巴掌大的蓝色圆形硅片上,一层层“生长”着多种半导体材料,两千个毫米见方的芯片整齐分布其中。由电变光,芯片发出神秘的幽蓝光,投射到荧光粉上,顿时柔和的白光洒射开来。
正是这小小的硅衬底蓝色发光二极管的诞生,使中国成为世界上继日美之后第三个掌握蓝光LED自主知识产权技术的国家、唯一实现硅衬底LED芯片量产的国家。
“中国芯”,令国人骄傲、世界震动。2015年度国家技术发明奖一等奖,花落“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”。
火把照亮了人类文明的萌芽,爱迪生的白炽灯促使电气时代降临,日光灯推动技术时代前行,第四代光源半导体发光二极管(简称LED)则是绿色照明时代的革新。
早在1962年LED就问世。正式作为照明光源,是日本1993年取得的突破,这项蓝宝石衬底LED技术获得2014年诺贝尔奖。1995年,美国成功研发碳化硅衬底LED技术,获得2003年美国总统技术发明奖。
当日美技术路线纷纷取得突破,一位30岁出头的年轻人也开始憧憬中国的蓝光梦。他,就是硅衬底LED技术的领衔教授、南昌大学副校长江风益。
1996年,在南昌大学一间40平方米的实验室里,江风益揣着60万元贷款,跟踪日本技术做中国的LED。4年后,他成功试制出蓝宝石衬底蓝、绿、紫光LED。这个蓝光梦,一做就是19年。
国内完全依赖进口LED芯片的历史改写,但江风益很快陷入了新的担忧。国内LED下游企业越来越多。可致命的是,技术专利都掌握在日美手中,行业随时可被扼喉。
江风益决心不做国外技术的影子,而是自主创新寻找“中国芯”的路径。2003年,江风益大胆选择硅衬底氮化镓技术路线。
人才不足,就多投入精力。5000多次实验,夜以继日。饿了,叫盒饭在实验室里吃;累了,在实验室的小床上打个盹。长期弯腰工作,江风益患上了严重的腰椎间盘突出椎管狭窄症,步行不到50米就得蹲下。
2003年12月的一个寒冬日,实验室内硅衬底蓝光LED发出了一丝微光。当其他人遗憾不够亮时,江风益大呼“很亮”!
2004年,硅衬底LED取得突破性进展,中国打破日美垄断,形成全球LED技术三足鼎立局面。目前其电光转换效率超过60%,获得授权专利147项,其中国际专利47项。
名副其实的“中国芯”诞生了!
躺在实验室里的“中国芯”没有生命,真正产业化才具国际竞争力。2006年,晶能(江西)光电有限公司应运而生,开始了硅衬底LED技术的产业化之路。3个月没日没夜地反复试验,一个个技术瓶颈被打开。
2009年,晶能光电在全球率先实现硅衬底小功率LED芯片量产;2012年,又实现硅衬底大功率LED芯片量产,这标志着硅衬底LED技术产业化的成熟,国际半导体照明联盟将其列为年度新闻事件。我国在硅衬底LED领域因此占据了技术和产业化两大高地。据新华社
硅衬底蓝光LED怎么改变我们生活
LED(发光二极管)
是一种冷光源
具有重大
节能减排价值
替代传统光源节电
路灯
手电
40%—80%
该项目成功推出
30多种产品
矿灯
筒灯
射灯
彩屏
家电数码
在多个
国家和地区
应用
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以后用这种灯省电省钱
制图夏洋