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静心探索重要的基础科学问题不求“短平快”70后物理学家翁红明******

　　翁红明在讲解电子运输理论。

　　田春璐摄

　　人物简介：

　　翁红明，1977年出生，现为中国科学院物理研究所凝聚态理论与材料计算实验室研究员、博士生导师。主要致力于凝聚态物理计算方法和程序的开发以及新奇量子现象的计算研究，成果入选2015年度中国科学十大进展、英国物理学会《物理世界》2015年度十大突破、美国物理学会《物理评论》系列期刊创刊125周年纪念文集等。

　　在中科院物理研究所（以下简称“物理所”）的年轻人里，研究员翁红明是小有名气的一位。就在刚刚过去的2022年，他因在数学物理学领域的杰出贡献，获得第四届“科学探索奖”。

　　在国际计算凝聚态物理研究领域，翁红明成果颇丰。其中最为人称道的，是他和同事们合作首次在固体中观测到外尔费米子和三重简并费米子的准粒子。这是国际上物理学研究的重要科学突破，对拓扑电子学和量子计算机等颠覆性技术的诞生具有非常重要的意义。

　　自由思考、厚积薄发，真正对人类文明有所贡献

　　1928年，英国物理学家保罗·狄拉克提出了描述相对论电子态的狄拉克方程。1929年，德国科学家赫尔曼·外尔指出，当质量为零时，狄拉克方程描述的是一对重叠的具有相反手性的新粒子，即外尔费米子。这种神奇的粒子带有电荷，却不具有质量，因而具有确定的手性（指一个物体不能与其镜像相重合，如我们的双手，左手与右手互成镜像，但不能重合）。

　　但是80多年过去了，科学家们一直没有能够在实验中观测到外尔费米子。直到2015年1月初，中科院物理所方忠研究员带领的研究组与普林斯顿大学研究小组合作，从理论上预言了在以砷化钽为代表的一批材料中存在着外尔费米子。此后，这个理论预言经过实验得到了进一步验证。

　　在研究过程中，翁红明发挥了至关重要的作用。他从发表于1965年的一篇实验文献中受到启发，并通过第一性原理计算，初步认定砷化钽晶体等同结构家族材料可能是无需进行调控的、本征的外尔半金属。这类材料能够合成，没有磁性，没有中心对称，是实验制备、检测都非常便捷的绝佳材料。

　　翁红明说：“这一发现的难度在于，从众多材料中找到合适的对象犹如大海捞针，必须对外尔费米子和材料物理特性都有相当认识才行。”

　　在外尔费米子被发现的一年后，翁红明和同事们又进一步“预言”：在一类具有碳化钨晶体结构的材料中存在三重简并的电子态。

　　2017年6月，这个新预言被实验证实，三重简并费米子被首次观测到。这是物理所科研团队继拓扑绝缘体、量子反常霍尔效应、外尔费米子之后，在拓扑物态研究领域取得的又一次重要突破，引起国际物理学界广泛关注。

　　成绩源于多年的深耕积累。翁红明很享受在物理所工作的经历：“这无关荣誉，我找到了更感兴趣、更加深入的研究领域和方向。”

　　自由思考、厚积薄发，一直是翁红明喜欢的学术氛围。他所追求的不是多发表文章，而是能攀登科学高峰，真正对人类文明有所贡献。

　　科研仅靠一个人或一个小组的力量是不够的

　　作为理论物理学家，翁红明专攻量子材料的计算和设计。

　　物理学通常分成两大类，即理论物理和实验物理。理论物理通过理论推导和公式推算得出的结论被称为“预言”，“预言”必须通过实验验证才能成为国际公认的科学事实。

　　在翁红明看来，他接连获得的几次重大发现，都离不开与同事们的通力合作。这，也是他做科研一直特别重视的一点。

　　“理论预言、样品制备和实验观测，这三个环节缺一个都不行。”翁红明说，“在当今科学领域细分程度非常高的情况下，科研仅靠一个人或一个小组的力量是不够的。当有重要任务目标时，我们几个小组紧密合作，在理论、样品、实验等环节实现了环环相扣、无缝对接。”

　　在许多人的想象中，理论物理学家的工作，就是每天独自埋头在稿纸堆里计算推演，然后坐着冥思苦想、灵光乍现。

　　但翁红明认为，计算推演的确要做，思考分析也不可少，但和同行们的交流也非常重要。他每天上班的第一件事就是查看和了解国际上最新的科研进展，然后分析、思考、计算，再把自己的想法跟同事们交流。“很多时候，我的一些想法，或者说突然的一些灵感，其实都是在思考、交流和工作过程当中产生的。”

　　“发现三重简并费米子”这一成果，就源于翁红明和石友国、钱天两位同事一次喝咖啡时的思想碰撞。

　　物理所的咖啡厅在学术界享有盛誉，不但因为咖啡好喝，也因为常有科研人员汇聚在此畅聊科学、各抒己见，聊着聊着，灵感经常“火花四射”。

　　和大家一样，翁红明、石友国和钱天工作之余也喜欢在咖啡厅一聚。翁红明有什么新想法会第一时间告诉他俩；石友国和钱天在实验过程中有什么新发现或疑惑，也会第一时间反馈给翁红明。

　　“闲聊中就能交换信息，我们的交流是完全敞开的，毫无保留地让大家知道彼此做了什么。”翁红明说。

　　翁红明告诉记者，在科研道路上，自己非常珍视的成功秘诀有两个，一个是注意总结和积累，另一个就是跟别人多交流。

　　“目前我努力发展基于大数据和人工智能的凝聚态物质科学研究，其实也是基于这两点考虑，因为所有人的知识积累都体现在这些数据当中。”翁红明说。

　　做研究应该抓住一些更新奇、更本质的问题

　　1977年，翁红明出生在江苏泰兴一户普通人家。他的父母都是农民，家里还有一个姐姐。

　　初中开始，翁红明第一次接触到物理，从此便沉迷其中。“物理让我对周围的世界有了更深入的了解和认识。”翁红明说。

　　兴趣是最好的老师。对物理的热爱，指引着翁红明叩开了物理科学的大门。

　　1996年，翁红明参加高考。在填报志愿时，他毫不犹豫地将所有的志愿都填上了物理。最终，他如愿被南京大学物理系录取。

　　南京大学的物理系在凝聚态物理领域积淀很深。翁红明在这一领域进行相关知识的学习与研究，一学就是9年，直到博士毕业。毕业后，他去了日本的东北大学金属材料研究所做博士后研究，主要研究各种材料的导电性质。

　　到日本一年半后，翁红明萌生了转换研究方向的想法。

　　“我想要转到计算方法和程序的发展上，这是凝聚态物理领域中一个最基础也是最具有核心竞争力的方向。”翁红明说，“如果想要在这个领域有长远发展，就要在这个方向上有一定的积累。”在他看来，静下心来探索重要的基础科学问题，要比做一些“短平快”研究更有意义。

　　想归想，但真正下定决心，翁红明也经过了一番纠结。

　　他坦言：“当转到一个更基础的方向，也意味着你在未来的几年甚至是更长的时间里都需要耐得住坐冷板凳。所以必须做好思想准备，去做一些积累性的工作。”

　　2008年，翁红明的人生又有了一次重大转折。

　　那一年，物理研究所研究员、博士生导师方忠到日本访问交流，翁红明跟他进行了深入的交谈和讨论。

　　翁红明告诉记者：“他跟我介绍了当时做的一项很有意思的工作。虽然我那时并没有很深刻的理解，却受到很大的启发——做研究应该抓住一些更新奇、更本质的问题。”

　　在方忠的影响下，2010年，翁红明决定回到国内，入职物理研究所，成为方忠团队的一名成员。

　　翁红明说：“每个人在一生当中可能会跟很多人交往交谈，但在人生重要转折时刻能够给你启发的却不多。能有这样的机遇去跟方忠老师交流并受到启发，我觉得这是非常宝贵和幸运的。”

　　在新的一年里，翁红明说自己有很多研究工作要做，尤其是如何在拓扑电子学器件研究方面取得突破，促使拓扑电子态理论变成可落地应用的技术。而这，需要跟器件和应用等方向的研究人员进行交流和讨论。

　　翁红明相信，拓扑时代的黎明时分正在临近。（记者 吴月辉）

光伏去年四季度业绩分化显著，或成今年利润格局演变前兆******

　　2022年光伏产业链价格疯狂博弈，硅料价格“狂飙”10个月后突然暴跌、组件厂备受上游成本压力，各环节盈利情况是投资者关注焦点。

　　目前，80只光伏股中已有56家披露了2022年业绩预告。整体来看，26家预增、5家略增、8家扭亏、1家续盈、5家预减、4家首亏、5家续亏，预喜率74.07%。最“吸金”的仍是上游材料环节，组件端虽然全年直面成本压力，但龙头厂商的业绩增速仍可圈可点。

　　2023年光伏产业发展进程仍是新能源行业的最大看点。目前看，产业链价格延续了去年大幅震荡的走势，硅料价格“雪崩”后大幅反弹，直面终端的组件厂能否多挣三五斗引人关注。

　　上游利润全年称王，但Q4增速明显分化

　　7家千亿光伏股，隆基绿能(601012.SH)、通威股份(600438.SH)、阳光电源(300274.SZ)、晶澳科技(002459.SZ)、晶科能源(688223.SH)、天合光能(688599.SH)、TCL中环(002129.SZ)2022年业绩均为预增。

　　通威股份受益于硅料价格高位运行，成为去年全年最赚钱的光伏企业，公司预计2022年净利润同比增速超200%，预计实现归母净利润252亿~272亿元，同比增长207%~231%。另一家硅料企业大全能源(688303.SH)预计全年净利润190亿~192亿元，净利规模位列第二。

　　“硅片双雄”隆基绿能与TCL中环的净利润增幅均超六成，但增速放缓趋势已现。隆基绿能预计2022年实现归母净利润145亿~155亿元，同比增60%~71%；TCL中环预计净利润为66亿~71亿元，同比增长63.79%~76.2%。

　　2022年11月~12月，硅料、硅片价格急转直下，导致相应环节企业单季度业绩增速放缓明显，这也使得光伏行业2022年第四季度盈利增速分化明显。

　　以通威股份为例，公司去年前三季度实现归母净利润217.3亿元，Q4归母净利润34.7亿~54.7亿元，环比下降42.5%~63.5%；扣非归母净利润40.19亿~60.19亿元，环比下降36.6%~57.6%。

　　硅片端，隆基绿能与TCL中环Q4业绩也出现明显下滑。其中，隆基2022年Q4实现归母净利润35.2亿~45.2亿元，同比增长130%~196%，环比减少21.6%至增长0.6%；TCL中环的降幅更为明显，2022年Q4实现归母净利16亿元~21亿元，环比减少23.20%至增长0.80%。

　　2022年度国内TOP20组件企业的出货量近300GW，其中仅TOP10企业便超250GW。在下游装机需求高增的背景下，市场份额稳定的组件头部厂商展现出更稳定的业绩增速。晶科能源、晶澳科技、天合光能(预计净利润增速中枢值均超过100%。

　　晶澳科技的全年业绩增速位居组件厂第一。2022年预计出货组件40GW以上，公司预计全年实现归母净利润48亿元~56亿元，同比预增135.45%~174.69%。

　　另外，2022年是各大上市公司“跨界”光伏的大年，从目前已披露的业绩表现来看，多数“跨界追光者”尚未兑现光伏业务收益。皇氏集团(002329.SZ)是其中的典型代表，公司上市后多次进行业务转型，于2022年宣布进军光伏行业，今年以来，皇氏集团又成立子公司共同推进TOPCon/钙钛矿叠层电池产品技术。而从业绩预告情况来看，皇氏集团的光伏业务突破仍需时日，公司预计2022年扣非后归母净利润亏损1.06亿元~1.11亿元，上年同期亏损5.2亿元。

　　硅料价格再度抬头，2023或成洗牌开局年

　　2023年正值“十四五”关键之年，市场各方普遍对2023年光伏装机需求增长持乐观态度。按照国家能源局预估，2023年风光新增装机将达1.6亿千瓦，延续2022年风光3:7比例，即2023年光伏新增装机将超110GW。目前也有咨询机构预测，2023年国内光伏新增装机或超130GW。

　　一方面，硅料新增产能不断释放给予价格的下行压力，下游成本压力将得到有效缓解。同时，海外光伏需求的增长态势来看，2~3月份有望延续1月份“淡季不淡”走势。

　　然而，春节过后，前期雪崩的硅料价格大幅反弹，再度令市场担忧上游原材料价格下行放缓对需求的影响。

　　2月1日，硅业分会发布最新多晶硅价格，国内单晶复投料价格区间在20.0万~23.2万元/吨，成交均价21.75万元/吨，环比节前价格涨幅为31.02%；单晶致密料价格区间19.8万元~23.0万元/吨，成交均价21.52万元/吨，环比节前价格涨幅为31.22%。而从2022年11月中旬起，硅料价格曾一度腰斩。

　　对于价格大幅反弹，硅业分会表示，除了两周价格积累外，一方面硅片企业开工率大幅提升，硅料需求有相对可观的增量；另一方面，硅片企业的原料消化殆尽，节后第一周硅料采购需求大幅增加，支撑硅料价格延续上涨走势。

　　某光伏行业资深人士对第一财经记者表示，短期内硅料硅片价格向上标志着年后各项目如期开工。“价格上涨分两方面看，目前来看，春节后开工率还是比较高的，需求真实存在，使得硅料硅片价格突然走高。”他对记者说，“中长期看，去年四季度开始，硅料新增产能大量释放，整体库存水平还是比较可观的，往后看硅料产能不会是制约行业发展的主要矛盾，供大于求的局面或长期存在。”

　　硅料环节释放的利润空间将向下分配。随着节后光伏产业链价格上涨，组件价格小幅回升，部分厂商从每瓦1.65元回升至每瓦1.7元~1.75元，高于每瓦1.8元尚难被接受。

　　产业链利润再分配之际，以隆基、通威为代表的一体化龙头仍然在不断加码扩张产能。半个月前，隆基绿能继续加码一体化布局，公司宣布拟投资452亿元投资建设年产100GW单晶硅片项目及年产50GW单晶电池项目。通威股份2022年四季度组件业务进入发展初期，预计小幅亏损，公司继于盐城市投资40亿元建设25GW组件产能后，又于南通市投资40亿元，建设25GW组件产能，2023年底前有望投产。

　　“大厂走一体化用资金优势、规模优势、先发优势不断扩张产能，使得后加入市场的光伏玩家和二三线厂商压力会比较大。一体化的大规模、低成本可能使得部分环节的利润更加集中，年内小厂商的洗牌趋势或会逐渐显现。”前述光伏人士说。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）