晶能光電LED外延生產(chǎn)車(chē)間

LED芯片金屬蒸鍍

手工分選車(chē)間

南昌硅襯底LED項目喜獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎的消息轟動(dòng)全國、引世界矚目。那么，硅襯底LED項目是什么？為什么能獲得如此高的榮譽(yù)？將給中國乃至世界經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展帶來(lái)哪些影響？帶著(zhù)這些疑問(wèn)，記者走進(jìn)晶能光電(江西)有限公司進(jìn)行了一番探尋。

背景

LED照明

比普通白熾燈節能90%

說(shuō)到硅襯底LED技術(shù)，市民或許會(huì )覺(jué)得概念太高深而難以理解，但是看到LED汽車(chē)前大燈、LED手機閃光燈、LED強光手電這些日常生活用品，就能有個(gè)直觀(guān)感受，硅襯底LED技術(shù)就是讓這些照明產(chǎn)品發(fā)光的技術(shù)。

LED作為第四代照明光源，具有高效、使用壽命長(cháng)、節能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)，在全球的滲透率越來(lái)越高。因而節能環(huán)保的LED照明產(chǎn)業(yè)，也成為國內外重點(diǎn)發(fā)展的戰略性新興產(chǎn)業(yè)。

“對普通老百姓而言，使用LED新型照明光源，其照明度比普通日光燈高1倍，發(fā)光效率比普通白熾燈節能90%。”晶能光電聯(lián)合創(chuàng )始人、南昌大學(xué)副校長(cháng)江風(fēng)益教授介紹說(shuō)，LED照明具有重大節能減排價(jià)值。

專(zhuān)利壁壘

限制國內LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展

目前，全球LED產(chǎn)業(yè)規模呈快速增長(cháng)之勢，據預測，到2020年全球LED照明市場(chǎng)將達到1000億美元，已形成美國、歐洲、亞洲三足鼎立的產(chǎn)業(yè)分布與市場(chǎng)競爭格局，其中亞洲以日本、韓國、中國為主。

國際上現有三條LED 照明技術(shù)路線(xiàn)，分別是藍寶石襯底、碳化硅襯底和硅襯底氮化鎵基LED 技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)硅襯底LED技術(shù)）路線(xiàn)。目前，第一條藍寶石LED技術(shù)路線(xiàn)是產(chǎn)業(yè)界采用的主流技術(shù)路線(xiàn)，第二條碳化硅LED技術(shù)路線(xiàn)屬“貴族”路線(xiàn)。這兩條技術(shù)路線(xiàn)的核心發(fā)明專(zhuān)利分別被日、美等國壟斷，對我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成專(zhuān)利壁壘。

我國LED照明產(chǎn)業(yè)起步較晚，但是發(fā)展迅猛。目前全球70%的LED照明產(chǎn)品在中國生產(chǎn)制造，我國LED生產(chǎn)企業(yè)數量在2萬(wàn)家以上，然而銷(xiāo)量卻未與之形成正比。

“2010年以后，國內開(kāi)始發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)主流是引進(jìn)藍寶石襯底技術(shù)的方式，但是國外專(zhuān)利體系完備，形成了專(zhuān)利封鎖線(xiàn)，國內產(chǎn)品很難往外面賣(mài)，國外產(chǎn)品在國內利潤又很高。”晶能光電(江西)有限公司外研中心副總裁付羿博士說(shuō)。

突圍

瞄準硅襯底LED技術(shù)尋求突破

雖然我國是LED制造大國，并已進(jìn)入LED產(chǎn)業(yè)的繁榮時(shí)期，但繁榮背后卻是多數企業(yè)和資本的低效率。歸結原因，主要是我國90%以上的LED生產(chǎn)企業(yè)均在跟蹤模仿國外的技術(shù)，大部分企業(yè)缺少核心專(zhuān)利技術(shù)及品牌，同質(zhì)化嚴重，通過(guò)拼價(jià)格、拼規模、拼投資，在中低端照明市場(chǎng)掙扎。

一邊是日本的藍寶石襯底，一邊是美國的碳化硅襯底，市場(chǎng)布滿(mǎn)了LED巨頭精心埋下的專(zhuān)利地雷，如何在重重夾擊和壟斷中突出重圍另辟新徑？江風(fēng)益教授的據了解，硅作為一種襯底材料，與藍寶石和碳化硅相比，具有低成本、大尺寸、高質(zhì)量、能導電等優(yōu)點(diǎn)，被認為是業(yè)界夢(mèng)寐以求的生長(cháng)氮化鎵藍光LED的襯底材料。采用硅襯底技術(shù)的LED芯片散熱好，產(chǎn)品抗靜電性能好、壽命長(cháng)，可承受的電流密度高，適用于大功率LED照明，且由于硅芯片的單面出光，光指向性好、光品質(zhì)好的特點(diǎn)，使其在LED手機閃光燈、汽車(chē)照明、高端室內照明等對光品質(zhì)及方向性要求更高的領(lǐng)域極具優(yōu)勢。

“南昌創(chuàng )造的硅襯底LED技術(shù)誕生，相當于在全球范圍發(fā)明了一種新的光源，改變了全球LED產(chǎn)業(yè)格局，使得中國擁有了國際上第三條LED照明技術(shù)路線(xiàn)。”江風(fēng)益教授告訴記者，硅襯底LED技術(shù)使我國這一產(chǎn)業(yè)從根本上避開(kāi)了與藍寶石襯底、碳化硅襯底兩條技術(shù)路線(xiàn)發(fā)生專(zhuān)利糾紛。

攻克世界難題點(diǎn)亮“中國芯”

“我們開(kāi)始做的時(shí)候，美國IBM公司30年前就做了，IBM是一個(gè)世界性的公司，他們有的是人力物力財力去做這件事，但沒(méi)有做成，放棄了。在這種情況下，我們把這個(gè)技術(shù)撿過(guò)來(lái)，繼續做。”江風(fēng)益教授說(shuō)。

在硅上制備高光效GaN基LED一直是學(xué)術(shù)界夢(mèng)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(wèn)題長(cháng)期未能解決，致使業(yè)界普遍認為，在硅上制備高光效GaN基LED是不可能的事，硅襯底GaN基LED路線(xiàn)幾乎被判“死刑”。

經(jīng)過(guò)數千次實(shí)驗，南昌硅襯底LED項目技術(shù)研發(fā)團隊終于在國際上率先攻克了這一世界難題。同時(shí)，在晶能光電每年8000萬(wàn)元以上研發(fā)經(jīng)費的推動(dòng)下，所生產(chǎn)的硅襯底LED產(chǎn)品各項指標在同類(lèi)研究中均處于國際領(lǐng)先水平，并與前兩條技術(shù)路線(xiàn)持平。目前，晶能光電圍繞硅襯底LED技術(shù)已經(jīng)申請或擁有國際國內專(zhuān)利330多項，已授權專(zhuān)利147項，其中國際專(zhuān)利47項。

“當時(shí)國內外幾十家在做，我們比較幸運，從跟蹤到跨越，很快就突破了里面的關(guān)鍵技術(shù)，突破了人家30多年沒(méi)有解決的問(wèn)題。”江風(fēng)益教授說(shuō)。從2003年開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一年多技術(shù)攻關(guān)，硅襯底LED取得突破性進(jìn)展，開(kāi)發(fā)了硅襯底氮化鎵基LED材料與器件技術(shù)；2005年實(shí)驗室出產(chǎn)品，點(diǎn)亮中國“芯”，打破日美壟斷，形成全球LED技術(shù)三足鼎立局面。

影響

技術(shù)創(chuàng )新打破國外企業(yè)對高端市場(chǎng)壟斷

我國LED產(chǎn)業(yè)目前存在“大而不強”的缺陷，盡管企業(yè)數量眾多，但競爭力較弱。歸根結底，企業(yè)要靠?jì)仍诘募夹g(shù)創(chuàng )新，通過(guò)內涵增長(cháng)，才能真正做強。

江風(fēng)益教授和晶能光電CEO王敏進(jìn)行了一條尋找資金把實(shí)驗室里的項目進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的道路，成立由金沙江創(chuàng )投、亞太資源、Mayfield、淡馬錫等多家著(zhù)名的投資機構共同投資的晶能光電(江西)有限公司，致力于打造我國具有自主知識產(chǎn)權的硅襯底照明LED產(chǎn)業(yè)鏈，形成核心競爭力。打破國外企業(yè)對高端市場(chǎng)的壟斷，成為我國LED產(chǎn)品進(jìn)入高端市場(chǎng)的突破口。

作為目前為止全球唯一一家量產(chǎn)硅襯底LED芯片的廠(chǎng)家，晶能光電不斷優(yōu)化工藝，提升產(chǎn)品性能，生產(chǎn)的硅襯底大功率LED芯片性能與國際主流廠(chǎng)商相當，并成為大中華區最大的大功率LED芯片和大功率陶瓷封裝LED生產(chǎn)廠(chǎng)家。

自2012年以來(lái)，晶能光電開(kāi)啟了“逆襲”之勢，在國內大部分LED企業(yè)利潤嚴重下滑的市場(chǎng)背景下，保持30%的毛利，銷(xiāo)售收入連續三年近100%的增長(cháng)。2012年開(kāi)始滿(mǎn)產(chǎn)滿(mǎn)銷(xiāo)，2013年收入3300萬(wàn)美元，2014年6099萬(wàn)美元。

目前以硅襯底LED技術(shù)為基礎，以晶能光電為核心，通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游垂直整合，在全國已形成擁有12家企業(yè)的硅襯底LED產(chǎn)業(yè)鏈，初具集群規模，輻射帶動(dòng)效應明顯。2014年全產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現產(chǎn)值20億元，2015年預計可達50億元，未來(lái)三年可形成百億產(chǎn)值規模。

實(shí)現我國LED產(chǎn)業(yè)

“引進(jìn)來(lái)”和“走出去”

如今，硅襯底LED技術(shù)也成為我國LED產(chǎn)業(yè)對外合作的窗口，實(shí)現我國LED產(chǎn)業(yè)“引進(jìn)來(lái)”和“走出去”。據介紹，全球LED產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入大整合時(shí)期，國外優(yōu)秀的LED企業(yè)或有品牌，或有渠道，或有專(zhuān)利技術(shù)，或有人才，我國LED企業(yè)應積極將這些企業(yè)引進(jìn)來(lái)“為我所用”。

2015年，晶能光電股東金沙江GO Scale并購基金牽頭，在晶能光電的支持下，聯(lián)合中國投資有限責任公司、南昌工業(yè)控股集團有限公司、亞太資源開(kāi)發(fā)投資有限公司等組成的財團，在江西省委省政府、南昌市委市政府的大力支持下，成功收購飛利浦LUMILEDS（亮銳） 80.1 %的股權，交易價(jià)值約33億美元。

與此同時(shí)，隨著(zhù)我國“一帶一路”戰略深入實(shí)施，沿線(xiàn)國家的LED照明市場(chǎng)對我國LED企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大機遇。但同時(shí)，產(chǎn)品專(zhuān)利問(wèn)題將突顯。硅襯底LED應用產(chǎn)品可為出口企業(yè)免除專(zhuān)利糾紛的困擾，為出口保駕護航。

當前，省委、省政府正在實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略，作出了打造“南昌光谷”、發(fā)展LED全產(chǎn)業(yè)鏈的決策部署，南昌LED產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了歷史性發(fā)展契機，晶能光電作為核心企業(yè)將在其中發(fā)揮龍頭和領(lǐng)頭羊的作用。