南昌大學(xué)教授江風(fēng)益所率團(tuán)隊(duì)踏平坎坷成大道，研發(fā)的“硅襯底高光效GaN基藍(lán)色發(fā)光二極管”項(xiàng)目獲得2015國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。此次硅襯底LED技術(shù)獲獎(jiǎng)，不僅改變了全球LED產(chǎn)業(yè)格局，使得我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，更向全球宣示了中國(guó)自主創(chuàng)新的強(qiáng)大力量。
“我報(bào)獎(jiǎng)的時(shí)候，在PPT末尾寫了一句話：為人類發(fā)展新光源作出了開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。這個(gè)硅基LED不光是南昌的事情、江西的事情或者中國(guó)的事情，而是在全球范圍發(fā)明了一種新的光源。除了日本發(fā)明的藍(lán)寶石光源，美國(guó)發(fā)明的碳化硅光源，我們是另外一種光源。”江風(fēng)益告訴記者，國(guó)家863專家組也對(duì)其所率團(tuán)隊(duì)研發(fā)的硅基LED項(xiàng)目作出很高評(píng)價(jià)：“改變了目前日本日亞公司壟斷藍(lán)寶石襯底和美國(guó)CREE公司壟斷碳化硅襯底LED照明芯片技術(shù)的局面，形成了藍(lán)寶石、碳化硅、硅襯底半導(dǎo)體照明技術(shù)方案三足鼎立的局面。”
發(fā)光夢(mèng)：照亮研發(fā)前行路
南昌大學(xué)青山湖校區(qū)西側(cè)一棟不起眼的5層老建筑，是具備世界一流實(shí)驗(yàn)設(shè)備的國(guó)家硅基LED工程技術(shù)研究中心的所在地。對(duì)團(tuán)隊(duì)做硅襯底LED技術(shù)，江風(fēng)益回憶，最早可追溯到29年前的發(fā)光夢(mèng)。
29年前，江風(fēng)益還在中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春物理研究所做研究生時(shí)就有一個(gè)發(fā)光夢(mèng)。由于學(xué)習(xí)發(fā)光專業(yè)，江風(fēng)益將自己今后的工作定位為從事發(fā)光學(xué)的技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)開發(fā)。 “當(dāng)時(shí)在實(shí)驗(yàn)室，發(fā)光效率有1%就了不得，沒有想到現(xiàn)在做發(fā)光二極管的效率可以達(dá)到60%以上，技術(shù)的進(jìn)步往往始料不及。”進(jìn)入南昌大學(xué)工作后，在江風(fēng)益的提議下，1993年南昌大學(xué)籌建材料科學(xué)研究所，同時(shí)籌建具有國(guó)際水準(zhǔn)的材料研究實(shí)驗(yàn)室?；I建資金需要1000萬(wàn)元，但靠學(xué)校只貸款到60萬(wàn)元。為節(jié)約資金，江風(fēng)益團(tuán)隊(duì)自己動(dòng)手研究、設(shè)計(jì)、組裝相關(guān)設(shè)備，很快使實(shí)驗(yàn)室原先“一窮二白”的局面大為改觀。1996年，該研究得到省政府240萬(wàn)元的支持，江風(fēng)益與合作伙伴成功申請(qǐng)到國(guó)家863計(jì)劃中的藍(lán)色發(fā)光材料與器件項(xiàng)目。
然而，項(xiàng)目難度超過(guò)預(yù)期：在300次實(shí)驗(yàn)之后，研究工作尚未入門，經(jīng)費(fèi)已花掉90%。項(xiàng)目第一負(fù)責(zé)人、合作伙伴先后離開課題組，研究人員只剩3人。危難關(guān)頭，江風(fēng)益選擇拼了!他果斷辭去副院長(zhǎng)的行政職務(wù)，放棄節(jié)假日和休息日，常常早晨7點(diǎn)就扎進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，一禮拜不出門。餓了，叫盒飯;累了，在小床上打個(gè)盹。由于長(zhǎng)期過(guò)度勞累，江風(fēng)益患上了嚴(yán)重的腰椎間盤突出椎管狹窄癥，步行不到50米就要蹲下休息。醫(yī)生警告說(shuō)，若不及時(shí)手術(shù)，很可能造成終身癱瘓。但項(xiàng)目研究正處在節(jié)骨眼上，江風(fēng)益擔(dān)心萬(wàn)一手術(shù)失敗，自己癱瘓事小，耽擱了課題研究事大，于是強(qiáng)忍病痛，一心撲在工作中。
江風(fēng)益研究的藍(lán)光LED技術(shù)一直是跟蹤日本和美國(guó)的技術(shù)，經(jīng)過(guò)1200多次實(shí)驗(yàn)，基本上達(dá)到國(guó)際上兩條成熟路線的中等水平。據(jù)跟隨江風(fēng)益多年的學(xué)生王立介紹，這一研究為今后硅襯底LED自主創(chuàng)新奠定了良好基礎(chǔ)。
創(chuàng)造夢(mèng)：遭遇產(chǎn)業(yè)化的艱辛
2003年底，追蹤藍(lán)寶石襯底技術(shù)已有7年的江風(fēng)益團(tuán)隊(duì)，把目光對(duì)準(zhǔn)了硅襯底LED技術(shù)，即在硅上做發(fā)光二極管。這一年，江風(fēng)益也成功完成腰椎手術(shù)恢復(fù)活力。他決心甩掉跟蹤的影子，尋找發(fā)光材料新的技術(shù)路線或途徑。
“藍(lán)寶石和碳化硅當(dāng)時(shí)已形成了LED全行業(yè)的布局，專利權(quán)在日、美兩國(guó)手里。”江風(fēng)益說(shuō)，“這意味著，如果我國(guó)的LED產(chǎn)業(yè)仍沿著這兩條技術(shù)路線發(fā)展，勢(shì)必會(huì)因技術(shù)壁壘而在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，只能拼價(jià)格、拼規(guī)模、拼投資，在中低端照明市場(chǎng)掙扎。”
由于硅襯底LED技術(shù)比藍(lán)寶石、碳化硅技術(shù)在性能、成本、產(chǎn)業(yè)化方面更有優(yōu)勢(shì)，當(dāng)時(shí)學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界都?jí)裘乱郧笱邪l(fā)成功。然而困難重重，就連美國(guó)IBM公司研發(fā)30年都沒有成功。在這種情況下，江風(fēng)益研發(fā)團(tuán)隊(duì)把這個(gè)技術(shù)撿過(guò)來(lái)繼續(xù)做。得益于以前跟蹤的基礎(chǔ)，江風(fēng)益研發(fā)團(tuán)隊(duì)很快就突破了關(guān)鍵技術(shù)。但是新的難題接踵而來(lái)：從研究到實(shí)驗(yàn)室比較順利，但是建工廠到產(chǎn)業(yè)化實(shí)際上遇到了很多困難，從實(shí)驗(yàn)室到大批量生產(chǎn)，要怎么樣控制成本，控制合格率、質(zhì)量控制，以及做出來(lái)以后產(chǎn)品市場(chǎng)能不能認(rèn)，經(jīng)過(guò)了很長(zhǎng)時(shí)間的磨合。
“我們既嘗到了研制成功的喜悅，也嘗到了產(chǎn)業(yè)化的艱辛。”江風(fēng)益將這些經(jīng)歷告訴他校園里的學(xué)生，在大學(xué)研究室里做研究做100次成功1次，就可以說(shuō)成功;做100個(gè)樣品做成1個(gè)也可以說(shuō)成功。但是做產(chǎn)業(yè)則不同，它對(duì)成本的控制、合格率、質(zhì)量、性價(jià)比等等方面的要求非常高。在省委省政府、市委市政府的大力支持以及晶能光電投資方的幫助下，硅襯底LED技術(shù)成功從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。晶能光電因此成為世界上唯一一家推出硅襯底LED芯片的生產(chǎn)企業(yè)，走出了一條區(qū)別于美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展LED的技術(shù)路線。
中國(guó)夢(mèng)：讓“中國(guó)芯’照亮世界
硅襯底LED技術(shù)研發(fā)成功及其產(chǎn)業(yè)化，是我國(guó)LED照明產(chǎn)業(yè)從中國(guó)制造發(fā)展到中國(guó)創(chuàng)造的縮影。
“這個(gè)項(xiàng)目創(chuàng)造了LED照明第三條技術(shù)路線，已獲得授權(quán)專利147項(xiàng)，其中國(guó)際專利47項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)了外延芯片核心部件每一層都有專利保護(hù)，自成體系，打破了日美等國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，也避開了與他們發(fā)展起來(lái)的藍(lán)寶石和碳化硅襯底LED技術(shù)路線發(fā)生知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。”硅襯底LED項(xiàng)目研發(fā)人之一、晶能光電(江西)公司研發(fā)副總裁孫錢博士說(shuō)，“從國(guó)家戰(zhàn)略層面講，硅襯底技術(shù)是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)路線，可以構(gòu)建中國(guó)完全自主的LED產(chǎn)業(yè)。”
“中國(guó)半導(dǎo)體照明將在世界殺出一匹黑馬。這匹黑馬就是南昌大學(xué)的江風(fēng)益教授。”中國(guó)工程院陳良惠院士不吝褒獎(jiǎng)。然而面對(duì)獲獎(jiǎng)后來(lái)自四面八方的“點(diǎn)贊”，江風(fēng)益卻說(shuō)：“能走到今天是靠方方面面的支持，不光是我個(gè)人，是我整個(gè)團(tuán)隊(duì)的付出，包括企業(yè)的團(tuán)隊(duì)，是大家齊心協(xié)力的結(jié)果。”
基于硅襯底LED技術(shù)的成功研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，日前，江西省出臺(tái)《關(guān)于打造南昌光谷、建設(shè)江西LED產(chǎn)業(yè)基地實(shí)施方案》，提出要大力扶持硅襯底LED技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，推進(jìn)硅襯底LED原創(chuàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)加快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)由技術(shù)制高點(diǎn)邁向市場(chǎng)制高點(diǎn)，把南昌打造成全國(guó)的LED光谷，把江西建設(shè)成為全國(guó)領(lǐng)先、具有國(guó)際核心競(jìng)爭(zhēng)力的LED全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)、制造和應(yīng)用基地;并明確了今后五年LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)：到2020年，江西LED產(chǎn)業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入要在2015年的基礎(chǔ)上翻兩番，總量超過(guò)1000億元，力爭(zhēng)占全國(guó)的比重達(dá)到15%。
