重点攻关,技术水平基本与国际同步
在科技攻关计划、863计划、科技支撑计划等国家科技计划和相关部门政策的支持下,我国半导体照明技术和产业发展步入快行线,已成为全球发展最快的区域之一。
“目前,我国半导体照明技术基本实现与国际同步发展,示范应用处于国际先进水平。”李晋闽评价我国的研发水平认为,在基础研究方面,我国研发水平和方向与国际基本保持同步,甚至某些方面超前;在成果转移转化方面,我国产业关键技术取得突破,基本与国际同步。
李晋闽做此判断的依据是,“十一五”期间,在863计划的支持下,我国产业化大功率LED芯片光效超过100流明/瓦,与国际产业主流产品水平同步。
此外,在经历了买芯片、买外延片的道路之后,我国已经实现自主生产外延片和芯片,国产芯片进口替代比例逐年上升,2011年达68%,半导体照明整体产业规模达到1500多亿元。
据中科院半导体照明研发中心副主任王军喜介绍,我国还在硅衬底LED芯片产业化、紫外短波长LED、MOCVD重大装备、功率型白光LED封装水平等方面取得突破。如在国际上首次推出具有自主知识产权的硅衬底LED芯片,光效超过90流明/瓦,已实现产业化;我国深紫外LED器件的研发处于国际领先水平;功率型白光LED封装光效达到130流明/瓦,接近国际先进水平。
我国在半导体照明领域申请的专利数量近年上升很快,与国际基本同步。2010年,我国LED相关专利申请超过30000项,约占全球LED专利申请数量的三成,2001—2009年平均增长率33%,明显高于全球平均水平;而且下游应用专利申请优势明显,应用方面专利超过总数的70%,其中道路等功能性照明应用领域处于国际领先地位。
搭建平台,提升行业共性技术水平
车辆行驶在北京海淀区林大北路上,一不留神,很容易就会错过湮没在一片住宅小区里的中科院半导体研究所。进入大门,一路往南走到尽头,会看到一幢三层实验楼。代表着业内最高水准的研发平台——中科院半导体照明研发中心就藏身于此。
研发中心的实验室对洁净度有着极高的要求。除了露出一双眼睛,记者全身从头到脚全副武装,经过风淋室才得以步入,一探究竟。
在研发人员的带领下,记者看到了从外延材料制备到芯片研发和切割,再到灯具封装、性能测试分析一条完整的工艺线,大致了解了从原始材料制备到最后生产出半导体照明产品的全过程。
“我们的研发工作涉及半导体照明产业上中下游各个环节。实验室拥有从衬底材料、MOCVD外延、装备制造、芯片开发、高效大功率封装到测试分析较完整的工艺线。打造产业共性技术研发平台是我们努力的方向。”王军喜说。
在该中心硬件平台基础上,广受各界关注的半导体照明联合创新国家重点实验室的筹建工作也在紧锣密鼓地进行。该国家重点实验室由半导体照明产业技术创新战略联盟牵头,国内外5家研究机构共同发起,22家企业参与。
去年8月,重点实验室实施方案通过论证,在进行了数月调研,广泛了解企业需求后,凝练出4个方向的研究课题,并立马着手实施。尽管还在筹建阶段,但相关科研工作已经在2011年10月正式启动。
对于凝练出的4个研究方向,国家半导体照明工程研发及产业联盟常务副秘书长阮军逐一进行了介绍,统一半导体照明产品规格接口,制定相关标准,实现不同厂家产品具备互换性;研究半导体照明产品可靠性测试方法,科学评价半导体照明产品各项性能指标;对半导体照明产品封装工艺进行研究,解决照明舒适安全问题;开展前瞻性研究,对代表未来发展方向的三维封装、立体封装进行研究,以降低产品成本。
“这些课题也代表了半导体照明产业目前所急需突破的共性技术。”李晋闽说。目前,重点实验室各项工作进展速度比预想的还要快,对于未来的发展,李晋闽显得非常乐观。“目前研究刚刚开始,半年以后,也就是今年五六月,相信企业将能切实感受到实验室对推动行业共性技术进步所起到的效果,希望你们能继续跟踪。”
虽然通过“十一五”期间的快速发展,半导体照明技术取得了重大进展,但面对激烈的国际竞争,挑战依然严峻。据悉,“十二五”期间,科技部将通过系统布局,建设共性技术研发平台,集中资源,计划到2015年,实现从基础研究、前沿技术、应用技术到产业化示范全创新链的重点技术突破。
上至大飞机,下至汽车光测距,远至南极科考,近至医疗美容、植物照明……“半导体照明技术的出现,不仅使百年传统照明工业迎来了电子化大规模的数字技术时代,而且应用涉及到信息、交通、医疗、农业等领域,其数字化的特性是即将到来的物联网时代的技术支撑之一。”阮军说。