培养“顶天立地”的高科技应用型人才——专访中国科学院院士、南昌大学副校长江风益

文 | 邢晓凤

每当夜幕降临，南昌赣江两岸，光影交错的LED灯光秀，似散落人间的满天星辰，如梦如幻，一眼千年。今日的南昌，已成为LED产业重镇：LED芯片产能已跃居全球前三，成为国内最大的大功率LED光源生产基地，手机闪光灯和移动照明出货量全球第一。

硅衬底LED技术发明人、中国科学院院士、南昌大学副校长江风益，时常在深夜加班之际，抬头凝望窗外这满城“繁星”，心中涌起万千波澜，璀璨的背后是无数个孤独之夜的黑暗探索和数不清的失败尝试。他一手科研，一手培养人才。他表示，目前教育的一项重要任务，是培养创新型人才，按照行业发展培养；培养学术与技术兼备的“顶天立地”的人才，“顶天”是指学术人才，“立地”是指技术人才；具备学术、技术两种素质的人才，判断技术和行业发展方向的准确性会更大一点。

江风益

创新路上，逐“光”而行

星星之火可以燎原。2003年12月，江风益和他的学生正在做实验，材料一通电，发出一丝幽弱的光，那是硅衬底LED材料发出的蓝光，虽然这光若隐若现，但他却说：“成了！别看这光不起眼，做成器件会很亮！”江风益难掩激动，并深信不疑，带领着团队前后经过5000多次实验，突破了数十项关键技术，在第一代半导体硅材料上，成功地制备了高质量的量子阱结构的第三代半导体GaN材料，先后研制成功硅衬底蓝光、绿光、黄光、红光LED。

要知道，长期以来，国际上的LED照明技术路线，主要由日本的蓝宝石衬底和美国的碳化硅衬底方案所主导，特别是日本的蓝宝石衬底更是目前产业界采用的主流技术路线。江风益和他团队的这一发明，打破了日本日亚公司垄断蓝宝石衬底和美国CREE公司垄断碳化硅衬底LED照明芯片核心技术的局面，改写了世界LED历史，被称为半导体照明的第三条技术路线。由此，形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案三足鼎立的态势。

“关键核心技术要不来、买不来，更讨不来，唯有自主创新，才能免于受制于人。”江风益深有感触。自1993年，南昌大学成立材料科学研究所，江风益便踏上逐“光”之旅。

他深知，如果我国的LED产业一直跟在别国先进技术的后面，而不去创新打开新局面，势必会因技术和专利壁垒在市场竞争中处于劣势，只能拼价格、拼规模、拼投资，在中低端照明市场挣扎。江风益心中憋着一口气，在自主研发的路上，带领着团队艰难前行。1996年，课题组的蓝宝石衬底GaN蓝光LED研究项目申请到了国家“863计划”。然而，历经了数百次实验，依然看不到一丝“光亮”。但他没有气馁，4年后，经过了1200多次实验，这项跟踪技术——蓝宝石衬底蓝光LED终于取得实质性进展，发出一定亮度的蓝光和紫光，这为硅衬底LED自主创新奠定了技术基础。

创新路上，永无止境，江风益从不敢停歇，从“跟”到“追”，再到“超”，需要敏锐的判断力和敢为人先的创新勇气。2003年，他选择了国外未能取得实质性突破的硅衬底蓝光LED，很快在研发和产业上取得重大突破；2011年，他和团队拓展了研究方向——LED高端装备（MOCVD系统）的研制开发，并于2014年研制成功生产型MOCVD设备（37片机和61片机），其中设备的心脏——反应管实现了自主创新，用此设备生产的硅衬底蓝光LED，其电光转换效率与采用进口设备生产的蓝宝石衬底蓝光LED的国际先进水平持平；2016年，他和团队用此设备研发的黄光LED取得了历史性突破，其电光转换效率达到21.5%，远高于国外公开报道或可查询到的最高水平（9.63%），2019年他们将此光效提高到27.9%；2020年，他们所研制的微红光LED光效国际领先。这些发明创造，使我国LED技术在国际上处于“部分领跑”地位。

新技术发展进入大科学时代，挑战与机遇并存

江风益表示，我国电子信息行业起步晚，早期在国际市场中处于弱势地位；近年来发展较快，成绩显著，产业链比较完整，技术上跟跑、并跑和领跑并存。但也应该承认，目前总体上大而不够强，部分高端硬科技基础性产品仍需进口，部分关键核心技术仍然受制于人。我国电子信息产业，到了需要全面突围阶段，需要加大自主创新力度，发挥制度优越性、集中力量办大事，从源头发展硬科技，摆脱既有框架，解决“卡脖子”问题，并努力实现新技术的中国化。

“以前，很多先进技术发源于西方，我国通过引进消化吸收再创新，享受到了一些红利；但是，进入新时代，新技术发展进入了大科学时代，所谓的大科学时代就是创新进入了多维度、立体型的发展阶段，创新越来越复杂、维度越来越高、难度越来越大，创新的空间也越来越大。无论是我们国家，还是西方发达国家，也都遇到创新越来越难的问题，这给我国提供了大发展的历史性机遇，我国科技工作者进行发明创造正当其时，努力实现新技术的中国化，我们应该有这个自信。”江风益强调。

随着家用电器、智能终端、消费电子等为代表的电子产品的爆发式发展，助推电子信息业进入加速发展阶段，加之云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等新一代信息技术快速演进，硬件、软件、服务等核心技术体系加速重构，电子信息制造业正迎来新一轮变革。这给人类整体的发展进程带来了深远的影响。

对此，江风益表示，信息技术快速发展，人类已进入准智能时代。所谓准智能，是指目前的智能程度处于初级阶段，还未进入高级阶段，但正在通往高端智能的路上，是一个发展的过程。在这一发展过程中，普通大众的工作方式、生活方式、休闲方式渐变，变得越来越轻松、越来越享受，享受人类文明与进步带来的红利；但对管理层和科技人员来说，会感到压力越来越大、工作难度越来越高、竞争越来越激烈。

面对这场变革，国家拟全国一盘棋，加强宏观调控，减少低水平重复建设，把有限的资源集中用于攻克核心技术和发展关键产业，各地区差异化发展，发展各具特色的新技术和新产业。

应用型创新，需要多学科交叉融合的复合型人才

随着电子信息业这项新兴的高科技产业的发展，人工智能、5G 时代的万物互联等高端技术或将带来一片新蓝海，在此情况下，我们的人才需求发生了变化，最大的变化是需要更多的科技型企业家，既懂科技又善管理的企业家，在激烈的市场竞争中能选对产业发展方向、能整合有效的人力物力财力等多种资源、能建立技术和产品快速推进的机制体制，带领企业推出有特色有竞争力的科技产品，提供高质量个性化服务。

目前电子信息业这一朝阳产业正处于产业发展的关键时期，我国电子信息行业的市场需求巨大，随着社会信息化的深入，各行业都需要电子信息工程专业人才。江风益认为：行业发展所需人才，往往与专业学科人才培养没有一一对应关系。多数大学人才培养，通常是按照专业和学科建立起来的。但产业行业发展，常常需要多专业多学科人才，尤其是现代产业发展，需要多学科交叉融合复合型人才。市场竞争激烈，企业需要用最小的成本产生最大的效益，用人就要求少而精，一人多能、一人多岗。电子信息工程专业人才，除了本专业外，机械、计算机、自动控制、电子技术等专业知识与技能，尽可能多涉猎一些，要用“大工科”的理念培养学科专业人才，培养复合型的具有综合素质的人才。

“不赞成创新人才区分为应用型和非应用型，最好是复合型人才。复合型人才，自主创新能力相对要强一些，解决‘卡脖子’技术问题的思路、方法会多一些。人才培养，要‘能文能武’，‘文’指理论基础，‘武’指动手能力，理论联系实际，要努力培养学术与技术兼备的复合型人才，同时要培养学生的创新意识，不唯书、不唯上、不唯洋、只唯实。书本上的东西可能是对的，也可能不对；不能一味盲从大专家的“命令”而不加变通；国外的一些技术方向，或文献上的，可能是对的，也有可能不对；而要通过实践去检验、去探索。”江风益接着补充，任何一项成熟技术，推出产品的时候，都是在有限的人力、物力、财力基础上做的，没有穷尽所有的方案、所有的路线，从这个角度来说，创新的空间是很大的。

比如半导体照明产品，国外在蓝宝石衬底和碳化硅衬底上做，而我国在蓝宝石衬底上做的同时，发展了在硅衬底上做，率先走通了硅衬底LED照明技术路线。我国的半导体照明技术和产业发展得比较好，与发达国家比较，跟跑、并跑、领跑三跑并存，总体处于国际先进水平；按行业统计，我们国家是世界上最大的半导体照明生产国，也是最大的出口国、最大的消费国；但这个行业还有很大的发展空间，有关研究报告指出，到2050年半导体照明技术将完全成熟，达到终极水平。在这个过程中，我们还有很长的一段路要走，不能因为现在已经不错了，就沾沾自喜，我们还要加大人才培养的力度和研发力度，争取用更先进的技术来引领世界。

特别是涉及创新、基础的产业支撑方面，需要解决一些“卡脖子”的问题，需要多学科的交叉融合，从人才培养的角度，我们要跳出专业、跳出学科，看行业的发展与需求进行综合培养，拓宽学生的知识面和提高动手能力。

为培养创新性应用型人才，江风益设置了一套独特的培养方案，简称为“六个一工程”：一套必修课程、一系列实验技能、一种模拟仿真方法、一种PPT演讲技巧、一件发明专利、一篇有新意的毕业论文。“人才培养，要面向行业需求，根据目前学科的发展来设置一些课程，设置一些实验训练，但是面对未来，也充满不确定性。教育只是提供一种素质的培养。”江风益表示，早在2018年，教育部、工业和信息化部、中国工程院在共同印发的文件中，就提出“在科研实力强、学科综合优势明显的高校，面向未来发展趋势建立未来技术学院”。南昌大学未来技术学院以立德树人为根本任务，实行本硕博连读，培养“宽口径、厚基础、强技能、善创新、会营销、懂管理”的复合型创新人才，为国家从“中国制造”到“中国创造”的整体战略布局，努力培养未来技术领军人才。

科研创新选题方向要围绕行业难点破题

南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心的实验室里，“藏着”6个“小工厂”，这里不仅有科研人员，还有上百名工人，在这里，科研与产业“合二为一”，科学家精神与企业家思维相互碰撞、激荡，飞溅起创新的火花。

“躺在实验室里的科技创新没有生命力，大规模产业化才有市场竞争力。科技创新要服务于经济发展，科研创新选题方向要围绕行业难点破题。”2006年，江风益和团队引进了国际风险投资基金，创建了晶能光电，成为世界上第一家推出硅衬底LED芯片的生产企业。

如今硅衬底LED芯片技术已经实现了产业化，这是我国LED照明产业从中国制造发展到中国创造的缩影。基于硅衬底LED技术的成功研发与产业化，江西省出台方案，力争把南昌打造成全国的LED光谷，努力把江西建设成为具有国际核心竞争力的LED全产业链研发、制造和应用基地。

江风益表示，通过整合众多资源，我们构建了“企业化科教融合体”，使得“科产教”三位一体，把研究生培养植入从基础研究到产业化全过程。本平台没有建在校园内，而是建在产业链相对集中的高新区，使平台与市场更加紧密结合，为研究生深入企业、熟悉产业提供了便利；产学研三方由同一个团队进行管理，有效解决了三方分属不同法人单位而导致的多头管理、效率低下的问题；从单一学科小团队发展到多学科交叉融合大团队，跳出学科看行业，研究方向涵盖上中下游全产业链“九个子方向”。研究生在导师的指导下，根据自身的兴趣和特点选择课题，既可以是“高、大、上”的行业发展中的基础科学和技术问题，如新理论、新机理、新发明等，也可以是与生产实际联系紧密的工程技术和应用问题，如降低成本、提高良率、产品设计和制造等。研究成果评价标准包括“新材料、新工艺、新设备、新技术、新方法、新结构、新思想、新见解、新应用、新功能、新路线、新方案、新成效”等“干货”。研究生直接在平台的产线上学习、科研，不仅锻炼了科技创新和工程实践能力，而且学习了生产管理知识，培养了产品质量意识和市场竞争意识，为他们今后成为“行业科技领军人才”打下了重要基础。基于这种人才培养模式，不少研究生在攻读学位期间，对半导体发光科技创新和产业发展做出了卓有成效的实际贡献。

“我有一个座右铭：‘多发光、少发热’，其中有三层含义：一是发光二极管，发光和发热是成反比的，要想多发光就必须少发热，这样更节能；二是做人要多做实事，少头脑发热；三是科研选题选方向，少凑热闹，国外发达国家在某方面做得很好了，不要去跟，要从学科行业的本质去找一些新课题、新方向。”这是江风益一直奉行的处世信条，择一事，专一心，终一生，心有所信，方能远行。