中国没有led制造技术吗(经济日报调研LED“中国芯”：晶能，为什么能)

习近平总书记指出，创新是企业经营最重要的品质，也是今后我们爬坡过坎必须要做到的。关键核心技术必须牢牢掌握在我们自己手中，制造业也一定要抓在我们自己手里。

科创企业有很多，手握核心技术的科创企业也不在少数。但在科技成果转化为现实生产力的道路上，并不是每一家企业都顺风顺水。资金、技术、人才、产业配套、市场政策环境，无一不是自主创新路上的“拦路虎”，克服这些困难，需要企业家精神，需要工匠精神，需要创新主体的不懈坚持，还需要全社会的包容与呵护。

迈过2020年，晶能光电（江西）有限公司CEO王敏再一次迎来“荣耀时刻”，疫情影响下，企业主营业务收入仍实现增长近七成。这是晶能光电投身硅衬底LED照明产业15年来，第一次实现如此大幅的增长。

值得晶能上下“大书特书”的事情还有很多：

在高端照明领域，现在全球每4部手机就有一部用的是晶能硅衬底LED闪光灯；在移动照明领域，全球每3个手电筒就有一个用的是晶能硅衬底LED芯片；汽车前大灯大功率LED光源方面，晶能在国内率先通过IATF16949体系认证并通过AECQ－102产品认证，拿到进入汽车电子的两张“门票”。更为关键的是，随着硅衬底技术路线的奋起直追，LED赛道上美国巨头垄断的碳化硅衬底技术已然逐步退出LED行业。

王敏说，自己上一次感受如此“荣耀”，还是2016年的事。那一年，晶能光电和南昌大学、晶和照明联合申报的“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目，获得2015年度国家技术发明奖唯一的一等奖。

5年过去，王敏觉得很多事情都在改变。比如，现在国家大的营商环境好了很多，和前些年的“磕磕绊绊”相比，企业已经步入正轨，不再差那些“小钱”。不过王敏也不敢松懈，行业竞争更加激烈，资金、技术、人才、上下游产业配套、市场政策环境等，依旧是前进道路上必须应对的挑战。王敏说，虽然手握尖端科技，但他们用了10多年的时间也才刚刚“入门”。这是王敏的感慨，也是很多手握核心科技的企业共同的感慨。

让“中国芯”点亮世界

“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”

这个“支点”，是很多企业的梦想。

王敏找到“支点”的时间很早，早到中国科学院院士江风益教授领衔的研发团队刚刚在硅基氮化镓LED材料上取得突破，王敏便一个猛子扎到了科技成果的产业化转换中。

2004年，当时还是南昌大学一名普通教授的江风益，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。王敏毫不犹豫地认为，他找到了梦想的“支点”。也是从那时起，王敏和他的师兄江风益商量着搭起了晶能光电的最初“骨架”——与南昌大学成立昌大光电。为此，王敏向弟弟借了10万元人民币入股。

“我们的梦想是让‘中国芯’点亮整个世界。”时至今日，回想起当年喊出的豪言壮语，王敏仍然掩饰不住脸上的自信。

这份自信，源自硅衬底氮化镓基LED技术的独一无二。

这个技术有多了不起呢？

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。

在硅衬底技术问世之前，LED制备已有两条技术路线实现产业化，一个是日本公司的蓝宝石衬底技术，另一个是美国公司发明的碳化硅衬底技术。

在业界看来，这两条技术路线的优缺点都很明显。蓝宝石衬底强度高、耐冲刷，高温下化学性质稳定。不过，蓝宝石是绝缘体，无法制成垂直结构的器件。此外，蓝宝石硬度高，散热差，难以薄化和切割。所以，用蓝宝石衬底制作大功率LED，局限性很大。碳化硅倒是克服了蓝宝石的这些“毛病”，材料属性上是导电的半导体，可以做垂直结构，导热性能也要比蓝宝石高10倍以上。不过，碳化硅技术门槛很高，成本同样很高。

而硅衬底技术出现，恰好集中了两者优势，容易获得低成本、大尺寸、高质量的衬底，大幅降低LED造价。

国家863专家组当时这样评价江风益团队的发明：这一技术改变了日本公司垄断蓝宝石衬底和美国公司垄断碳化硅衬底半导体照明技术的局面，形成了蓝宝石、碳化硅、硅基半导体照明技术方案“三足鼎立”的局面。

硅作为衬底材料的优点很突出，但要在硅衬底上制备高光效LED芯片却一直是个世界级难题。难在哪？王敏说，难在制备LED芯片先要在衬底上长出氮化镓发光薄膜，因为硅和氮化镓材料存在严重的热失配和晶格失配，各国研究者穷尽40余年钻研，迟迟没有找到攻克关键技术难点的理想方法，硅衬底这一技术路线也因此一度被业界宣判“死刑”。

2003年，江风益团队在尝试过多种新材料后，再次瞄准用硅衬底生长LED材料，决心奋力一搏。

“我国是名副其实的LED产品制造大国，国内LED企业采用的蓝宝石技术路线，布满了国外LED巨头精心埋下的专利‘地雷’。过去许多企业为此吞下苦果，很大程度上阻碍了我国LED企业进入国际市场。”谈起初衷，王敏的话语里是沉甸甸的责任感，而在江风益看来，“硅衬底技术路线是中国有可能全面冲破国外专利封锁的绝好机遇”。

科学探索有着自身规律，内含必然，又充满偶然。后来成为晶能光电投资人的潘晓峰曾这样比喻，“就像一副扑克牌里面一定有大王，但不会那么巧一翻牌就翻到。运气好可能第三张就翻到了，但也可能54张牌要翻到50张才能亮相”。

也就是从江风益下定决心的那天起，南昌大学的半导体发光材料实验室里多出了一张床。江风益吃住在这里，每天十几个小时，“大学＋企业”一起，产学研轮轴转。前前后后历经3000多次科学实验，江风益团队终于翻到这张“大王”：在硅上成功生长出氮化镓发光薄膜，性能达到实用水平。

“下一步，必须要产业化。我们没有理由再点洋半导体灯。”初尝喜悦成果的江风益憧憬着未来。

2005年实验室出样品，2006年创办晶能光电，2007年建工厂，2008年小批量试生产，2009年显示用小功率LED芯片量产，2012年大功率LED芯片量产……多年艰苦卓绝的攻关研发，晶能光电的硅衬底LED技术日臻成熟。

更重要的是，以此技术为核心，晶能光电已申请和获得国际国内专利420多项，在LED外延生长、芯片制造、封装及应用等领域均有布局。

2011年，美国麻省理工《科技创业》杂志评选的“全球最具创新力企业50强”中，晶能光电凭此与