中国芯片业要亮起来

     2015年度国家技术发明奖一等奖

 

     硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管

 

     LED作为第四代照明光源，具有高效、使用寿命长、节能、环保等优点，成为国内外重点发展的战略性新兴产业。

 

    硅衬底芯片车间一角

 

    该成果突破国外专利束缚，改变日美垄断LED照明核心技术局面，在国际上率先实现了硅衬底LED产业化，近三年直接经济效益11亿美元。

 

   1月8日，北京人民大会堂，硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管技术获2015年度国家技术发明奖一等奖。那天，项目第一完成人——南昌大学副校长江风益笑得格外开心，29年前的“发光”之梦，终于梦想成真。

 

    打破专利垄断

 

    LED，即发光二极管，是一种节能环保的冷光源，具有发光效率高、寿命长、体积小、可靠性高、响应速度快和应用范围广的特点，已形成有着巨大潜力的战略性新兴产业。长期以来，国际上的LED照明技术路线，主要由日方的蓝宝石衬底和美方的碳化硅衬底方案所主导，前者更是目前产业界采用的主流技术路线。

 

    目前，全球70%的LED照明产品是在中国生产制造。虽然我国是LED制造大国，但繁荣背后却是多数企业和资本的低效率。江风益认为，主要是因为我国 90%以上的LED生产企业均在跟踪模仿国外的技术，大部分企业缺少核心专利技术及品牌，产品同质化严重，通过拼价格、拼规模、拼投资，在中低端照明市场挣扎。

 

    “一定要做真正的中国芯片。”江风益暗下决心。

 

    2003年，江风益大胆选择硅衬底氮化镓技术路线。这是一条国外少数知名企业大量投入却一直攻关未果的路线，这是一条几乎被外国同行判了技术“死刑”的路线。风险面前，江风益坚定信心：“搞技术跟踪总是走在别人后面，不可能有核心技术。只有创新，才能超越。”

 

    2004年，江风益团队开发出硅衬底GaN基LED材料与器件技术;2005年，实验室出样品;2006年，以硅基LED技术为依托的晶能光电(江西)公司成立;2007年，中试成功;2008年，开始小批量试生产，2009年，实现硅衬底小功率LED芯片量产;2012年，成功突破新一代硅衬底大功率 LED芯片技术……可以说，硅衬底LED技术研发成功及其产业化，是我国LED照明产业从中国制造发展到中国创造的缩影。

 

    硅衬底LED技术也使我国这一产业从根本上避开了与前两条技术路线发生专利纠纷。目前，围绕硅衬底LED技术已经申请或拥有国际国内专利332项，国际授权发明专利47项。

 

    实现产业化

 

    2006年2月16日，江风益与王敏等十几位联合创始人创立了晶能光电有限公司，打算一边出产品，一边改进性能，在产业化过程中使技术走向成熟。

 

    “我们在进行焊线测试时，发现不少芯片附着力不强，量产合格低。”拿着刚从实验室下来的最新技术，晶能光电的CEO王敏激动万分，却没想到遇到了一个大难题。

 

    “从研发人员的眼光看，技术确实是成功的。但是对于生产企业来说，这是不能接受的，产品的稳定性会直接影响到客户的评价。”王敏说。

 

    技术不可能打回重新研发，改进的责任就落到了企业技术团队身上。

 

    于是，团队参考国内外无数文献，对照着试验了一遍又一遍。由于是新技术，那些方法最终都以失败告终。最后，他们只得把文献丢在一边，自己摸索解决办法，重新设计，最终使得发光器件附着力问题得到解决。

 

    对于晶能光电来说，2012年是历史性转折的一年。在这一年，晶能光电在全球率先实现硅衬底大功率LED芯片的规模化量产，成功将硅衬底LED芯片应用于照明领域，并率先在全球完成专利布局，赢得先机。

 

    目前以硅衬底LED技术为基础，以晶能光电为核心，通过产业链上、中、下游垂直整合，在全国已形成拥有12家企业的硅衬底LED产业链，初具集群规模，辐射带动效应明显。2015年硅衬底LED产业链产值预计达50亿元，未来三年可望形成百亿元产值规模。

 

    南昌市副市长肖玉文介绍，正是基于硅衬底LED技术的成功研发与产业化，日前，江西省出台文件，要大力扶持硅衬底LED技术全产业链发展，实现由技术制高点迈向市场制高点。