一项新技术，这样长出一个产业集群（一线调研）

 

　　图①：晶能光电芯片车间员工在操作设备进行长膜工艺流程。
　　本报记者 朱 磊摄
　　图②：晶能光电封装车间机台在测试车用LED灯珠。
　　资料图片

 

 

　　绿野汽车照明注塑车间在赶制汽车灯具的外形壳体。
　　本报记者 朱 磊摄

 

　　从实现原创技术突破，到延伸产业链、扩大产业集群，20多年来，中国在研发应用硅衬底LED蓝光技术上蹚出了一条自己的路。目前，硅衬底LED技术路线已经成为世界三大LED技术路线之一。

　　党的二十大报告提出，提高科技成果转化和产业化水平。原创性引领性科技攻关如何实现？新技术如何打通从科研到应用的“最后一公里”？记者近日深入调研硅衬底LED蓝光技术的研发团队及全产业链发展情况，剖析这项原创技术从研发到大规模应用的历程。

　　——编  者

　　

　　杭州第十九届亚运会上，莲花造型的奥体中心体育场、富阳水上运动中心等多个运动场馆，流光溢彩，引人赞叹。观众可能并不知道，这些点亮夜晚的光源，有不少来源于我国突破的硅衬底LED芯片技术，而这项技术的起点，则在江西南昌。

　　全球约每3部智能手机，便有1部运用了硅衬底技术LED手机闪光灯；全球每3个手电筒，就有1个用的是硅衬底LED技术；不少城市的道路照明设施和隧道灯都已大量采用硅衬底LED芯片，产自南昌的LED隧道灯已经做到同类产品全国出货量排名靠前……随着产业化的发展，硅衬底LED技术已经成为世界三大LED产业技术路线之一。

　　一系列成绩的背后，是一项新技术不断革新和产业化的历程。

　　突破一项技术

　　4000多次试错，终于探索出全球第三条蓝光LED技术路线

　　2004年，南昌大学江风益教授带领的团队研发硅衬底LED蓝光技术取得突破，引来世界瞩目，由此形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案三足鼎立的局面。

　　LED是发光二极管的简称，是第三代半导体发光光源，作为一种节能环保的冷光源，是电子信息产业基础性元器件，市场应用广泛。“当时，我们瞄准了在硅衬底上生长氮化镓基材料这一冷门技术方向。”江风益坦言，“这是一条几乎被外国同行放弃的技术路线。”

　　为什么会被放弃？原来，在LED的制备上，上游材料生长是决定LED颜色、亮度、寿命等性能指标的主要因素，也是公认的半导体照明产业技术发展的基石。制备LED芯片要先在衬底上长出氮化镓发光薄膜，而硅和氮化镓材料存在严重的热失配和晶格失配，各国研发人员多年钻研，始终没有找到攻克关键技术难点的理想方法。

　　当时，蓝光LED芯片制备已有蓝宝石和碳化硅衬底两条技术路线实现产业化，但两项技术的主导权都掌握在国外同行手里。

　　2003年11月27日，江风益将行军床搬进南昌大学几间小小的实验室，和团队开始了艰难的攻关探索。当年12月28日，硅衬底蓝光LED实验材料发出的一丝微光，让大家欣喜不已。“尽管还不够亮，但已经是巨大的突破，这萤火虫般的微光，恰恰是希望之光。”说起那时的情景，江风益依旧难掩激动。

　　2004年，经过4000多次的试错，江风益团队在国际上率先攻克了硅衬底上生长氮化镓基LED材料的难题。“这将是一条崭新的赛道，由我们主导的赛道！”当时一直在配合江风益工作的王敏，敏锐地察觉到这项技术可能给行业带来的变革。