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梦想“中国芯”照亮全世界

——访国家技术发明奖一等奖获得者南昌大学江风益团队

尽管已有心理准备，但当宣布“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目获得2015国家技术发明奖一等奖的时候，与会的南昌大学副校长、国家硅基LED工程技术研究中心主任江风益的眼眶里依然涌出激动的泪花。

“改变了目前日本日亚公司垄断蓝宝石衬底和美国CREE公司垄断碳化硅衬底LED照明芯片技术的局面，形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案三足鼎立的局面。”这是国家863专家组对江风益所率团队研发的硅基LED项目作出的评价。

江风益在观察一张硅衬底蓝光LED芯片。新华社记者 周密摄

LED，即发光二极管，是一种节能环保的冷光源，具有发光效率高、寿命长、体积小、可靠性高、响应速度快和应用范围广的特点，已形成有着巨大潜力的战略性新兴产业。长期以来，国际上的LED照明技术路线，主要由日方的蓝宝石衬底和美方的碳化硅衬底方案所主导，前者更是目前产业界采用的主流技术路线。

“蓝宝石衬底和碳化硅衬底目前已经形成了LED全行业的布局，专利全在日、美等国手里。”江风益说，“这意味着，如果我国的LED产业仍沿着这两条技术路线发展，势必会因技术壁垒而在市场竞争中处于劣势，只能拼价格、拼规模、拼投资，在中低端照明市场挣扎。”

2003年底，追踪蓝宝石衬底技术已有7年的江风益团队，把目光对准了硅衬底LED技术。

“在硅上制备高光效GaN基LED曾一直是学术界梦寐以求的目标。然而由于硅和GaN巨大的晶格失配和热失配导致的外延膜龟裂、晶体质量差，以及衬底不透明导致的出光效率低等问题长期未能解决，致使当时业界普遍认为，在硅上制备高光效GaN基LED是不可能的。”作为硅基LED项目研发人之一，江风益的助手、国家硅基LED工程技术研究中心常务副主任刘军林回忆，“江教授讲，我们要把不可能变成可能。”

此后12年，江风益和他的团队把实验楼当成了家。“楼里搞了个小食堂，办公室里摆了张床，经常一个星期不出房。”从设计到实验，从实验到中试，从中试到小规模量产……5000余次实验，贯穿了无数个昼夜，“明天才下班”成为江风益团队的常态。

2004年，江风益团队开发出硅衬底GaN基LED材料与器件技术；2005年，实验室出产品；2006年，以硅基LED技术为依托的晶能光电（江西）公司成立；2007年，中试成功；2008年，开始小批量试生产，2009年，实现硅衬底小功率LED芯片量产；2012年，成功突破新一代硅衬底大功率LED芯片技术……硅衬底LED技术研发成功及其产业化，是我国LED照明产业从中国制造发展到中国创造的缩影。

“这个项目创造了LED照明第三条技术路线，已获得授权专利147项，其中国际专利47项，实现了外延芯片核心部件每一层都有专利保护，自成体系，打破了日美等国在这个领域的技术垄断，也避开了与他们发展起来的蓝宝石和碳化硅衬底LED技术路线发生知识产权纠纷。”硅衬底LED项目研发人之一、晶能光电（江西）公司研发副总裁孙钱博士说，“从国家战略层面讲，硅衬底技术是我国拥有自主知识产权的技术路线，可以构建中国完全自主的LED产业。”

正是基于硅衬底LED技术的成功研发与产业化，日前，江西省出台《关于打造南昌光谷、建设江西LED产业基地实施方案》，提出要大力扶持硅衬底LED技术全产业链发展，推进硅衬底LED原创技术优势加快转化为产业优势，实现由技术制高点迈向市场制高点，把南昌打造成全国的LED光谷，把江西建设成为全国领先、具有国际核心竞争力的LED全产业链研发、制造和应用基地；并明确了今后五年LED产业发展目标：到2020年，江西LED产业主营业务收入要在2015年的基础上翻两番，总量超过1000亿元，力争占全国的比重达到15%。

“我希望，在不远的将来，‘中国芯’能够照亮世界。这，是我的中国梦。”江风益说。（光明日报记者 胡晓军）

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