陈林森,1961年出生,苏大维格集团(上市公司)董事长,苏州大学研究员、博士生导师,高技术产业研究院院长,九三学社苏州市委主委,全国先进工作者,全国模范教师。

陈林森长期致力于微纳光学和智能制造的基础研究与应用研究,面向国家重大战略需求,领衔组建了自主可控的“大幅面微纳制造”国家级工程研究平台,建立了从基础方法、关键技术与装备到材料器件的微纳光制造一体化全链条创新体系;获国家科技进步二等奖3项,江苏省科学技术一等奖4项,中国专利优秀奖4项,拥有发明专利授权100余项;获第十一届“发明创业奖•人物奖特等奖-当代发明家”称号和“庆祝中华人民共和国成立70周年”纪念章。

 

心中有光,怀揣梦想,投身科研事业

1982年大学毕业之后,陈林森回到养育他的江苏省大丰县,成为了新丰中学一名人民教师。一年后,怀揣科学理想与抱负的陈林森选择继续进修,去苏州大学激光研究室攻读光学专业硕士,期间完成多项科研成果,顺利毕业并留校任教。凭借在光学工程上的专业能力和科研工作上的突出表现,他1995年任职苏州大学信息光学工程研究所副所长,并于1996年赴美国卡耐基梅隆大学电子与计算机工程系进行访问。在国外访问交流期间,美国大学完善的科研平台,灵活的人才培养制度,完善的产学研体系,以及产业界对科技研发巨额的不懈投入和对科技人才的重视,给他留下了极为震撼的印象。

回国后,陈林森任苏州大学信息光学工程研究所所长和博士生导师。他深深体会到了与国外科技水平的差距,特别是在装备平台和机制体制方面,认识到一定要打破科技创新的壁垒,有所突破。他几年内带领团队先后研发了全息母版制作技术、整套真彩色模压全息制版技术,推出我国第一张动态合成模压全息图。在全息数字化、衍射光学元件方面,为解决卡脖子难题和推进全息成果的产业化,做出了重要贡献。他提出了“全息数字化概念”,巧妙地提出“位相光栅干涉光学头”,利用像素化光斑做瞬态干涉光刻,攻克了在普通工业环境下“全息图像制版”的国际难题,研制成功“数码激光全息制备系统”HoloMaker,在国内外普及应用,推动了全息产业的形成和快速发展,使得中国在全息光学领域走到国际前列。为此,我国光学泰斗、王大珩院士主持了项目验收,评价其为国际领先水平。“数码全息制版系统与生产技术”获1999年江苏省科技进步奖一等奖。至今,该工作进展,仍是全息产业关键制版技术!开展大尺寸衍射光学元件的设计与稳定工艺研究,为后来承担国家重大科技专项“×××大口径衍射光学器件研制”提供了技术基础。

上述工作进展,产生了良好的国内外影响,为此,陈林森当选中国光学学会全息与光信息处理专委会副主任(2届)和主任(2届)。“高品质模压全新的制版系统和生产技术”获2001年度国家科技进步二等奖。

 

以国家战略需求为导向,有效维护国家安全和战略利益

创新是当今世界引领发展的第一动力。然而,我国在相当多的行业领域,关键技术仍有很高的对外依存度,中国需要打破国外的技术垄断,就必须提升自主创新的能力。同时重大科技创新活动往往具有高度系统性和复杂性,需要高效的组织动员体系和统筹协调的科技资源配置模式。

在苏州大学光电学院任职的陈林森敏锐地注意到了创新的超前性以及创新与产业发展的适应性,怀抱着科技报国的理想和个人的科技梦想,主动承担了国家赋予的责任和使命,积极探索科技创新与高校产学研的创新运行机制。2001年,凭借十几年大学教学和科研经历所打下的坚实基础,他带领苏州大学光电学院一批以青年人才为主的科技创新团队,以“宽幅激光3D图像光刻直写系统”核心技术组建了“苏大维格数码图像股份有限公司”,从事激光图像制作技术、系统和转移材料的研发与规模化生产,从一个高校的课题组,逐步发展成为具有自主创新能力的高新技术企业。

公司始终以“自主创新,不做跟随者”为核心价值观,将原创技术作为安身立命之本。公司创立的起初三年非常困难:需要资金、需要凝聚人才、需要开拓市场、需要规范管理。然而,天道酬勤,在陈林森的带领下,通过机制体制创新,开展需求牵引的基础技术和应用协同研究,建立一体化设计全链条研究机制,系统性地打通了基础研究与工程化评价的协同组织模式,逐步走上了快速发展之路。通过国家战略需求牵引,他带领团队在纳米光变色晶体、卷对卷纳米压印技术、大面积像素化干涉光刻,衍射光学器件的研究方面,做出了突破性工作:

2001年-2007年,提出了“光子晶体结构各向异色光变色”方案,自主研制的整版纳米拼版系统,制备了整版(600mmx800mm)纳米光栅深纹结构模板。2004年开始,应用于我国二代身份证、驾驶证等法律证卡的物理视读防伪,至今仍发挥重要社会效益。国际上1998年提出光子晶体理论,2002年提出光子禁带。本项目首创了人工纳米结构光子晶体膜,利用其各向异性变色效应,实现了国家级的规模化应用,产生了广泛行业影响,得到同行专家的高度评价。

2002年起,领衔承担国家863计划804主题项目,承担大口径衍射光学元件的关键技术研究至今,承担了我国在该方面的重大研制任务。推动建立了我国最大口径的全息曝光系统、建立了我国最大规模的数字光全息干涉光刻系统。该项工作,使得我国掌握了大口径衍射元件的关键工艺,解了卡脖子难题,使我国的衍射器件的研制水平跻身国际先进行列,成为国内唯一、国际少数有能力制备米级全息光栅或元件的单位。

2002年-2009年,在纳米压印关键技术研究方面,提出一系列解决方案。2003年率先在国际上实现卷对卷纳米压印的工业化应用。“卷对卷纳米套准压印光刻系统”研制成功,标志着柔性光电子材料/器件的制造,从2D表面结构向2D/3D多功能结构迈进了一大步,获得国内外同行专家(美国密西根大学郭灵杰教授、美国国家工程院院士,现香港大学张翔教授、国家科技部原部长万钢等)高度评价。因而“卷对卷纳米压印关键技术与应用”获2011年度江苏省科技奖一等奖,陈林森荣获“建国60年全国印刷业100百名技术标兵称号”。

2003年-2007年,发明了“基于SLM亚波长干涉光刻方法”,实现了42吋(当时国际最大幅面)亚波长激光干涉光刻系统。庄松林院士主持了成果验收。该成果为大面积纳米压印模具制备提供了有效手段,应用于“结构色”纳米印刷。该工作得到NSF,国家863计划重点项目、江苏省重大成果转化专项资助。“宽幅微纳图形化制造技术与产业应用”获2011年度国家科技进步二等奖。

 

面向产业技术变革,建长板、补短板

2012年6月28日,伴随着深圳证券交易所清澈回荡的开市钟声,苏大维格在A股创业板正式挂牌上市,股票代码:300331。这意味着陈林森带领苏大维格走过了积累起步和创新平台协同的时期,迈入了产业规模化的新阶段。通过10年的发展积淀,他带领团队从关键核心技术攻关到重大目标产品培育,打造了自主可控的技术创新体系和可持续发展能力,成为了国内微纳光学技术应用的开拓者,以及国内外领先的微纳光学产品制造和技术服务商。

IoT、5G发展,孕育着产业技术变革的重大机遇。微纳结构形貌及排列所形成的许多新特性、新现象和新机理,是研究并制备新材料、新器件的重要途径。在柔性触控传感面板、微波天线、光场感知与计算成像元件、薄膜成像器件、衍射光栅、3D显示面板、虚实融合光波导镜片等方面,在大面积、高精度、微纳结构的兼容性制造上,产业界面临相似的基础科学难题。这种跨尺度的微纳制造问题,依靠当前的技术手段与传统设备,已难以满足高水平基础研究和重大目标产品的创新应用,更谈不上产业的变革性。

与很多依靠资本快速并购扩张来达到一定行业规模的企业不同,陈林森深知关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的,没有科技自立自强,在国际竞争中“腰杆子就不硬”,就会被锁定在创新链和产业链低端。他带领团队上市后依旧沉得住气,潜心攻克微纳制造产业链基础问题和关键技术、高端装备研究,及柔性光电子材料/器件的理论设计与制备,建长板,补短板,稳步提升微纳光制造平台的综合能力。

1、三维光刻技术重大突破,推动颠覆性创新

国际上,激光光刻直写设备是光掩模制备的主要工具,尤其在高世代TFT-Array掩模的平面图形,面积可达米级(瑞典MICRONIC)单价高于1.5亿元/套,制备一个线宽分辨率1.5微米的光掩模单价500万人民币;然而,这种激光直写设备并不适用于微纳3D形貌结构和深纹图形制备。已有的蓝光405nm直接成像光刻(DIL)适合光刻分辨率较低的图形,也不适用于3D微结构的灰度光刻。因此,面向柔性光电子材料与器件制备需求,必须攻克大面积3D形貌的微结构的高效、高精度制备,采用更新的技术方法和工艺,来解决海量数据高效率转化、高精度数据迭代与叠加曝光,高速率飞行直写技术的难题。

2020年7月底,全球首台大型紫外3D直写光刻设备iGrapher3000(110吋幅面,2500mm×1500mm),在苏大维格科技集团股份有限公司(以下简称苏大维格)下线并投入工业运行。iGrapher3000主要用于在大幅面基板上制备3D形貌的微纳结构,为新颖材料和光电子功能器件提供了先进手段。陈林森带领团队历时15年,攻克了基于“结构模型”-“图形数据处理”-“并行扫描曝光”模式的一系列3D直写光刻技术难关。突破了高分辨率3D数据分层处理和数据流上载技术,解决了光学头在大幅面基片上高速扫描时的聚焦稳定性问题,达到大面积任意微纳3D形貌可控制备的技术效果。完成了多个型号直写光刻设备研制,完整掌握了超大幅面微纳光刻的关键技术,解决了卡脖子问题。该成果已在清华大学等高校、中科院和中电科研究所、国内外企业逾百家国内外单位应用,用于柔性光电子与器件前瞻性研究和产品创新。应邀发表于Adma(综述28业)、ACS nano等,得到国家863计划重大项目、国家重大科学仪器设备的资助,成果填补了我国大型光刻直写设备行业空白。2016年,作为863计划先进制造领域的标志性成果,参加“国家十二五科技创新成就展”。“面向柔性光电子的微纳制造关键技术与应用”获2019年度国家科技进步二等奖。

2、平面光电传感解决方案,推动产业变革

2010年起,陈林森带领团队发明了“透明导电膜的微纳制造方法”,提出了基于纳米压印与纳米导电材料填充的柔性电路的制造方法,在柔性衬底表面压印深槽结构并填充纳米导电材料,来实现透明导电膜。基于纳米压印增材制造解决方案,使精密电路制造不需用金属蚀刻工艺,没有环境污染问题,终结了数十年来,柔性印刷电路的铜蚀刻历史,实现了绿色制造的变革性技术。产品导电率0.1欧/方~5欧/方,透明度>88%,弯折次数>20万次、线宽3微米@65吋,信耐性和性能一致性,均为国际领先指标。在“透明可折叠超级电容器、高性能OLED发光、透明屏蔽膜和电致变色器件的一系列高质量研究发表于EES(IF30), ACS nano.,Plasma,O.E等期刊。该工作得NSF,国家国际科技合作计划的资助。相关专利被国内外著名企业引证数百余次。2015年,建立国际上首条大尺寸柔性导电膜的工程化产线,2019年,建立了86吋套准型大尺寸导电膜制造产线。随着5G的赋能,86吋高性能触控膜AD-film形成批量供货能力,智慧交互终端面向消费电子领域的产业应用生态将逐渐形成,大屏触控交互体验和应用会更加丰富,带来更大的国内外市场开拓机会。将促进大尺寸TV终端,从娱乐用途的“看",向交互功能的“用”、到“提供生产力”的新场景发展。

3、光场3D显示技术与应用,立体图像印刷和3D显示的未来

百余年来,数字图像都是以“像素”为单位来表达的,无论油墨印刷还是屏幕显示都是如此。因此,至今在立体图像印刷或立体3D显示上,在世界范围内,未取得实质进展。陈林森提出以“微纳结构形貌”表达图像,定义了“微纳结构形貌”表达多维图像(立体浮雕、动感和光学纹理)的计算机文档格式和海量处理与设计的算法,开发了多维图像的设计与处理软件,具备各种效果与质感的光学3D图像的设计能力;自主开发了将海量数据转化成微纳结构的3D光刻软件和制版系统,独创了微纳结构形貌的数据处理算法和3D导航飞行光刻直写技术,支持整版多维图像(立体浮图形、动态图像、光学纹理)3D制版,制版效率与幅面全球领先;自主研制了卷对卷微纳转印技术与系统,突破了微纳结构的图像转移工艺与材料瓶颈,实现了微纳结构材料-光学3D印材的规模量产,转印制程无排放,绿色环保,将对图像工程与印刷业的技术进步产生深远影响。5G来临后,在可支持高容量数据传输的下一代移动终端3D显示方面,纳米3D印刷涉及的立体图像核心技术,将为移动终端的裸眼3D显示研究和工程化,提供理论方法、数据设计和3D制版的技术支撑。尤其,为基于向量光场和MicroLED的裸眼3D显示屏设计与制造提供了基础技术,将大大推进3D显示产业研发的进程。

 

近二十年来,陈林森带领团队始终坚持原创方法与核心技术研究,三获国家科技进步奖,在微纳光制造领域核心关键技术与高端装备方向取得的突破,为产业变革并突破经典技术极限提供了新路径,为我国从根本上打破技术封锁和讹诈提供了新的“机会窗口”,为更多技术领域向并跑、领跑转变提供了赶超跨越的“新赛道”。新一轮科技革命和产业变革深入发展,颠覆性技术创新不断涌现,前沿科技创新正逼近或超越人类认识极限,重要领域产业变革正从导入期向拓展期转变,科技创新已成为大国博弈的角力场。陈林森团队将全力解决我国战略性产业关键设备、关键器件、关键材料的自主可控问题,协同产业链快速建立国内大循环,实现国内国际双循环。

 

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The Distinguished Engineer Award of the  International Science and Technology Exchange Foundation of China (ISEFC) was established and hosted by the  International Science and Technology Exchange Foundation of China (ISEFC) with the approval of the Ministry of Science and Technology and the National Science and Technology Awards Office in 2017.