2014 诺贝尔物理学奖得主揭晓,由日本学者赤崎勇(Isamu Akasaki)、天野浩(Hiroshi Amano)、中村修二(Shuji Nakamura)等三位共同获奖。他们的成就为发明高效能又环保的蓝色发光二极管(Light-Emitting Diodes,LED),进而延伸出更明亮节能的白光照明。三位学者造福世人的贡献,获诺贝尔委员会肯定。
红光 LED 与绿光 LED 的出现已长达半世纪,但因受限于三原色中的蓝光技术不佳之故,一直无法达成革命性的白光照明。曾有不少科学家与产业人士尝试制造蓝光 LED,但 30 年来从未有人成功。
直到 1990 年代初期,开发氮化镓(Gallium Nitride,GaN)结晶化技术的赤崎勇,与同在名古屋大学的天野浩、以及当年任职于日亚化学(Nichia Corporation)的中村修二有过交流,成功自半导体材料中研发高亮度蓝光 LED 技术,为世人带来更长效节能的白光照明,取代传统含有害物质的照明灯具。
赤崎勇现任名城大学终身教授、名古屋大学特聘教授,天野浩现任名古屋大学教授;而有“蓝光之父”之称的中村修二,现任美国加州大学圣塔芭芭拉分校教授。三位诺贝尔奖得主将共享殊荣,共获 800 万瑞典克朗(约 3,390 万新台币)奖金。
▲ 主办大会特以蓝光 LED 灯,拼出诺贝尔奖创始人“Alfred Nobel”之姓名缩写
日本的诺贝尔物理奖得奖数是亚洲异数
这次的物理奖结果,也让世人对日本这些年来在研发上的投资与发展感到佩服。日本是亚洲获得最多物理奖的国家(亚洲有四位华裔获得物理奖,其中,朱棣文是美国华裔物理学家,祖籍江苏太仓,生于美国圣路易斯,但没有中国国籍;高锟拥有英国与美国国籍,拥有香港居民身份。杨振宁、李政道则是拥有中华民国国籍,同样持有美国国籍),在日本历年来共 22 位诺贝尔奖得主中,就有 10 位获得物理奖,可说是与物理奖得主较多的欧美并驾齐驱。
而日本的物理奖产生器中,就有两大名校。一是京都大学物理系,另一则是名古屋大学,也是本次以 LED 发明获奖的三人中,赤崎勇与天野浩所任职的学校。
同时,以 LED 发明来说,从 1994 年诞生到真正可行且商业化的时间非常短。这次诺贝尔物理奖颁给 LED 发展中相当重要的三位科学家,离中村修二开发出蓝光LED的时间,仅为短短的 20 年。
赤崎勇现已高龄 85 岁,终于也等到了诺贝尔奖,而他的后学天野浩现才 54 岁,与之合作的中村修二今年刚好60岁,在学术领域还有很多可发展的空间。
“很荣幸获得瑞典皇家科学院所颁发的诺贝尔奖。看见自己在 LED 照明上的梦想得以成真,实在感到相当欣慰。希望节能的 LED 球泡灯能有助于全世界减少能耗、降低照明费用。” ── 中村修二
1949年,日本第一位荣获诺贝尔物理奖的得主是汤川秀树(Hideki Yukawa),由于当时的日本所得税法会针对奖金课税,于是日本舆论对日本-恐对汤川秀树课征诺贝尔奖金所得税一事大表反对。因此,日本-在同年年底修改了所得税法,凡是从学术、技艺、慈善与其他文化与社会方面,产生贡献而获得表彰奖金的得主,皆得以免税,此后奖金不必再遭课征所得税,算是立下了良风。
中村修二与日亚化诉讼的故事
无独有偶,日本另一次因科学研究而重大改变产业的事件,正好与本次荣获诺贝尔物理奖的中村修二先生有关。
中村修二毕业于日本四国的德岛工业大学,而当年开发出蓝光 LED 时,也同样是在位于四国德岛地区的日亚化学公司任职。中村修二本身也是四国人,出生地是爱媛县。
当年中村修二是以辞职明志,要求主管给予经费和资源做他确信可以成功的蓝光 LED,也就是氮化镓材料方面的配方与制程。当蓝光 LED 成功于 1994 年制成之后,隔年也做出可商业化的绿光 LED,1999 年又打造出蓝紫半导体激光(Laser Diode,LD)。中村修二离开日亚化后,2000 年受邀至美国加州大学圣塔芭芭拉分校担任教授。
日亚化学因为有中村修二与其他优秀科学家之故,以坐拥 LED 关键专利之姿,在全球贩售许多高品质 LED 产品,同时透过专利诉讼打击竞争对手。而中村修二震惊日本产业界的事件,就是 2001 年对日亚化公司提出发明报酬金诉讼。中村修二认为,当年开发 LED 产品时,尽管使用的是日亚化学所提供的资源,但他才是专利发明者,应该要取得相对或一定的酬劳,因而提出诉讼。
当年,这个事件引起轩然大波。东京地方法院推定日亚化学因蓝光 LED 的所获利益高达 1,200 亿日圆,若将中村修二的贡献度以 50 % 计算,应获得 604 亿日圆的对价。不过,又因中村修二仅要求 200 亿日圆报酬金,因此法院判决日亚化学应支付 200 亿日圆全额报酬金予中村修二。然而,日亚化学不服一审判决而提出上诉。缠讼多年的过程中,最后终于在2005年1月11日,双方以 8.44 亿日圆达成和解,也成了一段有趣的产业工作者与雇主间的专利诉讼教材。
中村修二离开日本 反让优质 LED 于海外开花结果
当年中村修二开发出 LED 的时候,其实业界有许多厂商都傻了眼,因为他们 LED 的耐用性与信赖度,远远不及日亚化学所提供的 LED。其他厂商一直到好几年后,才有办法追上日亚化学在白光 LED、蓝光 LED 的成就。
直至今日,无论是苹果(Apple) iPad 与 iPhone 系列产品,还是高阶 Android 手机面板屏幕所使用的 LED 背光芯片,日亚化学的 LED 仍是供应炼首选,论尺寸大小、亮度、发光效率与稳定性,日亚化学的 LED 背光产品品质比起一般厂商仍然较佳。
而中村修二选择离开日本到美国教书,不单单只是为了学术领域而已,还有对那时候老东家日亚化的复杂情绪,以及对那一场重要诉讼的结果有不同的看法。因此,中村修二也“间接协助”了美国科锐(Cree)发展高功率 LED,后来和韩国的首尔半导体(Seoul Semiconductor)也有学术合作,部分新的研究成果也成为韩国 LED 芯片厂的产品,这对原东家日亚化学的处境来说是很讽刺的。
如果当年日亚化学愿意看重中村修二的研究成果与努力,给予适当的报酬和舞台,相信该公司可以在 LED 领域维持更长久的王者地位。
对于科学领域的研发人员来说,自己的专业被看见、受到重视是很重要的。如果公司待人就像日亚化学对中村修二那样,只给予区区几万日圆的奖金,研发人员会选择离开,甚至是兴讼也不意外。
2014 诺贝尔物理学奖,颁发给包括中村修二在内的三位日本人,可说是他们应得的正义与荣耀。对中村修二来说,获得诺贝尔奖,更是肯定他过去的努力是值得的,不是老东家不愿意分享利润的研究,也不是日本法院那一纸判决与和解书的尘埃。相信中村修二还会有更多对人类未来有贡献的发明,祝福与恭喜他们。
题图来源:
- Nobelprize.org