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圖①：晶能光電芯片車間員工在操作設(shè)備進(jìn)行長膜工藝流程。 　　本報記者 朱 磊攝 　　圖②：晶能光電封裝車間機(jī)臺在測試車用LED燈珠。 　　資料圖片

綠野汽車照明注塑車間在趕制汽車燈具的外形殼體。 　　本報記者 朱 磊攝

　　從實現(xiàn)原創(chuàng)技術(shù)突破，到延伸產(chǎn)業(yè)鏈、擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)集群，20多年來，中國在研發(fā)應(yīng)用硅襯底LED藍(lán)光技術(shù)上蹚出了一條自己的路。目前，硅襯底LED技術(shù)路線已經(jīng)成為世界三大LED技術(shù)路線之一。

　　黨的二十大報告提出，提高科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化水平。原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)如何實現(xiàn)？新技術(shù)如何打通從科研到應(yīng)用的“最后一公里”？記者近日深入調(diào)研硅襯底LED藍(lán)光技術(shù)的研發(fā)團(tuán)隊及全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況，剖析這項原創(chuàng)技術(shù)從研發(fā)到大規(guī)模應(yīng)用的歷程。

　　——編  者

　　杭州第十九屆亞運會上，蓮花造型的奧體中心體育場、富陽水上運動中心等多個運動場館，流光溢彩，引人贊嘆。觀眾可能并不知道，這些點亮夜晚的光源，有不少來源于我國突破的硅襯底LED芯片技術(shù)，而這項技術(shù)的起點，則在江西南昌。

　　全球約每3部智能手機(jī)，便有1部運用了硅襯底技術(shù)LED手機(jī)閃光燈；全球每3個手電筒，就有1個用的是硅襯底LED技術(shù)；不少城市的道路照明設(shè)施和隧道燈都已大量采用硅襯底LED芯片，產(chǎn)自南昌的LED隧道燈已經(jīng)做到同類產(chǎn)品全國出貨量排名靠前……隨著產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，硅襯底LED技術(shù)已經(jīng)成為世界三大LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線之一。

　　一系列成績的背后，是一項新技術(shù)不斷革新和產(chǎn)業(yè)化的歷程。

　　突破一項技術(shù)

　　4000多次試錯，終于探索出全球第三條藍(lán)光LED技術(shù)路線

　　2004年，南昌大學(xué)江風(fēng)益教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊研發(fā)硅襯底LED藍(lán)光技術(shù)取得突破，引來世界矚目，由此形成了藍(lán)寶石、碳化硅、硅襯底半導(dǎo)體照明技術(shù)方案三足鼎立的局面。

　　LED是發(fā)光二極管的簡稱，是第三代半導(dǎo)體發(fā)光光源，作為一種節(jié)能環(huán)保的冷光源，是電子信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)性元器件，市場應(yīng)用廣泛。“當(dāng)時，我們瞄準(zhǔn)了在硅襯底上生長氮化鎵基材料這一冷門技術(shù)方向。”江風(fēng)益坦言，“這是一條幾乎被外國同行放棄的技術(shù)路線。”

　　為什么會被放棄？原來，在LED的制備上，上游材料生長是決定LED顏色、亮度、壽命等性能指標(biāo)的主要因素，也是公認(rèn)的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的基石。制備LED芯片要先在襯底上長出氮化鎵發(fā)光薄膜，而硅和氮化鎵材料存在嚴(yán)重的熱失配和晶格失配，各國研發(fā)人員多年鉆研，始終沒有找到攻克關(guān)鍵技術(shù)難點的理想方法。

　　當(dāng)時，藍(lán)光LED芯片制備已有藍(lán)寶石和碳化硅襯底兩條技術(shù)路線實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但兩項技術(shù)的主導(dǎo)權(quán)都掌握在國外同行手里。

　　2003年11月27日，江風(fēng)益將行軍床搬進(jìn)南昌大學(xué)幾間小小的實驗室，和團(tuán)隊開始了艱難的攻關(guān)探索。當(dāng)年12月28日，硅襯底藍(lán)光LED實驗材料發(fā)出的一絲微光，讓大家欣喜不已。“盡管還不夠亮，但已經(jīng)是巨大的突破，這螢火蟲般的微光，恰恰是希望之光。”說起那時的情景，江風(fēng)益依舊難掩激動。

　　2004年，經(jīng)過4000多次的試錯，江風(fēng)益團(tuán)隊在國際上率先攻克了硅襯底上生長氮化鎵基LED材料的難題。“這將是一條嶄新的賽道，由我們主導(dǎo)的賽道！”當(dāng)時一直在配合江風(fēng)益工作的王敏，敏銳地察覺到這項技術(shù)可能給行業(yè)帶來的變革。

　　此后，王敏與江風(fēng)益聯(lián)合創(chuàng)立晶能光電（江西）有限公司，推動硅襯底LED藍(lán)光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。在南昌大學(xué)400多平方米的實驗室里，一個“實驗室+企業(yè)”的新形態(tài)正式運轉(zhuǎn)起來。“那個時候，實驗室?guī)缀跏侨旌蜻\轉(zhuǎn)，被大家稱為‘不熄燈的工作室’。”王敏說，“實驗室的產(chǎn)品數(shù)據(jù)顯示，新產(chǎn)品光效高且抗大電流能力強(qiáng)，這給了我們很大的信心。”

　　造出一條生產(chǎn)線

　　從實驗品到產(chǎn)品的路，用了幾年才走完

　　2012年，晶能硅襯底大功率LED芯片量產(chǎn)，被國際半導(dǎo)體照明聯(lián)盟（ISA）評為“全球半導(dǎo)體照明2012年度新聞事件”。2004年技術(shù)實現(xiàn)突破，2006年晶能光電成立并開始推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，為什么2012年才實現(xiàn)量產(chǎn)？

　　如果說，江風(fēng)益團(tuán)隊攻克硅襯底藍(lán)光LED技術(shù)實現(xiàn)了“從0到1”的突破，那么晶能光電的成立則是立志于“從1到10”的跨越，意味著成果要從實驗室走出來，迎接大規(guī)模的量產(chǎn)。這個過程中出現(xiàn)的困難是當(dāng)初每個人都沒有想到的。

　　2006年，拿到風(fēng)投資金的王敏信心滿滿，決心干出一番事業(yè)。廠房拔地而起，設(shè)備迎接調(diào)試，一張張嶄新的面孔被吸納進(jìn)公司。2007年10月27日，晶能光電正式入駐南昌國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。

　　2008年5月，第一批產(chǎn)品正式下線。大家滿懷期待，可良品率卻起伏不定，離量產(chǎn)期望差距不小。經(jīng)過團(tuán)隊夜以繼日地分析、調(diào)整，良品率逐步穩(wěn)定并不斷提升。

　　江風(fēng)益坦言，硅襯底LED芯片技術(shù)容錯率不高，哪怕是一點點溫度的變化都會對產(chǎn)品有影響。實驗室設(shè)計的產(chǎn)品“走進(jìn)”廠房，難免會出現(xiàn)一些紕漏和瑕疵，而每個微小的紕漏和瑕疵，最終就會疊加成一個嚴(yán)重問題。