通讯员程毓 摄影方斌
在5G通信传输中，如果有超过0.1摄氏度的温度波动，网络信号可能就不稳定，因此需要精准控温的制冷芯片。这类高性能芯片，我国光通讯企业全部从日本、美国和俄罗斯进口。自从中美贸易战以来，从国外进口Micro-TEC芯片变得越来越困难，严重影响了我国5G光通讯行业的发展。
武汉科技大学材冶学院樊希安教授带领科研团队，经过十八年的科技攻关，不仅研发出满足光通信器件的高性能芯片，而且近日实现规模投产下线，打破了国外技术壁垒，为通信企业解决了恒温芯片“卡脖子”难题。
在樊希安创办的公司里，几十名工人正在紧张地工作。樊教授小心翼翼拿出一个1.6×1.6毫米的芯片：“这个微型半导体制冷芯片是国内首批微型制冷芯片。”他介绍，这样的芯片以往从国外进口，原材料每吨需要两百万人民币，现在我们自主研发，原材料每吨降至几十万人民币。
带着团队创新创业
打破国外的技术垄断，降低产品的价格，是樊希安研发的初衷。他带着团队师生，紧盯“冶金、材料行业的应用基础及其关键技术”，在实验室里反复攻关，“一些关键领域的技术，无法通过查阅论文获得。我们对材料进行大量实验，有时候经过千百回实验，才慢慢总结摸索出关键技术。”
历经十多年研究，樊希安团队在热-电转换温差发电技术、磁-电能量转换技术、辐射换热技术及其关键新材料领域取得了一个又一个突破。
“基础研究要面向科学前沿，应用研究要面向市场需求。”樊希安产生了创业的念头，“开办公司、转化成果。”做企业需要团队、资金、管理、市场，他开启了一段艰难的创业历程。
2011年，樊希安在江苏张家港成立了公司，致力于高温红外辐射节能涂层产业化。第一次创业，没有经验、没有资金、没有厂房、没有工人、没有设备，前期十分艰辛。
坚持几年后，公司开发了6个系列高温红外辐射材料与涂层技术并实现量产，成功在南京钢铁、美的集团、清江化工等高温工业企业实施，为高耗能企业的节能减排做出了贡献。
但长时间在武汉、张家港两地奔波，还要忙教学和科研，尽管公司已经盈利，樊希安考虑再三，决定将生产基地迁回湖北。
2015年前后，湖北省相继出台“科技十条”“新九条”，赋予高校和团队科技成果的使用权、经营权和处置权。2017年，武科大出台鼓励教授在岗、离岗创业管理办法，并成立26个平台机构，促进成果落地转化。
在一次校企对接活动中，武科大向鄂州市昌达资产经营有限公司推荐了樊希安的项目。 起草合同、修改协议、注册场地、评估资产……武科大为樊希安转化科技成果“全程护航”。
2018年初，樊希安带领2名教师和4名硕士毕业生，以技术入股注册成立湖北赛格瑞股份有限公司，成为武科大第一家学校参股、教授创业的企业。樊希安成为武科大科技成果转化新政策出台后的首个教授创业的“实践者”。
打破成果转化的壁垒
技术的突破并不意味着科研成果的实用化，成果的转化往往需要长期持续的投资、科学的管理和专业的技术人才等多方面投入，并且面临失败的风险。
芯片材料的生产技术要求极高。樊希安说，就拿一块1.6×1.6毫米的微型半导体制冷芯片来说，主工序近40道，辅助工序近100道，从原料到成品，从材料切割到封装，任何一个环节出现偏差，都有可能前功尽弃。
芯片刚刚开始量产时，为寻找一种固定器件的黏合剂，他和助手买来市场上的50多种胶水，经过近一个月的反复比较试验，才找到最合适的。
没有熟练的技术工人，没有现成的经验遵循，起初的大半年，生产废片率极高。 “一开机就是十几万元，做出来却是一堆垃圾，虽然工资照常发，一些员工还是失去了信心。”樊希安说，公司两位高管在一个月里相继离职。
“大家一定要对我们的技术有信心！”樊希安没日没夜守在车间，给员工打气。最艰难的时候，他与技术人员住在公司，跟大家一起解决问题。
恒温芯片的外观尺寸只有几毫米，对精度要求达到5微米。为了精准制造出几毫米的芯片，樊希安带领团队自制了几十套模具，反复实验才获得成功。
两个月后，生产废片率基本控制在3%，公司迎来了第一笔22.8万元的订单。之后，又签下500万元热电芯片销售订单，终于打破科研成果与实际应用间的壁垒。
樊希安研发的半导体芯片，有两大应用方向，一是制冷，二是温差发电。在公司展示区，樊希安演示了温差发电技术在生活中的应用。智能可穿戴设备利用体温发电电池，核心是一块感应到温度就会产生电压的芯片。人体和环境温差越大，可发电量就越多。一块只有大拇指大小的芯片，就可以为智能手表、手环等可穿戴设备供电。
“樊教授是一个有强烈家国情怀的人，他一直告诉我不要唯论文，要求我们做有科学价值和应用价值的研究。”武科大2020级博士生胡晓明，从本科开始就跟随樊希安做研究、搞创业。
胡晓明说，樊教授经常和大家探讨，科技成果本身并不等同于现实生产力，“要勇于跨越科技成果转化的‘死亡之谷’”。在跟随樊教授创业过程中，他感受到，企业运营、产品展现、筹措资金，处处皆是学问。
瞄准5G光通讯市场
微型半导体制冷芯片Micro-TEC，是5G通讯光器件精准控温的唯一解决方案，确保光电转换效率和网络通信信号的稳定。樊希安介绍：“普通电子产品也会用到制冷芯片，例如许多手机在打游戏时会比较烫手。我们产品就像在手机内部装了空调，给它降温。”
樊希安拿出一块毫不起眼的小芯片：“这块Micro-TEC芯片在制作工艺上，我们已经精确到了5微米，产品弥补了国内在该领域的空白，解决了国内无法生产超微型TEC芯片的瓶颈。”
说完，他便“捣鼓”了起来，一台简易的半导体空调便开始制冷了，温度表显示28摄氏度的室温，2、3秒不到已降温至6摄氏度。
经过四年的发展，樊希安团队成为全球第一家掌握SPS技术批量制造热电材料，国内率先掌握高强高优值n型碲化铋热电材料的批量制造，全球第一家掌握晶圆级封装技术封装Micro-TEC和Mini-TEC芯片的科研成果转化平台，解决了我国光芯片热管理和精准控温卡脖子的技术难题，打破国外技术垄断，对助推我国5G产业发展具有重要意义。该项目技术已成功应用于东方电子、鸿昌电子、雷子克等多家企业，产生的经济效益过1亿元，取得了良好的经济效益、社会效益和环境效益。
在经营企业中，樊希安经常发现新问题。他把企业问题带回学校，有针对性地做科研，再把科研成果带到企业应用。2022年1月18日，樊希安教授牵头的“5G光模块用Micro-TEC芯片的产业化”项目，在第六届中国光谷3551国际创业大赛全球总决赛获得最高奖，也是唯一的特等奖；4月，樊希安团队登上湖北省第二届高价值专利大赛金奖的领奖台。他培养的学生不仅在各类全国性科技学术竞赛中多次获特等奖、金奖，而且成为各行各业的高素养科研人才。
展望未来，樊希安说：“计划通过3-5年发展，建成2000万只5G光模块用Micro-TEC芯片的生产规模，实现销售额5亿元以上，带动就业1000人以上。”
武科大校长倪红卫表示，樊希安为教授蹚出了一条科技创业的新路，也带来了示范效应。目前，武科大的老师创办多家科技公司，涉及新材料、新能源、智能制造等多个领域，学校服务社会的能力也增强了。学校将进一步推进科技成果转化工作，在科技强国战略中积极贡献“高校力量”。
http://news.e21.cn/txy_73/rwzf/202205/t20220531_169124.shtml
