皮孝东：助推高纯碳国产化

电动汽车、新能源和人工智能等领域爆发式增长的今天，第三代半导体材料作为它们至关重要的材料基础正掀起一场技术革命。作为其中的典型代表，高质量碳化硅单晶的制备技术直接关系到国家高端制造业的发展。

浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院院长皮孝东，近年来专注高质量碳化硅单晶的生长研究领域。碳化硅单晶生长技术的核心在于热场调控。而热场的材料基础是各种高纯碳材料。高纯碳材料的国产化是解决碳化硅单晶高成本问题的一条重要途径。为此，皮孝东带领研究团队与嵊州市西格玛科技有限公司一起，积极推进高纯碳材料的国产化，为我国新兴半导体产业的发展贡献力量。

共建联合实验室

位于嵊州市仙岩镇的嵊州市西格玛科技有限公司，是一家有着20多年碳材料研发和生产经验的企业，在高纯碳材料如石墨制品方面居于行业前列。

近年来，随着高纯碳材料在硅、碳化硅等半导体单晶的生长以及热处理、外延、离子注入、等离子刻蚀等制程环节的广泛应用，西格玛科技也在积极创新求变，在研发上铆足了劲，力图在高纯碳材料产品品质上赶超欧洲和日本公司。

与许多高校研究院到地方企业建立工作站、实验室不同，西格玛科技无疑将目光放得更长远。2024年3月28日，西格玛科技与浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院联合成立“先进半导体研究院—西格玛科技碳材料联合实验室”。西格玛科技看重的是研究院从基础研究到应用研究，从高质量碳化硅单晶生长和加工工艺研究到重要耗材如高纯碳材料研究的协同布局，形成了较完整的技术开发体系。

开展合作后，皮孝东作为联合实验室的负责人，也成为了西格玛科技资深技术顾问，每月都会和西格玛技术人员见面研讨，每季度都要到嵊州和企业一起分析研发所面临的实际问题。

“西格玛需要产品的创新升级，他们的产品，正是研究院研发所需的，而研究院研发的一个重要目标是产业化，西格玛产品在研发阶段的导入有利于其抢占技术前沿。”皮孝东说，西格玛科技是国内半导体行业用高纯碳材料产品的知名企业，在科技创新上主动性比较强，虽然只有短短一年多的时间，但双方的合作推进十分顺畅。

皮孝东表示，联合实验室的建立旨在发挥科研院所和企业各自的优势，提升半导体行业用高纯碳材料的国产化能力，推动高纯碳材料在半导体行业特别是新兴的半导体碳化硅领域的大规模应用。

助力产业转型升级

耐高压、耐高频、耐高温、小体积……这是利用高质量碳化硅单晶所制备的半导体器件的显著特点。对于这个崭新又陌生的领域，传统的碳材料企业面临着很大挑战。合作一年多以来，皮孝东及其团队成为了企业的重要研发力量。

“这是一个新兴市场，企业进入后如何去了解碳化硅单晶生产用的高纯碳材料是否有特定要求，技术上如何针对性地进行开发？这些问题都是需要我们去和他们一起研究的。”皮孝东说，大部分时间都在回答或解决这些问题。这些问题解决了，企业的研发和生产就能在市场竞争中立于不败之地。

目前，经过联合实验室攻关，西格玛科技最新生产的一款一体式高纯碳保温桶已经成功进入市场，用于碳化硅单晶的生长。该款高纯碳保温桶相比过去拼接式的，使用更方便，而且保温效果更好，大幅提升了热场效率，因此市场反馈很不错。

解决亟须破解的难题

半导体碳化硅单晶的应用场景多与国家的战略领域相关，易受国际环境的严重影响。目前高质量碳化硅单晶的成本依然比较高昂的一个重要原因是构建碳化硅单晶生长的热场的高纯碳材料还主要依赖国外进口。从今年新发布的相关行业报告来看，当前半导体材料国产化进程取得突破，但核心环节仍面临“卡脖子”风险。

经过近年来的发展，碳化硅单晶的生长技术已经达到了国际一流水平，但要实现更大规模应用，成本下降是必由之路，这为高纯碳材料等碳化硅单晶生长所必需的耗材的国产化替代打开了机遇之窗。“联合实验室将致力于推进高纯碳材料国产化，与西格玛科技的合作，就是奔着这个目标去的。”皮孝东说。

皮孝东：浙江大学求是特聘教授，浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院院长，国家和浙江省高层次人才特殊支持计划科技创新领军人才，曾获国家自然科学基金委员会优秀青年基金资助。主要从事半导体材料与器件研究，特别是针对大尺寸的碳化硅晶体和纳米尺度上的硅晶体，重点研究其晶体生长、杂质和缺陷调控、以及新颖的异质结构和器件。

金建平：让靶向药减少抗药性

“我们的目标就是治病救人”这是浙江大学生命科学研究院教授、浙江大学绍兴研究院生命科学分中心团队负责人、博士生导师金建平在采访中说得最有力的一句话。

金建平长期研究人细胞内的蛋白质降解机器，并致力于突破现有蛋白降解药物开发的瓶颈和局限性，正在开发下一代小分子靶向药物，让靶向治疗减少抗药性，并进一步拓展难成药靶点的药物研发，延长病人生命。

最早加入生命科学分中心

浙江大学绍兴研究院成立于2022年1月，金建平及其团队于去年5月到浙江大学绍兴研究院生命科学分中心工作。

“来浙江大学绍兴研究院的团队肯定是有产品或者是有成果能孵化的，前期需要自己申报，然后参加答辩会，答辩会的评审邀请的是校外专家。”说起来浙江大学绍兴研究院的过程，金建平用“公平规范”来形容。他说，来这里的团队和老师都是自主选择的，属于双向考察。

对于高校到地方创办研究院，金建平认为这对于地方来说是一种软性的影响。创办研究院，首先吸引了高层次人才，这些人才带来的科技创新，创造一个优良的科学氛围，最后势必服务于地方经济发展。

采访中，金建平也希望通过研究院这个平台培养两栖人才，让专业的人做专业的事情。“科研成果转化需要既理解科学技术、又擅长对外商务接洽的人才；高校是授于知识的地方，在课堂中培养这类人才是不现实的，研究院则是不错的选择。”他表示，随着校地合作深入，这类人才的需求缺口在扩大，目前研究院也在有目的招募这类人才。

记者了解到，在这一年多时间里，金建平经常往返于杭绍之间，紧盯项目进展。他还带领团队孵化港湾医药科技（绍兴）有限公司，为蛋白质降解药物的研发提供服务。

致力于减少抗药性

金建平及其团队的主要研究方向是蛋白质靶向降解技术与新药开发。提及靶向药，人们首先想到的就是癌症治疗。众所周知，靶向药能够精准识别并作用于疾病细胞的关键靶点（如异常蛋白或基因），阻断其生长或扩散，同时减少对正常细胞的损伤。但靶向药存在的耐药性，也是临床治疗中常见且复杂的问题。

“临床常用的小分子靶向药物多为小分子抑制剂，专门针对疾病靶点蛋白产生抑制作用，时间一长，蛋白就会发生变化，药效就变差，通俗地讲就是产生了抗药性。”金建平说，这就好比教育孩子一样，你天天盯着他，就会产生反抗情绪。

采访中，金建平用通俗的语言来描述深奥的生物医药知识。他解释，人体内有2万—2.5万编码蛋白质的基因，这些基因到最后会转换成蛋白质行使功能。目前，他的研究内容是通过泛素化机制降解人体内无用或者有害的蛋白质，从而让药物达到疾病治疗的效果。他已经在这个领域深耕了20多年。

何谓“泛素化”，简单地说就是给需要降解的蛋白质加上一个小小的标记——泛素（一种由76个氨基酸组成的小蛋白），从而达到降解疾病蛋白的目的。“如果说疾病的蛋白质和细胞内促进降解的工具酶是一种陌生人的关系，那么我们目前在研究的小分子就是一种中介物质，目的是让双方认识，从而让工具酶主动降解疾病的蛋白质，直至其消失，抗药性的问题自然就解决了。”对于靶向药易有抗药性的难点，金建平提出了自己的见解。

“我们正与企业合作，通过小分子库的筛选，研发工具酶的特异性小分子，这也是我们实验室专注的科研项目。”金建平说，这是他和团队正在努力的方向。

要多做原研药

经过多年持之以恒的努力，中国生物医药发展取得突出成就，实现了从基本依赖仿制药逐步走向自主研制创新药的历史性转变并呈现出日渐增强的发展势头。“仿制药不是我们的目标，我们要做原研药。”采访中，金建平这样说，经过这么多年努力，国内创新药研发与国外的差距已在缩小。

历经几年的努力，金建平和浙大生研院的另外两个老师共同在杭州注册创办的生物医药企业有一款自主研发的小分子降解药物进入临床前候选化合物阶段（pcc）。他说。一种新药从研发到上市的过程漫长而复杂，通常需要经历多年的时间。临床前研究可能需要几年时间，而临床试验阶段更是耗时耗力，而且高昂的研发成本意味着制药公司需要承担巨大的经济压力。

“所以生物医药研发需要经得起失败、耐得住寂寞。归根到底，我们所努力的一切，都是为了守护大家的生命健康。”他说。未来他计划在绍兴研究院主导建设药物靶点蛋白表达及纯化平台，为靶向药物的筛选研发提供试验材料。

金建平：浙江大学绍兴研究院生命科学分中心团队负责人，浙江大学生命科学研究院教授、资深研究员、博士生导师。深耕蛋白质降解药物研发，同时针对泛素化信号通路的疾病靶点蛋白，进行小分子抑制剂靶向药物的研发。