产学研合作再结硕果

产学研合作系列 2015年02月13日

产学研合作体制是支撑着LED获得诺贝尔奖的支柱之一。对于把科学技术立国作为目标的日本而言,产学研合作体制是十分重要的一环。

去年10月,得知三名研究开发人员被授予诺贝尔奖的决定后,安倍晋三首相谈到了他的感想:“我们将以此次获奖为契机,在大力推进培养能应对全球化等的人才的同时,进一步完善更具魅力的研究环境,争取使我国成为‘全球最适合革新的国家’”。

日本政府方面明确表示,今后将为基础研究的实用化提供支持。经济产业省的方针是把科学技术政策的预算分配重点放在未来有望实用化的研究领域,尤其是在基础研究上取得进展,但在实现产品化上还缺乏资金的中小企业。比如,政府将重新审视对新能源、产业技术综合开发机构(NEDO)方面的预算分配。NEDO将从民间的企业研究人员中征集课题,找出事业化可能性较高的研究课题,向资金不足的中小企业和创新企业提供强有力的支持(NEDO每年用于支援技术开发的预算约1400亿日元)。今后将把至今为止仅占百分之十不到的面向中小、骨干企业的分配比例提高到百分之三十左右。还将对发掘骨干企业具备独创性研究的可能性(如,中村修二研发LED产品)开展支援。

实际上一直以来,NEDO为名古屋大学教授天野浩的LED应用研究提供了支持。同时,产业技术综合研究所(AIST)开发了碳纤维的基础技术,并把其成果转让给民营企业,从而使日本产品能在全球占有首位的市场份额。近期的例子有电脑生产商运用AIST的技术,正在积极推进能大幅度削减电力消耗的新型内存的商品化。

AIST以这次LED获得诺贝尔奖为契机,为推动产学研的共同研究,在下一年度也将与大学和企业的研究人员进行全年百人规模的人才交流,并在发掘有望成功开发新产品的技术方面进行挑战。另外,AIST还计划启动招收优秀博士课程学生的事业。

2014年 10月 7日,安倍首相致电祝贺赤崎勇教授荣获诺贝尔物理学奖。(摘自日本国首相官邸网)

2014年 10月 7日,安倍首相致电祝贺赤崎勇教授荣获诺贝尔物理学奖。(摘自日本国首相官邸网)

产学研合作开展新时代项目

由NEDO着手推进,从2014年度开始为期5年的限时项目“SIP/新时代的超级电子技术”中,有5家企业、8家大学以及AIST参加。

超级电子技术是指能高效控制电源系统等电力的半导体和电子电路,它与CPU和内存同样被用于我们身边的各种电子产品。目前,使用最多的是运用Si(硅)的半导体元件,占整体的99%。本项目是力图将它置换为作为新时代的超级电子技术而备受期待的GaN(氮化物)半导体、及SiC(碳化硅)半导体。众所周知,GaN带来了LED的实用化。

SiC具备高耐压、低损耗的特点,能够减少元件的消耗电力,而且它还具备热导率高的特性。GaN与SiC同样都能减少电力转换时的损耗,它比Si或SiC都能实现更加高速的转换,因此人们期待它能为电源的小型化发挥举足轻重的作用。如果它的实用化得到进一步推进,那么就可以考虑到将会被用于电动汽车、家电、充电器,以及通信基地等多种用途,甚至还有可能被运用于电动飞机和电动船上。而且,在以日美欧等为中心进行开发的机器人领域,也有可能通过变换器的小型化,从而使机器人的动作变得更为接近人类。

NEDO计划通过这一项目,推动GaN、Si和SiC的研究开发,摸索各种材料的特性所适用的领域,从而进一步提升日本的产业能力。人们普遍期待在项目结束的数年后,研究成果中能有数个项目实现产品化。

2014年 10月 22日,安倍首相在首相官邸接受2014年诺贝尔物理学奖得主、名古屋大学教授天野浩的拜访。(摘自日本国首相官邸网)

2014年 10月 22日,安倍首相在首相官邸接受2014年诺贝尔物理学奖得主、名古屋大学教授天野浩的拜访。(摘自日本国首相官邸网)

JST(日本科学技术振兴机构)

1989年,赤崎勇、天野浩两位教授成功地实现了氮化镓的结晶化,基本完成了高亮度蓝色LED的基础技术开发。而且,发光层的技术也由NTT的松冈隆志(东北大学教授,当时为NTT研究员)得到实现。赤崎、天野教授于1991年成功地开发了LED。1993年,中村修二教授使用这些技术研发成功产品化、量产化的装置。1999年,LED实现了全球首次商品化。

如此想来, LED与混合动力发动机曾经同样被认为难以在20世纪中实现。混合动力由丰田汽车进行独家研究开发,在全球范围把环保汽车战略纳入视野, 1997年成功地使产品走向市场。与此同时,LED虽然属于照明这一极其普通的领域,但它又是一个尚未实现事业化的领域,正因为如此,不仅存在着技术方面的问题,在成本上也有着巨大的障碍。

排除这一障碍的是“产业”与“政府”。

1985年,自1970年起就开始注意到“氮化镓”并对其进行研究的赤崎教授,收到产业界(汽车零件大企业丰田合成)提出的共同研究邀请。同一时期, JST也拜访了赤崎教授。JST确信赤崎教授的研究能够成功,向他探问与企业的共同研究的可能性。在得知赤崎教授已经接受了丰田合成的邀请后,JST开始讨论具体的支援计划,并决定于次年即1986年起提供为期三年半、超过5亿日元的援助项目。后来,这一共同研究结出硕果,丰田合成在1991年完成了LED的开发。

截止至2013年,赤崎、天野两位教授孕育出的蓝色LED相关专利费收入,累计已达56亿日元。占日本国立大学整体专利收入的半数以上。

美国加州大学圣巴巴拉分校教授中村修二拜见安倍首相。(摘自日本国首相官邸网)

美国加州大学圣巴巴拉分校教授中村修二拜见安倍首相。(摘自日本国首相官邸网)

JST为山中教授荣获诺贝尔奖提供支援

2012年,山中教授因研发iPS细胞荣获诺贝尔奖,其研究事业有来自国家的支援。发挥主要作用的与LED同样也是JST。

JST从1995年开始对山中博士的研究(当时任奈良尖端科学技术大学副教授)开展支援。这一支援活动称为“战略性创造研究推进事业CREST”,是JST为了实现国家的政策目标,以开创先进技术、为产业和社会做贡献而推进的攻关型基础研究事业。之后,JST也连续多次对山中博士的研究进行了支援。这一系列支援为后来荣获诺贝尔奖奠定了基础,同时也为今天研究扩展到全球范围打下了基础。(参阅《日本综述》2012年11月号)

对于少子老龄化、环境能源和自然灾害等课题堆积如山的日本而言,要为解决课题发出挑战,就必须有产学研的相互合作。由政府与民营企业共同开发新技术,扩大新服务,进而扩展能带动地区社会的社会性商业,是有着“课题先进国”美誉的日本的的重要使命。在各种领域,具体展示共同研究、共同开发以及合作推进的成果,提供解决全球性课题的范本,同样是日本义不容辞的职责。

産官学連携-図

文/水野哲(自由撰稿人)

 

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