九峰山實驗室：全球化合物半導(dǎo)體創(chuàng)新重要策源地

憑借產(chǎn)業(yè)最先進、規(guī)模最大的科研與中試平臺，以硬核實力提升中國在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域的全球競爭力。

“半導(dǎo)體領(lǐng)域向來投入強度大、研發(fā)周期長、技術(shù)門檻高。如果沒有九峰山實驗室，我們的產(chǎn)品研發(fā)恐怕要耗費更長時間，投入更多經(jīng)費?！比A工科技總裁助理、中央研究院副院長夏勇在接受支點記者采訪時感慨。

作為十大湖北實驗室之一，九峰山實驗室自2023年運營以來，迅速發(fā)展為全球化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)最先進、規(guī)模最大的科研與中試平臺。三年間，其形成了強大的產(chǎn)業(yè)光合效應(yīng)，構(gòu)建起“研發(fā)一中試一量產(chǎn)”全鏈條生態(tài)，全球產(chǎn)業(yè)合作伙伴達570家，成為了化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域重要的創(chuàng)新策源地之一。

近日，支點記者走進九峰山實驗室，深度探訪這座創(chuàng)新高地如何以科技創(chuàng)新為引擎，打通成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”的幕后故事。

打通“最后一公里”助力國產(chǎn)技術(shù)突破

在華工科技的現(xiàn)代化生產(chǎn)車間內(nèi)，一套嶄新的半導(dǎo)體晶圓激光切割機組裝調(diào)試完畢后，即將發(fā)往客戶手中。“這是核心部件 100% 國產(chǎn)化的高端晶圓激光切割設(shè)備，精度和效率均達到國際先進水平?！毕挠聦χc記者表示。

晶圓切割是半導(dǎo)體封測工藝中的關(guān)鍵工序，直接決定著芯片的質(zhì)量，并對生產(chǎn)成本產(chǎn)生重要影響。過去，該領(lǐng)域長期被海外廠商壟斷。為打破這一局面，華工科技耗時4年，投入大量財力、人力，全力開展晶圓激光切割裝備的研發(fā)。然而，在產(chǎn)品市場化導(dǎo)人階段，企業(yè)遇到了困難。“從前期市場需求調(diào)研，到產(chǎn)品研發(fā)，再到客戶現(xiàn)場驗證，整個周期漫長，成本和代價巨大。”夏勇說。

為攻克產(chǎn)品驗證難題，華工科技將目光投向九峰山實驗室，期望借助其專業(yè)平臺，完成產(chǎn)品中試驗證，獲取權(quán)威測試報告后，再將設(shè)備推向市場。夏勇表示，“九峰山實驗室擁有完備的技術(shù)條件和雄厚的人員儲備，能大幅縮短產(chǎn)品驗證周期，降低成本，提升效率，助力我們更快搶占市場?！?/p>

經(jīng)過在九峰山實驗室近半年、每日超10小時的測試，2024年2月，華工科技自主研發(fā)的國內(nèi)首套高端半導(dǎo)體晶圓激光切割系列裝備通過中試驗證。該設(shè)備不僅使物料成本降低 30% ，還進一步增強了供應(yīng)鏈安全性，標志著我國在半導(dǎo)體晶圓制造工藝鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)了自主可控生產(chǎn)。

九峰山實驗室主任丁琪超向支點記者介紹，“我們希望依托九峰山實驗室的平臺優(yōu)勢，搭建技術(shù)開發(fā)與成果轉(zhuǎn)化的橋梁，打通全產(chǎn)業(yè)鏈條中的‘斷點’，拉平產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展的鴻溝，推動化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)同發(fā)展?！蹦壳埃搶嶒炇乙寻l(fā)展成為全球化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)最先進、規(guī)模最大的科研及中試平臺，吸引了570家全球產(chǎn)業(yè)合作伙伴入駐，眾多重大科技成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

“中試平臺要保持公共、開放、共享的特性，讓產(chǎn)業(yè)界‘聽得見炮聲的人’給我們提需求，他們才會真正愿意使用我們的平臺?！倍＄?/p>

超強調(diào)。

武漢驛天諾科技有限公司專注于芯片封測設(shè)備的研發(fā)。2022年，驛天諾在研發(fā)高功率晶圓封測系統(tǒng)時，設(shè)備出現(xiàn)電流異常。“排查過程極為艱難，我們的技術(shù)人員反復(fù)檢查，始終找不到問題根源，甚至差點拆解了價值數(shù)百萬元的設(shè)備?！斌A天諾研發(fā)負責(zé)人鐘濤在接受支點記者采訪時回憶道。

在困境中，驛天諾向九峰山實驗室求助。盡管當時中試平臺尚未正式啟用，但九峰山實驗室的專家仍與驛天諾的工程師們通力合作，經(jīng)深人分析，最終確定是某個材料的絕緣導(dǎo)電系數(shù)未達設(shè)計要求，導(dǎo)致漏電。隨后，九峰山實驗室協(xié)助驛天諾選定優(yōu)質(zhì)絕緣材料，并順利通過測試，設(shè)備主要性能指標達到國外一線水平。雙方合作研發(fā)的國內(nèi)首套高功率晶圓封測設(shè)備成功交付市場。

“雙方技術(shù)團隊的深度合作，幫助我們避開了從科研到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化過程中的諸多‘陷阱’。設(shè)備上線后獲得了大量訂單，公司營收連年翻倍增長。”驛天諾董事長單娜說。

總部位于珠海的華芯微電子，專注于射頻化合物半導(dǎo)體晶圓代工業(yè)務(wù)，在武漢擁有眾多客戶。公司董事長彭靈勇告訴支點記者，“以往，我們的產(chǎn)品測試要么在國外進行，要么選擇外資企業(yè)在國內(nèi)的分支機構(gòu)，經(jīng)武漢客戶和東湖高新區(qū)推薦，我們將部分測試業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到九峰山實驗室，成本大幅降低。”

在彭靈勇看來，九峰山實驗室的業(yè)務(wù)范圍廣泛，不僅能為企業(yè)提供國產(chǎn)化設(shè)備認證服務(wù)，還可開展工藝和產(chǎn)品開發(fā)，這樣綜合性的服務(wù)在國內(nèi)實驗室中并不多見，為企業(yè)帶來了極大便利。

成立3年來，九峰山實驗室以用為導(dǎo)向，在關(guān)鍵“卡脖子”領(lǐng)域取得系列國際國內(nèi)領(lǐng)先突破。面向產(chǎn)業(yè)需求，該實驗室研發(fā)出全球領(lǐng)先的8英寸硅光薄膜鈮酸鋰光電集成技術(shù)，為全球集成度最高的光電芯片，破解了算力激增難題與能耗瓶頸；突破了全球領(lǐng)先的硅基異質(zhì)集成芯片出光技術(shù)，構(gòu)建光電子集成芯片領(lǐng)域優(yōu)勢；成功下線的高精密光柵晶圓，填補國內(nèi)工藝空白。成果轉(zhuǎn)化上，九峰山實驗室支撐合作伙伴開發(fā)出高性能光選擇開關(guān)模塊，國內(nèi)市場占有率超 40% 。

湖北省科技廳相關(guān)負責(zé)人對支點記者表示，九峰山實驗室的一些科研成果轉(zhuǎn)化，一方面填補了國內(nèi)技術(shù)空白，打破國外技術(shù)壟斷，提升我國在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域的國際競爭力；另一方面，牽引帶動騰景科技、先導(dǎo)科技等30余家企業(yè)扎堆光谷，帶動產(chǎn)值超百億元，促進區(qū)域產(chǎn)業(yè)集聚與經(jīng)濟發(fā)展，也為其他科研機構(gòu)成果轉(zhuǎn)化提供了借鑒。

磁場效應(yīng)鏈動人才與生態(tài)

在傳統(tǒng)科研機構(gòu)的運行模式中，“重論文、輕應(yīng)用”“重申報、輕① 九峰山實驗室，科研人員在試制芯片。

2024九峰山論壇暨化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)博覽會，九峰山實驗室展區(qū)。

成果”的現(xiàn)象屢見不鮮，導(dǎo)致科研成果與市場需求脫節(jié)，難以形成有效的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。作為新型研發(fā)機構(gòu)，九峰山實驗室打破了這一困局，走出了一條獨具特色的發(fā)展之路。

在九峰山實驗室內(nèi)，華中科技大學(xué)武漢光電國家研究中心副教授宋博翔正帶領(lǐng)學(xué)生和工程師團隊，全力投人硅基紅外探測芯片與成像模組的研發(fā)工作。在高校里適合探索從0到1的突破，但要將科研成果落地還有“巨大的鴻溝”，學(xué)生只在學(xué)校，離芯片產(chǎn)線非常遙遠，缺少產(chǎn)業(yè)化認知。宋博翔對支點記者表示，“九峰山實驗室匯聚了眾多產(chǎn)業(yè)界精英，配備標準化半導(dǎo)體工藝流程，研發(fā)方向緊貼市場需求，恰好彌補了高校科研在產(chǎn)業(yè)化方面的短板。”

宋博翔曾在美國南加州大學(xué)攻讀博士學(xué)位，并在美國頂尖的勞倫斯伯克利國家實驗室開展合作實驗研究?；貞浧鹉嵌谓?jīng)歷，他感慨道：“勞倫斯伯克利實驗室擁有一流的設(shè)備和專業(yè)的工程師團隊，實驗條件堪稱頂級。來到九峰山實驗室后，我驚喜地發(fā)現(xiàn)，這里同樣匯聚了專業(yè)人才團隊，配備了先進完善的設(shè)備體系，這種熟悉的體驗和合作模式是科研效率的最佳保障。”

華中科技大學(xué)公共管理學(xué)院教授鐘書華認為，九峰山實驗室通過深化科技體制改革，鏈接起裝備、人才、市場乃至生態(tài)，“耦合效應(yīng)”開始發(fā)生，產(chǎn)生越來越強的增力。

在人才引進方面，九峰山實驗室以一線城市的優(yōu)厚待遇廣納全球英才，建立科研產(chǎn)出與薪酬待遇掛鉤的激勵機制，賦予科研人員充分的創(chuàng)新自由度。“如今，我們已匯聚了500多人，研發(fā)人員中碩士、博士占比超 95% ，遠超傳統(tǒng)實驗室的人員規(guī)模。而且，絕大多數(shù)人是全職，這在國內(nèi)是很少有的?！倍＄鞒f。

2022年，在海外從事前沿半導(dǎo)體工藝研發(fā)的張潔瓊決定加人九峰山實驗室。疫情期間，實驗室安排專人與她對接，妥善解決回國機票、接送交通等問題，并提供拎包入住的人才公寓，全方位解決后顧之憂，讓她能夠全身心投人科研工作。

在運行機制上，九峰山實驗室充分展現(xiàn)出靈活性與高效性。項目立項后，一線研發(fā)人員可自主調(diào)配實驗室資源，實現(xiàn)研發(fā)經(jīng)費、人力及跨部門協(xié)作的高效統(tǒng)籌，大幅提升工作效率。

以往，芯片研發(fā)機構(gòu)受部門分工限制，從設(shè)計、工藝到檢測，流程繁瑣，周期長達半年甚至數(shù)年。而在九峰山實驗室，材料、工藝、檢測等不同領(lǐng)域的科研人員協(xié)同作業(yè)，芯片加工完成后即可進行一站式檢測分析。一旦發(fā)現(xiàn)問題，能迅速反饋至研發(fā)與工藝環(huán)節(jié)優(yōu)化改進，將研發(fā)周期從數(shù)月縮短至數(shù)周。張潔瓊對此深有體會，她表示這種高效的運作模式極大地加速了科研成果的轉(zhuǎn)化進程。

憑借靈活的創(chuàng)新機制、頂尖的人才隊伍和高效的科研效率，九峰山實驗室成為科研團隊與企業(yè)競相合作的焦點平臺，在化合物半導(dǎo)體行業(yè)迅速崛起，全球影響力持續(xù)攀升。今年4月舉辦的九峰山論壇吸引近萬人踴躍報名，門票供不應(yīng)求，成為行業(yè)盛會。

論壇期間，前來參會的美國Silvaco公司中國區(qū)銷售總監(jiān)馬雋楠直言：“在化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展浪潮中，想要占據(jù)一席之地，就必須融人九峰山實驗室這個創(chuàng)新‘社群’?！泵绹⒈壤麜r、奧地利等國的行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)紛紛遞交合作申請，積極尋求加人。作為行業(yè)重要的科研平臺，九峰山實驗室正以硬核實力提升中國在這一領(lǐng)域的全球競爭力。

丁琪超表示，九峰山實驗室立足全球技術(shù)生態(tài)圈，構(gòu)建影響力并凝聚共同發(fā)展的伙伴，平臺的核心不僅僅限于中國范圍，同時在為全世界作出貢獻。

領(lǐng)跑化合物半導(dǎo)體賽道需持續(xù)聚焦優(yōu)勢領(lǐng)域

湖北省科技信息研究院科技發(fā)展戰(zhàn)略中心主任林洪向支點記者表示，十大湖北實驗室建設(shè)以來，各實驗室依自身定位和條件調(diào)整優(yōu)化體制機制，形成特色發(fā)展模式。其中九峰山實驗室走全球化高端任務(wù)與市場化運行路線，引領(lǐng)化合物半導(dǎo)體發(fā)展；發(fā)揮平臺集聚作用，精準引才、建庫儲才；以“用”為導(dǎo)向，做好基礎(chǔ)研究與市場需求創(chuàng)新增量，攻關(guān)國產(chǎn)化設(shè)備器件和材料，推進技術(shù)迭代及國產(chǎn)化替代，通過產(chǎn)學(xué)研合作構(gòu)建湖北科產(chǎn)融合引領(lǐng)地。

市場機構(gòu)預(yù)測，2025年全球化合物半導(dǎo)體市場中，中國占比超三成。九峰山實驗室不僅是國內(nèi)外技術(shù)研發(fā)的合作平臺，也是觀察全球和中國市場動向的重要窗口。

丁琪超表示，九峰山實驗室始終堅持公共、開放、共享的平臺屬性，聯(lián)合學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界，對未來3—10年的技術(shù)難題進行前沿探索和技術(shù)攻關(guān)。

目前，與九峰山實驗室一街之隔，占地10平方公里的九峰山科技園正在火熱建設(shè)，布局化合物半導(dǎo)體科學(xué)人才基地、孵化加速基地和芯片制造基地，預(yù)計將于今年投入使用，目前已全部被預(yù)定。未來這里將聚集產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)100家以上，培育1-2家細分領(lǐng)域龍頭企業(yè)，在存儲、化合物半導(dǎo)體、傳感器、先進封裝等細分領(lǐng)域打造一批創(chuàng)新產(chǎn)品，形成化合物半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

預(yù)計到2035年，九峰山科技園全面建成，成為全球化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域最重要的科研和產(chǎn)業(yè)高地，誕生一批戰(zhàn)略性原創(chuàng)科學(xué)成果，培育一批具有國際競爭力的領(lǐng)軍企業(yè)，推動我國化合物半導(dǎo)體技術(shù)水平實現(xiàn)全球領(lǐng)先。

人才培育方面，九峰山實驗室聯(lián)合華中科技大學(xué)成立化合物半導(dǎo)體聯(lián)合研究院，以雙導(dǎo)師制開辦專項班，探索產(chǎn)教融合新模式。這種模式也反哺高校教學(xué)——例如，宋博翔就將實驗室工業(yè)化思維融人華中科技大學(xué)的教學(xué)中，學(xué)生從大三開始可選擇卓越工程師系列課程，提前加人到科研項目中，遇到卡脖子難題，師生可以真正在產(chǎn)線上一起解決。

不過，林洪指出，湖北實驗室在人才集聚規(guī)模上仍有提升空間，九峰山實驗室目前約500人的團隊規(guī)模，對比國內(nèi)外先進實驗室，規(guī)模與總體實力還可進一步壯大。

湖北省人民政府咨詢委員秦尊文建議，以九峰山實驗室為代表的十天湖北實驗室，需持續(xù)聚焦優(yōu)勢領(lǐng)域，追求技術(shù)全球領(lǐng)先，同時完善人才政策、提升待遇，以人才驅(qū)動創(chuàng)新發(fā)展，為化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁向國際前沿筑牢根基。

（本文圖片均由支點記者魏錸拍攝）