硅襯底高光效GaN基藍(lán)色發(fā)光二極管

◎ 國家硅基LED工程技術(shù)研究中心

硅襯底高光效GaN基藍(lán)色發(fā)光二極管

◎ 國家硅基LED工程技術(shù)研究中心

2016年2月3日，習(xí)近平總書記視察國家硅基LED工程技術(shù)研究中心。

具有節(jié)能環(huán)保意義的LED照明產(chǎn)業(yè)，是國內(nèi)外重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。國際上現(xiàn)有三條LED照明技術(shù)路線，分別是藍(lán)寶石、碳化硅和硅襯底GaN基LED技術(shù)路線。其中，前兩條技術(shù)路線分別是以日本和美國為主發(fā)展起來的，主要貢獻(xiàn)者分別獲得日美兩國最高科技獎，第一條技術(shù)路線的三位主要發(fā)明人還獲得了2014年度諾貝爾物理學(xué)獎，第三條技術(shù)路線是由南昌大學(xué)江風(fēng)益教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)發(fā)展起來的，獲得了2015年度國家技術(shù)發(fā)明獎中唯一的一等獎。第一條技術(shù)路線是目前產(chǎn)業(yè)界采用的主流技術(shù)路線，第二條技術(shù)路線屬“貴族”路線。這兩條技術(shù)路線的核心發(fā)明專利分別被日、美等國所壟斷，對我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成了專利壁壘。為使我國這一產(chǎn)業(yè)從根本上避開與前兩條技術(shù)路線發(fā)生專利糾紛，本項(xiàng)目經(jīng)過近10年的技術(shù)攻關(guān)和生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)明和不斷完善了第三條LED照明技術(shù)路線。

江風(fēng)益教授（左二）榮獲2015年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎

江風(fēng)益教授獲得的國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎證書

在硅上制備高光效GaN基LED一直是學(xué)術(shù)界夢寐以求的目標(biāo)。然而由于硅和GaN巨大的晶格失配和熱失配導(dǎo)致的外延膜龜裂、晶體質(zhì)量差，以及襯底不透明導(dǎo)致的出光效率低等問題長期未能解決，致使業(yè)界普遍認(rèn)為，在硅上制備高光效GaN基LED是不可能的，幾乎被判“死刑”。南昌大學(xué)國家硅基LED工程技術(shù)研究中心江風(fēng)益教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)經(jīng)過三千多次實(shí)驗(yàn)，終于在國際上率先攻克了這一世界難題，成功研發(fā)了硅襯底GaN基LED技術(shù)。

1 本項(xiàng)目硅襯底GaN基LED材料生長關(guān)鍵技術(shù)

2 本項(xiàng)目硅襯底GaN基LED芯片制造關(guān)鍵技術(shù)

3 本項(xiàng)目硅襯底GaN基LED生產(chǎn)與應(yīng)用

2006年，江風(fēng)益教授基于該技術(shù)創(chuàng)辦了晶能光電有限公司，引入國際戰(zhàn)略投資基金，實(shí)施硅襯底LED芯片產(chǎn)業(yè)化，之后又成立了硅襯底LED封裝公司和產(chǎn)品應(yīng)用公司。目前，硅襯底LED芯片、燈珠以及燈具等產(chǎn)品銷往國內(nèi)外，成功地應(yīng)用于通用照明、特種照明及顯示顯像等領(lǐng)域，較傳統(tǒng)光源節(jié)電50%至90%。本項(xiàng)目從襯底加工、外延生長、芯片制造至封裝應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈均發(fā)明了適合硅襯底高光效藍(lán)光LED生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，自成體系。至今，該技術(shù)已申請發(fā)明專利300余項(xiàng)，獲授權(quán)發(fā)明專利147項(xiàng)，其中國際發(fā)明專利76項(xiàng)，沖破了國外專利的束縛，有力提升了我國LED技術(shù)在國際上的地位，為人類新光源的發(fā)展作出了開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。

2016年2月3日，習(xí)近平總書記在江西考察期間，視察了南昌大學(xué)國家硅基LED工程技術(shù)研究中心，肯定中心科研人員攻科研難題和抓成果轉(zhuǎn)化決心大、目標(biāo)高、工作實(shí)、成效好，并提出殷切期望：“我國發(fā)展必須依靠創(chuàng)新。掌握核心技術(shù)的過程很艱難，但這條道路必須走?！?/p>

十多年來，我國從跟跑，到并跑，到部分領(lǐng)跑，如今正在向全面領(lǐng)跑LED技術(shù)邁進(jìn)。

［項(xiàng)目完成單位：南昌大學(xué)，晶能光電（江西）有限公司，中節(jié)能晶和照明有限公司］

國際上現(xiàn)有的三條LED照明技術(shù)路線