工业灯塔十城行·苏州丨小小的“纳米”怎么创造大大的“奇迹”?

苏州城市风光。苏州工业园区管委会供图

四川在线记者 吴忧 张守帅 寇敏芳 摄影 李强


(资料图片)

谈中国制造,一定会谈到苏州。2022年,苏州实现规上工业总产值4.36万亿元,位居全国城市第二位,已拥有先进材料、电子信息、装备制造三个万亿级产业。作为一个普通地级市,这份成绩十分耀眼。

在先进材料这艘“万亿巨轮”上,有一个极“微小”却又极富张力的支撑——纳米。去年苏州纳米产业相关企业1128家,产值规模达1460亿元,被称作“小小的纳米、创造了大大的奇迹”。奇迹怎么创造的?四川日报全媒体工业灯塔十城行来到苏州,探寻答案。

近日,我们来到了位于苏州工业园区的苏州纳米城,在苏州星烁纳米科技有限公司(以下简称“星烁公司”),看到了公司的王牌产品:量子点(Quantum Dots)。星烁公司董事长王允军告诉记者,要至少6000个量子点一字排开,才有一根头发丝的横截面宽度。这些量子点波长范围广、发光效率高且稳定性好,被认为是“目前人类发现的最好发光材料”。

随着照明和显示技术快速迭代,最近几年,引入量子点材料的QD-LCD、QD-OLED、AMQLED等新型显示产品不断涌现。坚持在纳米尺度上精耕细作的星烁公司,也凭借小小的量子点,照亮了一条产业新赛道。

苏州纳米城入驻企业超460家,其中国家级高新技术企业107家。

坐热“冷板凳”

专注量子点核心技术

量子点的生产车间,更像一所化学实验室:通风柜并排而列,柜中摆放着烧瓶、试管等仪器;工作人员身穿白大褂,双手通过隔离橡胶手套伸进柜子,动作轻缓地操作仪器。

“研发和制备都在这里。”星烁公司显示应用开发部部长程宁宁介绍,这里的量子点年产量可达百公斤级,但她和同事的主要工作仍是研发创新,“进一步优化量子点的结构设计,改进制备的方法和工艺,专注开发拥有自主知识产权的量子点核心技术。”

星烁公司董事长王允军向记者展示具有更高发光效率的量子点材料。

这样的研发工作,星烁公司从成立的第一天坚持至今。

“研发量子点,就是坐‘冷板凳’。”王允军告诉记者,量子点诞生于上世纪末,研究人员首先将其用于生化实验标记,作为荧光蛋白的替代材料,不过其他领域鲜有成功案例,“都知道这种材料好,但不知道还能怎么用。”

星烁公司研发人员占比始终在80%左右,硕博层次占比40%以上。星烁公司供图

那时,王允军正在国外从事分子医药学博士后研究工作,初识这种“神奇”的半导体纳米材料。2004年,王允军创办Mesolight公司,主导开发出多系列高质量低镉、无镉环保量子点,被全球百余座大学、科研院所和公司用于科研和新产品开发。2012年,王允军回国创业,继续深耕量子点新材料。

“回来的时候也没想好怎么用。”王允军坦言,星烁公司成立时,还是国内鲜有的专注量子点新材料研发制备的企业,下游的应用场景几乎为零,“当时只想先做出来、做好再说。”

苏州纳米城入驻企业超460家,其中国家级高新技术企业107家。

这一做,又是10余年。这些年,星烁公司的团队不断壮大,但研发人员占比始终在80%左右,硕博层次占比40%以上。目前,星烁公司拥有专利技术和保密工艺400余件,形成了多个世界领先的技术储备。

“把‘冷板凳’坐热了。”王允军说,近些年下游行业的应用场景逐渐丰富,国内从事量子点研制的机构已有10余家,而凭借在结构设计和制备工艺方面的独门绝技,星烁公司的产品也逐步打开了市场,“特别是在显示领域的应用,热度正在攀升。”

图为研发人员工作场景。

抢跑“新赛道”

发力量子点显示材料

星烁公司的门厅,摆放着索尼最近推出的量子点电视。这台采用三星QD-OLED面板的65寸电视,比同规格的OLED电视、Mini LED电视都要贵。

“一分钱一分货,显示效果确实更好。”星烁公司总经理助理厉芙伶说,在亮度、对比度、色域等关键指标上,量子点电视具有明显优势,“小小的量子点,能够带来颠覆性的改变。”

让量子点材料发挥颠覆性作用,正是星烁公司一直寻找的应用方向。近些年,日韩企业凭借在显示面板领域的先发优势,率先开启了量子点显示材料的产业化应用,量子点显示技术正在加速迭代演化。

王允军介绍,目前量子点显示技术已有三代——

第一代采用量子点色彩增强膜或光扩散板(QDEF),在LCD背光前加上一层量子点显示材料,即可明显提高显示色域,这也是最简单的量子点显示技术;

第二代采用量子点彩色滤光片(QDCC),取代传统的彩色滤光片,可与OLED、Mini-LED、Micro-LED等新型显示技术融合,上面提到的三星QD-OLED面板用的正是这种技术;

第三代采用主动式量子点发光二极管(AMQLED),利用电流直接驱动红、绿、蓝三色量子点发光层发光,被普遍认为是继主动式有机发光二极管(AMOLED)之后,更具颠覆性的显示技术,这也是目前显示面板行业主攻的一条技术路线。

从2016年开始,星烁公司与国内显示面板龙头企业开启合作,根据后者开发需求提供量子点显示技术支持。王允军介绍,公司已进行上述技术的探究,研发出用于AMQLED喷墨打印工艺的量子点墨水,正逐步实现全部三代量子点显示技术的应用开发。

在星烁公司的协助下,国内面板企业已成功制备一系列样机,特别是在AMQLED新一代显示技术的比拼中,先后推出5英寸、14英寸、55英寸AMQLED显示样机,抢下了国际新赛道上的“杆位”。有行业人士评价,这可能是中国显示行业依靠量子点显示技术实现的一次“弯道超车”。

苏州城市风光。苏州工业园区管委会供图

种好“责任田”

助力新一代显示技术转型升级

量子点显示技术进步神速,量子点的大规模产业化应用似乎近在眼前。

屏幕供应链咨询公司DSCC预测,全球QD-OLED电视出货量将从2022年的不足50万台增长到2025年的超130万台。目前这种电视的面板仅有三星生产。而中国企业主攻的AMQLED显示面板,厂商预计将在5年内实现量产。王允军表示,量子点显示材料的规模化量产,也要跟上这个节奏,不能成为拖后腿的一环。

实现量子点显示材料的规模化量产,还有不少难题待解。王允军介绍,生产设备的自动化和产品质量的稳定性是关键。去年,星烁公司完成了C轮融资,总金额近1亿元,这些资金主要用于持续加大研发投入和产能扩张,继续推进新型结构设计、可控规模化制备和应用关键技术开发,助力新一代显示技术转型升级。

星烁公司成立以来,已成功融资近2亿元,苏州纳米城在其中的引导作用突出。“最关键的启动资金,就是园区投的。”王允军介绍,在那以后,苏州纳米城为企业成长留足了时间。

目前,在纳米城近1800亩土地上,入驻纳米企业超460家,其中国家级高新技术企业107家,走出15家上市公司。业余时间,王允军喜欢打篮球,球友多是苏州纳米城内的企业负责人,大家在切磋球技的同时也会交流创业感想。“从事基础材料行业的企业,往往需要更长时间的积累。”王允军告诉记者,最近两年,他常常听到队友的企业成功上市的消息,他们大多已在此落户10年以上。

“队友的成功既是鞭策也是鼓励。”王允军说,虽然实际的业务协同不多,但园区企业间的“氛围协同”也很重要,让他增添了不少信心,“现在我们就是要坚持精耕细作,与中国显示行业一起成长。”

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