夢想“中國芯”照亮全世界
——訪國家技術發明獎一等獎獲得者南昌大學江風益團隊
盡管已有心理準備，但當宣布“硅襯底高光效GaN基藍色發光二極管”項目獲得2015國家技術發明獎一等獎的時候，與會的南昌大學副校長、國家硅基LED工程技術研究中心主任江風益的眼眶里依然涌出激動的淚花。
“改變了目前日本日亞公司壟斷藍寶石襯底和美國CREE公司壟斷碳化硅襯底LED照明芯片技術的局面，形成了藍寶石、碳化硅、硅襯底半導體照明技術方案三足鼎立的局面。”這是國家863專家組對江風益所率團隊研發的硅基LED項目作出的評價。
江風益在觀察一張硅襯底藍光LED芯片。新華社記者 周密攝
LED，即發光二極管，是一種節能環保的冷光源，具有發光效率高、壽命長、體積小、可靠性高、響應速度快和應用范圍廣的特點，已形成有著巨大潛力的戰略性新興產業。長期以來，國際上的LED照明技術路線，主要由日方的藍寶石襯底和美方的碳化硅襯底方案所主導，前者更是目前產業界采用的主流技術路線。
“藍寶石襯底和碳化硅襯底目前已經形成了LED全行業的布局，專利全在日、美等國手里。”江風益說，“這意味著，如果我國的LED產業仍沿著這兩條技術路線發展，勢必會因技術壁壘而在市場競爭中處于劣勢，只能拼價格、拼規模、拼投資，在中低端照明市場掙扎。”
2003年底，追蹤藍寶石襯底技術已有7年的江風益團隊，把目光對準了硅襯底LED技術。
“在硅上制備高光效GaN基LED曾一直是學術界夢寐以求的目標。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、晶體質量差，以及襯底不透明導致的出光效率低等問題長期未能解決，致使當時業界普遍認為，在硅上制備高光效GaN基LED是不可能的。”作為硅基LED項目研發人之一，江風益的助手、國家硅基LED工程技術研究中心常務副主任劉軍林回憶，“江教授講，我們要把不可能變成可能。”
此后12年，江風益和他的團隊把實驗樓當成了家。“樓里搞了個小食堂，辦公室里擺了張床，經常一個星期不出房。”從設計到實驗，從實驗到中試，從中試到小規模量產……5000余次實驗，貫穿了無數個晝夜，“明天才下班”成為江風益團隊的常態。
2004年，江風益團隊開發出硅襯底GaN基LED材料與器件技術；2005年，實驗室出產品；2006年，以硅基LED技術為依托的晶能光電（江西）公司成立；2007年，中試成功；2008年，開始小批量試生產，2009年，實現硅襯底小功率LED芯片量產；2012年，成功突破新一代硅襯底大功率LED芯片技術……硅襯底LED技術研發成功及其產業化，是我國LED照明產業從中國制造發展到中國創造的縮影。
“這個項目創造了LED照明第三條技術路線，已獲得授權專利147項，其中國際專利47項，實現了外延芯片核心部件每一層都有專利保護，自成體系，打破了日美等國在這個領域的技術壟斷，也避開了與他們發展起來的藍寶石和碳化硅襯底LED技術路線發生知識產權糾紛。”硅襯底LED項目研發人之一、晶能光電（江西）公司研發副總裁孫錢博士說，“從國家戰略層面講，硅襯底技術是我國擁有自主知識產權的技術路線，可以構建中國完全自主的LED產業。”
正是基于硅襯底LED技術的成功研發與產業化，日前，江西省出臺《關于打造南昌光谷、建設江西LED產業基地實施方案》，提出要大力扶持硅襯底LED技術全產業鏈發展，推進硅襯底LED原創技術優勢加快轉化為產業優勢，實現由技術制高點邁向市場制高點，把南昌打造成全國的LED光谷，把江西建設成為全國領先、具有國際核心競爭力的LED全產業鏈研發、制造和應用基地；并明確了今后五年LED產業發展目標：到2020年，江西LED產業主營業務收入要在2015年的基礎上翻兩番，總量超過1000億元，力爭占全國的比重達到15%。
“我希望，在不遠的將來，‘中國芯’能夠照亮世界。這，是我的中國夢。”江風益說。（光明日報記者 胡曉軍）
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