“晶”誠所至攻克難題 “銦”機(jī)而變傳承不絕
——記中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所研究員孫聶楓及其團(tuán)隊(duì)

蔡巧玉

談起與中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所（以下簡稱“十三所”）的淵源，孫聶楓笑稱“從幼兒園算起，我已經(jīng)在十三所待了40多年了”。生于斯，長于斯，成長的時(shí)光和投身的事業(yè)都與這方天地緊密相連，孫聶楓卻從未覺得乏味。從旁觀父親孫同年研究并逐漸萌生興趣的稚童，到“上陣父子兵”、與父親并肩作戰(zhàn)的精英骨干，再到接下父親InP（磷化銦）材料研究的接力棒，繼續(xù)奮斗在化合物半導(dǎo)體材料的第一線，熱愛、傳承、突破、責(zé)任，是孫聶楓投身于此的初心，更是他研究生涯的關(guān)鍵詞。

熱愛：用孩童的眼睛望見未來

三歲的時(shí)候，孫聶楓就知道，“爸爸總是很忙”。彼時(shí)在上幼兒園的他，經(jīng)常是最后一個(gè)被父親接走的小孩。很多時(shí)候，“被接走”也不意味著可以回家，而是隨著父親返回實(shí)驗(yàn)室，看父親再次扎進(jìn)忙碌的實(shí)驗(yàn)中。這些實(shí)驗(yàn)到底有什么樣的魅力，讓父親醉心其中？年幼的孫聶楓開始用孩童的目光觀察父親的實(shí)驗(yàn)。很快他就發(fā)現(xiàn)，父親的實(shí)驗(yàn)室簡直像神話里的煉丹爐一樣神奇——將提純出來的元素放到爐子里，就有“新東西”慢慢生長出來。在爐子里，父親到底用了什么“種子”？“長出來”的東西是什么？怎么設(shè)置才能讓它“長”得更好？……一連串的問題出現(xiàn)在年幼的孫聶楓的腦海里，投身科研的種子也就此埋在他心中。

孫同年（左）、孫聶楓（右）父子合照

時(shí)光如白駒過隙，耳濡目染中，父親一直在做的事情也在孫聶楓眼中逐漸清晰起來：父親致力于合成并研究一種非天然存在的、擁有卓越的電光轉(zhuǎn)換效率和高電子遷移率、耐高溫、強(qiáng)抗輻射能力的半導(dǎo)體材料——InP，并努力開發(fā)相關(guān)技術(shù)，積極開拓InP單晶全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)降难邪l(fā)。作為第二代半導(dǎo)體材料代表的InP，其在光電及微電子領(lǐng)域擁有極強(qiáng)的應(yīng)用潛力，同時(shí)在軍用高性能衛(wèi)星、導(dǎo)彈、雷達(dá)等武器系統(tǒng)中也有重大價(jià)值。這些特性讓InP在20世紀(jì)50年代末首次生長成功后，迅速引起了世界各國科研學(xué)者的普遍關(guān)注，孫聶楓的父親孫同年也是其中一員。當(dāng)時(shí)僅能接觸到相關(guān)科研報(bào)道的孫同年，敏銳地察覺到了這種材料的重要性，并迅速著手研究攻關(guān)。1970年，在十三所領(lǐng)導(dǎo)的支持下，他帶領(lǐng)十三所InP課題組，在我國率先開展高壓條件下InP的合成與單晶制備。然而這種全新半導(dǎo)體材料的研究之路卻并不平坦，設(shè)備短缺、無InP籽晶、經(jīng)驗(yàn)為零、技術(shù)封鎖……重重困難接踵而來，孫同年和團(tuán)隊(duì)幾乎說得上是“白手起家”，孫聶楓記憶中父親的忙碌也由此而來。

艱難困苦，玉汝于成。在InP單晶全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)降难邪l(fā)之路上，孫同年自主設(shè)計(jì)制造了我國首臺高壓單晶爐。我國第一根LEC InP單晶、第一批GaAs單晶就從這一高壓單晶爐中生長而成。此外，孫同年還發(fā)明了InP、GaAs材料的原位合成連續(xù)長晶設(shè)備和方法，他提出的氫占銦空位半絕緣InP形成機(jī)理成為被國際承認(rèn)的重要學(xué)說之一，并在國際上最早突破GaAs的低溫合成工藝。與此同時(shí)，孫同年在材料和相關(guān)技術(shù)方面的探索成果，為我國InP器件發(fā)展提供了關(guān)鍵材料，也為十三所乃至我國InP光電器件的發(fā)展提供了強(qiáng)大助力。

德國晶體生長研究所所長魯?shù)婪蚪淌冢ㄗ蠖?、西北工業(yè)大學(xué)徐亞東教授（左四）來十三所技術(shù)交流

即便獲得了不俗的成就，前行之路卻仍是“道阻且長”。由于缺乏相關(guān)的技術(shù)指引，直接購買技術(shù)更加成熟、價(jià)格低廉的國外半導(dǎo)體器件或產(chǎn)品成為當(dāng)時(shí)國內(nèi)的主流，大量的半導(dǎo)體研究所和工廠紛紛倒閉；半導(dǎo)體物理等專業(yè)就業(yè)困難，大量高校將這一專業(yè)裁撤。待到孫聶楓本科畢業(yè)時(shí)，國內(nèi)半導(dǎo)體研發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域正面臨著行業(yè)停滯、人才斷檔的窘迫局面，于是研究尚屬前沿領(lǐng)域、應(yīng)用場景有限的InP，使課題組更顯得“曲高和寡”，課題組研究不斷“遇冷”，團(tuán)隊(duì)年輕人才出走頻繁，一度出現(xiàn)青黃不接的情況。就在這個(gè)時(shí)候，面對更多熱門的研究方向，孫聶楓沒有一絲動搖，從小在父親實(shí)驗(yàn)室泡大的他毅然決然地選擇回到十三所工作。提及當(dāng)初的選擇，他依舊覺得“還是要做自己熟悉的事”，就算要“坐冷板凳”，他也甘之如飴。就此，孫聶楓加入了自幼便熟稔的InP課題組，從“旁觀者”正式成為“參與者”。

對于孫同年的研究，或許有人覺得，既然市面上已經(jīng)有成熟產(chǎn)品且廉價(jià)易得，還要自己苦心研究，是不是太過“鉆牛角尖”？孫聶楓卻能理解父親的執(zhí)著：“有些工作總要有人去做，不管別人是否對我們限制，我們總要做自己的工作。”加入課題組后，父子二人都抱定實(shí)現(xiàn)InP國產(chǎn)化的信念，以熱愛之心和報(bào)國之情，共同扎進(jìn)了這項(xiàng)研究難度大、周期長、成效慢的基礎(chǔ)研究中，共赴InP相關(guān)研究及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的未來之約。

傳承：科研之路開新花

在孫聶楓看來，父親教會自己的，不唯有對InP研究的熱忱，更有一種在極其有限條件下，研究不輟的“篤定”和“甘愿”。作為一種具有戰(zhàn)略意義的化合物半導(dǎo)體材料，國外對InP的相關(guān)技術(shù)成果“三緘其口”，這就使得孫同年的研究不得不長期處于“自力更生”的狀態(tài)。等到孫聶楓加入這一團(tuán)隊(duì)時(shí)，這樣的情況并未改善，研究工作仍在沿用始建于20世紀(jì)70年代的設(shè)備廠房，研究力量也因?yàn)椤袄详?duì)員”的相繼退休和年輕力量的缺乏顯得愈發(fā)捉襟見肘。最困難的時(shí)候，父子二人就是這個(gè)課題組的“全部陣容”。然而這種艱難的狀況，并沒有讓孫家父子的科研熱情降溫。在孫聶楓眼中，“一切從零開始”有其獨(dú)特的優(yōu)勢——“半導(dǎo)體材料制作難度很大，要求在高溫高壓的環(huán)境下去做。具體到InP，它對生長環(huán)境的要求極為嚴(yán)苛，在操作環(huán)節(jié)還有更多的技術(shù)要求?？梢哉f，在所有半導(dǎo)體材料的制作過程中，InP算是最難制備的材料之一。如果單靠引進(jìn)國外的設(shè)備器材，在昂貴的購買和維護(hù)成本面前，我們可能會畏首畏尾。而自己的團(tuán)隊(duì)從設(shè)備做起，設(shè)備、技術(shù)、工藝都是自主可控的，反倒是給了課題組敢想敢干、開拓創(chuàng)新的空間。”

在這樣的氛圍下，即使設(shè)備簡陋、條件艱苦，十三所InP課題組仍憑借先進(jìn)的成果和產(chǎn)品，成為國際上研究InP最重要的五個(gè)實(shí)驗(yàn)室之一。其產(chǎn)出的高品質(zhì)InP多晶、單晶和籽晶，也被國際知名同行機(jī)構(gòu)廣泛使用。然而孫同年和孫聶楓同樣明白，研究如逆水行舟，不進(jìn)則退。如何繼續(xù)保持十三所InP課題組在相關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢呢？年輕的孫聶楓將目光投向了大尺寸單晶的生長和制作。

為何要關(guān)注大尺寸單晶？孫聶楓提到了近年來引起不少行業(yè)波動的“斷芯”“缺芯”事件。他解釋道，芯片被稱為“工業(yè)糧食”，而半導(dǎo)體材料屬于芯片制造的上游行業(yè)，在制造成本幾乎不增加、組件面積不明顯改變的前提下，大尺寸單晶可提高產(chǎn)品效率，并帶動組件單晶成本的進(jìn)一步降低。從這個(gè)角度出發(fā)，大規(guī)模單晶產(chǎn)品必將成為行業(yè)發(fā)展的重要趨勢，掌握大尺寸單晶制備技術(shù)，將會為我國自主芯片提供強(qiáng)有力的研發(fā)基礎(chǔ)。而國內(nèi)外相關(guān)研究的發(fā)展方向，也印證了孫聶楓的預(yù)想：進(jìn)入21世紀(jì)，InP的重要性再次引起廣泛重視，如美軍將InP列為21世紀(jì)20項(xiàng)關(guān)鍵電子技術(shù)之一。以此為開端，對大尺寸InP單晶產(chǎn)品的需求日益高漲。然而囿于制備技術(shù)難度，僅有日本住友、法國InPact、美國AXT等少數(shù)幾個(gè)公司有能力批量生產(chǎn)2～4英寸的InP單晶，6英寸InP單晶的制備則僅限于報(bào)道之中。此時(shí)，孫家父子所在的InP課題組從事相關(guān)研究已近40年，其中沉淀的技術(shù)和理論成果為孫聶楓提供了豐厚的科研土壤?！皣倚枰揖腿プ??！北е@樣的想法，孫聶楓當(dāng)仁不讓地投入到大尺寸單晶的研究過程中。

陸軍院士（前排左二）、蔡樹軍副所長（左一，現(xiàn)任58所所長）來現(xiàn)場指導(dǎo)工作

在國家“十二五”規(guī)劃綱要、“十三五”規(guī)劃綱要的大力倡導(dǎo)下，半導(dǎo)體材料的相關(guān)研究再度“轉(zhuǎn)熱”，孫聶楓對于大尺寸單晶的探索可謂是恰逢其時(shí)。不過孫聶楓清楚地知道，科研從來不能只喊口號，要做新研究，就要解決新問題?！胺N下梧桐樹，引得鳳凰來?！苯舆^父親遞來的接力棒后，孫聶楓將人才引進(jìn)工作放在了第一位。2010年，在國家科技重大專項(xiàng)的支持下，一批鐘情于半導(dǎo)體事業(yè)、矢志科研報(bào)國的年輕人成為課題組的新生力量，而課題組自創(chuàng)立以來“干一行、愛一行”的傳統(tǒng)也為這些后來人繼承下來。就此，一支具備專業(yè)素養(yǎng)、齊心協(xié)力的InP研究團(tuán)隊(duì)正式集結(jié)而成。

人員齊備之后，便要“利其器”。父親親手設(shè)計(jì)建造的單晶爐，自1976年以來已經(jīng)工作了30余年，其功能已經(jīng)不能覆蓋大尺寸單晶生長制作的需求。盡管十三所InP課題組已經(jīng)蜚聲國際，然而發(fā)達(dá)國家對于大尺寸高壓單晶爐的技術(shù)封鎖依舊存在。孫聶楓意識到，自己要做一件和父親一樣的事：核心技術(shù)是求不來、買不到的，求人不如求己，這一臺對整個(gè)InP及相關(guān)化合物行業(yè)起著支撐作用的大尺寸高壓單晶爐，還是要自己設(shè)計(jì)制造。孫聶楓的想法很快得到所領(lǐng)導(dǎo)和科技部門領(lǐng)導(dǎo)的支持。十三所的領(lǐng)導(dǎo)一直都是由半導(dǎo)體專家擔(dān)任，也正是他們的不斷支持，我國的InP研發(fā)得以賡續(xù)，而且逐漸形成全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展模式?，F(xiàn)任所長卜愛民、副所長蔡樹軍等更加重視InP的國產(chǎn)化能力的提升，因此，給予InP團(tuán)隊(duì)非常大的支持和鼓勵(lì)。

十三所老專家李松法副總（左二）、邱素娟（右二）指導(dǎo)工作

溫度1062℃、氣壓4MPa，這是InP生長所需的基本條件。在這樣的高溫高壓條件下，任何操作都要慎之又慎，由此帶來的設(shè)計(jì)難度可想而知。經(jīng)過反復(fù)論證，輔以幾十項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)發(fā)明，孫聶楓帶領(lǐng)著年輕的團(tuán)隊(duì)不斷攻關(guān)，終于在2013年研制出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵設(shè)備——Cz-50型多功能大型高壓單晶爐。這一設(shè)備口徑大，可進(jìn)行更高重量的大容量的合成，以LEC、VB、VGF等方法生長6～8英寸的InP單晶，實(shí)現(xiàn)了全部設(shè)計(jì)、制造及軟件國產(chǎn)化，具有熱穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。相較于英國MR公司及美國空軍實(shí)驗(yàn)室的單晶爐，這個(gè)單晶爐實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)“增加”：尺寸更大、功能更多。得此“利器”，發(fā)達(dá)國家對高端InP半導(dǎo)體領(lǐng)域核心設(shè)備的封鎖就勢打破，同時(shí)也填補(bǔ)了我國在該領(lǐng)域的空白。

有了大尺寸高壓單晶爐，下一個(gè)要解決的就是熱場設(shè)計(jì)難題。針對大尺寸單晶爐對流強(qiáng)、溫度起伏高的特點(diǎn)，孫聶楓提出了可調(diào)封閉熱場結(jié)構(gòu)。基于這一發(fā)明，他在2013年年底先后制備出直徑6英寸、重達(dá)近10kg的InP整錠單晶，成為當(dāng)時(shí)世界上最重、尺寸最大的晶體，其中6英寸單晶的成品率達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。這一成果的重要意義在于，它不僅突破了制備過程中的關(guān)鍵技術(shù)，更使InP大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用成為可能。

在多晶合成領(lǐng)域，孫聶楓亦有建樹。在闡明注入合成物理機(jī)理的基礎(chǔ)上，他發(fā)明了雙管快速注入合成方法，使用該方法每3小時(shí)即可合成6kg的InP多晶，并突破了合成20kg高純InP的關(guān)鍵核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了合成效率和產(chǎn)業(yè)化水平的“雙提升”。此外，他還創(chuàng)造性地提出了注入合成連續(xù)晶體生長技術(shù)，可用于超高純多晶的制備，通過該技術(shù)生長的超高純多晶的純度超越了國外頂級公司的產(chǎn)品，擁有廣闊的應(yīng)用前景。

從接過父親翻閱頗多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、累積經(jīng)年的紅色技術(shù)檔案，到研制出全新的設(shè)備和技術(shù)成果，孫聶楓用成果完美地詮釋了“傳承”的意義。在他看來，傳承不是坐享其成，而是要在接力的時(shí)候，不斷完善已有成果，讓理論更扎實(shí)，技術(shù)更先進(jìn)，產(chǎn)品可靠性更強(qiáng)、安全性更好?！皬?0世紀(jì)70年代算起，我們自研自制的設(shè)備已經(jīng)發(fā)展到第四代、第五代。對我父親和我來說，自己動手，自己就能看到結(jié)果，這是最有意思的事情?！睂O聶楓說。

突破：實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)

在InP的研究過程中，孿晶一直是制約其產(chǎn)業(yè)化和低成本化的世界級難題，這一問題也成為世界范圍內(nèi)有關(guān)InP研究的重要課題。經(jīng)過大量的研究、推理和實(shí)驗(yàn)后，各國研究者就如何克服孿晶的出現(xiàn)提出了諸多理論，其中影響最大的當(dāng)屬前國際晶體生長學(xué)會副主席Hurle教授提出的臨界放肩角理論。Hurle教授認(rèn)為，在生長大直徑單晶時(shí)，選擇合適的放肩角度才可以避免孿晶的產(chǎn)生。這一理論也得到了國際上重量級的半導(dǎo)體研究者的認(rèn)可。然而事實(shí)果然如此嗎？習(xí)慣于親手做事的孫聶楓決定“眼見為實(shí)”。

在反復(fù)的科研實(shí)驗(yàn)中，孫聶楓發(fā)現(xiàn)了這一理論的“bug”（漏洞）——突破Hurle教授所說的角度限制，依然可以生成無孿晶的晶體，而在這一角度限制以內(nèi)，也并不能百分百地生成無孿晶的晶體。即使后續(xù)這一角度從30°修正到75°，這種情況也依然存在。顯然，Hurle教授的理論不是孿晶問題的最終答案。

不迷信權(quán)威，孫聶楓沿襲實(shí)踐這一檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，從生長動力學(xué)角度入手，通過大量實(shí)驗(yàn)證明：InP單晶生長中并不存在臨界放肩角的問題，孿晶產(chǎn)生是由多方面原因造成的，而消除孿晶的關(guān)鍵，在于對熱場的合理調(diào)配、生長界面及形狀的嚴(yán)格控制。換言之，發(fā)現(xiàn)孿晶的形成與臨界放肩角無關(guān)，而是與其生長條件、小平面特征息息相關(guān)。

從實(shí)踐中來，再到實(shí)踐中去?；谶@一重新揭示孿晶形成機(jī)理的論斷，孫聶楓結(jié)合理論成果，發(fā)明了放肩角=90°的平放肩工藝，通過生長過程中控制固液界面邊緣的形貌來抑制孿晶的形成。該技術(shù)不僅大大提高了晶體的利用率，通過這一工藝生產(chǎn)的晶體，能達(dá)到直接可用或接近于直接可用的狀態(tài)，成品率也隨之大幅提高。而作為臨界放肩角理論曾經(jīng)的擁躉，國際著名學(xué)者、德國晶體生長學(xué)會主席、Journal of crystal growth副主編Rudolph教授在來到十三所親眼見證孫聶楓團(tuán)隊(duì)的InP單晶生產(chǎn)過程后，對孫聶楓團(tuán)隊(duì)所做的理論和實(shí)踐成果大為贊嘆，隨后他發(fā)表的綜述文章“Fundamentals and engineering of defects”（《缺陷原理與工程》），對孫聶楓提出的孿晶理論給予了高度評價(jià)。至此，孫聶楓的理論成果逐步受到國際相關(guān)學(xué)者的關(guān)注和認(rèn)可。隨后多位國際著名學(xué)者的研究證明，孫聶楓的理論不僅適用于InP這類閃鋅礦晶體，而且還適用于硅等更廣泛的晶體。通過這一理論，孿晶這一老大難問題得以解決，晶體生長可控性大大提高，生長成本也隨之大大降低?？梢哉f，這一理論和工藝，對大尺寸半導(dǎo)體單晶的研究制備及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用具有劃時(shí)代的意義。

“已經(jīng)記不得做過多少次實(shí)驗(yàn)，基本上每個(gè)角度我們團(tuán)隊(duì)都重復(fù)了很多次?！被貞浧疬@場“角度之爭”，孫聶楓感慨道，“作為一個(gè)科研院所，特別是十三所這樣應(yīng)用型的科研院所，我們在做的事情是和其他團(tuán)隊(duì)很不一樣的。我們不僅要做晶體的培育，還要研究晶體培育過程的一些機(jī)理和原理問題?！淙弧?，更要‘知其所以然’，是我們團(tuán)隊(duì)不變的追求。有關(guān)非摻雜半絕緣理論的研究也是如此?！?/p>

孫聶楓所說的非摻雜半絕緣理論，其實(shí)是一項(xiàng)基于“缺陷”而展開的研究。InP的半絕緣特性通常是通過鐵來實(shí)現(xiàn)的，而在制備過程中，材料純度及單晶制備工藝等因素會嚴(yán)重影響鐵的激活效率。為了解決這一問題，只能不斷提高鐵的濃度，而這樣的做法又會帶來新的問題：鐵原子會降低InP的臨界剪切應(yīng)力，大幅增加InP晶體中的位錯(cuò)等缺陷，同時(shí)鐵還可能在襯底外延過程中反擴(kuò)散，嚴(yán)重影響了芯片及器件的物理性能及壽命。如何平衡“做得出”和“用得久”，孫聶楓和團(tuán)隊(duì)做了大量工作。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，他發(fā)現(xiàn)了非摻雜半絕緣InP的現(xiàn)象，就此，孫聶楓在國際上最早提出了“VInH4分解補(bǔ)償”的非摻雜半絕緣InP的形成機(jī)理?！胺菗诫s”，即“拋棄”鐵這種舊有的激活元素，同時(shí)保持InP的半絕緣屬性。與此同時(shí)，他還發(fā)現(xiàn)了晶體中的亮點(diǎn)缺陷現(xiàn)象，基于界面生長穩(wěn)定性理論形貌提出了亮點(diǎn)缺陷的形成機(jī)理，提出了兩種位錯(cuò)增殖與延伸模型，并解釋了其對單晶質(zhì)量的影響。在這些理論的支持下，孫聶楓團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出的晶體“純度更高、透過率更好”，性能遠(yuǎn)超國外同類產(chǎn)品。這一成果被該領(lǐng)域的國際期刊Crystal Research and Technology列為封面文章，并認(rèn)為該成果在制備高品質(zhì)InP的關(guān)鍵技術(shù)方面獲得了重要突破。

父子相繼投身科研40余年，十三所InP課題組終于在InP晶體研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“人無我有、人有我精”的局面，將科研和生產(chǎn)自主權(quán)牢牢地掌握在自己手中。而孫聶楓的成就也得到了國內(nèi)外學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界的一致認(rèn)可，他被選為國際半導(dǎo)體協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會核心委員、中國電子學(xué)會高級會員、全國工商聯(lián)科技裝備業(yè)商會半導(dǎo)體專業(yè)委員會副主任委員、全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化委員會委員，以及美國晶體生長學(xué)會委員、美國化學(xué)學(xué)會會員、印度晶體大會科技委員等。在孫聶楓看來，關(guān)于InP的研究，既要“自主可控”，也不可“閉門造車”，與國際權(quán)威學(xué)者、一流研究所的交流過程，也是思維碰撞、交流互動的過程。通過這樣的理論探索、技術(shù)打磨、產(chǎn)品交互，“InP課題組還在不斷成長，我們擁有無限可能”。

孫聶楓所在的磷化銦單晶團(tuán)隊(duì)合影

責(zé)任：讓InP在更多地方綻放光芒

回顧自己的研究之路，孫聶楓最為驕傲的，便是打通了InP的研究、制備及產(chǎn)業(yè)化通路，在多晶合成、單晶生長、超潔凈清洗、磷尾氣回收等幾十項(xiàng)單晶襯底制備關(guān)鍵技術(shù)的支持下，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的磷化銦產(chǎn)業(yè)體系，建立了國內(nèi)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的磷化銦產(chǎn)業(yè)平臺，相關(guān)產(chǎn)品也已應(yīng)用于太赫茲等重要領(lǐng)域，同時(shí)出口到美國、印度及中國臺灣等國家和地區(qū)，實(shí)現(xiàn)我國InP材料從依賴進(jìn)口到走出國門。然而孫聶楓深知，InP的潛力不止于此，它應(yīng)在更多領(lǐng)域發(fā)揮功用。而我國正在積極布局的5G通信、加速攻關(guān)的6G通信領(lǐng)域就是InP未來的主要應(yīng)用場景之一。

孫聶楓介紹，5G及6G通信中，均大量使用光纖通信。在基站中使用的1310nm和1550nm大氣窗口的激光器、探測器，正是InP大放光彩的地方。據(jù)了解，目前在光纖通信網(wǎng)絡(luò)、5G基站間的光通信、量子通信骨干網(wǎng)、天地一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等重要通信場景中，都存在大量的InP材料和器件。這一特性同樣適用于后續(xù)6G通信的研究和基站建設(shè)。除此之外，使用InP器件制作的激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)是未來無人駕駛的核心部件，太赫茲和超高效太陽電池等領(lǐng)域?qū)τ贗nP器件的應(yīng)用也日趨成熟……這都預(yù)示著InP材料在開發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域大有可為。目前，制約InP材料產(chǎn)業(yè)化的主要因素，是其高昂的價(jià)格。為此，孫聶楓立志于在不斷發(fā)掘InP材料優(yōu)異性能的前提下，通過工藝和設(shè)備的進(jìn)步，不斷降低InP材料及器件的生產(chǎn)成本，讓InP材料及器件大規(guī)模應(yīng)用成為可能。與此同時(shí)，他充分開拓與相關(guān)企業(yè)的合作，以產(chǎn)業(yè)需求作為研究的重要方向，以研究成果驅(qū)動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在他看來，我國以InP材料為代表的半導(dǎo)體行業(yè)，既需要先進(jìn)的理論、工藝、技術(shù)、產(chǎn)品作為前導(dǎo)，也需要更多的企業(yè)投入其中，二力合一，方可推動InP材料及器件產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展，幫助我國在國際上形成真正的影響力。

醉心科研的同時(shí)，孫聶楓也對半導(dǎo)體材料研究人才培養(yǎng)頗為重視。經(jīng)歷過人才短缺的窘迫，孫聶楓迫切地希望能夠以自身和團(tuán)隊(duì)的力量，助推相關(guān)研究人才成長，讓整個(gè)行業(yè)能以更蓬勃的態(tài)勢走在不斷創(chuàng)新的康莊大道上。為此，他在母校河北大學(xué)、天津大學(xué)，以及中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)擔(dān)任導(dǎo)師，期待將自己的研究經(jīng)驗(yàn)和最前沿的研究成果傳遞給年輕人。

孫聶楓常和學(xué)生說，在他父親那個(gè)年代，做工作很多時(shí)候都不是自主選擇，而是服從于國家和團(tuán)隊(duì)的需要，先是“干一行”，進(jìn)而“愛一行”。這樣的精神投射到今天，依然是從事科學(xué)研究的不二法門?？蒲泄ぷ髌D苦枯燥，對于基礎(chǔ)材料的研究更是如此。放眼整個(gè)半導(dǎo)體材料研究領(lǐng)域，不唯有他父親，基本上全世界從事InP相關(guān)研究的科學(xué)家都要沉下心來，做個(gè)二三十年，才能獲得一些成果。如果做的時(shí)間太短，是做不出什么成果來的?？蒲兄罚ㄓ小皥?jiān)持”二字最為可貴。但堅(jiān)持并不是一件容易的事，每個(gè)人都可能遇到各種不同的情況，或許面臨一次又一次失敗，或許面對“這研究有什么用”的犀利質(zhì)疑，很多時(shí)候難免萌生出“是否要堅(jiān)守這份事業(yè)”的疑問。即使樂觀如孫聶楓，也曾有過遲疑的時(shí)候。但是從他的經(jīng)驗(yàn)來看，這些困難常常是“黎明前的黑暗”，度過這段難熬的時(shí)光，曙光就在前頭?！拔乙灿歇q豫的時(shí)候，但是現(xiàn)在我和我的團(tuán)隊(duì)都越來越堅(jiān)定了。不好高騖遠(yuǎn)，也不妄自菲薄，以‘小步前進(jìn)’的方式踏實(shí)地往前走，這份事業(yè)就變得越干越有趣，越干越愛干。有些事情就得有人去做，即使困難，也要堅(jiān)持。很多時(shí)候，所謂的‘卡脖子’問題，未必是因?yàn)檠芯块_展得晚、追趕困難，而是沒有將當(dāng)初的研究堅(jiān)持下來。目前InP課題組能夠處于國際前沿的位置，與整個(gè)團(tuán)隊(duì)的長期堅(jiān)持有很大關(guān)系。堅(jiān)持是對自己的信心，也是對工作的熱愛。從這個(gè)意義來說，我希望我的學(xué)生也能堅(jiān)守自己的選擇，將InP研發(fā)事業(yè)真正發(fā)揚(yáng)光大?！睂O聶楓說。

國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、第四屆杰出工程師獎(jiǎng)、國防科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（兩項(xiàng)）、中國電子科技集團(tuán)科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、河北省自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、中國電子科技集團(tuán)十大領(lǐng)軍人才（第一名）、中華人民共和國成立70周年紀(jì)念章、全國信息產(chǎn)業(yè)先進(jìn)工作者……從研20余年，榮譽(yù)是孫聶楓堅(jiān)持初心的最佳注腳，也是孫聶楓科研之路的里程碑。面對成績，他總是說：“榮譽(yù)對我來說都是意外之喜，最吸引我的一直都是晶體材料研究本身。我的父親已經(jīng)80多歲了，他依舊時(shí)刻關(guān)注課題組的研究進(jìn)度，對團(tuán)隊(duì)后輩積極指導(dǎo)、熱心幫助?！嘤嘈闹蛸猓m九死其尤未悔’，也許這就是晶體材料本身的魔力吧。”