2015年度國家技術發明獎一等獎

 

     硅襯底高光效GaN基藍色發光二極管

 

     LED作為第四代照明光源，具有高效、使用壽命長、節能、環保等優點，成為國內外重點發展的戰略性新興產業。

 

    硅襯底芯片車間一角

 

    該成果突破國外專利束縛，改變日美壟斷LED照明核心技術局面，在國際上率先實現了硅襯底LED產業化，近三年直接經濟效益11億美元。

 

   1月8日，北京人民大會堂，硅襯底高光效GaN基藍色發光二極管技術獲2015年度國家技術發明獎一等獎。那天，項目第一完成人——南昌大學副校長江風益笑得格外開心，29年前的“發光”之夢，終于夢想成真。

 

    打破專利壟斷

 

    LED，即發光二極管，是一種節能環保的冷光源，具有發光效率高、壽命長、體積小、可靠性高、響應速度快和應用范圍廣的特點，已形成有著巨大潛力的戰略性新興產業。長期以來，國際上的LED照明技術路線，主要由日方的藍寶石襯底和美方的碳化硅襯底方案所主導，前者更是目前產業界采用的主流技術路線。

 

    目前，全球70%的LED照明產品是在中國生產制造。雖然我國是LED制造大國，但繁榮背后卻是多數企業和資本的低效率。江風益認為，主要是因為我國 90%以上的LED生產企業均在跟蹤模仿國外的技術，大部分企業缺少核心專利技術及品牌，產品同質化嚴重，通過拼價格、拼規模、拼投資，在中低端照明市場掙扎。

 

    “一定要做真正的中國芯片。”江風益暗下決心。

 

    2003年，江風益大膽選擇硅襯底氮化鎵技術路線。這是一條國外少數知名企業大量投入卻一直攻關未果的路線，這是一條幾乎被外國同行判了技術“死刑”的路線。風險面前，江風益堅定信心：“搞技術跟蹤總是走在別人后面，不可能有核心技術。只有創新，才能超越。”

 

    2004年，江風益團隊開發出硅襯底GaN基LED材料與器件技術;2005年，實驗室出樣品;2006年，以硅基LED技術為依托的晶能光電(江西)公司成立;2007年，中試成功;2008年，開始小批量試生產，2009年，實現硅襯底小功率LED芯片量產;2012年，成功突破新一代硅襯底大功率 LED芯片技術……可以說，硅襯底LED技術研發成功及其產業化，是我國LED照明產業從中國制造發展到中國創造的縮影。

 

    硅襯底LED技術也使我國這一產業從根本上避開了與前兩條技術路線發生專利糾紛。目前，圍繞硅襯底LED技術已經申請或擁有國際國內專利332項，國際授權發明專利47項。

 

    實現產業化

 

    2006年2月16日，江風益與王敏等十幾位聯合創始人創立了晶能光電有限公司，打算一邊出產品，一邊改進性能，在產業化過程中使技術走向成熟。

 

    “我們在進行焊線測試時，發現不少芯片附著力不強，量產合格低。”拿著剛從實驗室下來的最新技術，晶能光電的CEO王敏激動萬分，卻沒想到遇到了一個大難題。

 

    “從研發人員的眼光看，技術確實是成功的。但是對于生產企業來說，這是不能接受的，產品的穩定性會直接影響到客戶的評價。”王敏說。

 

    技術不可能打回重新研發，改進的責任就落到了企業技術團隊身上。

 

    于是，團隊參考國內外無數文獻，對照著試驗了一遍又一遍。由于是新技術，那些方法最終都以失敗告終。最后，他們只得把文獻丟在一邊，自己摸索解決辦法，重新設計，最終使得發光器件附著力問題得到解決。

 

    對于晶能光電來說，2012年是歷史性轉折的一年。在這一年，晶能光電在全球率先實現硅襯底大功率LED芯片的規�；�量產，成功將硅襯底LED芯片應用于照明領域，并率先在全球完成專利布局，贏得先機。

 

    目前以硅襯底LED技術為基礎，以晶能光電為核心，通過產業鏈上、中、下游垂直整合，在全國已形成擁有12家企業的硅襯底LED產業鏈，初具集群規模，輻射帶動效應明顯。2015年硅襯底LED產業鏈產值預計達50億元，未來三年可望形成百億元產值規模。

 

    南昌市副市長肖玉文介紹，正是基于硅襯底LED技術的成功研發與產業化，日前，江西省出臺文件，要大力扶持硅襯底LED技術全產業鏈發展，實現由技術制高點邁向市場制高點。