從用火作為照明光源，到愛迪生發明白熾燈，再到以LED為核心器件的半導體照明走進千家萬戶，照明技術的發展史就是人類文明進步史的縮影。

LED半導體照明光源具有高效節能、綠色環保的顯著特點，是全球頗具發展前景的高技術產業之一，也是全球高技術競爭的關鍵領域。

1月10日，2019年度國家科學技術獎揭曉，“高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產業化”獲國家科技進步獎一等獎。該項目歷時十余年聯合技術創新，形成具有我國自主知識產權的高光效、長壽命半導體照明成套技術，關鍵指標達國際領先。項目成果實現大規模產業化推廣，在北京奧運會、“十城萬盞”示范工程等重大工程實現示范應用。

照明產業轉型升級 照明產品更新換代

本世紀初，全球紛紛圍繞LED研制制定發展計劃。我國在2003年提出發展半導體照明計劃，科技部等六部委啟動“國家半導體照明工程”;2006年，半導體照明列入“國家中長期科學技術發展規劃綱要”;2013年，國務院發布“發展節能環保產業的意見”，大力推動半導體照明產業化。

隨著淘汰白熾燈計劃實施，LED通用照明市場呈現爆發式增長，但半導體照明產品面臨電光轉化效率低、長期工作可靠性差、標準缺失等難題。項目主要完成人、中國科學院半導體研究所研究員李晉閩表示，該項目在國家科技計劃的持續支持下，歷時十余年聯合技術創新，率先突破了全鏈條自主可控的半導體照明關鍵技術,實現LED芯片大規模產業化。項目成果在北京奧運會、“十城萬盞”節能改造、索契冬奧會、俄羅斯世界杯等多場景開展示范應用，通過半導體照明產品大規模推廣，為全球可持續發展做出貢獻。

自主研制半導體照明芯片，有助于半導體照明終端產品大幅降價和大規模推廣應用，帶來的經濟效益與節能減排效果非常顯著。

“十幾年前，一個照明光源一百多塊錢，現在已經降到一元。從效率來說，LED光源電光轉換效率是熒光燈的5倍，白熾燈的20倍。”李晉閩說，目前，我國已有近50%的傳統光源被LED產品所取代，每年累計實現節電約2800億度，相當于3個三峽水利工程的發電量，超過澳大利亞全年用電量。

LED芯片是半導體照明“金字塔的塔尖”，下游封裝、模組、應用等鏈條因為芯片產業化打開了想象空間，形成了外延芯片與國際并跑、應用產品領跑的產業新格局，我國半導體照明成為具有重要國際競爭力的高科技領域。

產學研聯合創新 加速科研成果產業化

作為項目第一完成單位，中國科學院半導體研究所秉持開放做研發的理念，圍繞半導體照明主流關鍵技術和產業界聯合創新。

“基礎研究和工程化、產業化是一個鏈條。”李晉閩介紹說，項目技術推廣依托半導體照明聯合創新國家重點實驗室平臺，通過科研單位與行業龍頭企業之間密切結合，探索了從基礎研究、共性關鍵技術突破到產業化技術推廣的路徑，實現了高效 LED 材料、芯片、封裝全鏈條技術產業化推廣與半導體照明核心器件國產化。

據悉，激光誘導光提取技術等多項外延芯片技術率先在三安光電股份有限公司進行推廣與量產，通過半導體所的技術輻射，打通產業和科研之間的壁壘，不僅降低了產品成本，提升良品率，還加速形成規模化生產。

“產學研深度結合，LED是很好的案例，獲獎項目是產業界和學術界合作的成果。”項目主要完成人，三安光電副董事長、總經理林科闖說，此項目是整個半導體照明產業鏈的技術攻關突破，所覆蓋的面大且深，上中下游企業、政府、科研機構等協同創新合作是必要的，也非常重要。

據悉，三安光電在超高亮度LED 外延材料結構、 p-GaN 的摻雜技術、芯片臺面圖形和電極圖案、芯片的制作工藝、芯片與基底的連接等方面形成了具有自主知識產權的技術。在電極制備、臺面刻蝕、襯底減薄及激光劃片工藝技術上都已建立了高效低成本的成熟工藝路線。上述研發平臺、硬件基礎及專有技術為項目的創新做出了貢獻。

林科闖表示，為適應半導體照明應用領域多樣化發展，三安光電也將繼續聯合中科院等科研機構，向高端、新興半導體照明領域加快拓展。

基于照明超越照明 光的應用超乎想象

隨著半導體照明技術與產業的發展，除在照明方面的應用，新技術與新業態也層出不窮。

李晉閩舉例說，采用深紫外LED替代傳統汞燈，在消毒殺菌的應用類似于白光LED替代傳統光源在照明領域的應用，將形成一個巨大的新興產業。深紫外LED可廣泛應用于水凈化、空氣凈化、生物探測、醫療等民用領域。

李晉閩認為，半導體照明具有較強的延展性，能衍生出更大的發展空間，帶動更多領域做大產業規模。展望未來，半導體照明產業正在從最初的技術驅動轉變為應用驅動，按需照明、智慧照明、超越照明將是半導體照明產業未來發展的重要趨勢。半導體照明將在健康照明、智慧照明以及農業、醫療、通訊等超越照明的技術領域實現更為廣泛的應用。

當前，LED半導體照明企業把握自身在產業鏈中的固有優勢，積極擁抱物聯網、“互聯網+”、5G應用等新技術，朝著產業再定位、再出發、再發展邁進。

據林科闖介紹，三安光電重點關注高端氮化鎵LED外延芯片、高端砷化鎵LED外延芯片、Mini/Micro LED芯片、車用LED照明等領域。他認為，5G將推動8K顯示發展, 而8K將帶動MiniLED/MicroLED發展。可見光和不可見光的應用場景超乎想象，與顯示、智慧城市、環境監控、健康、智能農業等等的結合，將帶動下一波照明產業升級。(凌紀偉)