硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管

◎ 国家硅基LED工程技术研究中心

硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管

◎ 国家硅基LED工程技术研究中心

2016年2月3日，习近平总书记视察国家硅基LED工程技术研究中心。

具有节能环保意义的LED照明产业，是国内外重点发展的战略性新兴产业。国际上现有三条LED照明技术路线，分别是蓝宝石、碳化硅和硅衬底GaN基LED技术路线。其中，前两条技术路线分别是以日本和美国为主发展起来的，主要贡献者分别获得日美两国最高科技奖，第一条技术路线的三位主要发明人还获得了2014年度诺贝尔物理学奖，第三条技术路线是由南昌大学江风益教授领衔的团队发展起来的，获得了2015年度国家技术发明奖中唯一的一等奖。第一条技术路线是目前产业界采用的主流技术路线，第二条技术路线属“贵族”路线。这两条技术路线的核心发明专利分别被日、美等国所垄断，对我国LED产业发展形成了专利壁垒。为使我国这一产业从根本上避开与前两条技术路线发生专利纠纷，本项目经过近10年的技术攻关和生产实践，发明和不断完善了第三条LED照明技术路线。

江风益教授（左二）荣获2015年度国家技术发明奖一等奖

江风益教授获得的国家技术发明奖一等奖证书

在硅上制备高光效GaN基LED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，致使业界普遍认为，在硅上制备高光效GaN基LED是不可能的，几乎被判“死刑”。南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心江风益教授带领的团队经过三千多次实验，终于在国际上率先攻克了这一世界难题，成功研发了硅衬底GaN基LED技术。

1 本项目硅衬底GaN基LED材料生长关键技术

2 本项目硅衬底GaN基LED芯片制造关键技术

3 本项目硅衬底GaN基LED生产与应用

2006年，江风益教授基于该技术创办了晶能光电有限公司，引入国际战略投资基金，实施硅衬底LED芯片产业化，之后又成立了硅衬底LED封装公司和产品应用公司。目前，硅衬底LED芯片、灯珠以及灯具等产品销往国内外，成功地应用于通用照明、特种照明及显示显像等领域，较传统光源节电50%至90%。本项目从衬底加工、外延生长、芯片制造至封装应用等全产业链均发明了适合硅衬底高光效蓝光LED生产的关键技术，自成体系。至今，该技术已申请发明专利300余项，获授权发明专利147项，其中国际发明专利76项，冲破了国外专利的束缚，有力提升了我国LED技术在国际上的地位，为人类新光源的发展作出了开创性贡献。

2016年2月3日，习近平总书记在江西考察期间，视察了南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心，肯定中心科研人员攻科研难题和抓成果转化决心大、目标高、工作实、成效好，并提出殷切期望：“我国发展必须依靠创新。掌握核心技术的过程很艰难，但这条道路必须走。”

十多年来，我国从跟跑，到并跑，到部分领跑，如今正在向全面领跑LED技术迈进。

［项目完成单位：南昌大学，晶能光电（江西）有限公司，中节能晶和照明有限公司］

国际上现有的三条LED照明技术路线