸硅襯底GaN基LED外延片?！安捎肁lN/Al1-xGaxN等應力控制層來(lái)徹底解決裂紋問(wèn)題，實(shí)現高質(zhì)量的硅上氮化鎵薄膜和高亮度LED外延片?！睂O錢(qián)介紹，“AlN/Al1-xGaxN應力控制層是有效利用GaN與Al（Ga）N之間的晶格失配在材料的高溫生長(cháng)過(guò)程中故意積累足夠高的壓應力，并以此來(lái)抵消材料生長(cháng)完畢后降溫過(guò)程中因熱膨脹系數的失配而產(chǎn)生的張應力，從而避免裂紋的產(chǎn)生，而且生成的外延片很平整?！睉{借該項技術(shù)，晶能光電成功實(shí)現了2英寸和4英寸硅襯底氮化鎵大功率LED芯片的量產(chǎn)。
孫錢(qián)等人的貢獻在于：構建了完整的技術(shù)鏈，實(shí)現了硅基氮化鎵從材料外延生長(cháng)到LED芯片工藝、結構制備、封裝應用的技術(shù)和產(chǎn)品升級換代，使得材料質(zhì)量、器件性能及可靠性、產(chǎn)品合格率及市場(chǎng)開(kāi)拓都有了大幅度提升。2012年11月，國際半導體照明聯(lián)盟（ISA）發(fā)布“全球半導體照明2012年度新聞”，晶能光電作為 “全球首家量產(chǎn)硅襯底大功率LED芯片的公司”入選，排名第二，這正是國內外LED領(lǐng)域對硅襯底氮化鎵基大功率LED的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化成果的高度肯定。
從懵懵懂懂踏進(jìn)半導體的大門(mén)，到干一行愛(ài)一行，孫錢(qián)十余年來(lái)一直從事寬禁帶半導體GaN材料生長(cháng)及器件制備研究。對此，孫錢(qián)表示，“我兒時(shí)的夢(mèng)想是成為一名杰出的科學(xué)家，在逐夢(mèng)的征程上，無(wú)論順境逆境，不忘初心?！?/span>
“改變了目前日本日亞公司壟斷藍寶石襯底和美國CREE公司壟斷碳化硅襯底LED照明芯片技術(shù)的局面，形成了藍寶石、碳化硅、硅襯底半導體照明技術(shù)方案三足鼎立的局面?！边@是十年前國家863專(zhuān)家組對硅襯底LED項目作出的評價(jià)。江風(fēng)益和孫錢(qián)在接受采訪(fǎng)時(shí)也都強調，基于各自的優(yōu)勢應用領(lǐng)域不同，硅襯底肯定不會(huì )取代另外兩條路線(xiàn)，將來(lái)的業(yè)態(tài)是三種技術(shù)路線(xiàn)并存。
從技術(shù)創(chuàng )新及產(chǎn)業(yè)化角度而言，有產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學(xué)家在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，“該項技術(shù)的更重大意義在于：從高校創(chuàng )新到與產(chǎn)業(yè)資本合力，硅襯底LED項目不僅推動(dòng)了技術(shù)鏈的創(chuàng )新，而且還同時(shí)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)鏈的構建，這是一條非常漂亮的創(chuàng )新鏈條，或許是產(chǎn)學(xué)研的有效創(chuàng )新模式?！苯L(fēng)益一開(kāi)始就突破常規，將研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化緊密結合在了一起，2005年實(shí)驗室產(chǎn)品完成后，江風(fēng)益就帶領(lǐng)團隊于2006年成立了晶能光電，并引入金沙江創(chuàng )投等產(chǎn)業(yè)資本，開(kāi)啟了一邊出產(chǎn)品、一邊研發(fā)和改進(jìn)性能的產(chǎn)業(yè)化征程。
產(chǎn)業(yè)鼎足之勢將立，老少兩代人的格局也不曾止步于榮譽(yù)，其各自開(kāi)創(chuàng )的硅襯底技術(shù)路線(xiàn)也在不斷發(fā)展、升級?！翱蒲谐晒撬枷牒图夹g(shù)的多次碰撞結果，一個(gè)思想出來(lái)了，實(shí)施中如果技術(shù)沒(méi)有優(yōu)化就可能得出此路不通的結論，而任何一個(gè)技術(shù)不匹配都可能導致失敗，好的思想+好的技術(shù)才能成功?！苯L(fēng)益在接受采訪(fǎng)時(shí)感慨：“硅襯底LED還處于嬰兒期，團隊后續的研究也證實(shí)，其優(yōu)化后的硅基圖形化技術(shù)非常適合大功率LED外延生長(cháng)與芯片制造，已經(jīng)實(shí)現了大功率器件的實(shí)驗室量產(chǎn)，即將進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化；接下來(lái)還將研發(fā)綠光、黃光LED，未來(lái)的目標是不需要熒光粉激發(fā)，到2020年直接實(shí)現100%硅襯底LED發(fā)光?！?/span>
最困難的時(shí)候，一批留學(xué)歸來(lái)的熱血青年加入了晶能光電，以新的思路完成了硅襯底LED技術(shù)的“升級換代”，晶能光電率先于全球實(shí)現了硅襯底LED技術(shù)大規模產(chǎn)業(yè)化。孫錢(qián)就是這批留學(xué)歸來(lái)青年中的一位。
“學(xué)霸”之路
初次見(jiàn)到孫錢(qián)，這個(gè)80后的大男孩沒(méi)有記者想象的意氣風(fēng)發(fā)，顰笑間略顯靦腆。
孫錢(qián)，2002年從中科大提前一年畢業(yè)，獲材料物理理學(xué)學(xué)士和計算機科學(xué)與技術(shù)工程學(xué)士雙學(xué)位，并榮獲中科大最高獎郭沫若校長(cháng)獎，同年以全系第一名的成績(jì)免試推薦到中科院半導體所讀研；2005年碩士畢業(yè)后進(jìn)入耶魯大學(xué)深造，僅用四年獲得博士學(xué)位、并榮獲耶魯工學(xué)院最高獎Becton獎；2011年入選中組部首批國家“青年千人計劃”，加入中科院蘇州納米所技術(shù)與納米仿生研究所（下稱(chēng)中科院蘇州納米所）和晶能光電；2012年入選江蘇省“雙創(chuàng )人才”計劃和蘇州工業(yè)園區“金雞湖雙百人才”，2015年榮獲國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金資助，2016年榮獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎；現任中科院蘇州納米所研究員、博導，科技部高新司“第三代半導體材料”項目總體專(zhuān)家組成員，兼任晶能光電研發(fā)副總裁。翻看孫錢(qián)的簡(jiǎn)歷，妥妥一部“學(xué)霸”成長(cháng)記。
回憶往事，這個(gè)來(lái)自南通的農家孩子表示，最初踏進(jìn)半導體大門(mén)就是為了“好找工作”。2002年本科畢業(yè)時(shí)，因為家境比較貧窮，孫錢(qián)只能深埋出國進(jìn)修夢(mèng)，選擇被保送到中科院讀研?！斑x擇半導體所就是因為這專(zhuān)業(yè)畢業(yè)后好找工作，趕緊掙點(diǎn)錢(qián)，補貼家用?！睂O錢(qián)大笑著(zhù)說(shuō)。孫錢(qián)在中科院半導體所開(kāi)始跟隨導師楊輝研究員進(jìn)行氮化鎵薄膜的研究，這也為其后來(lái)踏入硅襯底LED埋下了伏筆。
一次同學(xué)聚會(huì )再次重燃了孫錢(qián)的出國夢(mèng)。 “每個(gè)月有2000多美元獎學(xué)金啊，在國內全職工作也掙不到這么多嘛，留學(xué)還能掙個(gè)學(xué)歷，開(kāi)拓視野?！睂O錢(qián)決定準備出國，1個(gè)月考過(guò)了GRE，兩周考過(guò)托福?！叭绻究茣r(shí)就出國肯定不會(huì )去耶魯，但當時(shí)申請學(xué)校時(shí)發(fā)現美國TOP10的大學(xué)只有耶魯在做氮化鎵，也就只能去耶魯了?！?/span>
在導師的要求下，孫錢(qián)沒(méi)有參加碩士畢業(yè)典禮，提前3個(gè)月到了耶魯開(kāi)始實(shí)驗室工作。
小伙扛大梁
談及到硅襯底氮化鎵基LED時(shí)，骨子里的“狂妄”開(kāi)始寫(xiě)在這個(gè)靦腆男孩的臉上。
“在美國，氮化鎵已經(jīng)開(kāi)始走下坡路了?！背醯矫绹?，孫錢(qián)就被博士生導師兜頭潑了一盆冷水。因為晶格失配和熱失配等問(wèn)題長(cháng)期無(wú)法解決，學(xué)術(shù)界已經(jīng)開(kāi)始放棄硅襯底，涌向藍寶石襯底。
但孫錢(qián)卻決定挑戰這個(gè)難題。通過(guò)系統調研、查閱資料，孫錢(qián)提出了通過(guò)應力控制來(lái)解決“龜裂”的方案。但這個(gè)方案并不被導師看好，“這不可能，別人做了那么久都沒(méi)有成功，你也不可能解決（龜裂）這個(gè)問(wèn)題?！钡珜O錢(qián)頗為偏執，繼續實(shí)驗，并在原理和機理上都獲得了很大的進(jìn)展，方案獲得初步驗證。
“命運早已安排，你只需要做好自己?！边@句話(huà)用在孫錢(qián)身上再合適不過(guò)，2009年博士畢業(yè)時(shí)趕上美國金融危機，但當時(shí)LED產(chǎn)業(yè)一片欣欣向榮，孫錢(qián)在權衡之下投身到這個(gè)蓬勃的產(chǎn)業(yè)。在飛利浦Lumileds和普瑞光電之間，孫錢(qián)選擇了后者，于2010年出任該公司外延研發(fā)科學(xué)家，負責大尺寸硅襯底GaN基藍光LED的研發(fā)。
憑借在耶魯的良好底子和拼勁，孫錢(qián)在普瑞光電的硅襯底LED項目進(jìn)展神速。不到半年，孫錢(qián)攻克了第一個(gè)難關(guān)，第五批外延片流片時(shí)就在硅襯底上實(shí)現了135流明/瓦的LED。全公司開(kāi)始對硅襯底LED熱情高漲，項目也從只有他一人主攻變成全公司人人參與，數據反饋周期則從最初的2-3個(gè)月縮短到3-5天；又不到半年后，孫錢(qián)及團隊在8英寸硅襯底上實(shí)現了160流明/瓦的高光效GaN基LED。普瑞光電用這項技術(shù)做了一只白熾燈泡拿去與日本東芝談判，最終獲得逾1億美元的技術(shù)轉讓費。
持續升級技術(shù)
事業(yè)漸入佳境，孫錢(qián)卻轉身回國，于2011年加入了晶能光電?！熬芄怆姸麻L(cháng)伍伸俊與我在硅谷談了三次，我就決定回來(lái)加盟，任職研發(fā)副總裁?！闭劶盎貒鴷r(shí)，孫錢(qián)笑著(zhù)說(shuō)，“出國了我才發(fā)現我還真的挺愛(ài)國的?；貋?lái)也是出于另外一個(gè)私心，作為獨生子女，我不想父母隨我受離鄉之苦，這對他們不公平?！?/span>
回國加入晶能光電后，孫錢(qián)再次對技術(shù)進(jìn)行創(chuàng )新升級、多次迭代，成功研制出高光效的大尺寸硅襯底GaN基LED外延片?！安捎肁lN/Al1-xGaxN等應力控制層來(lái)徹底解決裂紋問(wèn)題，實(shí)現高質(zhì)量的硅上氮化鎵薄膜和高亮度LED外延片?！睂O錢(qián)介紹，“AlN/Al1-xGaxN應力控制層是有效利用GaN與Al（Ga）N之間的晶格失配在材料的高溫生長(cháng)過(guò)程中故意積累足夠高的壓應力，并以此來(lái)抵消材料生長(cháng)完畢后降溫過(guò)程中因熱膨脹系數的失配而產(chǎn)生的張應力，從而避免裂紋的產(chǎn)生，而且生成的外延片很平整?！睉{借該項技術(shù)，晶能光電成功實(shí)現了2英寸和4英寸硅襯底氮化鎵大功率LED芯片的量產(chǎn)。
孫錢(qián)等人的貢獻在于：構建了完整的技術(shù)鏈，實(shí)現了硅基氮化鎵從材料外延生長(cháng)到LED芯片工藝、結構制備、封裝應用的技術(shù)和產(chǎn)品升級換代，使得材料質(zhì)量、器件性能及可靠性、產(chǎn)品合格率及市場(chǎng)開(kāi)拓都有了大幅度提升。2012年11月，國際半導體照明聯(lián)盟（ISA）發(fā)布“全球半導體照明2012年度新聞”，晶能光電作為 “全球首家量產(chǎn)硅襯底大功率LED芯片的公司”入選，排名第二，這正是國內外LED領(lǐng)域對硅襯底氮化鎵基大功率LED的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化成果的高度肯定。
從懵懵懂懂踏進(jìn)半導體的大門(mén)，到干一行愛(ài)一行，孫錢(qián)十余年來(lái)一直從事寬禁帶半導體GaN材料生長(cháng)及器件制備研究。對此，孫錢(qián)表示，“我兒時(shí)的夢(mèng)想是成為一名杰出的科學(xué)家，在逐夢(mèng)的征程上，無(wú)論順境逆境，不忘初心?！?/span>
“改變了目前日本日亞公司壟斷藍寶石襯底和美國CREE公司壟斷碳化硅襯底LED照明芯片技術(shù)的局面，形成了藍寶石、碳化硅、硅襯底半導體照明技術(shù)方案三足鼎立的局面?！边@是十年前國家863專(zhuān)家組對硅襯底LED項目作出的評價(jià)。江風(fēng)益和孫錢(qián)在接受采訪(fǎng)時(shí)也都強調，基于各自的優(yōu)勢應用領(lǐng)域不同，硅襯底肯定不會(huì )取代另外兩條路線(xiàn)，將來(lái)的業(yè)態(tài)是三種技術(shù)路線(xiàn)并存。
從技術(shù)創(chuàng )新及產(chǎn)業(yè)化角度而言，有產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學(xué)家在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，“該項技術(shù)的更重大意義在于：從高校創(chuàng )新到與產(chǎn)業(yè)資本合力，硅襯底LED項目不僅推動(dòng)了技術(shù)鏈的創(chuàng )新，而且還同時(shí)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)鏈的構建，這是一條非常漂亮的創(chuàng )新鏈條，或許是產(chǎn)學(xué)研的有效創(chuàng )新模式?！苯L(fēng)益一開(kāi)始就突破常規，將研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化緊密結合在了一起，2005年實(shí)驗室產(chǎn)品完成后，江風(fēng)益就帶領(lǐng)團隊于2006年成立了晶能光電，并引入金沙江創(chuàng )投等產(chǎn)業(yè)資本，開(kāi)啟了一邊出產(chǎn)品、一邊研發(fā)和改進(jìn)性能的產(chǎn)業(yè)化征程。
產(chǎn)業(yè)鼎足之勢將立，老少兩代人的格局也不曾止步于榮譽(yù)，其各自開(kāi)創(chuàng )的硅襯底技術(shù)路線(xiàn)也在不斷發(fā)展、升級?！翱蒲谐晒撬枷牒图夹g(shù)的多次碰撞結果，一個(gè)思想出來(lái)了，實(shí)施中如果技術(shù)沒(méi)有優(yōu)化就可能得出此路不通的結論，而任何一個(gè)技術(shù)不匹配都可能導致失敗，好的思想+好的技術(shù)才能成功?！苯L(fēng)益在接受采訪(fǎng)時(shí)感慨：“硅襯底LED還處于嬰兒期，團隊后續的研究也證實(shí)，其優(yōu)化后的硅基圖形化技術(shù)非常適合大功率LED外延生長(cháng)與芯片制造，已經(jīng)實(shí)現了大功率器件的實(shí)驗室量產(chǎn)，即將進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化；接下來(lái)還將研發(fā)綠光、黃光LED，未來(lái)的目標是不需要熒光粉激發(fā)，到2020年直接實(shí)現100%硅襯底LED發(fā)光?！?/span>
