蹲点调查｜山大晶体，越过“中试”之谷
蹲点调查 | 2025-05-27 18:34:37 原创
张瑞雪 张焕辰来源：大众新闻
“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，王泽岩耐心地向记者解释，“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。”
在他眼中，本就应国家重大急需而诞生的晶体院向来有“顶天立地”的科研基因。正如一手推动晶体材料国家重点实验室从无到有、从小到大的蒋民华院士留下的嘱托——“需求牵引，单晶为本”。
因此，区别于传统“象牙塔”式学院，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的确受益不少。”晶体材料研究院院长于浩海感慨，“国家所需”成为晶体院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”，在新能源汽车、光伏、风电、航空、高铁等重要领域均有巨大潜力的第三代半导体更被视为打开新一轮科技革命的“钥匙”。
能否手握这把“钥匙”，对未来国际竞争格局影响至深。在此关头，作为国家首批重点实验室，山大晶体院凭借深厚的科研积淀“迎风而上”，迅速推出了更具实用导向、强调技术落地及产业前景的集成攻关大平台。
2019年，一座1.2万平方米的白色研发大楼自此拔地而起，成为技术角力的前沿阵地。
风浪常常孕育着“利刃出鞘”的契机，正如与业内龙头企业的合作。王泽岩介绍，2019年，国家重点企业芯片生产受海外材料供应掣肘，正是山大晶体院擅长的晶体可控生长技术帮了大忙，“企业找到我们一起研发这种材料，大概用了十个月的时间，就把这个东西做出来了。”
大平台自诞生便肩负厚望，“产业”二字成为其使命所在。当年6月，大平台建设方案获通过时，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，以便给出参考答案。
“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。”于浩海又即兴打了个比方，就像现在要登珠穆朗玛峰，企业希望最终修一条高速公路，让人人都能登顶，那么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，至少我们摸索出了一条路，证明确实能开车上去，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。”
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。基地由章丘区政府、山东大学、北京中材人工晶体研究院（山东）有限公司三方共建。其中，有“中国晶谷”雄心的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，由济南市人民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。这个投入10亿元的中试平台，志在建设晶体材料—高端芯片的全流程中试线和公共技术服务平台。
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。比如，在中试之前，需要对项目有面向未来的精准判断，这一决策常常需要与企业密切沟通，获取生产一线的真实需求，而非想象。
又比如，企业的核心诉求主要聚焦两样：一是成本够不够低，二是产品能不能稳定地批量生产。
“有的材料技术可能很好，但是企业会说太贵了，要让它整个流转起来成本太高了，我们就想要低成本、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%可能才具备竞争力。”
中试基地的使命正是为这两道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；良率则优化产线工艺，提升至60%以上。
而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，章丘的中试基地已经显现出作为“桥梁”的轮廓雏形。例如，成功孵化出百纳芯材、有维光电、山东晶量新材料等三家高新技术企业，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。做实验、拿成果、发文章，前人的路踩得清晰可见，学院内无须自寻烦恼。
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。
“一位院士前几天在讲座上呈现了一个数据——90%以上的科研人员创业都是失败的，用九死一生形容不为过。”尽管2020年创办的铂锐激光已经累计完成交付激光器100余台，创收超3000万元，张百涛仍显露着科研出身的谨慎特质，对创业的风险保有清醒觉察。
当然，幸运的是，张百涛要走的，也绝非一条从未有人踏足的路。相反，此前，主攻半导体材料制备的山东大学新一代半导体材料集成攻关大平台主任徐现刚有相当丰硕的企业孵化成果和产业布局经验，张雷笑称，“国内碳化硅行业4/5的技术总监，都是徐老师的学生。”
悉数徐现刚的履历，由他主导孵化的科技企业山东天岳、南砂晶圆均是浓墨重彩的一笔，共同构成了外界所评价的“产业化领导力”。
其中，集邦咨询于近日发布的《2024年全球碳化硅衬底市场报告》显示，山东天岳已一举夺得全球第三的好名次，全球占有率达17.1%。南砂晶圆则在5月8日的行业大会上展示了其12英寸导电型SiC衬底产品，被业内评价为“成功实现大尺寸碳化硅衬底的突破”。
事实上，要回答好产业之问，必须有坚实的制度为之兜底。自2011年将碳化硅单晶制备技术转让给山东天岳，十余个年头来，晶体院的老师们历经反复摸索，其中不乏失败教训，最终大致形成了“一锤子买卖”的专利转让、许可及深度绑定企业发展的“技术入股”（又称“作价投资”）两条路径。
更进一步追及支持政策的源头，则涉及更关键的利益分配机制。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。此外，学校对教师的评价体系也跳出了单一的论文指标：创业期间免除教学工作量考核，以技术入股、专利许可收入等替代科研绩效要求。
“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刘宏教授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。他讲话风格务实，关心团队中年轻人的处境，关注科研产业化的良性运转，在他看来，收益分配的改革为团队再研发、再生产注入了强心剂。
作为曾经的科研秘书，王泽岩的感受更为直接——“改革前的话，一年这种成果转化总计不会超过一千万，也就几百万的体量。但现在加上大平台的成果，先后收益有几个亿。就这几年时间，变化是巨大的。”
制度已经“扶上马”，只欠市场的春风吹又生。此时，有一个问题却横亘在预备投身广袤产业蓝海的学者们的脚步前，那就是：市场，真的准备好了吗？
王泽岩举了一个例子，最初恰巧在一个校企交流的场合碰到一家晶字头的聊城企业，正是产业一线的迫切需求让他意识到，氧化铝粉体的细化研究有前景进入大市场。然而，这家企业的员工“大学生都没几个”，导致接入技术困难且售后周期漫长，“国内大部分做基础材料的企业，技术水平还没跟上需求扩张的速度。”
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，王泽岩颇感无奈。
并且，落地需生根，但在找到具体的应用场景之前，市场可能也尚未准备好认可中试的成果。于浩海感叹，能够对技术信心充沛且坚持投入，无疑是对企业家判断力与冒险精神的挑战。王泽岩则评价，“作为一个外行介入前沿领域，老板甚至比科研人员风险还大。”
以山东天岳为例，创始人宗艳民最初靠代理销售沃尔沃挖掘机完成资金积累，但出身材料专业的他仍对半导体材料行业保有相当高的热忱与关注，甚至还有随身做实验的习惯，销售挖掘机的大院里专门为此开辟出2000多平方米的“实验室”。
正得益于宗艳民的投资眼光与转型决心，山东天岳才于2010年争取到与蒋民华院士的团队合作推动碳化硅技术的产业化，并大力押注其团队的研究成果，最终成功分食全球半导体行业的“蛋糕”。
与之相对，于浩海提到，晶体材料领域近年才大热，很多企业会维持一种市场惯性，思路已经定型，反应迟滞，则导致技术成果“有新无市”。但创新的红利窗口期稍纵即逝，则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遇冷遇或价值被错位评估。
例如，刘宏教授的生物芯片技术历经企业长达八个月的尽调才最终以1000万元达成合作。不难看出，押注“下一代产品”，作为还在初创期的科技公司，想要给出准确的价值评估还需做大量功课。
“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之为“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”，都可以视作对山东天岳这类“一条道走到天亮”的企业的嘉奖。
除了入股外部企业分红利，自己直接参与日常经营管理当老板，亦成为晶体院教授的选择。张雷介绍，自己的公司初创团队仅六七人，初期以技术为主导，但发展两三年后，他也打算“找专业的人干专业的事”，以实现管理、销售环节的现代企业化。
在张雷的设想中，自己的介入与退出均是分阶段的，“把整个生产线理顺、产品良率稳定后，我们就打算引进职业经理人以实现降本增效、扩大产能。”
毕竟，半导体材料行业的竞争极为残酷，徐现刚形容说：“别看你现在是第一名，睡一觉第二天醒来，别人就跑你前头去了。”产业进退的时间尺度往往发生在以月计乃至以日计的竞跑中，科研人员要适应这一激烈节奏，并非易事。
产业之问，归根结底还是盈利之问。纵使科技创新的目的地是星辰大海，也必须“通关”商业落地的盈利拷问，这意味着教授们也要开始学着“算账”。
高研发投入、资本密集、存货复杂、技术迭代快等特质，决定着晶体材料行业尤其需要一本明确的账目。
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，则更关系着企业存亡。王泽岩透露，1000万的技术专利预计能为企业带来超亿元的营收回报。张雷的公司已经接到大订单，他为自己接下来一年的营收目标定了一个颇保守的目标：500万元。具体数字之外，他有些害羞地讲起，自己最希望做到的，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，已经有三年了，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。
其实，从学院中走出的教授们早已形成一种默契，谁孵化的项目赚到钱，就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的“科研灵感”。中国工程院院士李言荣曾于2024年撰文指出——“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，这则是一个“100-0”的回溯问题。
在铂锐于激光器研发中屡次取得突破进展的过程中，张百涛早已洞悉，“很多人认为高校是科研的主体，其实这是有偏差的，企业同样是科研的主体，并且是重要主体。”
张百涛提到，去年公司开发了一个大能量皮秒产品，随后在生产中发现，若将其放置于空气中不加防护，则会造成光元件的损伤，行业通用的办法可能是加装真空管，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竟然战胜行业龙头，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，一套自动化设备它已经做了两三年了，非常成熟，因此也能不断更新最前端的科研成果。”在企业的全链条和高端设备环境的支持下，刘宏与企业合作还诞生了继续创新的共同结晶，这无疑验证了张百涛“企业作为科研主体”的观点。
重返象牙塔，搭建晶体材料“0-100”的产学研闭环，“最终还是为了服务于国民建设。”徐现刚恳切地剖白，“我们省是材料大省，但如果材料的下游行业起不来，是很难产生社会效益、经济效益的。所以仅靠单靠科研端的突破远远不够，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’扎根进国民生活的沃土。”
（大众新闻记者 张瑞雪 张焕辰）
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责任编辑：韩雨婷