聚焦南昌大学,晶能光电硅衬底LED技术荣获国家

壮丽70年 奋斗新时代

1月8日,国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行,由南昌大学、晶能光电有限公司、中节能晶和照明有限公司共同完成的“硅衬底高光效氮化镓基蓝色发光二极管项目”荣获国家技术发明一等奖。项目主要完成人包括晶能光电联合创 始人、南昌大学副校长江风益教授,晶能光电副总裁孙钱博士,晶能光电联合创始人、CEO及晶和照明创始人王敏博士等人。

2019年是新中国成立70周年。中华人民共和国发生了翻天覆地的变化。为新中国成立70周年开设的中央广播电视总台特别节目《壮丽70年 奋斗新时代——共和国发展成就巡礼》开播,充分展示了新中国成立70年来的光辉历程、伟大成就和宝贵经验。

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首期特别直播“红色热土 继往开来”来到的是革命老区——江西。《共和国发展成就巡礼 江西篇》作为整个系列的开篇在央视新闻频道隆重播出。

项目主要完成人之一——江风益教授

《共和国发展成就巡礼 江西篇》报道了国家技术发明奖一等奖硅衬底LED的诞生地——南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心。

在 半导体照明领域存在三条LED技术路线,分别是蓝宝石衬底、碳化硅衬底和硅衬底LED技术路线。其中,前两条技术路线分别是以日本和美国为主发展起来的, 蓝宝石衬底技术的三位主要发明人获得了2014年度诺贝尔物理学奖;碳化硅衬底LED技术的发明人获得了2003年美国总统技术发明奖。

赣云直播也同步直播了《壮丽70年 奋斗新时代——共和国发展成就巡礼》。

据介绍,国家技术发明一等奖判定标准为:属国内外首创的重大技术发明或创新,技术经济指标达到了同类技术领先水平,且推动相关领域技术进步且已产生显著的经济或者社会效益。

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硅衬底LED技术从南昌大学诞生,晶能光电投巨资持续研发并产业化,并经晶和照明等众多企业应用推广,已经从实验室走向市场。此次硅衬底LED项目脱颖而出,成为2015年度唯一一个国家技术发明一等奖,这是国家层面对该技术创新和应用的高度肯定。

央广中国之声采访江风益教授

硅 衬底具有良好的导热性,且具有原材料成本低廉,晶圆尺寸大等优点。在硅衬底上制备氮化镓基LED一直是业界梦寐以求的事情。然而由于硅和氮化镓这两种材料 巨大的晶格失配和热失配导致的外延膜龟裂、晶体质量差,以及衬底不透明导致的出光效率低等问题长期未能解决,致使业界普遍认为,在硅衬底上制备高光效氮化 镓基LED是不可能的。

中央广播电视总台央广中国之声特别直播采访了南昌大学副校长江风益教授。江风益教授用通俗易懂的方式介绍了荣获2015年国家技术发明一等奖的硅衬底高光效氮化镓基蓝色发光二极管这项高精尖的科研成果及其背后的故事。

以江风益教授为首的研发团队率先攻克这些世界性难题,在南昌大学实验室研发出具有原创知识产权的硅衬底LED技术。2006年,该技术获得金沙江等知名创投的A轮投资,由江风益教授和王敏博士联合创立晶能光电,专注于硅衬底LED技术的产业化。

长期以来,能发光的LED芯片技术掌握在日本和美国的科技公司手中,而由南昌大学江风益教授牵头研究的“硅衬底蓝色发光二极管”项目,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。中国芯”与日美技术形成全球三足鼎力之势,打破了日本蓝宝石衬底、美国碳化硅衬底长期垄断国际LED照明核心技术的局面。【江风益:我们是走了一条新的技术路线。是在第一代半导体硅上做第三代半导体氮化镓,这种新型的半导体材料上,实现了蓝光的突破。我们是第一个在世界范围内做到实用水平,也实现了产业化。这是具有我们国家自主知识产权的一项高技术。】

历 经十年艰苦,后又陆续获得新加坡淡马锡牵头的B轮融资、国际金融公司牵头的C轮融资以及亚太资源牵头的D轮融资支持;又在金沙江等投资人的共同 努力下,引进赵汉民博士、孙钱博士等多名优秀海归共同奋斗,晶能光电率先于全球成功实现硅衬底LED技术大规模产业化。

江风益教授举了一个例子,比如手机闪光灯是由蓝光芯片加上荧光粉做出来的。使用他们研制的技术路线,光的品质好,而且射的远,所以用在手机闪光灯上有优势。此外,这项技术还被运用在了路灯、车灯等十几个领域。从跟踪到创新,江风益和他的团队已经经历了22年的时间,技术上克服了许多的困难,也经历了最初来自外界的质疑。【江风益:我们做这个研究工作还没突破之前不少人对我们团队和这项工作表示怀疑。认为这些发达国家没有做好的事,我们国家能做成吗?也有的说这些大城市,北京上海都没有突破的事,在江西能突破吗?名牌大学都没有突破的事情,在南昌大学能突破吗?各种微词,对我们是有很大的压力的。面对这种压力,我和我的团队,还是坚定信念,克服了很多很多技术困难和外面环境的压力,经过十九年的探索,把第一代给做好了。现在第二代近三年来又有很大的突破,又推出了产品,又成立了公司,而且光更健康更安全。这一点来说,我想我们这个工作,从这个过程来说与井冈山精神是有相似之处的。】

2014 年8月美国能源部《固态照明研究与发展制造蓝图(ManufacturingRoadmap:Solid- StateLightingResearchandDevelopment)》报告中写道:“晶能光电是硅衬底LED技术的最早实践者,并在2012年6 月开始量产硅衬底氮化镓LED芯片”。这是国际上对晶能光电在硅衬底LED技术和产业化方面领跑的肯定。

接下来,江风益和他的团队还有很长的科研之路要走,将继续第二代光源的研究和探索工作,力求效率更高,成本更低,边推产品边降成本边提高性能。同时他们还会布局其它领域的研究工作,也把科技创新的触角深入到原始创新的更多相关领域。

作 为全球硅衬底LED技术的领导者,晶能光电用短短十年时间将一项实验室技术发展成为全球第三条蓝光LED技术路线,完成全球硅衬底LED专利布局。目前, 围绕该项目已申请专利330多项,已授权专利147项,其中授权国际专利47项。这些专利将是构建中国LED产业知识产权池的基石,对我国的LED产业格 局和产业安全将产生重大的影响。

编排 | 苗泽阳 万婷

据晶能光电孙钱博士介绍,硅衬底LED技术仍有巨大的 发展空间,可望获得大尺寸外延片,以便结合集成电路6寸和8寸的装备以及成熟的产线组织和管理经验,进行大规模自动化制造,从而提高生产效率,使LED产 品综合成本进一步大幅度降低,这或将影响全球LED行业,改变竞争格局。

来源 | 央视新闻、央广中国之声、赣云直播平台

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项目主要完成人之一——孙钱博士

江风益教授进一步展望:“基于蓝光LED加荧光粉的照明技术路线,还只是一种过渡性技术方案。我们正努力攻关硅衬底黄光、绿光LED技术,将使无需荧光粉的LED照明技术成为现实。”

目 前晶能光电量产的硅衬底大功率LED发光效率已经超过160Lm/W,在同类产品中可与欧美日国际大厂水平相媲美,成功打破了国际大厂对高端大功率LED 的垄断。凭借可靠性好、指向性好、高品质出光、性价比好等特点,硅衬底LED在大功率照明领域已有广泛的应用,在某些高端市场如车灯照明、移动照明等已经 占据较大的份额;手机闪光灯已成功进入中兴、华为、联想等国内一线手机品牌,晶能光电现已成为国内出货量最大的公司。

历经十年发展,晶能光电已经探索出一条以技术引进资本,以资本撬动产业的发展模式,通过产业链上、中、下游垂直布局,已形成拥有12家企业的硅衬底LED产业集群雏形,辐射带动效应明显。

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项目主要完成人之一——王敏博士

王 敏博士说,硅衬底LED技术和晶能光电是国家创新战略的受益者,得到了各级政府的大力扶持。晶能光电将以此次获奖为契机,在投资人和政府的大力支持下,整 合各方面资源,加快产业规模扩张的步伐。经过十年的发展,硅衬底LED技术和工艺已经成熟,公司在生产运营、销售管理、资本运作等方面也有良好的积累,发 展已经到了爆发的拐点。晶能光电将以更加开放的心态,希望越来越多的资本和企业加入到硅衬底LED产业链中来,共筑LED的“中国芯,中国梦”。

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