LED產(chǎn)業(yè)終迎來(lái)中國標準 硅襯底技術(shù)構建第三條路線(xiàn)

　　中國制造要升級到中國創(chuàng )造，并走向國際市場(chǎng)，中國標準須先行。經(jīng)過(guò)近十年潛心研發(fā)培育，LED產(chǎn)業(yè)終于迎來(lái)中國標準。

　　最近獲悉， 2015年度國家科學(xué)技術(shù)獎擬于2016年1月份在人民大會(huì )堂舉辦頒獎典禮。據分析，備受矚目的技術(shù)發(fā)明一等獎?dòng)型?ldquo;硅襯底高光效GaN基藍色發(fā)光二極管”項目(下稱(chēng)“硅襯底項目”)。硅襯底項目的主要參與人員孫錢(qián)昨日對上證報記者表示，從國家戰略層面講，硅襯底技術(shù)是我國擁有自主知識產(chǎn)權的技術(shù)路線(xiàn)，可以構建中國完全自主的LED產(chǎn)業(yè)。

　　與硅襯底技術(shù)并列LED三大技術(shù)路線(xiàn)的藍寶石襯底技術(shù)曾獲2014年諾貝爾物理學(xué)獎。有產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學(xué)家表示，在成本持續下降的背景下，硅襯底技術(shù)如若能獲得資本大力追捧，LED產(chǎn)業(yè)格局有望被重塑。

　　有望獲國家大獎“加持”

　　16日國務(wù)院常務(wù)會(huì )議通過(guò)2015年度國家科學(xué)技術(shù)獎評選結果，上證報根據此前的初評公示及歷史經(jīng)驗判斷，2015年國家技術(shù)發(fā)明一等獎?dòng)型?“硅襯底高光效GaN基藍色發(fā)光二極管”奪取，因為這是本年度唯一一個(gè)入選該獎項初評一等獎的項目。

　　“硅襯底高光效GaN基藍色發(fā)光二極管”由江西省申報，項目主要參與人員包括南昌大學(xué)的江風(fēng)益教授、晶能光電(江西)有限公司的孫錢(qián)等人。

　　項目資料顯示，該項目率先攻克硅基相關(guān)難題，所生產(chǎn)的硅襯底LED各項指標在同類(lèi)研究中均處于國際領(lǐng)先地位，并與碳化硅、藍寶石兩條技術(shù)路線(xiàn)水平持平;并從襯底加工、外延生長(cháng)、芯片制造、器件封裝四大環(huán)節均發(fā)明了適合硅襯底高光效藍光LED生產(chǎn)的關(guān)鍵核心技術(shù)，自成體系;該項技術(shù)已經(jīng)申請或擁有國際國內專(zhuān)利232項，其中已授權發(fā)明專(zhuān)利127項，實(shí)現了外延芯片核心部件每一層都有專(zhuān)利保護。

　　據介紹，國家技術(shù)發(fā)明一等獎判定標準為：屬?lài)鴥韧馐讋?chuàng )的重大技術(shù)發(fā)明或創(chuàng )新，技術(shù)經(jīng)濟指標達到了同類(lèi)技術(shù)領(lǐng)先水平，且推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步且已產(chǎn)生顯著(zhù)的經(jīng)濟或者社會(huì )效益。

　　“硅襯底技術(shù)確實(shí)應該獲得這個(gè)大獎，他打破了日美國家在這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，這是國家大力支持科技發(fā)明的體現。”一位接近國務(wù)院高層的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學(xué)家如此評價(jià)。

　　LED芯片襯底主要有三條技術(shù)路線(xiàn)：碳化硅襯底、藍寶石襯底、硅襯底。其中，前者走的是“貴族路線(xiàn)”，成本高昂，其襯底及LED制備技術(shù)被美國公司壟斷。藍寶石襯底技術(shù)則主要掌握在日本公司手中，成本較低，這是目前市場(chǎng)上的主流路線(xiàn);但藍寶石晶圓散熱較差，晶體垂直生長(cháng)困難很難做到大尺寸、無(wú)法制作垂直結構的器件，襯底也較難剝離。而第三條路線(xiàn)就是中國自主發(fā)展起來(lái)的硅襯底技術(shù)，它彌補了前兩大技術(shù)路線(xiàn)之不足。

　　“藍寶石技術(shù)發(fā)明者曾獲2014年諾貝爾物理學(xué)獎，從這個(gè)角度而言，硅襯底技術(shù)獲得中國國家技術(shù)發(fā)明一等獎的可能性很大。”有LED產(chǎn)業(yè)人士如此表示。

　　中國標準將重塑產(chǎn)業(yè)鏈

　　上述業(yè)內人士表示，硅襯底項目的重大創(chuàng )新意義在于：硅基氮化鎵技術(shù)是中國自主研發(fā)、擁有完全自主知識產(chǎn)權的技術(shù)路線(xiàn)，將構建中國LED產(chǎn)業(yè)標準，凸顯產(chǎn)業(yè)后發(fā)優(yōu)勢;這一技術(shù)也將獲得國家的大力支持與推廣，對我國的LED產(chǎn)業(yè)格局有望產(chǎn)生革命性的影響。

　　硅基襯底具有良好的穩定性和導熱性，且具有原材料成本低廉，晶圓尺寸大等優(yōu)點(diǎn)。某業(yè)內資深人士表示，集成電路6吋和8吋生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能很多，如果硅基襯底技術(shù)成熟，LED產(chǎn)品價(jià)格降低一半是可期的。

　　孫錢(qián)在前人研究的基礎上，大膽創(chuàng )新并利用多層AlGaN(氮化鎵異質(zhì)結場(chǎng)效應晶體管) 緩沖層技術(shù)，利用高溫外延生長(cháng)時(shí)建立起來(lái)的壓應力抵消降溫過(guò)程中應熱膨脹系數的差異而引起的張應力，從而避免了氮化鎵薄膜中龜裂的產(chǎn)生，實(shí)現了高質(zhì)量無(wú)裂紋的氮化鎵。這也為進(jìn)一步研發(fā)出適合硅基氮化鎵的多量子阱發(fā)光有源區和PN結摻雜等提供了優(yōu)異的材料基礎，真正實(shí)現了硅襯底氮化鎵基LED的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)路線(xiàn)。

　　“中國已經(jīng)超越美國成為全世界最大的LED應用市場(chǎng)，如果硅基氮化鎵技術(shù)獲得中國政府大力推廣，中國市場(chǎng)的變化最終也會(huì )牽引全球產(chǎn)業(yè)變遷。”有LED行業(yè)人士如此分析。

　　孫錢(qián)表示，從國家戰略層面講，硅基氮化鎵技術(shù)是我國擁有自主知識產(chǎn)權的技術(shù)路線(xiàn)，可以構建中國完全自主的LED產(chǎn)業(yè);從產(chǎn)業(yè)層面講，基于硅材料的價(jià)格低廉和易于獲取、硅基氮化鎵技術(shù)的優(yōu)勢，利用成熟的集成電路產(chǎn)能，可以推動(dòng)從設備到芯片、封裝等全產(chǎn)業(yè)鏈成本大為下降。“硅基氮化鎵技術(shù)接下來(lái)應該會(huì )得到國家相關(guān)政策的進(jìn)一步扶持和支持，這對LED整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都將會(huì )有巨大的影響，我們非常期待這些政策的落地。”孫錢(qián)如此說(shuō)。

　　 多家LED公司率先布局

　　盡管目前市場(chǎng)上主流技術(shù)還是藍寶石襯底技術(shù)，但在江西省“十三五”規劃里，依托硅襯底技術(shù)大力發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)群是重頭戲之一。江西省當地LED企業(yè)已經(jīng)率先布局。

　　晶能光電是襯底技術(shù)的“扛旗”者。該公司不僅受讓了該項成果，而且在2008年5月實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化。目前已成為全球第一家量產(chǎn)高功率、高性能的硅襯底LED芯片公司。據公開(kāi)資料顯示，晶能光電曾獲金沙江創(chuàng )投大力投資，在其推動(dòng)下，港股順風(fēng)清潔能源于2015年5月收購了晶能光電59%股權。根據雙方約定，晶能光電將在市值30億美元時(shí)獨立上市。“順風(fēng)清潔能源也是看中了公司的技術(shù)路線(xiàn)，看好其產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景。”孫錢(qián)表示，“晶能光電后續與順風(fēng)清潔能源還會(huì )有更多的產(chǎn)業(yè)、資本層面的合作。”

　　總部位于江西的上市公司聯(lián)創(chuàng )光電，早在2007年該公司開(kāi)展的“基于硅襯底的光電子器件封裝及應用”項目即獲重大突破，2008年公司與南昌大學(xué)合作的“半導體照明高亮度功率白光二極管芯片開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目驗收。

　　聯(lián)創(chuàng )光電還在2014年年報中表示，公司積極參與江西省戰略性新興產(chǎn)業(yè)——半導體照明封裝與應用協(xié)同創(chuàng )新平臺建設，成為首批江西省5家協(xié)同創(chuàng )新體之一 ，申請到政府產(chǎn)業(yè)發(fā)展科研政策扶持約2000萬(wàn)元配套資金，為推動(dòng)公司LED產(chǎn)業(yè)的持續升級和跨越發(fā)展創(chuàng )造了條件。

　　有LED行業(yè)人士指出，硅襯底技術(shù)打破了發(fā)達國家的技術(shù)壁壘，打開(kāi)了LED行業(yè)自主發(fā)展空間。江西省工信委主任曾提出建議，將硅襯底LED產(chǎn)業(yè)化上升為國家戰略。若技術(shù)路線(xiàn)得以逆襲，乾照光電、聚飛光電、雪萊特等小市值LED公司有望發(fā)揮“船小好掉頭”優(yōu)勢，向新技術(shù)轉型。

　　除LED照明領(lǐng)域外，接受采訪(fǎng)的業(yè)內人士均看好硅基氮化鎵在集成電路(IC)領(lǐng)域的廣泛應用。某LED上市公司研發(fā)人員表示，雖然公司暫未涉及硅基發(fā)光領(lǐng)域的研究，但非?？春霉杌壟cIC制程的結合，這可能將使得計算機CPU實(shí)現光子傳輸。某業(yè)內致力于該領(lǐng)域的人士則表示硅基氮化鎵在硅光子、傳感器、功率器件、RF射頻等領(lǐng)域都具有廣泛的應用需求。

　　“硅襯底技術(shù)如獲國家大獎，從側面說(shuō)明其技術(shù)上已經(jīng)達到國際一流水平，但能否在產(chǎn)業(yè)上實(shí)現格局重構，還需看其成本優(yōu)勢有多大，因為這個(gè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)很市場(chǎng)化，除了國家政策扶持外，資本力量的推動(dòng)也非常重要。

　　來(lái)源：上海證券報