一哄而上又遇經(jīng)濟(jì)下滑，使得被人們無(wú)限看好的LED行業(yè)進(jìn)入寒冬期。2012年，全行業(yè)企業(yè)設(shè)備開(kāi)機(jī)率不到60%，激烈的價(jià)格戰(zhàn)導(dǎo)致了“倒閉潮”。這個(gè)剛剛起步的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)目前是遍體鱗傷。

然而，陰云密布中畢竟還有一抹亮色讓人欣慰。在南昌，晶能光電(江西)有限公司卻上演了一場(chǎng)“逆勢(shì)上揚(yáng)”的好戲——2012年硅襯底LED產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售額突破5億元，如今設(shè)備滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，部分訂單交期已排到了2014年一季度。

“今年我們硅襯底LED產(chǎn)業(yè)鏈的銷(xiāo)售目標(biāo)是10個(gè)億!”CEO王敏博士底氣十足。工欲善其事必先利其器，王敏的底氣來(lái)自他們掌握著具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，目前全世界最先進(jìn)的硅襯底LED技術(shù)。

雞蛋也要碰石頭

“中國(guó)公司?不會(huì)吧!”“是真的嗎?”

當(dāng)晶能光電宣布硅襯底LED技術(shù)研發(fā)成功時(shí)，國(guó)際業(yè)界一片嘩然。

質(zhì)疑并非毫無(wú)來(lái)由。此前藍(lán)光LED芯片制備主要采用兩種技術(shù)路線(xiàn)，一種是在藍(lán)寶石襯底上制備，一種是在碳化硅襯底上制備。在硅襯底上制備LED芯片雖說(shuō)是業(yè)內(nèi)夢(mèng)寐以求的技術(shù)路線(xiàn)，世界各國(guó)研究者歷經(jīng)四十余年的鉆研，卻遲遲沒(méi)有找到克服關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)的理想的解決方法。

當(dāng)時(shí)同樣持有懷疑態(tài)度的還有現(xiàn)擔(dān)任晶能光電首席技術(shù)官的趙漢民博士?！拔乙仓鴮?shí)嚇了一跳!”那時(shí)的他，在美國(guó)一家著名公司從事藍(lán)寶石LED技術(shù)的研發(fā)。

“雞蛋也要碰碰石頭。”2003年開(kāi)始，研發(fā)團(tuán)隊(duì)就瞄準(zhǔn)了硅襯底LED技術(shù)，盡管此前他們也研究藍(lán)寶石LED技術(shù)，并成功轉(zhuǎn)讓了兩項(xiàng)技術(shù)成果，但這種研究歸根結(jié)底是一種跟蹤與模仿，談不上創(chuàng)新，更談不上超越?！氨M管藍(lán)寶石是目前市場(chǎng)的主流技術(shù)路線(xiàn)，但由于藍(lán)寶石襯底材料的條件受限，很難做到8—12吋，并且因散熱性能差難以剝離襯底消除應(yīng)力，因而藍(lán)寶石大功率LED具有性能局限性。而硅襯底材料尺寸大，容易剝離消除應(yīng)力，襯底材料成本非常低，大尺寸硅襯底技術(shù)一旦獲得突破，綜合成本和性能會(huì)有其他兩種技術(shù)路線(xiàn)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)照明市場(chǎng)必將趨向于選擇這種性能好可靠性高且成本低廉的技術(shù)路線(xiàn)?！蓖趺羧缡钦f(shuō)。

事實(shí)上，王敏博士和他的團(tuán)隊(duì)還有另外一個(gè)考量:我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，全世界60%—70%的LED產(chǎn)品將由我國(guó)制造，但我國(guó)LED企業(yè)均采用藍(lán)寶石技術(shù)路線(xiàn)，其中布滿(mǎn)了LED巨頭精心埋下的專(zhuān)利地雷。過(guò)去10年，臺(tái)灣許多LED企業(yè)曾為此困惑。日本LED行業(yè)是靠專(zhuān)利壟斷發(fā)展起來(lái)的，美國(guó)LED的崛起，是因?yàn)槠溟_(kāi)發(fā)的碳化硅LED技術(shù)擁有自己的專(zhuān)利，獲得了自己的一份天下。

如果說(shuō)技術(shù)創(chuàng)新是LED企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的籌碼，那么專(zhuān)利就是技術(shù)創(chuàng)新的“護(hù)身符”。晶能光電深諳此理，從硅襯底LED技術(shù)取得突破開(kāi)始，就非常重視專(zhuān)利布局。以硅襯底LED技術(shù)為核心，在外延生長(zhǎng)、芯片制造、封裝及應(yīng)用等領(lǐng)域布局了專(zhuān)利網(wǎng)。到目前為止，晶能光電已公開(kāi)或擁有專(zhuān)利200多件，主要是發(fā)明專(zhuān)利，其中美國(guó)專(zhuān)利29項(xiàng)，歐洲專(zhuān)利43項(xiàng)。這些專(zhuān)利是晶能光電長(zhǎng)驅(qū)海外市場(chǎng)的利器，也是未來(lái)抵御國(guó)際巨頭專(zhuān)利訴訟的護(hù)身符?！半S著我國(guó)LED事業(yè)不斷發(fā)展壯大，國(guó)外LED廠(chǎng)商的專(zhuān)利大戰(zhàn)將一觸即發(fā)!從國(guó)家技術(shù)戰(zhàn)略層面看，硅襯底技術(shù)路線(xiàn)是唯一有能力全面抗衡的?！被厥走^(guò)去，低沉的話(huà)語(yǔ)中是王敏沉甸甸的責(zé)任感。

“咬定青山不放松”。2003年在10年研究跟蹤藍(lán)寶石技術(shù)的基礎(chǔ)上，原研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)一年多技術(shù)攻關(guān)，開(kāi)發(fā)了硅襯底氮化鎵基LED材料與器件技術(shù)，2005年實(shí)驗(yàn)室出產(chǎn)品，2007年中試成功，2008年小批量試生產(chǎn)，2009年量產(chǎn)……經(jīng)過(guò)多年艱苦卓絕的攻關(guān)研發(fā)，從理論設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，再到中試，最后產(chǎn)業(yè)化，晶能光電的硅襯底LED技術(shù)日臻成熟，也引起了國(guó)際業(yè)界的高度關(guān)注。這是一項(xiàng)改寫(xiě)半導(dǎo)體照明歷史的顛覆性新技術(shù)。國(guó)家863專(zhuān)家組對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的評(píng)價(jià)是：這一技術(shù)改變了日本公司壟斷藍(lán)寶石襯底和美國(guó)公司壟斷碳化硅基半導(dǎo)體照明技術(shù)的局面，形成了藍(lán)寶石、碳化硅、硅基半導(dǎo)體照明技術(shù)方案“三足鼎立”的局面。臺(tái)灣工研院的LED專(zhuān)家則將其譽(yù)為“終極路線(xiàn)”。

與此同時(shí)，晶能光電因在硅襯底LED技術(shù)上的重大創(chuàng)新，2010年被美國(guó)麻省理工學(xué)院創(chuàng)辦的《科技創(chuàng)業(yè)》雜志評(píng)為“全球最具創(chuàng)新力企業(yè)50強(qiáng)”。在7個(gè)國(guó)家科技部863項(xiàng)目、4個(gè)工信部電子發(fā)展基金項(xiàng)目、2個(gè)發(fā)改委專(zhuān)項(xiàng)，還有多項(xiàng)省市科技和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的支持下，硅襯底LED技術(shù)逐步成熟。

隨著晶能光電對(duì)硅襯底LED技術(shù)量產(chǎn)可行性的證實(shí)，一度懷疑的“大佬”們也相繼轉(zhuǎn)身：從2011年起，美國(guó)普瑞光電將研發(fā)重心轉(zhuǎn)向硅襯底技術(shù);韓國(guó)三星、LG、日本三墾電氣、劍橋大學(xué)、馬德伯格大學(xué)等一大批知名企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)也紛紛“進(jìn)軍”硅襯底LED技術(shù);2012年?yáng)|芝公司投入巨資并收購(gòu)了美國(guó)的普瑞公司的硅技術(shù)部門(mén)，曾三次發(fā)布大規(guī)模量產(chǎn)消息，但始終未見(jiàn)其產(chǎn)品大批量問(wèn)世。

迄今為止，晶能光電仍是全世界唯一實(shí)現(xiàn)硅襯底LED量產(chǎn)的廠(chǎng)家！

國(guó)際半導(dǎo)體照明聯(lián)盟（ISA）的年度新聞評(píng)選結(jié)果無(wú)疑更具說(shuō)服力。在“全球半導(dǎo)體照明2012年度新聞”評(píng)選中，“晶能光電硅襯底大功率LED芯片量產(chǎn)”的報(bào)道成功入選。

硅襯底的“產(chǎn)業(yè)化苦旅”

看著今天的晶能光電在LED業(yè)界的華麗轉(zhuǎn)身。人們想象不到的是，最前沿的技術(shù)、超大規(guī)模的投入，始終在刀尖上跳舞的晶能光電，其硅襯底LED技術(shù)產(chǎn)業(yè)化之旅走得何其艱辛！

硅襯底技術(shù)實(shí)驗(yàn)室階段取得成功，只是萬(wàn)里長(zhǎng)征走完了第一步。正如趙漢民所說(shuō)，研發(fā)成功和實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)是兩個(gè)完全不同的階段，在研發(fā)階段，100個(gè)樣品中有一個(gè)合格就算完成了，但要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，你要保證100個(gè)都是合格的，這中間要跨越的鴻溝難以想象。

在硅襯底LED技術(shù)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，成品率、產(chǎn)品的一致性和均勻性是非常關(guān)鍵的指標(biāo)，這其中要突破的難題很多?！耙怨枰r底腐蝕為例，在實(shí)驗(yàn)室階段可行，到試生產(chǎn)階段卻‘失靈’了?！壁w漢民告訴記者，實(shí)驗(yàn)室階段，由于產(chǎn)品數(shù)量少用于硅襯底腐蝕的液體濃度與時(shí)間都很容易掌控，而到了試生產(chǎn)階段，一方面浸泡的硅襯底數(shù)量多，另一方面市場(chǎng)上沒(méi)有與硅襯底相匹配的腐蝕設(shè)備，這就導(dǎo)致產(chǎn)品良率大幅下降，剛開(kāi)始時(shí)良率甚至只有5%。沒(méi)辦法，只能買(mǎi)回相近設(shè)備，憑經(jīng)驗(yàn)一點(diǎn)點(diǎn)改造?！斑@一改就是一年多！”[!--empirenews.page--]

“制作硅襯底LED芯片有350多道工步，每一道工步都會(huì)遇到形形色色的問(wèn)題，作為全球第一家‘吃螃蟹’的企業(yè)，由于沒(méi)有可供參考的相關(guān)文獻(xiàn)，也沒(méi)有可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)，晶能光電每一步都是‘摸著石頭過(guò)河’，交了昂貴的學(xué)費(fèi)?！必?fù)責(zé)生產(chǎn)的副總裁梁伏波感慨地說(shuō)。

天道酬勤。2009年晶能光電實(shí)現(xiàn)硅襯底小功率LED芯片量產(chǎn)，并迅速在數(shù)碼產(chǎn)品領(lǐng)域確立了行業(yè)優(yōu)勢(shì)地位。可他們沒(méi)有時(shí)間停歇，LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始增長(zhǎng)。2010年晶能光電開(kāi)始了新一代硅襯底大功率LED芯片的試制及產(chǎn)業(yè)化。

大功率LED芯片要求更高、技術(shù)難點(diǎn)更多，最關(guān)鍵的就是要得到更高質(zhì)量的外延片，這是做大功率芯片的前提基礎(chǔ)。不同于小功率芯片，大功率芯片襯底與發(fā)光材料之間應(yīng)力更大。晶能光電嘗試過(guò)多種方法，有些方法雖抑制了裂紋的產(chǎn)生，卻降低了硅襯底材料質(zhì)量；一些方法的重復(fù)性、穩(wěn)定性和一致性不能過(guò)關(guān)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化等等。