樊希安：象牙塔里走出来的武汉企业家让中国热电材料技术不再被“卡脖子”

　　长江网记者陈浩然 通讯员武经宣

　　夏季来临，气温攀升，我们会用风扇、开空调来保持室内温度的舒适。那么，在集成电路工艺制程发展到3纳米的今天，在以毫米为单位的微小芯片空间里，我们如何为小小的芯片降温呢？

　　日前，记者来到湖北赛格瑞新能源科技有限公司（以下简称赛格瑞），该公司生产的Micro-TEC芯片就是在毫厘之间给光芯片降温的“神器”。

　　赛格瑞不仅是全球第一家掌握A-SPS技术批量制造热电材料的企业，也是国内唯一掌握连续挤压批量制造高强高优值n型碲化铋热电材料的企业，还是全球第一家掌握晶圆级封装技术封装Micro-TEC芯片的科研成果转化平台。这家拥有如此之多“全球第一”的企业成立仅8年，但其创始人、董事长樊希安从高校到创业，已在热电材料领域深耕了20多年。

　　突破“卡脖子”技术，国产芯片用上国产“空调”

　　根据摩尔定律，芯片性能18个月翻一倍。当下，芯片越做越小，集成度越来越高，随之而来的散热问题也越来越严重。如果不解决芯片的温控问题，就算能生产出高性能芯片，在使用中性能也会大打折扣甚至失效。

　　“传统的散热方式靠的是贴一个风扇，例如我们日常使用的台式机和笔记本电脑就是这样处理的。但在集成电路工艺制程发展到3纳米的今天，很多产品里的空间以毫米为单位，是无法安装风扇的。”樊希安介绍，赛格瑞研发的热电材料是一种仅依靠材料本身特性就可快速实现热能和电能直接转换的功能材料，由其制成的温控散热芯片效果远超风扇，相当于“空调”，而且体积非常小。

　　赛格瑞生产的Micro-TEC芯片。王海 摄

　　“2019年，我们只能将Micro-TEC芯片做到6*6毫米，那时我们还在赞叹日本技术，因为他们可以做到4*4毫米。”樊希安告诉记者，3年后，自己带领团队将Micro-TEC芯片作到1*1毫米，远超日本同行。

　　不仅如此，在算力中心、5G通信等应用场景中，因光器件对温度十分敏感，超过0.1摄氏度的温度波动就会影响输出信号稳定。赛格瑞生产的Micro-TEC芯片可实现±0.1摄氏度的精准温控，完全可以满足以上产品的需求，而且产品已经实现了量产，每月可生产30万片以上。

　　樊希安介绍Micro-TEC芯片。王海 摄

　　从象牙塔里走出来的企业家

　　2004年，正在读博的樊希安对高温热电材料产生浓厚兴趣，在得知该材料基本依赖国外进口后，他暗自立下志向，要打破该领域国外技术垄断，为国防民生尽一份微薄力量。2009年博士后出站后，樊希安加盟我国高温材料自主创新的策源地——武科大。他带领团队十多年如一日，每天泡在实验室里，经过反复攻关，在热-电转换温差发电技术、磁-电能量转换技术及其关键新材料领域取得了一个又一个突破，终于完成基础研究。

　　“在早期的科研中，我们更多的是设计一组实验去解决某个科学问题，实际上这种实验是很有限的，与产品（商品）之间的距离还非常远。”樊希安表示，自己所从事的学科是材料学，是一门应用性很强的学科。那么除了要研究理论，更重要的是面向应用。

　　这时候，樊希安想到，把自己的科研成果变成一个推向市场的产品，用市场的资金不断推动研发创新，是不是会更有价值、更有意义。

　　正当其时，2015年、2016年湖北省相继出台“科技十条”“新九条”等政策，赋予高校和科研团队科技成果的使用权、经营权和处置权。2017年，樊希安践行要让自己的研究更有价值的理念，毅然带领2名教师和4名硕士，从象牙塔里走了出来，以技术入股注册成立湖北赛格瑞新能源科技有限公司，成为武汉科技大学第一家学校参股、教授创业的企业。

　　Micro-TEC芯片生产设备。王海 摄

　　更长、更小、更先进，不断在创新的道路上一路飞奔

　　“在实验室里的创新是0到1，最多1到10，但是做产品的创新就是10到N。而且一次两次的创新是远远不够的，我们需要持续地创新才能生存，才能发展。”从实验室到车间，从单片制作到规模化量产，躬身入局的樊希安在不断地研发中，带领团队持续创新，一路追赶对手，超越对手，还另辟蹊径，成功拿出了多个全球第一和唯一。

　　用热电材料制成Micro-TEC芯片要求很高，一块1×1毫米的Micro-TEC芯片，对封装精度的要求达到5微米，主工序近40道，辅助工序100多道，任何一个环节出现偏差，都有可能前功尽弃。

　　创业初始，赛格瑞从俄罗斯进口的热电材料长度不到1米。在这种情况下，材料越短切割时的成材率就越低，产品成本则越高，在与国外产品竞争时就会处于非常不利的劣势地位。樊希安带领团队创新攻关，成功研发出连续化生产技术，将热电材料的长度一次性做到几十米，大幅提高了成材率，降低了成本，在市场站稳了脚跟。

　　樊希安介绍，使用塑性变形技术制成产品，要求本身非常脆的热电材料同时具有韧性，这在理论上是违背自然规则的。但他带领团队投入大量资金，在7年里，通过几千次实验，反复试制了上百套不同材质不同形式的模具，终于找到了最适合的一种，解决了生产问题。同时，还将材料的加工强度，甚至热量转换效率都提高了一大步，而且还将材料切割到了0.1毫米。

　　赛格瑞产线。王海 摄

　　刚解决了材料问题，封装问题又悄然而至。樊希安回忆，当年国内没有Micro-TEC芯片的封装技术，而且相关设备也被限制引进。于是他带领团队，研发出了一种同国外完全不同的晶圆封装技术路径，该技术再次为赛格瑞拿到了一个“全球唯一”，不仅解决了设备依赖进口的问题，还将设备制造成本降到几十万元人民币，进一步降低了成本，增强了产品的市场竞争力。

　　“要么就是性能最好，要么就是价格最低，只有把这两个事情处理好了，才有可能在市场中生存下去。”樊希安表示，赛格瑞的企业文化就是要不断谋求第一、追求唯一。实现这种理念的根基就是需要不断创新。“唯有创新才能生存，唯有创新才能发展，唯有创新才能在市场中立于不败之地。”他说。

　　回想起从象牙塔走向市场，从实验室走进车间的创业历程时，樊希安目光坚定。谈到赛格瑞未来发展时，樊希安信心满满。

　　（值班总编辑 王雪 值班主任 陈琦 值班编辑 代婧怡）