863“半导体照明工程”项目取得重大进展

863“半导体照明工程”项目取得重大进展
2009-3-25 17:27:03 中国半导体照明网行业分类:其它浏览

　　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（2006-2020年）》工业节能优先主题中“研究开发高效节能、长寿命的半导体照明产品”的部署和“十一五”科技发展规划，启动了“十一五”863计划新材料领域“半导体照明工程”重大项目，安排经费3.5亿元，对半导体照明全产业链核心技术的突破和支撑产业的关键技术等进行了全面部署。“十一五”的战略目标是：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关键技术，建立完善的技术创新体系与特色产业集群，完善半导体照明产业链，形成我国具有国际竞争力的半导体照明新兴产业。其主要任务如下图所示：

图１　“十一五”半导体照明战略目标示意图
（来源：国家半导体照明工程研发及产业联盟）

　　国家半导体照明工程启动和“十一五”863重大项目实施以来，我国LED外延材料、芯片制造、器件封装、荧光粉等方面均已显现具有自主技术产权的单元技术，部分核心技术具有原创性，初步形成了从上游材料、中游芯片制备、下游器件封装及集成应用的比较完整的研发与产业体系，为我国LED产业做大做强在一定程度上奠定了基础。目前863项目承担单位已申请专利241项，其中发明专利152项，国外发明专利17项。

　　在探索性、前沿性材料生长和器件研究方面，国内已研制出280纳米紫外LED器件，20毫安输出功率达到毫瓦量级，处于国际领先水平；非极性氮化镓的外延生长，X射线衍射半峰宽由原来的780弧秒下降至559弧秒，这一数值是目前国际上报道的最好结果之一；采用创新的隧道再生结构研制出氮化镓基蓝、绿光双色LED制备的三基色单芯片白光LED光功率达到4.18毫瓦；国际上首次提出的类太阳光全谱白光LED器件发光范围从400-650纳米扩展到360-900纳米，完全覆盖可见光范围；全磷光型白光OLED发光效率已达到45流明/瓦。

　　在产业化关键技术方面取得较大突破，功率型芯片从无到有，国产芯片替代进口比例逐年增长，截至目前已达到46％。功率型白光LED封装接近国际先进水平,已成为全球重要的LED封装基地。以企业为主体的100 流明/瓦LED制造技术进展较快，产业化线上完成的较好结果接近70 流明/瓦。具有自主知识产权的功率型硅衬底LED芯片封装白光后效率超过50 流明/瓦。2007年国内芯片产值15亿元，LED封装产值168亿元。

图2 我国LED芯片国产化趋势变化
（来源：国家半导体照明工程研发及产业联盟）

　　规模化系统集成技术研究和重大应用进展顺利。应用产品种类与规模处于国际前列，已成为全球LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品最大的生产和出口国。2007年底我国共有LED企业两千余家，大部分在封装及应用领域，应用产品产值已超过300亿元。2008年7月海信首款42英寸超薄LED背光液晶电视正式上市，预示着占世界产量40％的中国消费类电子产品开始大规模使用LED技术。预计2010年我国半导体照明产业产值将超过1000亿元。

　　以奥运示范工程为代表的规模化系统集成技术的实施，促进了产品集成创新与示范应用，显示了节能、环保的效果，提高了国际社会的认知度。今年8月，北京奥运会开幕式及场馆采用的LED景观照明、全彩显示屏等产品，开创了奥运历史上大规模使用LED照明技术的先例。据测算，仅水立方5万平方米的LED景观照明，与荧光灯相比，全年可节电74.5万度，节能70%以上。节能、环保、寿命长的LED成为支撑绿色奥运、科技奥运的重要力量。功率型LED（用国外的芯片封装可达80-90流明/瓦）已开始在次干道路灯、停车场、加油站等照明领域应用，可节电30-50％，采购与运行综合成本约3年左右与传统光源持平，而且光效每年提高约30％，价格下降40％,用功率型LED进行市政照明节能改造已成为可能，并已在部分城市开展了示范应用。

　　通过项目带动公共平台条件建设，取得阶段性进展。中科院半导体照明研发中心自主开发的图形衬底和相关的外延技术成功地转移到企业，研发的功率型LED光效达到80流明/瓦。初步建成了采用产业化设备，可开展产业化技术开发的“柔性”工艺线，建立了理事会领导下的主任负责制，正在建立与产业研发基金互动、企业化运作的管理模式。

　　联盟通过建立产业研发基金，组织奥运重大示范工程，举办创新大赛，建立专利池等工作，搭建了产学研合作平台，提高了技术创新的效率与水平，促进了重大项目的实施。

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