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半导体照明与LED产业

2013-06-19 11:56
林契于宸
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  在(南昌大学)教育部发光材料与器件工程研究中心的一项具有原始创新意义的科技成果(硅衬底GaN基LED外延材料及器件制造技术)的基础上,晶能光电(江西)有限公司已经将该项技术实现了产业化。该技术规避了国外专利,走出了一条具有完全自主知识产权的新的LED制造技术路线,国家863专家组对此项技术的评价是:“打破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半导体照明技术的局面,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。”

  该项制造技术具有以下几方面的优势:①属原创技术,产品不受国际专利限制可销往国际市场,具有很大的国际市场竞争潜力。②产品具有抗静电性能好、寿命长、可承受的电流密度高等优良特性。③芯片为上下电极单引线垂直结构,器件封装工艺简单。④硅衬底价格相对低廉,且后续工艺性能良好,综合成本的降低空间更大。

  (2)有LED研究机构,且研发能力较强。

  ①(南昌大学)教育部发光材料与器件工程研究中心是经国家教育部批准于2001年4月成立的工程中心,它是我省目前层次最高的半导体照明技术研究机构,在国内颇有影响。该中心也是南昌大学材料物理与化学国家重点学科、材料科学与工程一级学科博士点以及博士后科研流动站、半导体照明技术教育部创新团队的依托单位。中心承担了多项国家科技部“863计划”、电子发展基金等重大科技项目。中心一开始就定位走学研产结合之路,建成以半导体发光材料和器件研发与人才培养为特色的国内一流的工程研究中心。上面所述的硅衬底GaN基LED外延材料及器件制造技术就是该中心研究成功的。

  ②江西联创光电科技股份有限公司技术中心是联创光电公司内一个拥有70余名工程技术人员的技术研发机构,其中具有高中级职称的科技人员占50%。中心主要承担公司新产品、新技术、新工艺的研发,为公司提供技术支持与决策咨询,并开展对外合作交流。技术中心下设多个研发部,分别从事外延材料、光电器件、背光源、功率型器件封装及应用等方面的研究开发工作。近几年来,“片式发光二极管”、“液晶显示器用高亮度LED背光源”、各种片式LED等多项产品分别获得江西省科技进步奖、江西省优秀新产品奖,以及国家重点新产品、江西省优秀重点新产品等荣誉称号。

  (3)产业技术基础较好。

  作为我国最早的LED芯片制造厂江西联创欣磊光电科技有限公司不仅在上世纪90年代初就已开发研究成功LED芯片规模化生产的工艺技术,而且也为LED企业的发展培养了大批的技术人才,积累了大量的生产管理经验。这些技术人才在我省的LED产业中发挥了并将继续发挥巨大作用。据了解,在国内许多LED芯片制造厂中都有当年在欣磊工作过的工程技术人员、经营管理人员或技术工人。

  (4)具有全色段LED的生产技术与能力。

  LED的发光颜色完全是由材料本身的原子结构决定的,什么材料发什么颜色的光。我省LED企业具有GaAs、GaP、GaN以及以它们为基础的三元、四元化合物半导体外延材料的生产能力,也就是说,我省能够生产从红外、红光直到紫光全波段各种颜色的LED。

  (5)具有MOCVD设备的研发制造能力。

  前面已经提及,制造各种LED的关键设备是MOCVD。当前,国际上MOCVD设备制造商主要有德国的AIXTRON公司、美国的EMCORE公司(Veeco)、英国的ThomasSwan公司(现已被AIXTRON公司收购)。我国绝大多数MOCVD都是从国外进口的,国内还没有该设备的制造企业。最近几年有几家刚刚起步,青岛杰生电气有限公司、西安电子科技大学、中科院半导体所、华中科技大学等单位都先后宣布研制出MOCVD设备。

  南昌大学教育部发光材料与器件工程研究中心与原电子工业部48研究所在5年前就研制成功一台2英寸7片型MOCVD,并一次调试成功,得到了863专家组的高度称赞。现在,该中心仍然有一个科技研发小组在从事该设备的研发工作。这业就是说,我省基本具备MOCVD的研制能力。

  四.我省半导体照明产业存在的不足与问题

  如前所述,我省是LED产业链相对完整的区域之一,也具有良好的产业基础和较强的人才队伍优势。但是,近几年来全国许多省市LED产业发展很快,特别是经济相对发达的沿海省份发展势头更大。相比之下,我省半导体照明产业存在一些不足,也面临一些困难。概括起来大致有:

  (1)产业规模方面

  ①虽然我省有江西联创光电科技有限公司这样的上市企业,也有晶能光电(江西)有限公司这样的风投企业,但是,与发达省市相比还有相当差距,与欧美、日韩和台湾地区的大公司(例如日亚化工、Cree等)相比,我省的产业规模就显得更小。到目前为止,我们还缺乏LED大型龙头企业,

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