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启辰观点

探寻激光显示的国家力量:玥堂主对话中科极光董事长毕勇院士

发布日期:2023-05-09 18:00

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显示产业一直是大国必争之地。从黑白到数字显示,一直是国外率先实现原理可行,但在激光显示技术方面是由我国率先突破的。由中国科学院理化技术研究所许祖彦院士、中科极光总工程师毕勇博士两代人历经40年研发而来的“真激光”显示技术,率先攻克全自主 “真激光”显示技术,以三基色激光为光源,经过先进的架构工艺,实现了图像高保真再现,全面实现国际最高BT.2020标准,被称为激光显示的“终极答案”。


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北京冬奥会“折柳送别”


北京冬奥会闭幕式的“折柳送别”章节中,一组由真激光光束组成的参天大树,矗立在舞台中央,穿过雪花火炬台直达天空,中国自主攻克的“真激光”显示技术获得世界瞩目。而这项技术正是由中科极光自主研发。那么中科极光究竟是怎么样一家企业,中科极光又是如何完成“真激光”显示技术突破,并实现了产业化,在世界拔得头筹?这背后的创新历程,技术研发的种种经历,本期玥堂主独家对话国家万人计划首批入选者,中科院理化所应用激光研究中心主任,俄罗斯工程院(Russian Academy of Engineering, RAE)外籍院士,杭州中科极光科技有限公司董事长/总经理毕勇院士,为您逐一揭晓“真激光“显示技术背后的故事。


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毕勇 博士


国家万人计划首批入选者,中科院理化所应用激光研究中心主任,杭州中科极光科技有限公司董事长/总经理。历任科技部863计划“十一五”和“十二五”新材料领域重点项目总体专家组专家、“十一五”和“十二五”863重点项目首席科学家、IEC-TC110“激光显示器件”标准专家组专家等入选国家万人计划”科技创新领军人才,北京市百名科技领军人才,北京市科技新星等。曾获中国光学工程学会科技进步一等奖、北京市科学技术奖励二等奖和中科院科技成果转移转化一等奖,申请专利120余项,发表论文100余篇。


毕勇博士在激光技术与应用研究,特别是激光显示技术研究与产业化领域做出了创新性贡献,被当选为俄罗斯工程院(Russian Academy of Engineering, RAE)外籍院士。


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注:俄罗斯工程院是具有重要国际学术影响力的科学机构和全俄公共组织,其前身为苏联工程院,现有1300余名院士和通讯院士,外籍院士来自美国、德国、英国等国家和地区。


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“光”照亮的前夜:40年实验室技术攻关


王玥:毕勇博士,我们都知道了您的老师许祖彦院士和您一起研发了一个非常领先的技术,而且把它产业化,首先,请您介绍一下中科极光这家企业,以及背后的“真激光”显示技术?


毕勇:我先介绍一下中科极光的简单情况,以及我们为什么要做这件事?另外分享一下中科极光目前的发展状态。


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对话现场


实际上,中科极光做激光显示技术要追溯到上个世纪的70年代末。我的老师许祖彦院士最早在国际上倡导用激光来做显示的,因为,我们的科研单元是以做激光技术为主要的方向。许院士在70年代就考虑到激光作为一种人造的光,是性能最为优越的光。如果用激光这样单色性好、亮度又高、方向性又好的一个光源去做显示,那么显示的画质该有多优秀。在70年代,实际上我们离彩色显示还离得远,我们很多研究中心还没有电视,那个时候的电视实际上还都是科学仪器那种CRT显示器。(CRT学名为“阴极射线显像管”, CRT显示器是我们过去常见的“大头电视机”)


当时的想法其实已经远远超出了正常人生活当中熟知的一个场景。1977年,许院士和南京的714厂,后来南京熊猫的前身,一起合作开展激光显示技术的研究。当时使用红绿蓝的气体激光器进行激光显示技术研究,激光器的体积很庞大,效率也很低。最终完成了一代样机的研制,当时展现出来的画面和现在的画面完全是不能比,我们现在的画质很好,也很漂亮,但在当时,我们可以把它呈现出来。画质可以理解成皮影戏的那个样子。但是是动态的,一帧一帧切换。但通过70年代末的研究,证明了用激光光源来做显示是可行的,而且展现出来的色彩优势的确是那个发展阶段从来没看过的好画质。


王玥:但是,成本会非常高!


毕勇:一台气体激光器成本非常高,我们当时花的是联合国援助第三世界国家的经费,买了三套激光器,一套激光器当时差不多5万美金,三套激光器15万美金,在70年代末,已是天价。


从商业的角度来说,没有任何投资价值!但是对于科学家来说,意义重大,我们很想知道用激光光源做显示的结果是什么?性能会不会得到一个极大的改善。从色度学来说,理论上颜色会很好,但实际做出来的画面会不会那么好?我们要去求证这件事。所以,在70年代末,我们就开始了激光显示技术的研究。(色度学是将主观颜色感知与客观物理测量值联系起来,建立科学、准确的定量测量方法。)


90年代末,大概1998年前后的时候,也是我们所的一个成果,陈创天院士在国际上发明了一种人工晶体材料叫LBO晶体(非线性光学晶体三硼酸锂 LiB3O5),可以把固体激光器通过背屏的方式,变到可见光激光器上。这样激光器的成本就大大降低了,体积也变得很小,电光转化效率变得很高。因此,激光显示技术的商业可行性就要比气体激光器来说,那大大的提高,提高了几百倍。在这个先决条件下,凭借许院士70年代末的工作经验积累,再加上我们在核心关键材料方面取得了突破,我们又重新开始组织队伍,开展激光显示技术的研究,并且是开始面向使用化的研究,不再是原理的验证。


从那时开始,许院士带着我们这个团队一直开展包括激光光源技术的研究,成像技术的研究,散斑的表征和测量,散斑的消除等等一系列的围绕激光显示技术的关键技术研究。


王玥:毕博士,您是什么时候加入的中科极光?


毕勇:2000年,我在中科院物理所读的许老师的博士,然后在许老师的课题组开始工作。我进来之后,许老师就给我介绍课题组的几个研究方向,那个时候,作为一个刚入学的博士生,对激光显示技术实际上还是觉得挺科幻的,因为从来没有听说过用激光来做显示,是第一次听说。虽然我博士的研究工作不是做激光显示课题,但是我一直关注着激光显示,当我博士毕业之后,就开始了激光显示技术的研究工作,应该说是从2000年的时候一直到现在2023年,一直相伴着激光显示技术的发展。


于是在2015年,我们的关键技术基本上已经突破的差不多了,科学技术已经没有太多问题,所以,我们就成立了杭州中科极光科技有限公司。


王玥:等于是这个科学家团队已经有三四十年的研究历程。


毕勇:是的,三四十年的研究,而且在整个研究过程当中,我们经历了几乎所有的技术路线,我们的团队全都走过一遍。包括最早的扫描式的显示、然后是投影式显示,不同的技术路线、不同的调试方式,我们都做过。所以我们这个团队应该说是把激光显示在发展过程当中,可能的技术路线都摸索了一遍。最后思路就很清晰,然后我们就成立杭州中科极光公司去做激光显示技术的产业化。


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毕勇博士


王玥:当初,为什么选择了杭州这个地方成立公司?


毕勇:第一原因是因为首都有新的定位要求,我们作为制造业需要选择更适合的地方;


第二个原因,我们中科院理化所有一些成果与浙江在转化过程中建立了很好的信任关系,包括花园生物,包括我们跟三花集团做的热泵制冷,给电动车的提供车载空调,夏天的时候可以少耗电,能够提高电动车的续航里程,现在我们很多电动的公交车用的空调制冷技术,就是用的我们跟三花集团合作的热泵制冷技术。


多年来,我们理化所在成果转化方面,和浙江的政府和领导建立了非常好的信任关系,所以当我们有成果要落地,杭州的领导当即拍板了,欢迎我们到杭州去,也算是机缘巧合。


王玥:现在这家公司也成立有7、8 年的时间。


毕勇:现在正好走过了7年!


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产业化进程:“真激光”背后的中科力量


王玥:也请您分享一下,现在这家公司本身的商业模式,或者它的典型客户群和应用场景是什么样的?


毕勇:中科极光目前主要是To B端的业务,也有To C端的业务,就是这两部分。


对于To B端的业务,第一是做高亮度、高端的激光工程投影机,主要面向偏文旅类的市场,比如大型的场景演场、灯光秀,用灯光去营造视觉范围吸引人群,拉动夜游经济,这是第一块业务。我们超高亮度的激光工程投影机应该说,无论是技术指标,还是我们的价格竞争优势都是非常明显的。在超高亮度工程投影机这个很细分的领域当中,现在我们算是比较领先的,我们叫“隐形冠军”目前是这样一个情况。


第二个To B端的业务,我们做激光的数字影院,用激光光源对现在的电影进行放映,做光源的升级改造。从气体放电灯,典型的是氙灯(HID) 升级到激光光源的放映。对影院来说,它可以提高放映质量,无论是屏幕的亮度、颜色,还是对比度都能有极大的改善和提高,观影效果得到大大的提升。


王玥:所以,连锁院线也可能是你们的客户?


毕勇:没错,我们跟一些院线也有合作。


毕勇:To C端的产品,我们也有几个。第一个是做激光电视,用红绿蓝三基色激光。同时这个产品也做激光的智能投影产品。现在年轻人的观影消费取向越来不越不喜欢电视,更喜欢的用投影。那么我们用激光做这种智能投影,现在时髦的功能基本都有,比如自动对焦、自动梯形、自动避障,然后有蓝牙、wifi、安卓操作系统,以及内容源的导入,手机的投屏,包括智能语音,语音导航等等,都植入进去。因此激光电视在年轻的人群当中还是挺受欢迎的。


王玥:您跟我们讲一讲中科极光的“真激光”显示技术现在在整个行业里面具备怎样的领先性?会不会有国内外的竞争对手追赶,甚至赶超中科极光?


毕勇:这个领域应该说竞争还是挺激烈的。显示是一个大行业,而且在显示行业中,从业的企业都是巨头,无论是海外的日本品牌,还是韩国的知名品牌,我们国内的其他电视机厂商也是很厉害的。所以在这个行业当中,它是一个充分竞争的行业,目前显示行业现在发展到了一个新老技术交替的一个换道超车的这个阶段。


王玥:就像现在的新能源车和传统的燃油车(内燃机车)一样。


毕勇:确实如此,我们传统液晶的显示产品依然是不可替代的老大!但是液晶这个行业也面临发展困境。第一就是市场,市场规模不仅不增长,实际上还在下降;另外一个,从业企业的盈利能力现在已经很差,上到原材料面板的面板企业,一直到终端的产品品牌。基本上毛利都在10%以下,都不高。


王玥:关键它的前期投资还很重!


毕勇:是非常重大的投资,而且盈利能力极差。实际上这个产业已经发展到顶峰了,未来的发展只能朝下走。但是,我们现在的社会包括未来的社会必然是信息社会,信息社会中显示屏作为人机交互的界面,它的需求是在增长的,在这个过程中,新型显示技术的机会就比较大。


当前的新型显示技术有几个典型的技术都在竞争未来的市场。激光显示技术是其中之一,也是我们国家重视的。国家科技部成立要建设新型显示技术的国家技术创新中心,激光显示作为未来国家重点发展的一个技术之一就是在里面。除了激光显示之外,还有两个技术是国家高度关注的,一个叫做印刷显示,可以理解为显示屏不再是用那种大规模的几代线,而是用真空蒸镀的设备来制备,像印报纸、印书一样,通过喷墨打印的方式来做显示屏。


王玥:现在这个技术国内有吗?


毕勇:现在国内也有,我们也有。现在我们基本上跟日本的企业在技术上是同步的,我们第一次在显示技术上跟国际同步,甚至说还在局部领域领先。第三个比较关注的叫Micro LED,但是Micro LED现在从技术发展的成熟度来说,和激光显示和印刷显示相比,要更早期一些,它的成熟度还没有那么好。那么这三个技术是国家工信部,科技部,还有教育部多个部委联合对未来技术进行了研判之后,认为最有希望的三个技术方向。


王玥:新的技术一但打开,可能新的应用场景也就随之打开,不再局限于我们原来那些场景。


毕勇:是的。比如说我们现在的显示产品,大概可以把它分解成几个主要的应用场景。第一个应用场景就是我们家里的电视,在客厅里必不可少的。


第二个应用场景是我们现在计算机的屏幕,Pad的屏幕,还有手机的屏幕。


第三个应用场景是在各种各样的商用大型活动当中的显示需求,这是主要的三大应用场景。


对于家里客厅的应用场景来来说,大屏化是一个趋势。屏幕越来越大,观影的效果越来越好,而且未来大屏化的这个功能不会局限在我们的电视,可能会更多的和包括我们手机之间的互联互通。未来大屏可能会承担更多的功能。


王玥:没错,新的技术激发了新的场景!


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躬身入局:从科学家到创业者


王玥:您从读博士开始,一直在科学家的路上发展,为什么就成了公司的经营负责人?这两个角色之间的切换,您有什么感受?


毕勇:这个感受还是挺深的。从科学家向企业的管理者的转变实际上是一个认知方式,价值观的一个重大的转变。在这个过程中,我也经历了从科学家或者说是科学工作者,我们看待技术的价值,往往会看这个技术指标的先进性,对市场需求的理解是深入不下去的。特别是在企业经营管理当中,还有很多专业的东西我们实际也不熟悉,在这个工作过程当中慢慢的才有所体会。


我们的团队相当于自己在一点点摸索,在工作当中也收获了一些经验与教训,我们也是慢慢成熟起来的。但实际上,从我自己身来看,一方面我觉得做企业的管理者很有意义,真的是把我们实验室这么多年科研工作的成果,能够完成市场转化,能够给国家带来税收,能够解决就业。真正搞科学技术研究的人,这也是对你的技术价值最好的认可。如果要是把这个工作最后停留在实验室,停留在文章,实际上技术的价值是没有真正发挥出来的。所以,真的把它推向市场,能够被市场所接受,能够得到客户市场的认可,那么这个评价体系就完整了。


王玥:现在也是科技人员创业的一个比较好的一个时代。


毕勇:对,这个时代特别好。


我印象当中是2015年,那个科技成果转化法正式推出,应该说是国家在科技成果向市场转化的力度还是非常大的,包括我们所里在这个成果的转移过程当中,无形资产的收益的奖励力度也非常大,也很大程度激发了我们很多研究人员把成果向市场转化的激情。


王玥:您作为科学家和创业者,做这么一个有意义,这么美的一个事,其实您做的技术在很多场景都跟美学相结合,那么您的团队在科技创新方面是怎样跟美学结合的,给大家带来视觉盛宴。


毕勇:对于技术和美学的结合,其实是一群与我们合作的艺术家们用我们的设备展现出来非常漂亮、非常有艺术感的这样的一个效果。我们在技术层面提供更为专业的设备和显示产品,真正艺术效果的打造和设计是背后很多艺术家团队,包括像张艺谋导演团队,他们充分用好了我们的设备和产品,从而实现美轮美奂的效果。


创新应该如何定义?


王玥:如果您用一句话或者是一个词来如何定义创新?


毕勇:我觉得创新应该包含两个方面。第一个方面,技术上是要领先,要体现出技术进步,第二方面,技术要有用。如果创新对人类,对社会发展没有产生实质的贡献,那么这个创新可能也谈不上创新。所以创新的关键,技术上不仅要达到领先,也一定要具有“实用价值“。


本期参访企业


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中科极光:杭州中科极光科技有限公司是中国科学院理化技术研究所、杭州市钱塘区、风险投资和技术团队等共同投资成立的有限责任公司。


公司秉承 “打造激光显示产业链和创新链”的理念,致力于三色激光显示前沿技术研究和产业化工作。中科极光以中科院理化所应用激光中心团队为基础,以许祖彦院士、毕勇博士为学术带头人,组建了一支集产学研为一体的研发团队,成功向市场推出真激光电视、影院激光光源系统、工程投影一体机等新一代激光显示系列产品。


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经过多年发展,公司先后获得国家级高新技术企业、科技部科技成果转移转化二等奖、技术市场金桥奖二等奖、杭州市高新技术企业、杭州市 “准独角兽企业” 等荣誉称号。围绕真激光显示,中科极光多领域布局,全面探索符合大屏显示趋势的发展路径,业已拥有年产3万台激光显示产品的现代化柔性产线,力争实现许祖彦院士提出的“中国人看中国电视的中国梦” 。


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连界启辰资本

连界启辰资本致力于以创新赋能传统产业,以FOF母基金+CVC直投的方式,关注以“材料、生物、信息、能源”等底层技术驱动的高成长项目和投手型基金。目前已与IDG、明势资本、鋆昊资本、浙大联创、千乘资本、华兴产业医疗、辰德资本、雅惠投资、星陀资本等投手型基金深度合作,覆盖了澜起科技、君实生物、良品铺子、珠海冠宇、微创机器人等十余家上市公司及特斯联、天云数据、爱斯达航天、微创电生理、江小白、新瑞鹏等数百个高成长项目;也直接投资了艾博生物、南京贝迪、飞骧科技、国科天成、雪川农业等高成长项目。

同时,连界启辰资本和上市公司共同发起了产业生态早期投资基金CVC(Corporate Venture Capital),围绕上市公司的第二增长曲线和产业优势资源做创新布局和项目孵化。   

截至目前,连界启辰资本已投资覆盖200+高成长企业,其中已覆盖上市企业近20家,还有十余家在上市审理/辅导期。


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