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今年央視春晚的舞臺格外精美,吸引了億萬觀眾,最大的亮點在於全場使用的LED。“現在所有的大型活動都離不開LED,而這只是LED眾多應用領域中的一個。”國家半導體照明工程研發及產業聯盟秘書長吳玲介紹。
據半導體所所長李晉閩介紹,依託研究中心的硬體設施,國家半導體照明工程研發及產業聯盟(以下簡稱聯盟)正在建設半導體照明聯合創新國家重點實驗室,它將成為中國LED共性關鍵技術突破的重要平臺。研究人員介紹,這裏的製備過程完全是按照產業化過程建立的,如同一個縮小的生產車間。
指著兩片看上去沒什麼區別的晶圓切片,研究人員說出了它們的最大不同,一個是藍寶石襯底,另一個是矽襯底,在矽襯底領域,中國已達到世界先進水準,而以矽作襯底材料的技術路線正在成為世界公認的LED產業的主導路線,這意味著中國國在LED的前沿領域具備了一定的優勢。
在一台正在工作的設備前,科研人員介紹,這是中科院半導體所自主研製的MOCVD機,已實現了產業化,這是LED龐大的產業鏈中上游晶片生產裏必需的設備,過去中國一直依賴進口,一年進口量都在四五百台,每台的價格都在兩千萬元以上。中國自己研製的MOCVD設備價格只有進口的二分之一,它的國產化不僅擺脫了對進口設備的依賴,也使LED產品的成本明顯降低,與市場更加接近。
LED是第三代半導體材料製作的光源和顯示器件,具有耗電量少、壽命長、無污染、色彩豐富、可控性強等特點,是照明光源及光產業的一次革命。LED的出現,不僅使百年傳統照明工業迎來了電子化大規模的數位技術時代,而且應用涉及資訊、交通、醫療、農業等領域,其數位化的特性是即將到來的物聯網時代的技術支撐之一,將引發人類生產、生活方式的巨大變化。
自“十五”開始,科技部就支持半導體照明技術和產業的發展,啟動國家半導體照明工程,通過科技攻關計畫、“863”計畫、科技支撐計畫等國家科技計畫,持續支持半導體照明的技術創新和產業發展。我國半導體照明產業核心技術研發與創新能力快速提高,形成了上游外延晶片、中游器件封裝、下游集成應用的較為完善的技術創新鏈和具備較強國際市場競爭力的產業鏈。
比節能燈節電50%,使用壽命超過數倍,LED優勢明顯,但同時也存在著價格高昂、某些產品性能不夠穩定、核心技術缺乏突破等難題。市場應用是解決這些問題的重要手段。為引導和培育半導體照明應用市場,2009年,科技部啟動了半導體照明應用工程(“十城萬盞”)試點工作,截至2011年9月,兩批37個試點城市集中了近4500家半導體照明企業,總產值約1400億元。
在產業鏈上游,聯盟積極籌建半導體照明聯合創新國家重點實驗室,充分利用並整合現有優勢研究資源,以增量啟動存量,探索國家、研究機構及企業共同參與基礎研究的持續投入與人才激勵機制,形成開放的國際化研發實體;在產業鏈中下游,聯盟積極開展應用技術研究、工藝設計和系統集成,開發模組化、標準化、規格化產品,實現多用途、多功能的創新應用;通過具有法律效力的契約,形成共同投入、分工明確、責權利清晰、知識產權共用,研發成果快速產業化的公共技術研發實體;採取專案聯合投入,使用優先權等方式,組建不同分級權益的開放式研發平臺。在LED目前尚無世界標準的情況下,聯盟成員共同提出的技術規範中,其中4項已成為技術標準,為積極搶佔制高點取得了突破性進展。