夢想“中國芯”照亮全世界

　　——訪國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎獲得者南昌大學江風益團隊

　　盡管已有心理準備，但當宣布“硅襯底高光效GaN基藍色發(fā)光二極管”項目獲得2015國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎的時候，與會的南昌大學副校長、國家硅基LED工程技術(shù)研究中心主任江風益的眼眶里依然涌出激動的淚花。

　　“改變了目前日本日亞公司壟斷藍寶石襯底和美國CREE公司壟斷碳化硅襯底LED照明芯片技術(shù)的局面，形成了藍寶石、碳化硅、硅襯底半導體照明技術(shù)方案三足鼎立的局面。”這是國家863專家組對江風益所率團隊研發(fā)的硅基LED項目作出的評價。

　　江風益在觀察一張硅襯底藍光LED芯片。新華社記者 周密攝

　　LED，即發(fā)光二極管，是一種節(jié)能環(huán)保的冷光源，具有發(fā)光效率高、壽命長、體積小、可靠性高、響應(yīng)速度快和應(yīng)用范圍廣的特點，已形成有著巨大潛力的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。長期以來，國際上的LED照明技術(shù)路線，主要由日方的藍寶石襯底和美方的碳化硅襯底方案所主導，前者更是目前產(chǎn)業(yè)界采用的主流技術(shù)路線。

　　“藍寶石襯底和碳化硅襯底目前已經(jīng)形成了LED全行業(yè)的布局，專利全在日、美等國手里。”江風益說，“這意味著，如果我國的LED產(chǎn)業(yè)仍沿著這兩條技術(shù)路線發(fā)展，勢必會因技術(shù)壁壘而在市場競爭中處于劣勢，只能拼價格、拼規(guī)模、拼投資，在中低端照明市場掙扎。”

　　2003年底，追蹤藍寶石襯底技術(shù)已有7年的江風益團隊，把目光對準了硅襯底LED技術(shù)。

　　“在硅上制備高光效GaN基LED曾一直是學術(shù)界夢寐以求的目標。然而由于硅和GaN巨大的晶格失配和熱失配導致的外延膜龜裂、晶體質(zhì)量差，以及襯底不透明導致的出光效率低等問題長期未能解決，致使當時業(yè)界普遍認為，在硅上制備高光效GaN基LED是不可能的。”作為硅基LED項目研發(fā)人之一，江風益的助手、國家硅基LED工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任劉軍林回憶，“江教授講，我們要把不可能變成可能。”

　　此后12年，江風益和他的團隊把實驗樓當成了家。“樓里搞了個小食堂，辦公室里擺了張床，經(jīng)常一個星期不出房。”從設(shè)計到實驗，從實驗到中試，從中試到小規(guī)模量產(chǎn)……5000余次實驗，貫穿了無數(shù)個晝夜，“明天才下班”成為江風益團隊的常態(tài)。

　　2004年，江風益團隊開發(fā)出硅襯底GaN基LED材料與器件技術(shù)；2005年，實驗室出產(chǎn)品；2006年，以硅基LED技術(shù)為依托的晶能光電（江西）公司成立；2007年，中試成功；2008年，開始小批量試生產(chǎn)，2009年，實現(xiàn)硅襯底小功率LED芯片量產(chǎn)；2012年，成功突破新一代硅襯底大功率LED芯片技術(shù)……硅襯底LED技術(shù)研發(fā)成功及其產(chǎn)業(yè)化，是我國LED照明產(chǎn)業(yè)從中國制造發(fā)展到中國創(chuàng)造的縮影。

　　“這個項目創(chuàng)造了LED照明第三條技術(shù)路線，已獲得授權(quán)專利147項，其中國際專利47項，實現(xiàn)了外延芯片核心部件每一層都有專利保護，自成體系，打破了日美等國在這個領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，也避開了與他們發(fā)展起來的藍寶石和碳化硅襯底LED技術(shù)路線發(fā)生知識產(chǎn)權(quán)糾紛。”硅襯底LED項目研發(fā)人之一、晶能光電（江西）公司研發(fā)副總裁孫錢博士說，“從國家戰(zhàn)略層面講，硅襯底技術(shù)是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)路線，可以構(gòu)建中國完全自主的LED產(chǎn)業(yè)。”

　　正是基于硅襯底LED技術(shù)的成功研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，日前，江西省出臺《關(guān)于打造南昌光谷、建設(shè)江西LED產(chǎn)業(yè)基地實施方案》，提出要大力扶持硅襯底LED技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，推進硅襯底LED原創(chuàng)技術(shù)優(yōu)勢加快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，實現(xiàn)由技術(shù)制高點邁向市場制高點，把南昌打造成全國的LED光谷，把江西建設(shè)成為全國領(lǐng)先、具有國際核心競爭力的LED全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)、制造和應(yīng)用基地；并明確了今后五年LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標：到2020年，江西LED產(chǎn)業(yè)主營業(yè)務(wù)收入要在2015年的基礎(chǔ)上翻兩番，總量超過1000億元，力爭占全國的比重達到15%。

　　“我希望，在不遠的將來，‘中國芯’能夠照亮世界。這，是我的中國夢。”江風益說。（光明日報記者 胡曉軍）

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