中科爱毕赛思李智：新一代高性能红外探测器| 9th CAIEC获奖人专访

我最初从事投资行业，涉及证券市场投资和股权投资领域。除此之外，我参与了中科院研究所科技成果孵化工作。虽然一开始我对红外技术行业并不十分熟悉，但我对此很感兴趣，并因此开展了一系列相关工作。调研了国内外的新技术路线和产业发展趋势，在这一过程中，就和我们所里面的技术团队进行了深入的早期沟通。当发现超晶格这一新技术路线时，我觉得这个非常有意思，也是非常有前景的技术方向。我们研究所的一位老师毕业后一直专注于超晶格探测器的研究，在研究的过程对探测器的未来应用前景非常看好，并强烈希望这项技术能够在多个行业和领域得到应用。

所以当我们共同萌生了这个想法后，大家就有一种一拍即合的感觉，再加上我之前从事过投资和科技孵化的工作，之后我们几乎每天都在一起琢磨探讨、交流想法，规划未来，那种氛围颇有点“指点江山”的意味。几个月后，大家觉得这事可以干，而且正逢其时，科学院包括国家都鼓励成果转化，有一些政策的支持，所以就感觉天时地利人和都具备了。我们也都是年轻人，有想法、有闯劲，因此很快我们就一拍即合说要不咱就创业吧，这么好技术又有这么好的需求，国家又给了这么好的政策，这个事我们想把它干好，而且我们觉得自己能把干好。在确立了这一想法和规划之后，我们就和研究所沟通，和投资人接洽，策划我们的创业的计划。最终，就有了中科爱毕赛思公司应运而生。

在2020年左右，即2019年底至2020年初这个时间点，这是一个重要的时间节点。在那个时期，国际上超晶格技术路线正在快速实现产业化，并在全球范围内快速发展，我们看到了这一全球趋势。从国内来看，原来红外传感器技术主要应用于航空航天领域，我们称为新一代的技术路线是因为它具备高性能和低成本的优势。这一技术路线在全球快速发展的核心原因在于它能够在更多工业领域得到应用和拓展，它的一致性、批产能力以及体积的减小，使得原本主要用于尖端领域的航天技术能够拓展到更广泛的工业和民用市场，这是该技术路线最大的优势。

从国内发展的角度来看，这一技术路线的研究和产品前期投入具有较高的壁垒。中国科学院上海技术物理研究所作为国内红外领域长期深耕的研究机构，在国家支持下积累了一定的技术和专利。如果这些积累和专利不能应用到更多领域，我们觉得也挺可惜的。在2020年，国家层面非常希望和鼓励像我们这样的科研院所将专利技术转化为服务国民经济的产品。我们看到了这个方向的机会和需求，认为这是一个迫切需要相关产品和应用的产业。基于这样的考虑，在那样的一个时间点我们选择了这个技术方向。

其实从技术角度上来讲，超晶格外延材料是一种周期性的结构，本身是一种人工设计的晶格结构，在自然界中其实并不存在。超晶格是由两种化合物半导体材料进行周期性的外延生长而得到的一种超越自然的晶格材料。这两种化合物在生长的时候，其生长模式类似于ABAB…的周期性排列。千余层是说要周期性的增长接近1000层。纳米级是指每一层外沿薄膜的厚度大概在2~3纳米，类似于一个原子的厚度。超晶格的外延薄膜是由两种化合物进行周期性的生长，最终厚度在3 ~ 5微米之间。这种外延薄膜具有一种特殊的晶格结构，能够对红外波段的电磁波产生响应，进而产生电流。我们通过读取这些电流信号，并应用特定的算法处理，就能够将这些信号转换成红外图像去显示。它的底层原理其实和我们的手机摄像头有相似之处。只不过我们要拍的图片和光是肉眼看不见的，而且这个光对感光材料的要求特别高，所以就需要千余层纳米级周期性外延薄膜去实现这个光电转换的功能。

刚才描述的过程中，这样的外延层生长难度非常大，传统的外延生长设备难以达到所需的精度，也无法实现如此复杂结构的生长。所以我们引入了一种特殊的设备叫分子束外延（MBE），MBE其实就是分子束外延设备的简称，因此我们把它简称为MBE的外延生长。

这应该是在光电子材料领域，分子束外延（MBE）技术无疑是外延生长方法中最精确、最先进的技术之一，也是制备红外传感器的核心和关键。最大的难点其实有三个：首先，从外延生长的角度上来讲，超晶格外延材料的晶格结构在生长前要先进行理论计算，这涉及到如何设计人工晶格结构，设计完成后还需进行仿真验证，以确保设计结果是否在理论上能够实现预期的功能。设计阶段本身就具有较高的技术门槛，由于涉及不同的材料体系和能带结构，需要综合运用物理学、化学乃至量子力学等多个领域的理论基础进行深入计算。

第二个难点，计算完成后我们要通过外延生长设备在现实中去实现这样的纳米级别外延层生长。这个生长过程是发生在极其微观的层面，无法肉眼观察。我们需要生长出1000层，每一层只有几个纳米的厚度，你的眼睛是看不到它生长过程中的原子间的内在变化。那怎么去控制这一生长过程，以及如何去监测其生长过程，成为了我们面临的挑战。

第三个难点就是对外延材料进行精确表征，也就是检测。我们需要用电性能、光学性能，以及表面的粗糙度和洁净度等去表征，表征出来怎么样的结果算是合格品？如果不合格，到底应该重新设计，还是去调控生长的环境和参数？这三个环节——设计、生长、表征彼此影响。因此，这一过程不仅需要经验丰富的外延生长技术人员，还需具备扎实理论基础的设计人员和专业检测人员。还需要一个强大的数据库和生长经验，去不断地反馈前面各个环节。这个过程形成了整个产业链的核心，也是难点和痛点。

得益于中国科学院上海技术物理研究所十余年来的持续投入和深入研究，解决了这个问题。自国际上首次出现相关技术以来，我们便着手建立专业的团队和课题，致力于此技术方向的发展。每年，我们的博士生和教师团队都在这一领域不懈努力，覆盖了不同波段、型号和产品的研究。在国内，我们是率先推出相关技术，并且实现了一些航天级的应用。正是基于这些技术积累，使得我们更有底气来去进行产业化的工作。

好的，红外探测器有两个大的方向，一个是非制冷红外探测器，非制冷红外探测器在日常生活中有着广泛的应用，例如在疫情期间广泛使用的人体测温仪，以及我们常见的自动感应门和感应灯。这些设备利用红外技术，能够在有人或动物经过时自动触发，如自动门的开启。但是这种传感器的响应的距离比较近。

而与之相对应的叫光子型红外探测器。就像刚才我们描述的，这种探测器的工作原理其实类似于手机摄像头，它利用的是光电效应。那我们知道光电效应的响应速度是非常快的，基本上就像手机相机一样。同时随着技术的不断进步，光子型红外探测器的拍摄距离也在不断增加。我们把光子型红外探测器也称为高性能红外探测器，这主要体现在其基础原理上的差异，当我们提到“高性能”时，往往也意味着更高的成本和更大的技术投入，这也是之前限制了高性能红外传感器在生活当中应用的一些制约因素。

所以其实在无论在科技界、学术界还是在产业界，我们一直就在寻找一种技术和材料能够实现高性能和低成本的完美结合，从而推动传感器在更广泛的日常生活领域中得到应用。超晶格技术方向和材料体系让高性能和低成本之间产生了联系。因为它整个生产制备的过程非常类似于集成电路半导体技术方向，这就意味着只要有足够大的应用领域，足够大的摊销，未来制备传感器的成本就能实现跨越式下降，就能够实现高性能和低成本，能够将高性能红外传感器应用到更多的工业和日常生活场景中。所以我们称之为“新一代高性能红外探测器”。

这个材料，其实是一种半导体晶圆。在我们将材料销售给客户之后，客户会对其进行半导体工艺流程的处理，包括光刻、刻蚀等步骤，然后才能封装，最终形成红外传感器。由于其具备高性能和低成本的潜力与优势，我们的红外传感器不仅广泛应用于航空航天领域，而且在工业场景中的应用也在不断拓展。

目前这个阶段大家都关注两个关键领域的发展。首先是气体探测技术，尤其是矿井下瓦斯监测的应用，这一方向具有巨大的市场潜力。矿井下的瓦斯监测涉及到矿工的生命安全，同时也对矿井的生产安全至关重要。这是公众和整个行业都极为关注的焦点，也是一个痛点。我们高性能红外传感器的优势在于不仅能检测到气体泄露，还能第一时间找到泄露点在哪里。这个就非常关键，能够第一时间帮助整个矿下作业的团队和管理方在第一时间内就找到可能引发安全隐患的事故点，并且在第一时间就进行处置，能够防患于最早的时间。其实现在我们正与相关单位合作研发这项技术的应用。随着研发的成熟，考虑到中国作为采煤大国的地位，以及天然气和瓦斯监测的广泛应用需求，我们有理由相信，这项技术有望在行业内实现规模化应用，成为未来行业级应用的潜力方向。

第二个应用的方向是铁路检测，随着我国高铁技术的飞速发展，北京到上海只要四个多小时，甚至现在已经研发出更快的高速列车，列车速度的提升对行驶安全提出了更高的要求。高速行驶的列车要对高铁轮轴的轴温进行检测，因为快速行驶可能导致轮轴出现疲劳和断裂的风险。

为了监测高铁轮轴的寿命，以及检测列车上的电缆是否存在漏电情况，就需要用到红外传感器。在没有灯光的时候轨道上是否有异物，也需要高性能红外传感器进行探测。那这些应用的场景和需求其实都是高性能红外传感器可以去覆盖的领域，只要能够将传感器的性能和成本达到性价比高的阶段，就能在更多的行业和领域得到拓展。这里我仅列举了两个典型行业，还有非常多就不一一列举了。

在探讨产业发展时，我们必须认识到红外技术行业一直处于敏感领域。尽管国外技术路线发展迅速且较为成熟，但由于相关产品受到管制，无法在国内市场销售，这也确实限制了我国技术发展。在全球化的背景下，新技术的拓展和传播却面临着越来越深的制约和管制，这也是一个的客观现实。正是看到国外的快速发展，我们意识到必须要自力更生、自立自强。所以我们也是希望能够将研究所多年的技术积累转化为实际应用，抓住当前的有利时机迎头赶上。

我之所以有这样的感慨，是因为新能源汽车行业可以作为我们标杆。在汽车行业对外开放后，国产燃油车与国外品牌在产品可靠性和发动机技术等方面存在差距，但可喜的是看到新能源汽车这么一个新技术、新赛道、新机遇出现，我觉得这几年随着国家的重视和产业的努力，我们在新能源车领域里面真的做得特别好。我看现在好多年轻人，包括我自己，也在考虑换车就换国产新能源汽车，这个行业我觉得确实挺给咱们争气的。新技术的出现能够给行业带来机遇，而机会机遇的实现离不开国家政策的支持、技术的突破和产业界企业的共同努力。我认为对于超晶格技术，对于红外行业，我们可能会面临同样的机遇。在这样的判断下，我觉得我们有信心、有能力，也有责任把握这一机遇，不仅迎头赶上，甚至可能超越国际上的发展进度，为我国信息化建设贡献自己的力量。

第二我认为超晶格技术仍处于产业发展初期，还需要持续的投入、耐心以及社会各界的关注。为了加快产品迭代速度，我们自主建立了一条从外延到芯片再到封装的完整产线。这对于我们这样的初创企业来说，无疑是压力比较大的，但是为了尽快推动这一技术路线的产业化，我们还是顶着压力完成了完整的一条产线。在此，我们也希望能得到政府和投资人的关注与支持。这一方向和产品不仅代表着未来，更具有深远的战略意义。如果有希望致力于这个技术路线发展的朋友们，欢迎大家来和我做更多的交流。

最后，我想借助这个平台呼吁大家，能给予新技术和新产品更多的机会，这对于我们这样的新公司和新技术来说，具有深远的意义，我们也需要被打气。

后来我们想，其实集成电路行业也经历了Fabless和IDM的两种模式，而且都有巨头存在。我们走访了非常多的芯片设计公司、代工厂和封装公司，跑去跟基本上国内的相关的龙头企业和创始人都进行了请教和交流。印象很深刻是有一次，去国内一家封装的龙头企业长电科技，目前也是全球比较大的封装公司。我们去拜访了长电科技创始人王新潮前辈，本来只留给我们 40 分钟时间，最后聊了一上午，中午还一起吃了饭，这次交流让我们学习到非常多。

走访完行业之后，我和徐博心里开心啊。为啥开心呢？我们有思路了。而且觉得这个思路和想法，我们很有信心，就是我们一定要克服困难坚持走自己的IDM模式。超晶格技术是新技术路线，产品从研发到用户手中的过程复杂且链条长，国内产业链尚不成熟。我们要想将尽快将这个技术方向发展推广，就需要有成熟的能直接到用户手里的产品。我们有责任也有义务要把好产品拿出来交到用户的手里，如果有问题就自己解决。反过来，不管是外延工艺还是封装技术，我们都会亲自解决遇到的所有问题。对于用户，我们的承诺是“没有问题”，因为我们有信心、有能力、有渠道和方法去解决。通过建立自己的IDM模式，才能够加速迭代。

有了这个思路后，我们就与股东、研究所和客户进行了深入的交流，大家也都非常的认可和支持。因此，在接下来的二三年里，我们建设了第二条产线，并成功推出了产品。到目前为止，我们迭代速度非常快，工厂实行24小时运转，员工们辛勤工作，无论是技术人员、生产人员还是研发人员，都在不断进步。

当我回想起最痛苦、最开心、最纠结、最难忘的时刻，我的脑海中立刻浮现的就是这段经历。往大讲它是公司发展战略，往小讲是我们具体怎么做商业模式的事。经过了长时间的交流，我们希望这个事情要做成，我们必须坚持这么干。我们也希望产业链上的每一个环节，无论是供应商、客户还是同行，都能够共同努力。因为这个行业还处在发展的早期阶段，现在正是绝佳的时机，我们需要一起加速前进。

有啊。因为不管从公司角度还是从行业角度，都还在快速发展的阶段，这个阶段扩产和投入是永恒的话题。所谓“兵马未动，粮草先行”，行业的持续发展离不开持续的资金和技术投入。无论是产品成熟度的提升，还是技术的不断迭代，都要求我们必须不断加大投入。我们现在也正在融资，我们的产线建设已经规划了一期和二期工程，每年都会有新的设备投入。一个厂房建满了，我们就会去找新的厂房。近年来，我们欣喜地看到公司及整个行业的发展速度非常快，所以我们也在不懈努力。为了更好地服务客户，我们需要和客户之间有更紧密的互动。原则上来讲我们就会在客户附近进行战略布局。当然常州作为我们公司的大本营，许多基础和核心设备都位于这里。所以这两个方向应该都会再考虑，2025 年我们制定的年度工作计划里面确实也会涉及到的一些全国性的布局。

对于正处于创业阶段的年轻人来说，我认为一定要多交流。我参加创业营的态度非常认真，无论是上课还是和老师们的交流分享，我都从中获得了巨大的收获。我一直觉得，企业创始人的视野、格局和认知水平往往决定了企业的发展未来。我和我的合伙人一直在不断地去学习，人无完人，个人的认知和时间是有限的，随着年龄和见识的增长，我们的想法也会不断变化。唯一能够加速成熟的方法就是向前辈们学习，向有经验、有格局、认知更高的前辈们学习，他们的观点和思考过程我觉得是一笔宝贵的财富。有机会参加创业营，对我来讲是天赐良缘，所以我非常珍惜这样的机会。创业营结束后，收获也非常大，无论是对航空行业的理解，还是对新材料、新产品技术生产的理解，包括对以及企业管理方面的知识都有了显著的提升。

您肯定想问为什么参加完创业营后又来参加比赛，有一点凡尔赛了，确实不是冲着比赛来的。最原始的动力是来源于希望跟老师们和同学们有更多的机会去交流、去碰撞。这样的平台和机遇非常重要。

确实梅婷总的组织能力和策划能力确实是顶呱呱的，她能够为参与者搭建一个有很好机会的舞台，实属不易。我自己在做投资时也组织过一些会议，深知其中的复杂和挑战。因为原来参加过创业营，所以好多同事之前也认识，看到大家的工作状态，我就知道这个活动一定能办好。因此，我也想借此机会呼吁，无论是投资人还是产业内的人士，都应该积极参与这样的活动，而且最好是老板、创始人亲自参加，这样才能获得最佳的效果。

第二开心的是我们团队得到了大家的认可，内心里也小小的骄傲一下。这几年，我们确实一直在努力，尽管在这个过程中我们也经常反思还是有很多不足的地方。虽然获得了一等奖，但我一直也在反思，奖项只一个结果，我们在这个过程当中，在演讲中、在向他人介绍企业发展过程中，还有哪些可以进一步提升的地方。其实我觉得在市场的应用领域，我们的表述还不够充分。

我的获奖感言可能有些特殊，更多的是反思。一等奖代表的是大家对我们方向和团队的认可，但在演讲和评委提问过程中，专家们其实也问了一些非常核心的问题，我们是否已经有了成熟的思考和解决方案？我觉得没有，很多专家们提的问题其实非常尖锐。可能这些问题在这个阶段确实我们没办法完全解决，但我相信，有了正确的方向和努力的团队，这些问题终将得到解决。对最后还是感谢梅婷提供的这个平台，不仅让我们有机会展示自己，也促使我们不断反思和成长。这次的经历和收获对我来说是无价的，谢谢！