实验室“种”市场“收”

山大晶体，越过“中试”之谷

　　□ 大众新闻记者 张瑞雪
　　　　　　　　 张焕辰

　　“顶天立地。”作为山东大学晶体材料研究院副院长，王泽岩脱口而出，选择用这四个字概括院内师生的共同信条。
　　5月下旬，山大南路27号的高大乔木已然枝繁叶茂，树影摇曳间，学生爽朗的笑声和初夏的风一起穿行而过。在被称作“小树林”的地方，王泽岩向记者解释，“所谓‘顶天’就是关注科学最尖端的一部分，研究学科前沿、国际前沿；‘立地’则是面向应用，让科研成果落地转化，服务于经济发展。”
　　区别于传统“象牙塔”式学院，应国家重大急需而诞生的晶体院的一方天地，早已桥接嵌入多个中试基地、产业园和高新技术企业。在一次次越过“中试”之谷，越过重山后，它勉力搭建起“0-100”的产学研高效闭环，生长为全省晶体材料产业版图的“科研大脑”。
走出实验室：“1-10”的惊险一跃
　　“这几年国家更强调科技自立自强，梳理了部分急需领域投入更多资金，以支持自主研发，晶体院主攻的基础材料学科受益不少。”晶体材料研究院院长于浩海说，“国家所需”成为进一步设立新一代半导体材料集成攻关大平台的核心与直接动力。
　　近年来，以晶体为代表的基础材料成为国家面向未来布局的关键“把手”，第三代半导体更被视为打开新一轮科技革命的“钥匙”。大平台自诞生便肩负厚望，“产业”二字成为其使命所在。2019年6月，大平台建设方案通过时，一位专家便清晰指明，设立大平台的目的在于“打造从技术到中试、从样品到样机的链条式部署，以技术创新支撑产业发展”。
　　在这全链条中，“中试”作为浓重的一笔被特别提及，它究竟是什么？
　　于浩海把中试比作科研“从1到10”的惊险一跃。从一道问号悬顶的复杂公式到实验室中长出绚丽晶体，再到各形态产品实现高良率应用和大规模生产，无异于越过重山。
　　而培养皿中的晶体们能否最终通过市场的严苛检视，中试将通过模拟真实生产环境，对技术可行性、工艺稳定性、设备适配性展开全方位压力测试，给出参考答案。
　　“科研工作者擅长‘0-1’的突破，但你在实验室能做出来和能产业化是两回事。”于浩海又打了个比方，就像现在要登珠穆朗玛峰，企业希望修一条高速公路，让人人都能登顶，中试就是科研人员去修一条普通公路的过程，“这就是‘1-10’的路。后续再把这个路拓宽升级，变成全民通行的高速公路，那就是企业‘10-100’的课题了。”
　　此外，国产替代的需求愈加紧迫，“国家重大急需，需要量大面广，校内是不可能解决的。”于浩海说。
　　因此，2019年，研究院着力推动在济南章丘区落成了一座专门的晶体材料中试基地。章丘区提供独立办公楼、7.5万平方米标准厂房和配套资金，并组建一期5亿元人工晶体专业基金，供项目导入孵化。2023年7月，由济南市政府联合山东大学发起成立的济南晶谷研究院又宣告落地。
　　曾在一方小天地里埋头“种”晶体的科研人员，对商业化有了更多具象认知。“有的材料技术可能很好，但企业会说太贵了，要让它整个流转起来成本太高了，就需要低成本、可批量生产的。”于浩海解释，“晶体的良率是另一个重点，60%的概率放在实验室是没问题的，但要闯关市场，90%才具备竞争力。”
　　中试基地的使命正是为这些关键问题提供解决方案。山东大学晶体材料全国重点实验室教授张雷回忆，2023年，自己在济南晶谷研究院孵化成立山东晶镓半导体有限公司。进入中试阶段后，投入10台设备用以生产氮化镓。团队在一年有余的中试中，尝试通过货比三家的方式替换零部件、高温炉、耗材等物料，将成本逐步降至初始的一半；同时通过优化产线工艺，将良率提升至60%以上。
　　评价中试成功与否的关键，还在于能否通过下游厂商的“验证”。张雷解释，“厂商在半年内会验证你这个材料的性能、可行性和稳定性，然后给出评价，市场的标准是所有应用领域里最严苛的。”
　　目前，章丘的晶体材料中试基地已经显现出作为“桥梁”的轮廓雏形：成功孵化出百纳芯材、有维光电、山东晶量新材料三家高新技术企业，其成果有望广泛应用于半导体、医疗等多个领域，成为持续供给所在行业的动脉血液。

面朝大市场：“10-100”的产业之问
　　产品怎么盈利？产业怎么成链？风险与红利如何分配共享？
　　创办企业前，在科研上顺风顺水的山东大学“齐鲁青年学者”张百涛从未设想过这些问题。然而，当步履蹒跚地完成“0-1”的开创研究与“1-10”的中试一跃，“10-100”的产业之问自然浮现。
　　尽管2020年创办的铂锐激光已累计完成交付激光器100余台，创收超3000万元，张百涛仍对创业的风险保有清醒觉察。
　　幸而，带头人能够为“产业之问”提供可参考的范本。新一代半导体材料集成攻关大平台主任徐现刚有相当丰富的企业孵化成果和产业布局经验，由他主导孵化的山东天岳、南砂晶圆等科技企业，共同构成了外界所评价的“产业化领导力”。
　　要回答好产业之问，必须有坚实的制度为之兜底。早在2016年，山东发布的《关于深化人才发展体制机制改革的实施意见》率先破冰，明确支持高校人才可到企业兼职或离岗创业，并为其保留为期三年的人事关系与基本工资。
　　山东大学随即出台细则，规定75%的净收益或70%的股份比例奖励给成果完成团队，收益大头被赋予一线科研人员；同时建立“基础研究—中试—产业化”全链条激励机制。这意味着，科研人员可以通过落地技术成果获得“真金白银”的物质回馈。
　　“让团队里的年轻老师能尽快买上房子、安家置业，这是基本的保障。”曾获国家杰出青年科学基金的山东大学教授刘宏去年通过转让微流控条形码生物芯片技术，获得1000万元现金收益。
　　作为曾经的科研秘书，王泽岩的感受更为直接，“改革以前，这种成果转化一年不过几百万元的体量；但现在加上大平台的成果，收益总计能达几个亿。”
　　制度“扶上马”，只欠市场的春风。此时，一个问题横亘在预备投身广袤产业蓝海的学者面前：市场，真的准备好了吗？
　　王泽岩颇无奈地提及，在推动氧化铝粉体的产业化初期，他发现合作企业的员工“大学生都没几个”，导致接入技术困难且售后周期漫长，“产业要落地，企业的技术消化能力却明显断层于产业发育速度。”
　　并且，落地需生根，但在找到具体的应用场景之前，市场可能尚未准备好认可新技术。于浩海说，晶体材料领域近年才大热，很多企业会维持一种市场惯性，反应迟滞，导致技术成果“有新无市”。但创新的红利窗口期稍纵即逝，这就需要科研人员俯身入市场，成为自己成果的“销冠”。
　　另一重“没准备好”，则指向市场尚无法对技术成果公平定价。于浩海把晶体材料的产出分为两类：一类为企业急需，能够快速投入生产并兑换利润；另一类则是企业为了长远发展超前布局。换言之，这是“当代产品”和“下一代产品”的区别，后者往往会在市场遭冷遇或价值被错位评估。
　　“我们从2000年开始研究碳化硅，但足足等了20多年，才等到今天的大规模应用。”徐现刚把企业押注未来技术称为“痛苦的过程”——前景是光明的，但道路无疑曲折，要不要坚持？有没有底气坚持？
　　如今碳化硅在航空、民用领域均成为炙手可热的“竞逐之星”，可以视作对山东天岳这类“一条道走到天亮”的企业的嘉奖。
　　产业之问，归根结底还是盈利之问。这意味着教授们也得学着“算账”。
　　曾有企业任职经验的徐现刚举例，老师们一开始很难理解“设备折旧”构成的成本，“在实验室，老师们觉得设备放着过夜也就放着，不产生什么费用。但你放到企业里去理解，半导体设备本身就非常昂贵，开着过夜固定资产折旧的成本是很高的。”
　　能否真正产生销售利润，更关系着企业存亡。目前，张雷的公司已经接到大订单，他为自己接下来一年的营收定了一个颇保守的目标：500万元。具体数字之外，他最希望做到的，其实是“市场上有我们的产品”和“证明我们技术的价值”。

重返象牙塔：“100-0”的良性反哺
　　“我们设立铂锐追光奖学金，已经有3年了，就是为了反哺学生、学院和平台。”张百涛提起以自家企业命名的奖学金，难掩骄傲。
　　学院中走出的教授们已形成一种默契，盈利后会以奖学金或捐赠形式“回血”学院，构建起资金维度的良性循环。
　　除物质回馈外，更重要的“反哺”表现为生产车间直接为实验室提供“科研灵感”。中国工程院院士李言荣曾撰文指出，“当前我国科技创新的关键是解决从1到0的问题”，意在强调反向应用基础研究极为重要。在产业化语境中，则是“100-0”的回溯问题。
　　张百涛提到，去年公司开发了一个大能量皮秒产品，发现若将其置于空气中不加防护，会造成光元件的损伤，行业通用的办法是加装真空管。但在调试过程中，他意外发现可以利用晶体的拉曼效应解决这一问题——他把这个过程称为“从产业痛点中找到科研的切入点”。
　　刘宏则举了一个有趣的例子，在他转让生物芯片后，拿到技术的中小企业战胜行业龙头，斩获一个国家重大项目，“企业不是简单的成果承接方，它有自己的优势，一套自动化设备已经做了两三年，非常成熟，因此也能不断更新最前端的科研成果。”
　　重返象牙塔，搭建晶体材料“0-100”的产学研闭环，“最终还是为了服务经济发展。”徐现刚恳切地剖白，“山东是材料大省，但如果材料的下游行业起不来，是很难产生社会经济效益的。所以单靠科研端的突破远不够，需要产业链协同布局、联动发展，才能真正把晶体材料的‘新基建’扎根进经济发展的沃土。”