让“中国芯”照亮世界

12.01.2016  12:25
      巴掌大的蓝色圆形硅片上,一层层“生长”着多种半导体材料,两千个毫米见方的芯片整齐分布其中。由电变光,芯片发出神秘的幽蓝光,投射到荧光粉上,顿时柔和的白光洒射开来。

      正是这小小的硅衬底蓝色发光二极管的诞生,使中国成为世界上继日美之后第三个掌握蓝光LED自主知识产权技术的国家、唯一实现硅衬底LED芯片量产的国家。

      2015年度国家技术发明奖一等奖,花落“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”。获奖的背后,是一个持续19年的蓝光梦。

      “中国芯”的诞生:用创新来造芯

      早在1962年LED就问世。正式作为照明光源,是日本1993年取得的突破,这项蓝宝石衬底LED技术获得2014年诺贝尔奖。1995年,美国成功研发碳化硅衬底LED技术,获得2003年美国总统技术发明奖。

      当日美技术路线纷纷取得突破,一位30岁出头的年轻人也开始憧憬中国的蓝光梦。他,就是硅衬底LED技术的领衔教授、南昌大学副校长江风益。这个蓝光梦,一做就是19年。

      1996年,在南昌大学一间40平方米的实验室里,江风益揣着60万元贷款开始了追梦。4年后,他成功试制出蓝宝石衬底蓝、绿、紫光LED,其中蓝光LED投入量产。但江风益很快陷入了新的担忧。国内LED下游企业越来越多。可致命的是,技术专利都掌握在日美手中,行业随时可被扼喉。

      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攻关未果的路线,这是一条被外国同行判了技术“死刑”的路线。

      2004年,硅衬底LED取得突破性进展,中国打破日美垄断,形成全球LED技术三足鼎立局面。目前其电光转换效率超过60%,获得授权专利147项,其中国际专利47项。

      中国造的历程:创造而非制造

      如果说“中国芯”是一次技术创新,那么造芯则是又一次生产力转化创造。

      2010年,科技部批准依托南昌大学团队组建国家硅基LED工程技术研究中心。“科研工作企业化”是江风益的又一创新性制胜“宝典”。他采取“关键技术科研人员攻关,操作实验交给工人和生产线”的方法。科研人员把实验程序编好交给工人,工人24小时3班实验不停歇,第二天一上班数据就摆在桌上了。这一机制明显加快了攻关进程。

      2009年,晶能光电在全球率先实现硅衬底小功率LED芯片量产;2012年,又实现硅衬底大功率LED芯片量产,这标志着硅衬底LED技术产业化的成熟,国际半导体照明联盟将其列为年度新闻事件。我国在硅衬底LED领域因此占据了技术和产业化两大高地。

      如今硅衬底蓝光LED技术的产品用户超过300家,几乎覆盖全部照明领域。

      蓝光梦的延续:中国芯照亮世界

      在南昌,以硅衬底LED技术为核心聚焦了12家企业,覆盖全产业链。

      一项打造“南昌光谷”的蓝图振奋着江西。江西决定,把南昌打造成全国的LED光谷,建成具有国际核心竞争力的LED全产业链研发、制造和应用基地,到2020年LED产业主营业务收入超过1000亿元,占全国15%,其中硅衬底LED技术收入达到500亿元。

      实验室里,获奖团队仍然在向新的高点进军。江风益说,我们正努力攻关黄光、绿光LED,使无需荧光粉的LED照明成为现实。“在不远的将来,要用‘中国芯’照亮世界!

      来源:中国质量报