半导体照明产业创新报告：关键在技术点着力

　　对于西藏日喀则地区6个县42个村庄的很多村民来说，今年元旦与以往不同——8个月前这里装上的太阳能LED(发光二极管)路灯，为雪域高原节日的夜晚增添了光明。

　　大家还清晰记得，当这些少数民族无电村通电后，村民们高兴得夜晚在路灯下久久不愿离去……

　　平均海拔4500米以上、最高达6000米;冻土层1米;最大日温差±32℃，零下30℃仍要正常工作，紫外线超强……高海拔、高温差气候对LED材料结构、封装技术、光色质量与驱动控制电源等都提出了极高要求。

　　如今，大半年过去，路灯亮灯率达100%。863计划“半导体照明工程”重大项目科研成果首次在西藏地区的示范应用，不仅交出了满意的答卷，同时也创造了世界上在海拔4500米以上地区集中安装数百套太阳能LED路灯的纪录。

　　LED，照亮漫漫天路，也照亮了中国。

　　8年时光荏苒，我国半导体照明产业从无到有，逐步发展壮大。目前制约产业转型升级的关键技术陆续取得突破，产业核心技术研发与创新能力快速提高，一条从上游外延芯片到中游器件封装，再到下游集成应用的较为完整的技术创新链和具备较强国际市场竞争力的产业链正在形成。

　　抢占先机，围绕产业需求部署研发

　　如今用于白光照明的LED器件是基于半导体氮化物材料制备的。这种LED器件的概念在上世纪60年代提出，但由于制备技术上的限制，一直发展缓慢，当时谁也没想到这种半导体材料可以用来照明。

　　“直到上世纪90年代初期，在日本科学家突破了低温缓冲层和P型掺杂两大难题后，可用于照明应用的氮化物蓝光LED才真正被制造出来，随后氮化物材料引发了国际上的研究热潮，产业应用也随之进入了快速发展阶段。”中科院半导体研究所所长李晋闽介绍说。

　　作为白炽灯、荧光灯之后的新型照明技术，LED具有其他传统照明光源不可比拟的应用优势，它具有耗电量少、寿命长、无汞污染、色彩丰富、可调控性强等特点，呈现出强大的生命力和极快的发展速度，被称为照明光源及光产业的一次革命。半导体照明也被普遍认为是21世纪最具发展潜力的战略性新兴产业。美国、欧盟、日本、韩国等发达国家近10年来纷纷立足国家战略推动半导体照明技术研发和产业发展。

　　但在8年前，中国半导体照明上游产业发展几乎是一片空白，下游应用刚刚起步，功率芯片全部依赖进口，企业规模小、缺乏产业化技术，整个产业销售收入不足百亿元。

　　为抢占新兴产业的先机，提高新一代半导体材料与技术的国际竞争力，从“十五”开始，科技部率先支持半导体照明技术和产业的发展。2003年，科技部、原信产部、中科院、教育部、原建设部、轻工业联合会等联合成立了国家半导体照明工程协调领导小组，并紧急启动“国家半导体照明工程”，通过科技攻关计划等项目部署，以近期解决特殊照明市场急需的产业化关键技术，中远期培育白光普通照明产业为目标，以应用促发展，推动形成有核心竞争力的中国半导体照明产业。

　　谈到技术研发，李晋闽有着更深的理解：“我们发展科技，过去大多走的是从前期自由探索到基础研究再到应用研究，最后到工程化工业化的路径。”但在李晋闽看来，这对半导体照明领域而言并非完全适用。“不仅仅是技术推动产业发展，事实上，市场应用和产业的迫切需求，强有力地驱动半导体照明技术不断进步。”

　　他多次用“日新月异”来形容半导体照明技术研发和产业发展态势。“在这个行业领域，更新变化的周期是3个月甚至1个月，每个月都有新的东西出现，既有新的技术、新的研发成果，也有新的产品、新的应用。”人们不断追求更高的光效、更舒适的照明体验，这种消费需求和国际同行在技术研发的激烈竞争，让包括李晋闽在内的科研人员感受到前所未有的挑战。

　　因此，在国家科技计划设计之初，就充分考虑了产业和市场的需求，以突破部分核心关键技术，促进上下游实质性合作为目标，按照产业链来部署技术创新的各个环节。“当时科研项目的设计和组织都经过了深入企业充分调研，项目设计与产业迫切需求紧密结合，非常贴合企业发展的方向，更是面向国民经济发展的主战场。”国家半导体照明工程研发及产业联盟秘书长吴玲回忆。

　　2006年8月，科技部在“十五”国家半导体照明工程实施的基础上，根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的部署和“十一五”科技发展规划，在“十一五”国家863计划新材料领域中设立“半导体照明工程”重大项目，目标是通过自主创新，突破白光照明部分核心专利，解决半导体照明市场急需的产业化共性关键技术，完善半导体照明产业链。

　　与此同时，科技部推动构建的国家半导体照明工程研发及产业联盟的行业凝聚力和影响力逐步扩大。2009年，为形成紧密的技术创新链，在联盟常务理事单位的基础上，在科技部政策法规司指导下组建了半导体照明产业技术创新战略联盟。