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
金羊网记者 丰西西 实习生 徐娇洋
“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。”
