在本校“创业先锋”系列的最新一期中,Paragraf公司的联合创始人兼首席执行官Simon Thomas博士回顾了开发石墨烯可规模化制造工艺,并围绕其应用建立一家全球性公司的历程。
“创业先驱”系列由莎拉·费尔(Sarah Fell)策划,并得到了剑桥大学贾奇商学院客座研究员兼名誉大使布鲁诺·科塔(Bruno Cotta)的协助,该系列探讨了那些试图改变世界的人们的不同历程,以及将构想付诸实践所需的条件。
谁?
西蒙·托马斯博士,开创性石墨烯衍生公司Paragraf的联合创始人兼首席执行官。
做什么?
生产用于电子设备的高品质石墨烯,以在从量子计算到医疗保健等各个领域实现突破。
为什么?
“我一直坚信石墨烯及其应用潜力。”
您来自创业世家吗?还是早年有哪位老师或导师激励您走上了这条路?
完全不是。事实上,我是家族中第一个上大学的人。而且我从未想过自己最终会创办一家公司。
您在学校时对科学感兴趣吗?
说来有趣,我当时最热衷的是艺术。我一直以为自己会上大学学习美术。
是什么让你改变了主意?
我有一位很棒的美术老师,他对我说:“你有艺术天赋,如果以后想从事艺术,那很好。但靠艺术谋生真的很难。先去做点别的,以后再回来做艺术。”
幸运的是,我在科学方面也相当擅长,A-level阶段选修了数学和物理(以及艺术)。我采纳了美术老师的建议,报考了利物浦大学的航空航天工程专业。

之后你继续攻读了博士学位?当时你觉得自己走上了学术道路吗?
说实话,我之所以读博士,是因为当时还没准备好步入职场。
在攻读硕士学位期间,我曾参与一个为期六个月的项目,研究航空航天领域使用的合金。当时我运用了一些此前从未接触过的分析技术,并发现自己真的很喜欢在实验室里“做科研”。
硕士毕业后,我的朋友们都去了英国航空航天公司(现为BAE系统公司)或罗尔斯·罗伊斯工作。我本可以走同样的路,但我对科研的渴望尚未完全得到满足。恰巧我的导师有一个博士名额,我就顺理成章地加入了。
那是我第一次进入半导体领域,具体来说是氮化镓领域。
拿到博士学位后,你没有留在学术界吗?
到了那个阶段,我已经完全满足了那份对科学的渴望,想要投身于实际应用中。
这又是一次非常幸运的机缘。当时,人们对氮化镓兴趣浓厚,一家名为艾克斯特龙(Aixtron)的公司正在寻找了解该领域的工程师。他们邀请我去为他们工作:在博士论文答辩结束七天后,我就来到了台湾的一间实验室。
接下来的12年里,我一直在世界上一些最有趣的研究机构工作。那段经历既充满乐趣,又极其、极其辛苦。
从那段经历中,你学到了哪些经验并将其带到了Paragraf?
主要有两点。旅行时,我总是独自一人,经常身处语言不通、当地人也不讲英语的地方。那时的关键在于“尽快完成任务”。在语言障碍下解决问题需要强大的心理素质。
我还必须学会在艰难的环境中与他人协作。你会很快意识到自己并非无所不知,必须信任他人的专业能力——并且要清楚自己何时已达到能力极限。
“你会很快意识到自己并非无所不知,必须信任他人的专业能力——并且要清楚自己何时已达到能力极限。”
Simon Thomas斯博士
Paragraf联合创始人兼首席执行官

这些教训有时是来之不易的。我确实经历过一些充满挑战的时刻。
是什么促使您以剑桥大学研究助理的身份重返学术界?
在环游世界12年后,我离开了艾克斯特龙公司。当时我感到很疲惫,原本打算休息一年。休假三周后,氮化镓领域的领军人物科林·汉弗莱斯爵士教授联系了我。我曾去过科林的实验室几次,也在学术会议上见过他,所以他知道我是谁。
他问我是否有兴趣去剑桥和他一起工作。我最初的回答是“不太感兴趣”。当时我有多累,实在很难用语言形容。
不过,他并不接受“不”作为答案,便邀请我前往剑桥,商讨将氮化镓生长在金刚石衬底上的问题。
这是我之前从未考虑过的事情,老实说,听起来确实很有意思。科林开始试图说服我,说在他的实验室做研究就像休假一样轻松,但最终,是他那赫赫的声誉打动了我。我还能有机会与科林这样杰出的学者共事吗?
我同意加入他的团队,而刚到那里的第一周,他就让我看看他暗中筹备的另一个项目。结果发现,他正在与曼彻斯特大学的诺贝尔奖得主们合作,试图将氮化镓与石墨烯结合起来。
我们去了曼彻斯特,与几位诺贝尔奖得主聊了聊,我坐火车回来时带回了一些微小的石墨烯薄片。曼彻斯特的实验室里虽然正在开展着了不起的研究,但其规模还不足以用于制造电子器件。科林问我是否认为自己能解决这个问题。
突然间,这份工作看起来不再那么轻松了。
“大规模制备石墨烯将是一项真正的科学与工程挑战。”

硅基石墨烯晶圆
凭借以往的工作经验,我对金属有机化学气相沉积法颇为了解,于是我灵光一闪:或许通过调整工艺,可以利用该方法制备石墨烯。五周后,我们基本做到了。
虽然又花了六个月才将质量提升到足够高的水平,但这一方法从一开始就已确立。
所以你决定创办一家公司了?
当时我还没考虑过这事。是科林提议我们为这项技术申请专利的。那是2015年。石墨烯自2004年问世以来,相关专利的申请和论文的发表速度都比其他任何技术都要快。
我们确实考虑过发表研究成果,但当时围绕石墨烯的讨论过于喧嚣,我们担心自己的研究成果会被淹没。因此,我们决定转而走专利路线。
科林此前曾创办过一家公司,致力于将氮化镓应用于硅基材料,因此他在技术专利方面有些经验,也清楚这套流程是如何运作的。
现在你准备好创办公司了……?
即使到了这一阶段,我当时也还没往这方面想。直到我与剑桥一位成功的创业者安德鲁·林恩(Andrew Lynn)聊天时,我才恍然大悟——他说这是一项如此重大的突破性技术,我们真的必须将其独立出来。
尽管我曾在企业界工作过,但完全不知道该如何着手。不过安德鲁给予了我极大的支持,而且我在艾克斯特龙(Aixtron)工作期间学到的沟通技巧和韧性也派上了大用场。
自提交那项专利以来已过去10年,如今贵公司发展到什么程度了?
我们在剑桥郡的两个基地共有115名员工,并在圣地亚哥、上海和阿联酋设有子公司。
所以又开始环游世界了吗?
如今,我反而很期待这种生活。在飞机上度过12个小时,没有手机打扰,我反而能处理很多事情。
那么你们正在生产石墨烯吗?
当然。我们的代工厂正在生产用于各种电子设备的石墨烯。它的性能非常出色:强度高、柔韧性好、化学惰性强,且具有极高的电导率和热导率。所有这些特性意味着,它能在许多不同的应用中发挥极高的性能。
如果今天石墨烯能在电子设备中得到广泛应用,我们将看到设备性能的巨大提升,同时运行这些设备所需的能耗也会大幅降低。
但我们尚未完全达到这一目标:尽管石墨烯具有神奇的特性,我们在推广应用方面仍面临挑战。
Paragraf目前主要有两款产品,其中一款是磁场传感器,其性能优于基于硅的同类产品,且能耗仅为后者的千分之一。该产品正应用于对高性能要求极高的领域:航天、医学诊断和量子计算。
另一款产品是分子传感器,这是一种芯片,例如仅需一滴血液就能检测血液中的钾含量,从而在几秒钟内判断肾脏功能状况。
作为一款家庭诊断工具,它不仅有助于维护人们的健康,还能降低医疗服务成本。此外,由于无需前往医疗机构,它还能减少对环境的影响。
在您的职业生涯中,您最引以为豪的是什么?
无论是制造石墨烯,还是将其集成到设备中,都是非常困难的事情。本质上,我们正在应对深科技和制造业领域中最棘手的挑战。
“本质上,我们正在应对深科技和制造业领域中最棘手的挑战。”
Simon Thomas博士
Paragraf联合创始人兼首席执行官

正因如此,我们拥有超过150项专利,这全归功于Paragraf的每一位成员。因此,我最引以为豪的是,有如此多的人齐心协力攻克这一挑战。他们取得的成就远超我的预期。
您如何打造一种文化,让员工在充满挑战的时期保持动力?
关键在于打造一种专注创新的企业文化,让员工获得支持,并且我们所有人都明白,只有相互依靠,才能让事情成真。
这归根结底在于韧性。我一直坚信石墨烯及其应用潜力,但我们所处的领域充满挑战。当挑战来临时,我的职责就是为团队成员挡住这些挑战。这并不意味着我要掩盖问题。
我会坦诚面对挑战,同时着眼于其中的机遇。当遭遇失败时,我会确保大家从中吸取教训。要承受这种压力,必须具备一定的韧性。这可能是一个非常孤独的处境。我很幸运有几位非常支持我的投资者,但这份工作极其耗费心力,我几乎没有时间参与工作之外的社交活动。
快问快答
乐观派还是悲观派?乐观派。
人还是想法?人。
准时还是迟到?迟到。
过程还是结果?绝对是过程。
团队合作者还是独行侠?需要视情况而定,两者都要兼顾。我认为这是我擅长的一点:我能在需要时灵活切换这两种状态。
新奇还是常规?新奇。
敢于冒险还是规避风险?这在我加入Paragraf后的这段时间里发生了变化。我天生倾向于规避风险,但已经学会了敢于冒险。
坐火车时,我常会花时间和自己争论,到底要不要冒某个特定的风险。
宏观视野还是微观细节?同样,我认为必须两者兼备。现在我在这个岗位上工作了一段时间,微观细节往往交由其他人处理。但在技术层面,这里仍有些事情是我能做而别人做不到的。
是多线并行,还是孤注一掷?我选择多线并行。
是需要运气,还是靠自己创造运气?这是一个有趣的问题。从商业角度来看,时机在一定程度上取决于外部因素。世界是否已经准备好接受你的技术?现在对投资者来说是否是个好时机?在某些时候,你确实需要一点运气。
但随后我又回到了融资这件事上。通过与大量投资者交流,我最终成功说服其中一位投资者投资,这可以说是我自己创造了运气。这两者必须兼顾。
工作、工作、工作,还是工作与生活的平衡?我觉得“平衡”这个词在我生活中根本不存在。
本采访最初作为剑桥大学“创业思维”(Enterprising Minds)系列的一部分发布,由莎拉·费尔(Sarah Fell)撰写,并在剑桥大学贾奇商学院客座研究员兼名誉大使布鲁诺·科塔(Bruno Cotta)的协助下完成。
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