点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:一项新技术 这样长出一个产业集群
首页> 经济频道> 经济要闻 > 正文

一项新技术 这样长出一个产业集群

来源:人民日报2024-01-15 09:20

  江西南昌大力推动硅衬底发光二极管蓝光技术开发应用

一项新技术 这样长出一个产业集群

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。

  此后,王敏与江风益联合创立晶能光电(江西)有限公司,推动硅衬底LED蓝光技术产业化。在南昌大学400多平方米的实验室里,一个“实验室+企业”的新形态正式运转起来。“那个时候,实验室几乎是全天候运转,被大家称为‘不熄灯的工作室’。”王敏说,“实验室的产品数据显示,新产品光效高且抗大电流能力强,这给了我们很大的信心。”

  造出一条生产线

  从实验品到产品的路,用了几年才走完

  2012年,晶能硅衬底大功率LED芯片量产,被国际半导体照明联盟(ISA)评为“全球半导体照明2012年度新闻事件”。2004年技术实现突破,2006年晶能光电成立并开始推进产业化,为什么2012年才实现量产?

  如果说,江风益团队攻克硅衬底蓝光LED技术实现了“从0到1”的突破,那么晶能光电的成立则是立志于“从1到10”的跨越,意味着成果要从实验室走出来,迎接大规模的量产。这个过程中出现的困难是当初每个人都没有想到的。

  2006年,拿到风投资金的王敏信心满满,决心干出一番事业。厂房拔地而起,设备迎接调试,一张张崭新的面孔被吸纳进公司。2007年10月27日,晶能光电正式入驻南昌国家高新技术产业开发区。

  2008年5月,第一批产品正式下线。大家满怀期待,可良品率却起伏不定,离量产期望差距不小。经过团队夜以继日地分析、调整,良品率逐步稳定并不断提升。

  江风益坦言,硅衬底LED芯片技术容错率不高,哪怕是一点点温度的变化都会对产品有影响。实验室设计的产品“走进”厂房,难免会出现一些纰漏和瑕疵,而每个微小的纰漏和瑕疵,最终就会叠加成一个严重问题。

  解决问题的关键,仍然是技术攻关。企业一面不断招收技术人员,一面推动研发骨干走进生产线,成为一线工程师,带着工人们一同攻关。在这样的背景下,从成都电子科技大学微电子专业毕业的黄涛等人,走进了晶能光电,成为助理工程师。

  “一进公司,我们就被分到生产线上。当时技术部门列出了十大难题,包括发光材料起翘、硅芯片掉电极等,因为没有文本参考、没有成熟技术可借鉴,面对40多个生产工序,我们既当技术员,又当操作员,决心一定要啃下硬骨头。”黄涛回忆。

  在许多人的不懈努力下,2009年,数码显示用小功率LED芯片量产,并达到了较高的良品率。又经过3年的苦心磨砺,2012年,晶能光电一举突破了硅衬底大功率LED芯片量产的瓶颈,产品良品率超过60%,超出预期20多个百分点。“那一天,是2012年12月30日。”王敏记忆犹新。

  延伸一条产业链

  从芯片到封装,补链延链成效显现

  走进晶能光电的产品展示区域,大到覆盖整面墙壁的LED高清屏幕、大型路灯,小到手机闪光灯、小型美甲机,近百种产品依次摆放。如今的晶能光电,已经是为全球客户提供全产业链垂直整合制程(IDM)的半导体光电器件商家。

  让人想不到的是,推动产业链补链延链,其实是晶能光电被迫的选择。

  企业当初的设想是,有了先进的产品,自然会有中下游厂商跟进开发。然而,2012年硅衬底大功率LED芯片上市之初,并不被市场看好。不少下游照明应用企业,已经习惯使用成熟的蓝宝石衬底LED芯片,而且认为硅衬底LED芯片由晶能光电独家供应,担心影响自己的供应链安全。

  于是,王敏决定自己做封装,走垂直整合之路。就这样,一条陶瓷封装线于2014年正式上马,批量生产晶能光电自己的“灯泡”。为了打入市场,王敏带着销售人员进驻被誉为“手电筒之乡”的浙江宁波西店镇,挨个拜访客户,并和客户合作,制作了一个超大手电筒。“手电筒发出的光可以照到两公里外,吸引了不少客户。”王敏回忆。

  自此,晶能光电的封装产品以更高的性价比,一路高歌猛进,最终占据了全球30%左右的移动照明市场。如今,晶能光电中游封装的子公司晶能半导体有限公司,月产能可达1亿颗。

  除了封装线,晶能光电还不断拓展产业生态圈,在政府的大力支持下,引进金沙江联合资本等知名风投基金到南昌设立子基金,相继孵化出晶和照明、晶弘新材料,并引进易美芯光、凯迅光电等企业,推动硅衬底LED产业生态圈做大做强。

  2012年,中国节能环保集团成立中节能江西公司,并投资晶和科技(原晶和照明)。“这次合作让更多用户体验到硅衬底大功率LED的优势,帮我们更快打开了各级市场。”中节能晶和科技总裁陈昕说。

  “只用了短短几年,我们累计投运的合同能源管理项目就达到50多个,助力30多个城市完成了大规模照明节能改造与智慧升级。”中节能晶和科技副总经理陈耀庭说。

  形成一个产业集群

  持续放大硅衬底技术应用优势,南昌打造产业矩阵

  “我们现在不愁订单,而是发愁产量跟不上,不敢多接订单。”位于南昌青山湖区的绿野汽车照明有限公司总经理涂鸿斌介绍,得益于南昌本地的车规级LED产业链优势,近几年公司产值持续大幅增长。如今,公司已经在考察二期厂房位置。

  从2014年到2017年,洪城资本基金成立并投资包括硅衬底LED项目在内的高科技项目。其中与多家投资公司一起孵化的绿野汽车照明,便是一家硅衬底LED车灯厂家。

  硅衬底LED车灯作为一款新技术产品,相较传统卤素灯泡寿命更长、亮度更高、能耗更低、光束更集中。但是面对新产品,一些传统车企却不敢轻易尝试。

  “很多时候,技术风口并不等于产业风口。不过我们很幸运,在赶上技术风口的同时,也赶上了产业风口。”涂鸿斌介绍,新能源汽车产业的兴起让硅衬底LED车灯有了华丽的舞台。

  基于硅衬底LED技术,南昌在LED行业全球赛道中闯出了一条自主创新之路。如今,硅衬底LED技术还在不断诞生黄光、红光等世界级创新成果,在这项技术的创新驱动和政府LED发展政策的推动下,南昌已经建成LED全产业链,成为国内最大的大功率LED光源生产基地。

  2019年,规模10亿元的光谷基金成立,致力于放大硅衬底LED技术的应用优势。同时,兆驰股份、乾照光电、鸿利智汇等一批国内LED龙头企业被吸引而来,2022年,南昌LED产业实现营收212亿元。

  根据南昌市人民政府2023年10月印发的《关于进一步推动电子信息产业高质量发展的实施意见(修订版)》,南昌将深耕LED芯片制造和封装,打造以硅衬底LED为特色、以蓝宝石衬底LED为基础的“南昌光谷”。高新区重点打造硅衬底LED全产业链集群,经开区重点发展基础材料、芯片封装和终端应用环节,其他区县重点发展配套缺链环节,力争2026年全市LED产业规模达到500亿元。(朱 磊)

[ 责编:刘晗旭 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 回放:“巳巳如意中国年”短视频征集活动分享交流会

  • 多彩开学第一课

独家策划

推荐阅读
我国新型储能制造业全链条国际竞争优势凸显,优势企业梯队进一步壮大,产业创新力和综合竞争力显著提升,实现高端化、智能化、绿色化发展。
2025-02-18 09:33
新修订的科学技术普及法自2024年12月25日起施行。宣传贯彻科学技术普及法座谈会17日在京召开,全国人大常委会副委员长蔡达峰出席会议并讲话。
2025-02-18 09:32
迈着深深浅浅的步子走进葡萄园,脚下,枯叶作被覆盖着泥土;头顶,休眠的葡萄枝上零星挂着卷曲的叶子。果农们在葡萄架下来回穿梭,剪刀在手中翻飞,老练地修剪着葡萄枝条,随后,有条不紊地完成着开沟、窝肥、清园等“冬管清单”。
2025-02-18 09:32
2月13日,北京儿童医院,13位知名专家对1位8岁男孩的疑难病例展开缜密讨论。主持人是北京儿童医院院长、耳鼻咽喉头颈外科专家倪鑫,专家们则来自神经外科、肿瘤外科、口腔科等科室。
2025-02-18 09:28
2024年度河南省科学技术奖励名单上,河南农业大学“‘醛’球无敌”博士后科研团队的《木制细胞低碳增强结合关键技术》项目赫然在列。团队负责人彭万喜难掩笑意:“自2021年在全国博士后创新创业大赛拿金奖后,我们团队就荣誉不断。这背后,是国家对甲醛防控治理的日益重视。”
2025-02-18 09:27
重塑金身,树皮、籽壳和叶脉中的杜仲胶可作为首选材料。
2025-02-18 08:56
农业农村部近日制定印发《全国农业科技创新重点领域(2024—2028年)》,要求聚焦十大重点领域,加快推进高水平农业科技自立自强。
2025-02-17 10:16
2024年,中国智能算力规模达725.3百亿亿次/秒(EFLOPS),同比增长74.1%,增幅是同期通用算力增幅(20.6%)的3倍以上;市场规模为190亿美元,同比增长86.9%。
2025-02-17 10:14
我国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”全球访问量突破2000万次,刷新了我国自主量子算力服务规模纪录。
2025-02-17 10:14
一部优秀的动画片,需要艺术和技术的高度合一。而《哪吒2》在本土先进动漫制作技术的托举之下,实现了这种合一。它的成功,是我国文化软实力和电影科技硬实力的并肩胜出和双重出圈,昭示着文化与科技碰撞产生的巨大张力。
2025-02-17 10:12
科普法第五十一条规定,利用财政性资金设立科学技术计划项目,除涉密项目外,应当结合任务需求,合理设置科普工作任务,充分发挥社会效益。
2025-02-17 10:11
成都大熊猫繁育研究基地科普团队成立于2000年,旨在面向公众传播以大熊猫为代表的生物多样性保护理念。
2025-02-14 10:26
食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。
2025-02-14 10:24
《自然》杂志13日报道我国发现迄今唯一确切的侏罗纪鸟类——政和八闽鸟。
2025-02-14 10:23
在当前的极寒天气下,机器狗更灵活、可携带更多仪器,巡检质效显著提高,让赛事电力保供更安心。
2025-02-14 10:22
国家税务总局发布的最新数据显示,2024年,现行支持科技创新和制造业发展的主要政策减税降费及退税达26293亿元,助力我国新质生产力加速培育、制造业高质量发展。
2025-02-14 10:11
独脚金是寄生在高粱上的一种植物,能导致高粱减产甚至死亡。近日,我国科学家首次从高粱中发现两个关键基因,敲除后,高粱对独脚金的抗性显著提高。
2025-02-14 10:04
基于AI大模型及领域数据资源,构建基于PC端和手机端应用的科特派数字人“小科”,为用户提供随时在线、多终端访问、7×24小时全天候资源对接,全方位服务于北京城市科技创新与管理。
2025-02-13 09:36
新时代以来,我国以更高站位、更宽视野、更大力度来谋划和推进新征程生态环境保护工作,全力推动生态环境根本好转。
2025-02-13 03:40
新年伊始,DeepSeek成为“热词”,其在各领域的应用也引发思考和讨论。在科研领域,人工智能驱动科学研究的新科研范式随之到来,对构建开放创新生态提出了更急迫的要求。
2025-02-13 03:50
加载更多