欧阳钟灿接受中央纪委国家监委网专访(拍摄胡思远)
嘉宾简介:
欧阳钟灿,中国科学院院士,中国科学院理论物理研究所研究员,中国科学技术大学物理系主任,主要从事生物膜液晶模型理论、液晶物理及应用基础理论等研究,深耕显示领域多年,对我国显示技术的进步做出了重要贡献。
人接收信息60%以上依赖眼睛,电子屏幕,是我们日常观看时间最长的事物之一。从追赶到领跑的20年,中国显示产业如何突破“少屏”困境?在争抢下一代显示技术阵地的国际交锋中,怎样才能赢得先机?让我们走近中国科学院院士欧阳钟灿,一起聆听他的奋斗故事,感受与时代命运同频共振的科学家精神。
通过艰苦奋斗,我们改写了中国“少屏”的历史
Q:在信息化大发展的时代,我国曾面临“缺芯少屏”的被动局面,我们是如何突破这一困境的?
欧阳钟灿:我认为这是近20年来我国电子产业最大的成就。“缺芯少屏”指的是什么呢?2003年之前,我国电视屏幕完全依赖进口。当时质量一般的液晶电视价格也在一到两万元,我们自主生产的初级电子屏只能用于数字手表,这指的是“少屏”,“缺芯”也是类似情况。那时我国有四大主要进口材料:芯片、石油、铁矿石和显示屏,芯、屏就占一半。为了突破这一困境,我国政府和市场都做了很多努力和尝试。
生产显示屏的难点在于有源驱动的薄膜晶体管。早期我们的技术水平无法实现自主生产,所以在2003年,显示企业的代表京东方选择了“海外收购、自主建线”的模式,以3.8亿美元收购了韩国现代的显示屏3代生产线,随后开启了“逆袭”的20年。自主研发技术非常困难,现在投资一条生产线已经需要几百亿,但只要建成了,其他国家就竞争不过咱们。京东方通过与政府合作、融资等多种方式,陆续在北京、成都、合肥、重庆、福州、绵阳、鄂尔多斯等城市投资建设生产基地,现在已经是全球行业龙头。很多人以为目前韩国三星显示屏的市场占有率最高,实际不是这样,三星的出货量只有京东方的三分之二。2019年京东方成为全球最大的液晶屏供应商,在笔记本电脑、平板、智能手机、显示器、电视这5大细分领域上出货量都排名第一。
最重要的是,我国的科研机构和企业在技术创新上不断努力,今年已经连续第3年跻身全球专利授权排行榜TOP20,这充分说明了我们在技术研发领域的领先实力,我国“少屏”的局面已经彻底改变。
欧阳钟灿接受中央纪委国家监委网专访(拍摄胡思远)
中国液晶显示已经世界第一,OLED显示我们将后来居上
Q:为在显示领域夺得并保持领先地位,我们的努力方向是什么?
欧阳钟灿:历经20年,中国平板显示产业完成了从小到大、从弱到强的转变。2020年液晶显示屏产能在全球占比达到55%,我国液晶显示已经跃居世界第一。OLED显示方面,我们跟韩国没有代差,柔性屏研发我们几乎同时起步,现在三星建成了6代线,我们也有6代线。清华等高校从事基础研究,京东方等企业投入工艺研究,产业链非常顺畅。所以我认为OLED技术发展速度没有问题,而且过几年我们照样后来者居上。
从具体技术方向上来讲,首先,要促进已经取得成绩的液晶显示技术持续发展,不断拓展液晶显示需求,如车载显示、医疗显示等,根据细分领域不同特点进一步追求技术升级。其次,在OLED、mini/microLED、QD等新型显示方面,中国企业已经开始引领全球产业的变革。下一步应该大力支持新型平板显示产业的发展,重点支持行业龙头企业,支持行业整合。与此同时,需要提升国内关键设备及核心原材料的产业成熟度,解决关键资材依赖国外进口的问题。最后,政产学研用要紧密结合起来,贯通基础科学研究和产业,提前布局前瞻显示技术,为抢占下一代显示技术阵地赢得先机。
只有拥有自己的屏,价格才能降下来,才能给老百姓带来利好
Q:您曾说过科技最终是为老百姓服务的。“中国屏”的研发、显示技术的进步,将给群众带来哪些利好?
欧阳钟灿:全世界最大的电视市场在中国,如果我们不能自主生产,海外厂商就可以随意定价。从前三星、LG以及我国台湾地区等几家企业把屏价抬得很高,所以我们一定要自己建厂、建生产线。只有拥有自己的屏,价格才能降下来,才能给老百姓带来利好。有人说跟以前相比,现在电视已经是白菜价,两千多、三千多就能买到,哪怕买OLED电视,也就七千多。老百姓有了更多、更自主的选择,这就是实实在在的好处。
5G时代,国产手机生产工艺的发展带来了更便宜、视觉体验更佳、速度更流畅、性能更优的产品,比如智能手机、智能手表、笔记本电脑、平板、电子白板、拼接屏、会议机等。我在任全国政协委员时,曾经提过一个政协提案:抓住2022年冬奥会的契机,在我国广播电视开通4K、8K超高清频道。从2K到4K、8K,屏幕的刷新率翻了四番,从30帧每秒提高到120帧每秒,以标准清晰度为起点,8K的画面清晰了64倍,信息量增加了64倍,体验将得到很大升级。
欧阳钟灿接受中央纪委国家监委网专访(拍摄胡思远)
疫情下显示产业逆势上扬,得益于有机、有序、有领导
Q:在新冠肺炎疫情影响下,中国显示产业是如何做到逆势上扬、转危为机的?
欧阳钟灿:归根结底要感谢咱们党和政府的统一领导。去年液晶显示产业不降反升,得益于有机、有序、有领导的抗疫,实现了危中育机、逆势上扬。
疫情催生了很多新的消费模式,你看我们今年所里的海外招聘,候选人不用来到现场,我们可以在屏幕两端交流。再比如8K+5G超高清显示屏用于方舱医院内外的远程会诊,防疫指挥部的拼接大屏实时显示疫情防控状态,学校采用线上上课等等。但这也对显示屏提出了更多要求,要有更高的传输速度、更强的显示信号、更清晰的屏幕呈现,所以我国的5G技术和4K、8K屏幕生产能力在不断提升。这不仅影响了显示,也影响了终端。前段时间京东方、华为等联合部分厂商成立了中国超高清视频产业联盟,如果能形成一套行之有效的标准,那么就能在国际上领跑,推动音视频产业的整体升级。
科技型企业要多为行业争光、为国家争光
Q:习近平总书记曾多次考察京东方等显示产业的高科技公司,并强调“一定要牢牢把创新抓在手里,把创新搞上去”。对此您怎么理解?
欧阳钟灿:习近平总书记早在2011年4月就曾视察过合肥京东方6代线,对京东方的发展和自主创新实践给予了充分肯定,这对中国显示产业来说是一个重要里程碑。为什么是里程碑?因为这条6代线结束了我国不能制造电视液晶显示屏的局面。总书记强调,战略性新兴产业代表着科技创新和产业升级的方向,决定着未来经济发展的制高点,一定要大力培育和发展。在这样的勉励和支持下,京东方通过技术创新打破了国外对大尺寸显示屏的垄断。2016年初,总书记到重庆京东方考察,重点看了京东方研发成功的柔性屏。2018年总书记又到成都中电熊猫考察了IGZO(铟镓锌氧化物)薄膜晶体管驱动液晶显示屏技术,这都属于液晶显示产业的新事物。
从这三次考察里我们可以发现,总书记希望科技型企业及时跟踪世界前沿动态,形成能随时掌握主动权的技术优势,多为行业争光、为国家争光。从前液晶显示技术那么偏门,很多技术咱们没有完全掌握,但总书记的视察给企业、特别是年轻技术人员很大的鼓励和信心。
我认为,推动显示技术创新要从多个方面发力。首先要推动产业链自主创新,提高关键材料和设备的国产化率。将上中下游、大中小企业融合,建立自主可控、安全可控的产业链。第二,要加强新一代信息技术与显示技术的深度融合。现在5G、人工智能、云计算、物联网、大数据等新一代信息技术蓬勃发展,智慧显示端口将全面升级。第三,要注重科技人才的培养和重用。企业要联合高校、研究所一起进行技术创新,将技术优势用到产品优势上,形成效益优势。最后,要创造企业技术创新的环境,在财政、税收、服务等方面提供政策支持,完善科技评价和激励机制,引导创新。
欧阳钟灿接受中央纪委国家监委网专访(拍摄胡思远)
科研就像猜谜,谜面是自然现象,谜底是客观规律
Q:您的家乡泉州有“海滨邹鲁”之称,您提到过小时候十分喜爱猜灯谜。在您看来,做科研与猜灯谜之间是否有相似之处?
欧阳钟灿:科研也是一种猜谜的过程。我小时候喜欢看外国电影,但家里有8个兄弟姐妹,我父母亲只是普通职工,电影票算是奢侈品,哪里有钱去买?泉州春节、元宵、中秋、国庆都会举办猜谜活动,奖品就是电影票,我对此非常着迷。我记得有一个谜的谜面是“凿壁借光”,猜三国演义一个人的名字、水浒两个人的名字,总共要答三个名字。谜底是三国演义的孔明、水浒传的孔明孔亮兄弟,我觉得很有意思。一开始我并不擅长猜灯谜,后来发现要理解谜面就要有丰富的古典文学知识,所以在小学我利用假期熟读了《红楼梦》《三国演义》《水浒传》。
科研与猜谜类似,谜面就是自然界出现的、还没有为人所理解的现象,谜底就是通过阅读文献、计算、实验找出现象背后的客观规律。二者的相似之处还在于,它们都需要好奇心和探索精神。今年元宵节,我们理论物理专家组一位老师在群里出了10个与物理相关的谜语,我最快猜出其中一个:谜面是“无词的歌”,打一物理名词,我一想这谜底肯定是“光谱”。这个谜很美妙,谜面简单,逻辑性强,谜底不可能有第二个。
不论在怎样艰苦的环境下,钻研的劲头不能丢
Q:1968年从清华大学本科毕业后,您曾被分配到兰州化工公司,做过一段时间搬运工,但您从未放下过书本。现在很多人说因为工作忙没有时间看书学习,对此您怎么看?
欧阳钟灿:我在清华大学自控系学习的是核能自动控制,毕业后被分配到兰州304厂,进厂后要劳动锻炼,先当搬运工,后来厂里觉得让大学生当搬运工太浪费了,要做一点技术工作,我就去修车了。我们跟搬运工同住一个大房间,每天晚上,同事们在下铺打牌,我在上铺看我的两本书:伯格曼的《相对论引论》和布罗欣采夫的《量子力学原理》。英语也是在这段时间自学的。
当时我们厂生产液化气,要给中国科学院西北分院图书馆送液化气。我就借机办了一张图书证。我们厂里的图书馆藏书也很丰富,管理图书馆的老太太是苏州人,是一位老知识分子,允许我们随便去看书,但要求我们探亲时从她老家捎东西回兰州。所以我们春节回福建坐车总是专门停苏州,帮她带东西,目的就是能到图书馆看书。当时想法很简单,不管工作环境怎么变,知识以后总会用得上。我虽然是非物理科班出身的本科生,但非常喜欢相对论和量子力学,这种痴迷帮助我顺利考取硕士、攻读博士,这都是坚持学习的成果。所以不论在怎样艰苦的环境下,钻研的劲头不能丢。
欧阳钟灿接受中央纪委国家监委网专访(拍摄胡思远)
每一个困境与挑战都提供了一次人生机遇
Q:您本科时学习自控专业,硕士学习液晶专业,博士转攻光学,最后决定专注于显示技术,选择这一方向的契机是什么?
欧阳钟灿:方向选择与环境息息相关。1978年我考取硕士研究生,当时拥有这个机会非常高兴。我之前自学了理论物理,对基本粒子、半导体等有研究基础,所以决定研究液晶方向,师从谢毓章教授。1981年我在清华拿到硕士学位,班里有二十多人,根据大家的工作和考试成绩,唯有我一人被留下升入全校首届四年制博士生试点班。
当时整个物理教研组,只有研究光学的徐亦庄先生是国务院学位委员会批准的第一批博士导师,所以我攻读博士时挂名在徐先生门下。但液晶为我所爱,总不能为了区区虚名而弃长就短,幸好徐先生为我解围,在他的安排下,我师从谢先生继续研究液晶,并且选择液晶中的光学课题,来兼收两人指导专长。经过努力我找到了一道液晶非线性光学的难题:液晶是具有轴中心对称的介质,所以不应有光倍频效应,但在80年代,实验却发现有光倍频现象。因此,液晶界有相当强的议论:液晶出现倍频效应是否推翻其中心对称?那时没有计算机解析推导,我手工计算了有81个复杂积分元素的液晶四阶张量,积累了一尺多厚的算草,幸亏我手算能力还算不错,成功解决了液晶可以产生倍频效应的难题。1984年,我被授予清华第一个理学博士学位。后来我的经历证明,这一课题是很有生命力的交叉学科生长点,因此这次专业的转移对我很有助益。应该说每一个困境与挑战都提供了一次人生机遇。
生物膜作为新兴领域,对我这样一个搞理论物理的人而言更富有挑战性
Q:您与Helfrich教授提出的“钟灿—Helfrich方程”在国际上被广泛引用,是生物膜理论一项非常重要的研究成果。请您介绍一下当时的研究过程。
欧阳钟灿:谢谢你问这个问题。在中科院理论物理所首批5个博士后中,我是唯一的“土博士后”。所里希望我到国外再做一期“洋博士后”,因此,我申请了西德洪堡学者,导师是发明液晶显示的Helfrich教授。当时他已转行做液晶生物膜理论,生物膜作为新兴领域,对我这样一个搞理论物理的人而言更富有挑战性,所以我坚持选择了他作为合作导师。
人体最大的循环系统就是血液循环,红细胞应该说是人体最简单的细胞之一。我们都知道红细胞是双凹形状的,非常漂亮。但它为什么是这种形状呢?这个问题很难解决。很多生物学家提出过一些假设,但都被证明不成立。后来Helfrich在1973年提出一个新解释,把生物膜当成一个液晶膜,从液晶的弹性理论推导,得出一个能量公式。1987年我去德国,利用自己对微分几何非常熟悉的优势求出生物膜形状的方程——“钟灿—Helfrich方程”,这是一个非常复杂的二阶非线性偏微分方程,我曾经对比过,电动力学的麦克斯韦方程、量子力学的薛定谔方程数学上都没有它复杂。我一直没放下对这个问题的研究,1989年回国后,就从该方程发现了半径比为根号2的环形膜泡的解。论文发表后,世界许多实验室都从实验上发现这类膜泡,因此1993年我获得了海外华人物理协会首届亚洲杰出奖。冯元桢一次在研讨会上听完我关于红血球解的报告后,说像喝了一杯美酒。但是对我来说,我追求的就是要把红细胞形状通过方程求出来,证明液晶理论是对的。
欧阳钟灿接受中央纪委国家监委网专访(拍摄胡思远)
培养科技人才要树立正确人才观,不能唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项
Q:您不仅是清华大学第一位毕业理学博士,也是中国博士后群体中成长起来的第一位院士。您认为应如何为培养科技人才创造更好条件?
欧阳钟灿:培养人才既需要抽象条件又需要具体条件。具体条件就是政府加大科研投入。我们目前有国家杰出青年科学基金项目、海外高层次人才引进计划等等,近年来很多人才从海外回国,国家为他们提供了很好的待遇,解决了他们的后顾之忧。
当然,光有物质条件是不够的,培养人才最重要的是树立正确的人才观,要打造适当的软环境。首先,人才评价标准一定要避免唯论文数量与发表期刊影响因子的所谓定量评价。第二,从近些年诺贝尔奖得主来看,并非所有人都是资深教授,其中很多是助教,甚至没有正式教职,所以也不应根据职称、学历评判人才。第三,不应该唯奖项,例如现在我不报名任何奖项,这奖有什么用?你学术做没做到位、有没有用处,就看你研究出的方程,只要大家认为是有价值的,那就足够了。总之,人才评价体系要破“四唯”,减轻科研人员不合理的负担,建立能力导向的多元评价体系。
Q:您对如今年轻的科研工作者有怎样的要求和期望?
欧阳钟灿:年轻同志首先得在立场方向问题上站稳脚跟,这样才能符合新时代的要求。年轻人搞科研就要专心致志,不能老是想入非非。第二,要把自己的工作融合到科技创新发展上,哪些工作需要我们,我们就去做哪些工作,不能过于强调个人得失。当然,从事技术研究工作还得能忍,板凳十年冷要坐得住,这是我的看法。
(采访整理丨中央纪委国家监委网站李文峰)
【采访札记】
# 以眼为舟破浪前行 #
在中国科学院大学中关村校区东南一隅,一座看似平凡的红色楼房,四十多年来陆续走出了十六位两院院士,是中国理论物理学人心目中的科研高地。这里,就是享誉国内外的中国科学院理论物理研究所。在研究所三楼会议室,我们见到了此行的采访对象——中国科学院院士欧阳钟灿。
“你猜这台电视有啥特别?”一走进会议室,欧阳钟灿便神秘地向我们展示放在房间中央的大屏电视,据他介绍,这台电视使用的是高分辨率可折叠屏幕,图像细腻、色彩均匀,使用寿命可达几十年。更重要的是,其核心技术全部来自自主研发。
“人接收信息60%以上要靠眼睛,屏是核心。”欧阳钟灿介绍,显示屏技术的更新关联着电子产业的迭代升级。信息化大发展的时代,“缺芯少屏”曾是笼罩中国电子工业多年的阴影。一部“中国屏”的辛酸史,就是改革开放以来中国人追求自主技术创新的奋斗史。
从国产彩电显像管的崛起,到中国企业在液晶显示面板领域实现弯道超车,再到各大屏厂迅速布局最新一代OLED屏幕生产线,艰苦奋斗二十载,中国显示产业实现了从追赶、并跑到领跑的跨越。
MicroOLED、BDCell、8K显示、水滴屏……谈及中国显示产业最前沿技术,满头银发的欧阳钟灿神采飞扬、如数家珍。中国有哪几条10.5代线液晶面板已实现量产,液晶、OLED、激光屏市场占比分别多少……这些数据他信手拈来,娓娓而谈,对中国显示产业的关注和热爱溢于言表。
每每提到个人的成就,欧阳钟灿却只有寥寥几语,“现在我不报名任何奖项,这奖有什么用?你学术做没做到位、有没有用处,就看你研究出的方程,只要大家认为是有价值的,那就足够了。”他极为反对唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项的僵化标准,主张科技人才的培养离不开适当的软环境,执着钻研的精神和健全的社会责任感才是应当提倡的评价导向。
在欧阳钟灿看来,科研就像猜谜,谜面是自然现象,谜底就是客观规律。从小生长在有“海滨邹鲁”之称的泉州,儿时的欧阳钟灿曾十天半月不出门,一页页研读中国文化经典,一步步摸索猜谜方法。
“永远保持恰当的好奇心”,这是他从猜灯谜的孩童成长为卓越科学家的过程中拾得的“五色毫”,也是他多年来保持科研热情的秘诀之一。
“来,给你介绍一下,这是我们咖啡组的组长。”结束近三个小时的采访,75岁的欧阳钟灿捧上一杯咖啡,便精神抖擞地投入到了与同事的讨论当中。他笑称他们成立了一个学术组织,名字就叫“咖啡组”。
在他们背后,悬挂着彭恒武、周光召等理论物理研究所两院院士的照片,正因这一批又一批人的接续奋斗,中国科技如愿以偿拿到了越来越多的“电影票”,开放、交融、求真、创新的精神薪火相传、生生不息。
(来源:中央纪委国家监委网站,转载请注明出处)