我所退休研究员胡雄伟同志因病不幸于二0一九年四月十一日晨在北京去世,享年74岁。现谨以此文悼念胡雄伟老师。
中国“芯”突破
—记中国科学院半导体研究所退休党员胡雄伟研究员
在2018年1月8日举行的2017年度国家科学技术奖励大会上,由河南仕佳光子科技股份有限公司、中国科学院半导体研究所等联合完成的“光网络用光分路器芯片及阵列波导光栅芯片关键技术及产业化”项目,荣获了国家科学技术进步二等奖,该项目的主要完成人便是中国科学院半导体研究所退休党员胡雄伟研究员及其研究团队。
两次“改行”,自我突破
胡雄伟研究员1968年毕业于北京航空航天大学飞行器制造系,应国家需求,被分配到半导体所光电子器件研究室工作,由制造大型飞机“改行”为制造微型激光器,主要从事AlGaAs/GaAs、InGaAsP/InP 半导体激光器和量子阱激光器的研究工作。作为访问学者,1985年9月-1986年8月在日本名古屋工业大学从事“MOCVD生长技术在Si 衬底上GaAlAs/GaAs双异质结横向结条形激光器”的研究工作;1996年7月-1997年6月在香港中文大学从事“介质诱InGaAs/GaAs双波长激光器”的研究工作;先后承担了国家攻关、中科院重大项目、863和国家自然科学基金等多项科研任务,多次荣获了国家和中科院科学技术进步奖;1992年荣获国务院颁发的政府特殊津贴。胡雄伟研究员曾担任863 信息技术光电子主题办公室主任、国家光电子工艺中心常务副主任及中国电子学会半导体专业委员会三束学组副组长等。
20世纪末,世界信息高速公路初具规模,形成了以光纤为骨干的信息网络,以信息网络建设为核心的信息化成为当时世界发展的大趋势。顺应这一重大发展趋势,我国政府大力推进宽带信息网络的建设与发展,而我国对光网络中波分复用(WDM)等核心光无源器件的研究尚属空白,核心技术受制于人,时势紧迫。为了给我国光纤信息网络的自主及创新性发展提供光无源器件技术支撑,1999 年起,胡雄伟研究员再次“改行”,研究工作重心由半导体激光器有源器件转为光波导无源器件,开始了长达20年的硅基二氧化硅平面光波回路(PLC)光分路器、阵列波导光栅(AWG)复用/解复用器等硅基光波导器件研究及产业化工作。作为项目负责人先后承担了国家自然科学基金重点项目“用于光通信SiO2/Si、Al2O3/Si光有源、无源波导器件的应用”、863项目“DWDM 系统用阵列波导光栅复用/解复用器研究与开发”、973项目“阵列波导光栅(AWG)器件中的应力场双折射效应的控制”以及国家自然科学基金重点项目“硅基微纳光子器件及集成”等,所承担项目多次被评为“优秀”。在硅基SiO2光波导材料生长、器件设计及制作方面取得了丰硕的研究成果,积累了大量的关键技术及经验,自行设计加工了火焰水解(FHD)厚SiO2生长系统,系统掌握了FHD法SiO2生长和高温致密化等关键技术,国内率先在4英寸Si片用FHD法生长出厚度>20mm、表面光亮的单层玻璃态SiO2,国内率先研制出1´5和1´10硅基SiO2 AWG器件;系统掌握了具有自主知识产权的正硅酸乙酯-等离子体增强化学气相沉积(TEOS-PECVD)、高温湿氧氧化、PECVD及深干法刻蚀等关键技术,国内率先研制出16、32及64通道硅基SiO2 AWG器件。
万事俱备,东风已至
21世纪第一个十年间,高清视频、网络会议、移动通信等对网络下载速率和网络容量的要求越来越高,高速、大容量光网络成为发展的必然趋势。而我国光通信高速核心芯片仍处于初步发展阶段,与美、日、韩等国家仍存在很大的差距,全球光通信行业的高端芯片、器件产品几乎全部由美日韩厂商主导,而国内在这方面基本属于空白或正处于研发阶段。商用的PLC光分路器、AWG等宽带光网络核心无源芯片的制造和供货全部被国外公司所垄断,国内光通信企业都是从国外进口芯片,进行“低端”耦合封装后出售,完全依赖进口,在国际市场上处于被动地位。此时,胡雄伟研究员的研究团队已经掌握了宽带光网络用PLC光分路器、AWG等设计、制备等关键技术,无奈国家投入、单位资源有限,该成果的转移转化成了难题。看着自己辛苦的研究成果无法落地生根、开花结果,并且即将退休,胡雄伟研究员心情复杂,亦或无奈、亦或不甘。
2009年初的一天,一位特殊客人的来访打破了这一僵局,郑州仕佳通信科技有限公司董事长葛海泉拜访了胡雄伟研究员,表明了公司打算从室内光纤工程行业转变为PLC光子芯片制造行业,寻找技术合作伙伴将自主知识产权的PLC无源芯片产业化的态度和想法。这正是胡雄伟研究员梦寐以求的事情啊!面对热情满满的客人、一拍即合的想法、触手可及的资源,胡雄伟研究员还是冷静了下来,他并没有多少客套话,反而先给客人“泼了一盆冷水”。胡雄伟研究员对葛海泉董事长直言:“半导体器件研发、生产需要大量资金投入;另外,从实验室出来的科研成果到大批量生产之间尚有很大距离。科研人员更善于做样品,对生产线上的事情研究不充分;而企业产业化却需要低成本、高可靠性、高成品率。所以我们还得重新开发产业化生产技术。”胡雄伟研究员甚至考虑了未来市场:“真的等我们做出产品来,国内市场会不会降价?”无论是精于技术的科研人员,还是具有市场敏感的企业家,在产业化过程中都面临着太多未知数。在与胡雄伟研究员不断接触期间,葛海泉董事长也得到了其他科研单位的反馈,结果却与胡雄伟研究员的说法截然不同:“你只要给我们钱,我们就可以拿出产品来。”几番摸索后,被泼了“冷水”的葛海泉董事长心里越来越明确,只有最实实在在的胡雄伟研究员才是他心目中最理想的合作伙伴。与此同时,为了提振我国经济在国际经济衰退带来不利影响的背景下的较快发展,政府拉动内需,对民生建设投入大量资金,推广“光纤到户”成为其中一项重要举措,而PLC光分路器芯片则是“光纤到户”中最核心的芯片。在这一国家举措的推动下,PLC光分路器产业化合作进程加快,时不我待!天时、地利、人和!PLC光分路芯片产业化技术合作由此敲定!
合作佳缘,硕果累累
2010年5月28日,是胡雄伟研究员在半导体所正式工作的最后一天,他平静地办理了退休手续,因为他知道,退休不是职业生涯的结束,而是一个全新的起点。2010年5月31日起,胡雄伟研究员作为退休返聘人员,继续工作,一切如常,在规划和指导课题组工作的同时,他还担任半导体所“十二五”和“创新2020”规划战略研究工作组组长,参与制定了半导体所“一三五”规划。
2010年9月6日,郑州仕佳通信科技有限公司与半导体所签订了“PLC-Splitter芯片工艺产业化”技术合作协议,半导体所以专利无形资产10%的股权(550万元人民币)入股,合作成立河南仕佳光子科技有限公司,并得以200万元人民币现金收入,PLC光分路器芯片的产业化之路从此翻开篇章,胡雄伟研究员团队的5名科技骨干赴河南鹤壁,实施转化,胡雄伟研究员负责总体的技术规划与指导。9月28日,时任半导体所副所长的李树深副院长代表半导体所出席了仕佳光子公司的开工奠基仪式。自此,在胡雄伟研究员研究团队的技术支持及在生产一线上的多年不断奋斗下,公司投资3亿多元人民币,建成了国内唯一的、全球规模最大的PLC光无源芯片生产基地,芯片生产洁净厂房6400m2,引进国内外先进光电子生产、测试设备上百台,组建了包括光刻、PECVD材料生长、ICP刻蚀、高温退火、晶圆切割、抛光及测试在内的成套生产线,形成具有自主知识产权的工艺技术路线,具备年产PLC芯片4000 万个的生产能力。2011年至今,双方合作开发出了具有自主知识产权的1×N、2×N(N最大128)全系列20多种PLC光分路器芯片,产品良率达95%。根据我国三大运营商公开招标光分路器数据、海关进出口数据及国外竞争对手财报数据,2015~2016 年河南仕佳光子分路器芯片销售占全球市场份额50%以上,目前仕佳光子公司已是全球最大的光分路器芯片供应商。通过产学研合作,实现了PLC光分路器芯片关键技术、工程中试到大规模产业化推广,填补了国内宽带光网络核心无源芯片的空白,彻底打破国外技术垄断和国内相关产品全部依赖进口的被动局面,为我国信息安全作出了贡献,社会效益显著,有力地推动了三网融合、光纤到户国家发展战略的实施,促进我国新一代信息技术产业的发展,推进我国由“光纤大国”向“光纤强国”迈出了坚实的一大步。
“芯”成则灵,屡获殊荣
PLC芯片产业化项目是河南省屈指可数的高新技术项目,是河南省农业大省科技转型的关键节点,打造了有“芯”的中原光谷,河南省和鹤壁市的领导格外重视。2010年11月23日,河南省省委副书记、省长郭庚茂等一行来到河南省国家级鹤壁经济技术开发区,考察了仕佳光子公司的项目。郭省长与胡雄伟研究员进行了亲切、热烈的交谈,他称赞这个项目处于产业发展的制高点,希望鹤壁市能积极发展下游产品,提高产品附加值和竞争力,并对半导体所在鹤壁转移转化更多的科研项目寄于厚望。 鹤壁市历届市委书记、市长等领导多次来访半导体所,表明与半导体所PLC光分路器芯片的合作是鹤壁市产业转型的一个成功案例,希望以此为基础,围绕着半导体所在光电子领域的优势与鹤壁市进行深入合作,建立一种双方共赢的长效合作机制。在河南省政府、鹤壁市政府、仕佳光子公司和半导体所的共同努力下,在仕佳光子公司内先后建立了“光电子集成技术国家地方联合工程实验室”、河南省“光电子技术院士工作站”、“光电芯片与集成重点实验室”、博士后科研工作站,成立了“中国科学院半导体研究所河南研究院”及等八个国家、省部级研发及产业化平台。
PLC光分路器芯片、AWG芯片等光电子芯片在信息网络中处于无可替代的地位,关系到国家的宽带战略,其产业化对保障“宽带中国战略”具有重大意义,为“宽带中国战略”顺利实施做出了重要贡献,其相关成果多次在科技部及中科院举办的国家成果展中宣传展示,并屡获殊荣。2014年,“PLC光分路器产业化”项目荣获中国科学院科技促进发展奖—科技贡献一等奖;2015年,“光分路器及阵列波导光栅芯片设计及制备” 项目荣获鹤壁市科学技术进步一等奖;2016年,“光分路器及阵列波导光栅芯片设计及制备” 项目河南省科学技术进步一等奖;2017年,“光网络用光分路器芯片及阵列波导光栅芯片关键技术及产业化”项目荣获国家科学技术进步二等奖。
不忘初心,砥砺前行
退休返聘的8年时间里,胡雄伟研究员一如既往,每天来单位,风雨不误,对待工作始终兢兢业业、从不倦怠,总有用不完的干劲和激情。在负责总体规划和指导PLC芯片产业化工作的同时,胡雄伟研究员还曾多次代表河南仕佳光子公司及半导体所申报答辩河南省重大科技专项、院地合作等项目,获得了上千万元的经费资助;多次接待河南省及鹤壁市领导的来访;多次接受河南省电视台、中国科学报等媒体的采访;多次受邀演讲,将产业化的成功经验分享给半导体所、电子所等单位的同仁,获得了大家的一致认可和称赞,被盛誉为“中科院最成功的产业化成果”。
与此同时,胡雄伟研究员仍坚持奋战在科研及研究生教育工作第一线,他参与制定了半导体所“十二五”和“创新2020”规划战略以及“一三五”规划;在课题组绝大多数成员均长期驻扎在鹤壁实施转化工作的情况下,他指导了课题组国家项目申请、答辩工作,以及指导研究生的论文选题、日常科研及毕业答辩等工作,劳心劳力!
面对PLC光分路及AWG芯片产业化项目的巨大成功,年逾古稀的胡雄伟研究员没有驻足,不愿停歇!他惦念着学生的学业、筹谋着项目的申请、规划着课题组的未来、沉淀着新的产业化项目、心系着光电子行业的发展……
2018年1月,胡雄伟研究员作为项目主要完成人,代表半导体所参加了在人民大会堂举行的国家科学技术奖励大会,被授予国家科学技术进步二等奖;2018年6月,胡雄伟研究员被评为半导体所离退休党支部优秀共产党员。胡雄伟研究员为国家实现了“芯”的突破,他亦是半导体所人心目中的核“芯”。