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关键技术自主创新引领光明之路

江西造“中国芯”LED亮遍全球

编辑: 丁立明来源: 经济晚报2022-05-20 09:28:48

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晶能光电“中国芯”LED手机闪光灯生产车间一角

一片“芯”光一条产业链

  连日来,在南昌市高新区晶能光电(江西)有限公司的生产车间,工人们正开足马力,为某一线品牌即将推出的最新款手机加紧生产硅衬底LED闪光灯。

  作为全球硅衬底LED技术的主导者,晶能光电自2014年首次发布采用硅衬底大功率LED芯片的手机闪光灯以来,经过持续努力,如今已成长为全球出货量最大的手机闪光灯生产企业之一。

  “我们手机闪光灯的光源,具有得天独厚的技术领先优势。2021年,晶能光电在全球手机闪光灯市场的份额上升到30%,成为全球众多主流手机品牌的供应商,江西造‘中国芯’LED手机闪光灯已随一众主流品牌手机销往全球。”晶能光电品牌管理部经理王琼向记者表示。

  从2003年12月,南昌大学一间实验室里发出的一丝蓝光开始,江西造“中国芯”LED技术就开启了产业化之路——

  2004年,南昌大学江风益团队成功研制出高光效硅基氮化镓蓝光LED材料与芯片,打破美国、日本在半导体照明领域核心技术的垄断,开辟了一条更节能环保、低成本、高光质的LED技术路线,被国人自豪地称为“中国芯”LED;

  2006年,江风益、王敏等人作为联合创始人,创办晶能光电(江西)有限公司。晶能光电在全球率先开始硅衬底LED技术的产业化之路;

  2009年,晶能光电实现显示用小功率 LED芯片量产;

  2012年,晶能光电硅衬底大功率 LED芯片量产;

  2016年,是江西硅衬底LED产业发展史上里程碑式的一年。这年1月,由南昌大学、晶能光电、中节能晶和科技共同申报的“硅衬底高光效氮化镓基蓝色发光二极管项目”获颁2015年度国家技术发明奖一等奖,习近平总书记亲手将获奖证书颁发到江风益的手中。紧接着,南昌大学发明的硅衬底LED突破高光效黄光技术,黄光LED电光转换功率超过21%,远高于国外报道的最高水平9.6%。

  “目前,我们的硅衬底LED产品已应用于手机闪光灯、汽车照明、移动照明、户外照明、景观亮化、安防监控、UVLED等众多领域。”晶能光电(江西)有限公司联合创始人、执行董事王敏博士向记者介绍道,“2021年,晶能光电主营收入在2020年增长超60%的基础上,再实现30%的增长,今年一季度又取得超30%的增长。”

  王敏告诉记者,近年来,晶能光电通过持续的自主创新,已成为全球最大的大功率硅衬底LED光源供应商,“我们已申请和获得相关国际国内专利440余项,从可见光的红、蓝、绿光,到不可见光的紫外光,基础技术水平及应用与国际大厂实现并跑,部分技术水平实现领跑。”

  据悉,目前,围绕晶能光电这一产业链“龙头”,江西已经孵化出上、中、下游企业12家,年销售收入近40亿元,每年带动全国下游应用超过250亿产值。


  一串“金龙”一个“梦想”

  2021年,在庆祝中国共产党成立100周年之际,江西提出把井冈山打造成为世界红色旅游目的地。此后,一“串”流光溢彩的“金龙”在井冈群峰之间“腾空而起”——这是井冈山市政府在罗浮高架桥至井冈山游客服务中心之间20公里道路上安装的828杆智慧路灯。一盏盏灯光,勾勒出山路蜿蜒而上的雄峻之姿,形如飞龙在天。

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“井冈群峰之间的“中国芯”金黄光LED“金龙”

中国芯”LED景观灯成为华城门村(习家村)步行街的亮丽风景


  “这不仅是旅游景观,还是科技景观。”南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心副主任、南昌硅基半导体科技有限公司总裁王光绪向记者表示,“这些是国际领先的硅衬底金黄光纯LED照明技术打造的光源,由南昌大学江风益院士团队研制,具有强透雾性、高反射率、高光品质等特性,且节能环保、色调温馨,尤为适合山区多雨雾雪等复杂气候环境。”

  南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心是全国LED行业的创新“领头羊”。江风益则是点燃硅衬底氮化镓基蓝光LED技术创新“星星之火”的带头人,其多年前的一句“要用‘中国芯’照亮世界”,道出了江西几代半导体技术研发者共同的梦想。

  此后,江风益带领南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心继续创新,在获得国家技术发明奖一等奖外,又相继取得“高光效黄光LED材料与芯片制造技术”“高光效绿光LED材料与芯片制造技术”“硅基LED专用MOCVD装备设计与制造技术”“金黄光LED照明光源及灯具”四项成果并达到世界领先水平,使“中国芯”LED的成员进一步扩列,应用领域也进一步拓展。

  “我们的金黄光母婴灯就是用最新‘中国芯’LED技术打造的,属于硅衬底纯LED金黄光,经生物学测试,完全不含对眼睛有害的蓝光,连婴儿都可以直视。”江西金黄光星原智能科技有限公司总经理赵贺琦告诉记者,“这款灯上市两年多来,已行销全国并成功进入美国、意大利、韩国等国的健康照明新市场。”

  江西金黄光星原智能科技有限公司是南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心孵化的7家硅衬底LED科技企业之一,而29岁的赵贺琦作为一名该校在读博士生,也凭借“硅基无荧光粉发光芯片产业化应用”成果,与同学一道夺得第七届中国国际互联网 大学生创新创业大赛冠军。

  在南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心孵化的“创新矩阵”中,还有另外一位“佼佼者”——南昌硅基半导体科技有限公司,其在绿光LED芯片领域,已建成年产1亿只管芯的生产线,产品成功应用于国防先进装备和军警专用显示市场,满足了国家重大装备需求并出口全球各地,带动下游应用企业的年销售收入超过10亿元,辐射带动硅衬底LED上、中、下游全产业链快速成长,成为江西硅衬底LED产业链中的核心企业。

  今年2月,“江西半导体照明技术开拓中国优势”入选2021年江西省十大科技成果,南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心的系统性创新创造成果,被评价为“形成了中国优势和国际长板,具有里程碑意义。”


一粒“微显屏”一颗“未来星”

  “对角线长度为0.3英寸,那是有多大?”面对记者的提问,晶能光电(江西)有限公司副总经理付羿博士笑着回答,“反正比手指还要小。”

  比手指宽度还要细小的一块高清晰度显示屏,如果安装到VR眼镜等新型显示装备上,将带来互联网人机交互方式的巨大飞跃……

  “这是我们晶能光电最新制备的3000PPI硅衬底Micro-LED屏样品,今年下半年我们将给它键合上CMOS底板,测试其显示视频画面的功能。”付羿介绍道,“这款样品比去年9月我们发布的1000PPI红、绿、蓝三基色硅衬底GaN基MicroLED阵列清晰度提高了3倍。”

  付羿表示,Micro-LED也称微显示技术,是通向未来第三代互联网的关键“窗口”,在新型显示领域中是一项全世界都有待突破的技术。晶能光电以硅衬底LED技术为依托,在研发微显示屏方面有相当大的优势。“根据国外的公开报道,我们是继英国Plessey公司之后,全球第二个在硅衬底上实现GaN基红、蓝、绿三基色显示的企业。”付羿表示,Micro-LED要实现实际应用,首先要解决红光Micro-LED光效太低这一世界难题。“晶能光电目前已经有了成熟的思路,计划用2到3年的时间,攻克这一难关,将现有的红光Micro-LED光效提升10倍以上,以早日研发出硅衬底高光效Micro-LED全彩‘中国芯’。”

  (记者 刘莉娟 储符琳  图片由受访者提供)


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