人民日报调研晶能光电,《一项新技术,这样长出一个产业集群》聚焦硅衬底LED产业链
来源:《人民日报》(2024年01月15日08版) | 作者:人民日报 | 发布时间: 2024-04-21 | 625 次浏览 | 分享到:

以下为《人民日报》报道全文:

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图①:晶能光电芯片车间员工在操作设备进行长膜工艺流程。

图②:晶能光电封装车间机台在测试车用LED灯珠。



从实现原创技术突破,到延伸产业链、扩大产业集群,20多年来,中国在研发应用硅衬底LED蓝光技术上蹚出了一条自己的路。目前,硅衬底LED技术路线已经成为世界三大LED技术路线之一。

党的二十大报告提出,提高科技成果转化和产业化水平。原创性引领性科技攻关如何实现?新技术如何打通从科研到应用的“最后一公里”?记者近日深入调研硅衬底LED蓝光技术的研发团队及全产业链发展情况,剖析这项原创技术从研发到大规模应用的历程。

——编者


杭州第十九届亚运会上,莲花造型的奥体中心体育场、富阳水上运动中心等多个运动场馆,流光溢彩,引人赞叹。观众可能并不知道,这些点亮夜晚的光源,有不少来源于我国突破的硅衬底LED芯片技术,而这项技术的起点,则在江西南昌。

全球约每3部智能手机,便有1部运用了硅衬底技术LED手机闪光灯;全球每3个手电筒,就有1个用的是硅衬底LED技术;不少城市的道路照明设施和隧道灯都已大量采用硅衬底LED芯片,产自南昌的LED隧道灯已经做到同类产品全国出货量排名靠前……随着产业化的发展,硅衬底LED技术已经成为世界三大LED产业技术路线之一。

一系列成绩的背后,是一项新技术不断革新和产业化的历程。


突破一项新技术|

4000多次试错,终于探索出全球第三条蓝光LED技术路线


2004年,南昌大学江风益教授带领的团队研发硅衬底LED蓝光技术取得突破,引来世界瞩目,由此形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案三足鼎立的局面。

LED是发光二极管的简称,是第三代半导体发光光源,作为一种节能环保的冷光源,是电子信息产业基础性元器件,市场应用广泛。“当时,我们瞄准了在硅衬底上生长氮化镓基材料这一冷门技术方向。”江风益坦言,“这是一条几乎被外国同行放弃的技术路线。”

为什么会被放弃?原来,在LED的制备上,上游材料生长是决定LED颜色、亮度、寿命等性能指标的主要因素,也是公认的半导体照明产业技术发展的基石。制备LED芯片要先在衬底上长出氮化镓发光薄膜,而硅和氮化镓材料存在严重的热失配和晶格失配,各国研发人员多年钻研,始终没有找到攻克关键技术难点的理想方法。

当时,蓝光LED芯片制备已有蓝宝石和碳化硅衬底两条技术路线实现产业化,但两项技术的主导权都掌握在国外同行手里。

2003年11月27日,江风益将行军床搬进南昌大学几间小小的实验室,和团队开始了艰难的攻关探索。当年12月28日,硅衬底蓝光LED实验材料发出的一丝微光,让大家欣喜不已。“尽管还不够亮,但已经是巨大的突破,这萤火虫般的微光,恰恰是希望之光。”说起那时的情景,江风益依旧难掩激动。