隨著經(jīng)濟(jì)全球化不斷深入，標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為世界各國(guó)推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的重要手段，成為諸多高新產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)與發(fā)展的制高點(diǎn)。中國(guó)制造要升級(jí)到中國(guó)創(chuàng)造，并走向國(guó)際市場(chǎng)，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)須先行。經(jīng)過(guò)近十年潛心研發(fā)培育，LED產(chǎn)業(yè)終于迎來(lái)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。
今日傳來(lái)喜訊，2015年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)1月8日在人民大會(huì)堂舉辦頒獎(jiǎng)典禮，備受矚目的技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)花落“硅襯底高光效GaN基藍(lán)色發(fā)光二極管” 項(xiàng)目，可謂行業(yè)之大喜事?！爸袊?guó)已經(jīng)超越美國(guó)成為全世界最大的LED應(yīng)用市場(chǎng)，硅襯底LED技術(shù)獲得中國(guó)政府大力推廣，中國(guó)市場(chǎng)的變化最終也會(huì)牽引全球產(chǎn)業(yè)變遷。”有LED行業(yè)人士談到。
攬獲國(guó)家大獎(jiǎng)構(gòu)建中國(guó)自主LED產(chǎn)業(yè)
硅襯底項(xiàng)目的主要參與人員孫錢表示，“從國(guó)家戰(zhàn)略層面講，硅襯底技術(shù)是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)路線，可以構(gòu)建中國(guó)完全自主的LED產(chǎn)業(yè)”。
據(jù)介紹，國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)判定標(biāo)準(zhǔn)為：屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)的重大技術(shù)發(fā)明或創(chuàng)新，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到了同類技術(shù)領(lǐng)先水平，且推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步且已產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)或者社會(huì)效益。
自LED發(fā)明以來(lái)，在照明應(yīng)用領(lǐng)域存在三條LED照明技術(shù)路線，分別是藍(lán)寶石襯底(AI2O3)、碳化硅(Sic)襯底和硅襯底(Sic)LED技術(shù)路線。其中，前兩條技術(shù)路線分別是以日本和美國(guó)為主發(fā)展起來(lái)的，主要貢獻(xiàn)者分別獲得日美兩國(guó)最高科技獎(jiǎng)，藍(lán)寶石襯底技術(shù)路線的一位主要發(fā)明人中村修二(Suji Nakamura)還獲得了2014年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
而硅襯底LED技術(shù)是我國(guó)自主創(chuàng)新發(fā)展起來(lái)的，它彌補(bǔ)了前兩大技術(shù)路線之不足，具有自主創(chuàng)新專利。此次評(píng)獎(jiǎng)，硅襯底LED技術(shù)項(xiàng)目在50個(gè)申報(bào)國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)的項(xiàng)目中脫穎而出，成為唯一一個(gè)一等獎(jiǎng)。
“硅襯底技術(shù)確實(shí)應(yīng)該獲得這個(gè)大獎(jiǎng)，他打破了日美國(guó)家在這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，這是國(guó)家大力支持科技發(fā)明的體現(xiàn)?！币晃唤咏鼑?guó)務(wù)院高層的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家如此評(píng)價(jià)。
硅基襯底具有良好的穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性，且具有原材料成本低廉，晶圓尺寸大等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前，集成電路6吋和8吋生產(chǎn)線產(chǎn)能很多，如果硅基襯底技術(shù)成熟，LED產(chǎn)品價(jià)格降低一半是可期的。
硅襯底項(xiàng)目的重大創(chuàng)新意義在于：硅基氮化鎵技術(shù)是中國(guó)自主研發(fā)、擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)路線，將構(gòu)建中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，凸顯產(chǎn)業(yè)后發(fā)優(yōu)勢(shì);這一技術(shù)也獲得國(guó)家的大力支持與推廣，對(duì)我國(guó)的LED產(chǎn)業(yè)格局有望產(chǎn)生革命性的影響。
率先布局 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)先行
自主創(chuàng)新的全球視野，決定了中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的使命不是對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的仰望，而是要把中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)變成世界的標(biāo)準(zhǔn)。
盡管目前市場(chǎng)上主流技術(shù)還是藍(lán)寶石襯底技術(shù)，但在江西省“十三五”規(guī)劃里，依托硅襯底技術(shù)大力發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)群是重頭戲之一。江西省當(dāng)?shù)豅ED企業(yè)已經(jīng)率先布局。“硅襯底高光效GaN基藍(lán)色發(fā)光二極管”由江西省申報(bào)，項(xiàng)目主要參與人員包括南昌大學(xué)的江風(fēng)益教授、晶能光電(江西)有限公司的孫錢等人。
孫錢在前人研究的基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新并利用多層AlGaN(氮化鎵異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管)緩沖層技術(shù)，利用高溫外延生長(zhǎng)時(shí)建立起來(lái)的壓應(yīng)力抵消降溫過(guò)程中應(yīng)熱膨脹系數(shù)的差異而引起的張應(yīng)力，從而避免了氮化鎵薄膜中龜裂的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量無(wú)裂紋的氮化鎵。這也為進(jìn)一步研發(fā)出適合硅基氮化鎵的多量子阱發(fā)光有源區(qū)和PN結(jié)摻雜等提供了優(yōu)異的材料基礎(chǔ)，真正實(shí)現(xiàn)了硅襯底氮化鎵基LED的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)路線。
作為目前為止全球唯一一家量產(chǎn)硅襯底LED芯片的廠家，晶能光電所生產(chǎn)的硅襯底 LED 各項(xiàng)指標(biāo)在同類研究中均處于國(guó)際領(lǐng)先地位，并與前兩條技術(shù)路線水平持平。而且，硅襯底LED芯片憑借高性價(jià)比、方向光、高品質(zhì)出光的特點(diǎn)，不斷延伸至性能更高、附加值更高的白光LED芯片、LED手機(jī)閃光燈模組、LED汽車大燈模組、LED路燈模組、LED背光模組等需要方向光、照明級(jí)LED領(lǐng)域。
在某些細(xì)分高端領(lǐng)域市場(chǎng)，硅襯底LED產(chǎn)品已經(jīng)超越國(guó)際大廠，占據(jù)市場(chǎng)份額第一的位置，成為我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)與國(guó)際大廠同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)的核心優(yōu)勢(shì)。晶能光電是我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新的典型代表，用十年時(shí)間將一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)發(fā)展成為全球第三條藍(lán)光LED技術(shù)路線，形成全球硅襯底LED專利布局，改變了全球半導(dǎo)體照明技術(shù)格局。
除LED照明領(lǐng)域外，接受采訪的業(yè)內(nèi)人士均看好硅基氮化鎵在集成電路(IC)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。“硅襯底技術(shù)獲國(guó)家大獎(jiǎng)，從側(cè)面說(shuō)明其技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到國(guó)際一流水平，但能否在產(chǎn)業(yè)上實(shí)現(xiàn)格局重構(gòu)，還需看其成本優(yōu)勢(shì)有多大，因?yàn)檫@個(gè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)很市場(chǎng)化，除了國(guó)家政策扶持外，資本力量的推動(dòng)也非常重要。如果該技術(shù)獲得包括風(fēng)投、A股市場(chǎng)資本的持續(xù)追捧，則有望闖出新天地。這還需要時(shí)間觀察。”有接近國(guó)務(wù)院高層專家如此表示。
硅襯底LED產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值2012年5億元，2013年超過(guò)10億元，2015年超50億元。未來(lái)三年，預(yù)計(jì)可形成百億產(chǎn)值規(guī)模。硅襯底LED技術(shù)榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，是國(guó)家對(duì)硅襯底LED技術(shù)及其應(yīng)用的最高肯定，更是我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)以科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)騰飛的重要節(jié)點(diǎn)。
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