2008年3月5日,温家宝总理在政府工作报告中提出,要转变经济发展方式,完善和落实支持创新的政策,充分发挥企业作为技术创新主体的作用,鼓励、引导企业增加研发投入;并将继续实施新型显示器列为重大高技术产业化专项的第一项。
液晶显示技术是新型显示器的核心,但我国只掌握极少的核心技术,国家彩电行业的生存和发展受到严重制约。应该经过怎样的努力来发展具有自主知识产权的高技术产业呢?
在全国政协第11届全国委员会会议召开期间,作为新当选的政协委员,中国物理学会液晶分会会长、中国科学院院士欧阳钟灿接受了《科学时报》记者专访。
“芬兰,国家那么小,一个自主创新的诺基亚走遍全球,成为国家的品牌和经济力量,但咱们国家基本上少有这样的企业。我们国家经济高速增长主要还是依靠庞大的市场、资源和人力,中国制造还缺少自主创新核心技术。原因是产业界还没有建立以企业为主的技术创新体系。但在党中央提出的科学发展观的指引下,我们可以后来居上,我们现在提出:市场导向、企业为主、产学研结合。”
——欧阳钟灿
“在这次政府工作报告中,我非常高兴地看到,温总理提出将继续实施新型显示器等一批重大高技术产业化专项。因为以液晶显示器为代表的平板显示器技术实在太重要了。”欧阳钟灿指着今年的《政府工作报告》兴奋地说。
“技术创新体系为什么要以企业主呢?因为没有以企业为主,就很难将技术完成,实现产业化。”他说,“现在咱们的许多企业缺少研发的概念和动力,常常是引进一一条生产线,买完就完了,根本不做研发,而国外一直在做研发,这样就落后了;与此同时,国内的研究和教育与产业严重脱节,没有生命力,这是建设创新型国家需要解决的问题。”
作为理论物理学家,欧阳钟灿怎么会如此关注液晶的产业化问题呢?“我是‘文革’后国内第一批学液晶物理专业的研究生,1984年,我的博士毕业论文题目就是《液晶的非线性光学》,1987年,我在德国做博士后时的合作导师W?海尔弗里希是今天液晶显示技术原理的奠基者,我和他合作用液晶理论来研究生物膜结构,我一直在研究液晶,从来没有转行,我现在是中国物理学会液晶分会的会长,当然十分关注中国液晶的产业化进程。”
“液晶显示对中国太重要了”
从城市高楼大厦上流光溢彩的大屏幕广告,到我们手中的掌上电脑和手机,液晶显示屏无处不在。“今天,人们获得的信息80%来自显示屏,因此,显示器技术也被称为是信息时代的‘粮食产业’。所以,温总理将先进显示放在第一位,是有道理的。”欧阳钟灿说。
“21世纪初,显示产业掀起了以薄膜晶体管液晶显示屏(TFT-LCD)为核心的平板化革命,这种显示屏能够实现2英寸以下到60英寸以上的显示,加上高分辨率、超高对比度、丰富色彩和轻薄、省电、环保等卓越性能,在2002年的市场份额就超过了彩色电子射线显示管CRT,2005年达到71.3%,据估计,到2010年,其市场规模将达到900多亿美元,是平板显示产值的84%,整个显示产值的82%。”
日新月异的液晶显示产业影响着我们每天的生活,但国内的现状却让欧阳钟灿忧心忡忡,平时不太愿意接受媒体采访的他,为了液晶,接受了 《科学时报》的专访。他说:“我国是彩电生产大国,具有年产8000万台的彩色显像管电视的能力,产量超过全球一半,产值上千亿,如今面临液晶显示革命带来的巨大冲击,但我们只拥有极少的液晶显示核心技术。”
液晶显示是在20世纪60年初出现的一个新技术, 我国的液晶显示技术研究也始于1969年,基本上与世界同步,但为什么我们今天只拥有极少的核心技术呢?“原因之一是我们的研究与生产脱节,而企业基本上没有研发能力。”欧阳钟灿说,“今天,这个问题已经涉及到如何保持我国彩电大国的地位问题,关系到国计民生的重大问题,我们到了一个非常关键的时刻,应该想想如何将研究与产生结合起来,创造具有自主知识产权的产业。”
在政协会议期间,欧阳钟灿不停地和大学教授、政府官员、企业高管们深入交谈,探讨中国液晶产业化的问题和机会。他说,在中国经济高速增长的推动下,中国液晶显示产业近年已有一定基础,所生产的液晶显示屏已占全球市场的5%,但面临国际同行巨大竞争压力,同时又面临自身缺乏研发能力的困境,而且又不能激流勇退,否则只会将巨大的市场拱手让出,“我们没有退路,必须背水一战,出路之一就是在政府的支持下,提高企业的研发能力。”
液晶显示,从技术概念的提出到巨大产业的形成,这一切是怎么形成的呢?
1968年 一个关于液晶的世界报道
对全球的液晶研究者和产业界人士来说,1968年如此重要。因为在这一年,美国RCA公司在广播中向世界报告:公司的博士研究生黑尔迈乐等人提出并发明液晶显示技术。
这条消息引起了法国原子能委员会的兴趣。当时,正在原子能所工作的物理学家P-G?德热纳,组织了一个由结晶学、化学、材料缺陷、光学、核共振和理论专家级组成的多学科研究小组,在巴黎市郊奥赛开展液晶物理的基础研究。研究中,德热纳认识到序参数、相变等概念是处理液晶复杂系统的物理基础,并在此基础上写出专著《液晶物理学》。
德热纳将液晶的排列比喻为“篮子里的苹果,当“篮子”晃动时,液晶就会重新排列,实际上这就是液晶显示的原理。1991年,诺贝尔物理学奖授予德热纳,表彰“他发现,为研究简单系统中有序现象而发展出来方法,也适用于更复杂系统的研究,特别是液晶和高分子。”
1968年,44岁的日本物理学家江崎玲於奈(因发明江崎二极管而获1973年诺贝尔物理学奖)正在美国IBM实验室工作,他立即将RCA发明液晶显示技术的消息介绍给日本重点大学和大公司,这引起了日本理化学研究所科学家小林骏介的兴趣。小林骏介1969年到美国学习,回到日本后开始液晶基础研究。
“江崎将国际上最前沿的信息介绍给国内,这是真正的爱国行为。”欧阳钟灿说,“小林骏介则成为日本液晶研究的学术带头,他现在是东京理科大学教授、液晶研究所所长,被誉为‘日本液晶之父。’因此,产业要发展,基础研究肯定是要先行的。”
但对美国RCA公司来说,1968年却是让他们追悔不已的一年。当黑尔迈乐在20世纪60年代初发明了液晶显示技术后,公司对此相当重视,一直将其列为重大机密项目,直至1968年才在一项最新成果的报道中向世界披露,但这时,RCA公司的一些领导人一方面局限于传统半导体产品,一方面又过分强调初出茅庐的液晶显示技术的缺点,诋毁其产业化。为此,液晶专利被卖出,研究小组成员外流,包括正在那里做博士后的德国物理学家海尔费里希。
液晶研究 此起彼伏
回到德国后,海尔费里希继续液晶研究,1971年,他在《应用物理快报》上与合作者发表一篇两页纸的论文,提出了可以实现产业化的液晶显示技术原理,奠定了今天液晶显示技术产业的基础。海尔费里希因此获得(1976年)首次欧洲物理学会凝聚态物理最高奖-惠普奖。历史没有忘记创造了一个产业的基础研究,2008年9月,加拿大魁北克还将授与他IEEE Jun-ichi Nishizawa Medal。
1968年也是欧阳钟灿生命中的一个转折点。这一年,他在清华大学自动化系毕业,被分配到兰州化工厂做工人。1978年,他考取清华大学液晶物理专业的研究生,“因为当时液晶物理是大热门,选了半天,清华的液晶物理是很强的,我就加入了。德热纳《液晶物理学》就是当时的教材。”
在中国第一批研究液晶的博士生中,还有现任吉林大学校长周其凤院士。周其凤在北京大学时曾提出了著名的“甲壳型液晶高分子”概念。
“但也是在这段时间,随着液晶向技术转化,液晶研究的文章不太可能发表在《物理评论快报》这样高影响因子的期刊上,申请经费的文章导向迫使清华、北大等高校在液晶专业的教授们退休后,撤消了液晶物理和化学专业。”欧阳钟灿痛惜地说,但他始终热爱液晶,1987年获得德国洪堡基金学者奖学金后,他赴德国柏林自由大学,师从海尔费里希。
在日本,情况却截然相反。自从江崎玲於奈宣传了美国RCA的技术后,日本大公司开始大力投资液晶基础研究,主力军是松下、日立、东芝、三菱电机 、三洋、富士通等大公司,以及东北大学、京都大学和东京工业大学等重点大学。从1960年到1988年,日本企业累计发明了208项液晶技术专利,大学和研究所有19项,体现了企业为主体性。
1973年,夏普在全球首次推出配备液晶显示器的电子计算器;1986年,夏普将液晶显示器作为核心业务;1990年,夏普研制出世界第一台14英寸彩色薄膜晶体管液晶显示器,创办全球首家液晶显示器专用工厂,拉开大尺寸液晶显示器产业的序幕。
如今,世界上最好的液晶显示技术掌握在夏普公司手里,日本人基本上将液晶显示技术的专利全部都申请完了,然后再将技术转让给韩国,韩国液晶显示器产量位居世界第一。欧阳钟灿说:“日本企业界很注意发展,一直在创新,它让韩国生产材料,自已则坐收渔利,因为技术是他们的。”