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圖①：晶能光電芯片車間員工在操作設備進行長膜工藝流程。 本報記者 朱 磊攝 圖②：晶能光電封裝車間機臺在測試車用LED燈珠。 資料(liao)圖(tu)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(bao)記(ji)者(zhe) 朱 磊攝

　　從實現原創技術突破，到延伸產業鏈、擴大產業集群，20多年來，中國在研發應用硅襯底LED藍光技術上蹚出了一條自己的路。目前，硅襯底LED技術路線已經成為世界三大LED技術路線之一。

　　黨的二十大報告提出，提高科技成果轉化和產業化水平。原創性引領性科技攻關如何實現？新技術如何打通從科研到應用的“最后一公里”？記者近日深入調研硅襯底LED藍光技術的研發團隊及全產業鏈發展情況，剖析這項原創技術從研發到大規模應用的歷程。

　　——編  者

　　

　　杭州第十(shi)九屆亞運會(hui)上，蓮花造型(xing)的奧(ao)體(ti)中(zhong)心體(ti)育場(chang)(chang)、富陽(yang)水上運動中(zhong)心等多個運動場(chang)(chang)館，流光(guang)溢彩，引人贊嘆。觀眾(zhong)可(ke)能并不(bu)知(zhi)道，這些點亮夜(ye)晚(wan)的光(guang)源，有不(bu)少(shao)來源于(yu)我(wo)國突破的硅襯底LED芯(xin)片技術，而這項(xiang)技術的起點，則在江西南昌。

　　全球約(yue)每(mei)3部智能手機，便有1部運用(yong)(yong)了硅襯底技(ji)術LED手機閃光燈(deng)；全球每(mei)3個手電筒(tong)，就有1個用(yong)(yong)的是硅襯底LED技(ji)術；不少城市的道路照明設施和(he)隧道燈(deng)都(dou)已(yi)大(da)量采(cai)用(yong)(yong)硅襯底LED芯片，產(chan)(chan)自南昌(chang)的LED隧道燈(deng)已(yi)經做到同(tong)類產(chan)(chan)品全國出貨量排名靠前……隨著產(chan)(chan)業(ye)化的發展，硅襯底LED技(ji)術已(yi)經成為世界三大(da)LED產(chan)(chan)業(ye)技(ji)術路線之一。

　　一系列成績的(de)背(bei)后(hou)，是一項(xiang)新(xin)技(ji)術(shu)不斷革新(xin)和(he)產(chan)業化的(de)歷程。

　　突破一項技術

　　4000多次試錯，終于探索出全球第三條藍光LED技術路線

　　2004年，南昌大學江風(feng)益教授帶領(ling)的團隊研發硅襯底LED藍光技術取得突破，引(yin)來世界(jie)矚目，由此形成了藍寶(bao)石、碳(tan)化硅、硅襯底半導(dao)體照明技術方案三(san)足鼎(ding)立的局面。

　　LED是(shi)(shi)發光(guang)二極管的(de)簡稱，是(shi)(shi)第(di)三代半(ban)導體發光(guang)光(guang)源，作為一(yi)種節能(neng)環保(bao)的(de)冷(leng)光(guang)源，是(shi)(shi)電(dian)子信(xin)息產業基礎性元器件，市場應用廣泛(fan)。“當時，我們(men)瞄準了在硅襯(chen)底上生長(chang)氮(dan)化鎵基材料這一(yi)冷(leng)門技術(shu)方向。”江風益坦言(yan)，“這是(shi)(shi)一(yi)條幾乎被外(wai)國同行放(fang)棄的(de)技術(shu)路線(xian)。”

　　為什么(me)會被放棄(qi)？原來，在LED的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備上(shang)，上(shang)游材料(liao)生長是決定(ding)LED顏色、亮度、壽命等(deng)性能指標的(de)(de)(de)(de)主要(yao)因素，也(ye)是公認的(de)(de)(de)(de)半(ban)導體照明(ming)產業技術發(fa)展的(de)(de)(de)(de)基石。制(zhi)備LED芯片要(yao)先在襯底上(shang)長出氮化(hua)鎵發(fa)光薄(bo)膜(mo)，而(er)硅和氮化(hua)鎵材料(liao)存在嚴重的(de)(de)(de)(de)熱失(shi)配和晶格失(shi)配，各國研發(fa)人(ren)員多年鉆(zhan)研，始終沒有找(zhao)到攻克關鍵(jian)技術難(nan)點的(de)(de)(de)(de)理想方法。

　　當時，藍光LED芯片制備已有(you)藍寶石和碳化硅襯(chen)底兩條技術路線實現產業化，但兩項技術的主導權都掌握在國外同行手里。

　　2003年11月(yue)27日，江風(feng)益將行(xing)軍(jun)床搬進南昌大學幾間小(xiao)小(xiao)的實(shi)驗室，和(he)團隊(dui)開始了艱難的攻關探索(suo)。當年12月(yue)28日，硅襯底(di)藍(lan)光(guang)LED實(shi)驗材料發出的一絲微光(guang)，讓大家欣喜(xi)不(bu)已。“盡管還不(bu)夠亮(liang)，但已經是巨大的突(tu)破(po)，這螢火(huo)蟲般的微光(guang)，恰(qia)恰(qia)是希望之光(guang)。”說起那時的情景，江風(feng)益依舊難掩(yan)激動(dong)。

　　2004年，經過4000多(duo)次(ci)的(de)(de)(de)試錯，江(jiang)風益團隊在國(guo)際上(shang)率先攻克了硅襯底上(shang)生長氮化鎵基LED材(cai)料的(de)(de)(de)難(nan)題。“這將是一條嶄新的(de)(de)(de)賽(sai)道，由我們(men)主導的(de)(de)(de)賽(sai)道！”當(dang)時一直在配合江(jiang)風益工作的(de)(de)(de)王敏，敏銳地察覺到這項技(ji)術可能給行業帶來(lai)的(de)(de)(de)變革。

　　此(ci)后(hou)，王敏與江(jiang)風益聯合創立晶(jing)能光(guang)電（江(jiang)西）有限(xian)公司，推動硅襯底LED藍光(guang)技術產業(ye)化(hua)。在南昌大(da)(da)學(xue)400多平方(fang)米(mi)的(de)實驗(yan)室(shi)里，一(yi)個(ge)(ge)“實驗(yan)室(shi)+企業(ye)”的(de)新形態正式運(yun)轉起來。“那個(ge)(ge)時候，實驗(yan)室(shi)幾乎是(shi)全天候運(yun)轉，被大(da)(da)家稱為(wei)‘不熄燈的(de)工作室(shi)’。”王敏說，“實驗(yan)室(shi)的(de)產品數(shu)據顯示(shi)，新產品光(guang)效高(gao)且抗大(da)(da)電流能力強，這(zhe)給了我們(men)很(hen)大(da)(da)的(de)信心。”

　　造出一條生產線

　　從實驗品到產品的路，用了幾年才走完

　　2012年(nian)，晶能硅(gui)襯底大功率LED芯片(pian)量(liang)產，被國際半(ban)導體照明(ming)聯盟（ISA）評為“全球(qiu)半(ban)導體照明(ming)2012年(nian)度新聞事件”。2004年(nian)技術(shu)實現突破(po)，2006年(nian)晶能光電成立并(bing)開始推進(jin)產業化，為什么2012年(nian)才實現量(liang)產？

　　如果(guo)說，江風益(yi)團(tuan)隊(dui)攻克硅襯底藍光LED技術實(shi)現了“從(cong)0到1”的突破，那么晶能(neng)光電的成(cheng)立(li)則(ze)是(shi)立(li)志于“從(cong)1到10”的跨越(yue)，意(yi)味著成(cheng)果(guo)要從(cong)實(shi)驗室走(zou)出來，迎(ying)接(jie)大(da)規模的量產。這(zhe)個過(guo)程中(zhong)出現的困難(nan)是(shi)當(dang)初每個人都沒有想到的。

　　2006年(nian)，拿(na)到風投資金(jin)的(de)王(wang)敏信心滿滿，決心干出一番事業。廠房(fang)拔地(di)而起，設(she)備迎(ying)接調試，一張(zhang)(zhang)張(zhang)(zhang)嶄新的(de)面孔(kong)被吸納(na)進公司。2007年(nian)10月27日，晶(jing)能光電(dian)正式(shi)入駐南昌國(guo)家高(gao)新技術產業開發區。

　　2008年5月，第(di)一批產品正式下線。大家(jia)滿懷期待(dai)，可良品率卻起伏不(bu)定，離量(liang)產期望差距不(bu)小。經過團隊夜以繼日(ri)地分析(xi)、調(diao)整(zheng)，良品率逐步穩定并不(bu)斷提升。

　　江風(feng)益坦言，硅襯(chen)底LED芯片(pian)技術(shu)容(rong)錯率不高(gao)，哪(na)怕(pa)是一點點溫度的變(bian)化都會對產品有(you)影響。實(shi)驗室設計的產品“走進”廠(chang)房，難免會出現(xian)一些紕(pi)漏(lou)和(he)(he)瑕(xia)疵，而(er)每個微小的紕(pi)漏(lou)和(he)(he)瑕(xia)疵，最(zui)終就會疊(die)加成一個嚴重問題。

　　解(jie)決(jue)問題(ti)的關(guan)(guan)鍵(jian)，仍然是技(ji)術(shu)攻關(guan)(guan)。企業一(yi)(yi)面(mian)不斷招收技(ji)術(shu)人員，一(yi)(yi)面(mian)推動研發骨(gu)干(gan)走(zou)(zou)進生產線(xian)，成為一(yi)(yi)線(xian)工(gong)程師(shi)，帶著(zhu)工(gong)人們一(yi)(yi)同攻關(guan)(guan)。在這樣的背景下，從成都(dou)電(dian)(dian)子科技(ji)大學微(wei)電(dian)(dian)子專(zhuan)業畢業的黃濤等(deng)人，走(zou)(zou)進了晶能光電(dian)(dian)，成為助理(li)工(gong)程師(shi)。

　　“一進(jin)公司，我們(men)就被分(fen)到(dao)生產線上(shang)。當(dang)時技(ji)術部門列出了十大難題，包括發光材料(liao)起翹、硅(gui)芯片掉電(dian)極等，因為沒(mei)有(you)文(wen)本參(can)考、沒(mei)有(you)成熟技(ji)術可借(jie)鑒(jian)，面對(dui)40多個生產工序，我們(men)既當(dang)技(ji)術員(yuan)，又當(dang)操作員(yuan)，決心一定要(yao)啃下硬骨頭(tou)。”黃濤回憶。

　　在許多人的(de)不懈努(nu)力下，2009年，數碼顯示用小功率(lv)LED芯片(pian)量產(chan)，并達到(dao)了(le)較高的(de)良(liang)品率(lv)。又經過3年的(de)苦心(xin)磨礪，2012年，晶能光(guang)電一舉突(tu)破了(le)硅襯底大功率(lv)LED芯片(pian)量產(chan)的(de)瓶(ping)頸，產(chan)品良(liang)品率(lv)超過60%，超出預(yu)期(qi)20多個(ge)百分點。“那一天，是2012年12月30日。”王敏記憶猶(you)新。

　　延伸一條產業鏈

　　從芯片到封裝，補鏈延鏈成效顯現

　　走(zou)進晶能光(guang)(guang)(guang)電(dian)的產(chan)(chan)品展示區域，大到覆蓋整面墻壁的LED高(gao)清屏幕、大型路燈(deng)，小到手機(ji)(ji)閃光(guang)(guang)(guang)燈(deng)、小型美(mei)甲(jia)機(ji)(ji)，近百種產(chan)(chan)品依次擺放。如(ru)今的晶能光(guang)(guang)(guang)電(dian)，已經是為全(quan)球客戶提供(gong)全(quan)產(chan)(chan)業鏈垂直整合制程（IDM）的半導(dao)體光(guang)(guang)(guang)電(dian)器件商家。

　　讓人想不到的(de)是(shi)，推動(dong)產業鏈補鏈延鏈，其實是(shi)晶能光電被迫(po)的(de)選擇。

　　企業(ye)當初(chu)的設想(xiang)是，有了先進的產品，自然會(hui)有中下游廠商(shang)跟(gen)進開發。然而，2012年(nian)硅襯底大功率LED芯(xin)片(pian)上(shang)市(shi)(shi)之(zhi)初(chu)，并(bing)不(bu)被市(shi)(shi)場看(kan)好。不(bu)少下游照明應(ying)用企業(ye)，已經(jing)習慣使(shi)用成熟(shu)的藍寶(bao)石(shi)襯底LED芯(xin)片(pian)，而且認(ren)為(wei)硅襯底LED芯(xin)片(pian)由晶能光電(dian)獨家供應(ying)，擔心影(ying)響自己的供應(ying)鏈(lian)安全(quan)。

　　于是，王敏(min)決(jue)定自(zi)(zi)己做封(feng)裝(zhuang)，走垂直整合之路(lu)。就(jiu)這樣，一條陶(tao)瓷封(feng)裝(zhuang)線于2014年正式(shi)上馬，批量生(sheng)產晶能(neng)光電(dian)自(zi)(zi)己的“燈泡(pao)”。為了(le)打入市場，王敏(min)帶著銷(xiao)售(shou)人員進(jin)駐被譽為“手(shou)(shou)電(dian)筒之鄉”的浙江寧(ning)波西(xi)店鎮(zhen)，挨個拜訪(fang)客戶，并和客戶合作，制作了(le)一個超(chao)大手(shou)(shou)電(dian)筒。“手(shou)(shou)電(dian)筒發出的光可(ke)以照(zhao)到兩(liang)公里外，吸(xi)引(yin)了(le)不少客戶。”王敏(min)回(hui)憶。

　　自(zi)此，晶能光電(dian)的(de)(de)封裝產品以更(geng)高的(de)(de)性價(jia)比，一路高歌(ge)猛進，最終(zhong)占據了全球30%左右的(de)(de)移動(dong)照明(ming)市場。如今，晶能光電(dian)中游封裝的(de)(de)子公司晶能半導體有限公司，月產能可達1億顆。

　　除了封(feng)裝線，晶(jing)能(neng)光(guang)(guang)電還(huan)不斷拓展(zhan)產(chan)(chan)業生態(tai)圈(quan)，在政府的大(da)力支(zhi)持(chi)下，引(yin)進(jin)金(jin)沙江聯(lian)合資本等知名風投基(ji)金(jin)到南(nan)昌設立(li)子(zi)基(ji)金(jin)，相繼孵化(hua)出晶(jing)和照明(ming)、晶(jing)弘新(xin)材料(liao)，并引(yin)進(jin)易美芯光(guang)(guang)、凱迅光(guang)(guang)電等企業，推動硅襯底LED產(chan)(chan)業生態(tai)圈(quan)做大(da)做強。

　　2012年，中國(guo)節(jie)能(neng)環保集(ji)團成(cheng)立中節(jie)能(neng)江(jiang)西公司，并投資晶(jing)和科技（原(yuan)晶(jing)和照明）。“這次合作讓更(geng)多用戶(hu)體驗到硅襯底(di)大功率LED的優勢，幫我們更(geng)快打開了各級(ji)市(shi)場。”中節(jie)能(neng)晶(jing)和科技總(zong)裁陳昕說。

　　“只用了短短幾年，我(wo)們累(lei)計(ji)投運的合同能源管理(li)項目就(jiu)達到(dao)50多個，助力30多個城(cheng)市(shi)完成(cheng)了大規模照明節(jie)能改造與智(zhi)慧升級(ji)。”中節(jie)能晶和科技副總經理(li)陳耀(yao)庭說。

　　形成一個產業集群

　　持續放大硅襯底技術應用優勢，南昌打造產業矩陣

　　“我們現(xian)在(zai)不(bu)愁訂單(dan)，而(er)是發愁產量跟(gen)不(bu)上，不(bu)敢多(duo)接(jie)訂單(dan)。”位于(yu)南昌(chang)青山湖區的綠野汽(qi)車照明有限公司(si)(si)總經理涂鴻斌介(jie)紹，得益于(yu)南昌(chang)本(ben)地(di)的車規級LED產業鏈優勢，近幾年公司(si)(si)產值(zhi)持(chi)續大幅增長(chang)。如今，公司(si)(si)已(yi)經在(zai)考察二期廠房位置。

　　從2014年到(dao)2017年，洪(hong)城資(zi)本(ben)基(ji)金成(cheng)立并投資(zi)包括(kuo)硅(gui)襯底LED項目(mu)在內的(de)高科技項目(mu)。其(qi)中(zhong)與多家投資(zi)公(gong)司(si)一(yi)起孵化的(de)綠野汽(qi)車照明，便是一(yi)家硅(gui)襯底LED車燈廠家。

　　硅襯(chen)底(di)LED車燈作為一款新(xin)技術產品(pin)，相較傳統(tong)鹵素燈泡(pao)壽(shou)命更長(chang)、亮度更高(gao)、能(neng)耗更低、光(guang)束(shu)更集(ji)中。但是(shi)面對新(xin)產品(pin)，一些傳統(tong)車企卻不(bu)敢(gan)輕(qing)易嘗試。

　　“很多時(shi)候(hou)，技術(shu)風(feng)口并不等(deng)于(yu)產(chan)業風(feng)口。不過我們很幸運，在趕上技術(shu)風(feng)口的(de)同時(shi)，也趕上了產(chan)業風(feng)口。”涂鴻斌介紹，新能源汽車(che)產(chan)業的(de)興(xing)起讓硅襯底LED車(che)燈有(you)了華麗(li)的(de)舞臺。

　　基于硅襯底(di)LED技(ji)(ji)術，南昌在(zai)LED行業全(quan)球賽道中闖(chuang)出了一(yi)條自(zi)主創新(xin)之(zhi)路。如今，硅襯底(di)LED技(ji)(ji)術還在(zai)不斷(duan)誕生黃光(guang)、紅光(guang)等世界級(ji)創新(xin)成(cheng)(cheng)(cheng)果，在(zai)這項技(ji)(ji)術的創新(xin)驅動和政(zheng)府LED發展政(zheng)策的推動下，南昌已經建成(cheng)(cheng)(cheng)LED全(quan)產業鏈，成(cheng)(cheng)(cheng)為國內最(zui)大的大功率LED光(guang)源生產基地。

　　2019年，規(gui)模10億元(yuan)的光(guang)谷(gu)基金(jin)成立，致力于(yu)放大硅襯底(di)LED技術的應用優勢。同時，兆馳股份(fen)、乾照光(guang)電、鴻利智匯等一批國(guo)內LED龍頭企業被吸(xi)引而(er)來，2022年，南昌LED產業實現營收212億元(yuan)。

　　根據南昌(chang)(chang)市人民(min)政府2023年10月印發的(de)《關于進一步推動(dong)電子信息產業(ye)高(gao)質量(liang)發展(zhan)(zhan)的(de)實施意見（修(xiu)訂版）》，南昌(chang)(chang)將深(shen)耕LED芯(xin)片制造和封裝(zhuang)，打造以硅襯底LED為特(te)色、以藍(lan)寶(bao)石襯底LED為基礎(chu)的(de)“南昌(chang)(chang)光(guang)谷(gu)”。高(gao)新(xin)區重(zhong)點打造硅襯底LED全產業(ye)鏈(lian)集(ji)群，經開區重(zhong)點發展(zhan)(zhan)基礎(chu)材料、芯(xin)片封裝(zhuang)和終端應用環(huan)節，其他區縣重(zhong)點發展(zhan)(zhan)配套缺鏈(lian)環(huan)節，力(li)爭2026年全市LED產業(ye)規模達到500億(yi)元。