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硅衬底LED打破专利“魔咒” 重塑LED产业“芯”格局

   今年政府工作报告提出,启动一批新的国家重大科技项目,建设一批高水平的国家科学中心和技术创新中心,培育壮大一批有国际竞争力的创新型领军企业。全国人大代表、江西省南昌市市长郭安表示,我国硅衬底LED技术已经打破了欧美技术垄断,站到了全球LED产业价值链的顶端,建议国家将硅衬底LED上升为国家战略,支持硅衬底LED技术升级和产业做大做强。

  全国人大代表、河北鹏远企业集团董事长朱立秋建议加快硅衬底LED技术大规模产业化发展步伐,上升为“十三五”时期的国家战略,让改写世界LED照明历史的“中国芯”在中国优先得到可持续发展,逐步让“中国芯”走向世界。

  一直以来,LED芯片衬底市场就被蓝宝石和碳化硅两大技术二分天下,且核心技术均掌握在欧美及日韩等LED巨头手中。面对国际巨头在专利上的重重包围,硅衬底技术路线的备受肯定和全面铺开不仅标志着LED技术历史上的重大突破,更意味着我国将在LED上游的关键领域实现核心技术自主化。

  撬动百亿级市场

  在LED上游领域,硅作为一种衬底材料,与当前市场上大为流行的蓝宝石和碳化硅相比,具有低成本、大尺寸、高质量、能导电等优点,被认为是业界最佳的生长氮化镓蓝光LED的衬底材料。采用硅衬底技术的LED芯片具备散热好,产品抗静电性能好、寿命长,可承受的电流密度高等优点,适用于大功率LED照明,且由于硅芯片的单面出光,光指向性好、光品质好的特点,使其在LED手机闪光灯、汽车照明、高端室内照明等对光品质及方向性要求更高的领域极具优势。

  如此高性价比的衬底材料,从研发到面世却历经了不少波折,甚至一度被认为“胎死腹中”。但经过南昌大学江风益教授以及晶能光电十余年的不断努力,如今硅衬底技术已经突破关键技术,并成功量产,成为比肩于蓝宝石和硅衬底的第三条革命性LED芯片衬底技术。

  作为目前为止全球唯一一家量产硅衬底LED芯片的厂家,晶能光电在硅衬底技术上所取得的成就已有目共睹。其量产的硅衬底大功率LED发光效率已经超过160Lm/W,在同类产品中可与欧美日国际大厂水平相媲美,成功打破了国际大厂对高端大功率LED的垄断。此外,凭借着可靠性好、指向性好、高品质出光、性价比高等特点,晶能光电硅衬底LED在大功率照明领域已有广泛的应用,在某些高端市场如车灯照明、移动照明等已经占据了较大的份额;手机闪光灯已成功进入中兴、华为、联想等国内一线手机品牌。

  正是这条与众不同的“芯”路径,让晶能光电自2012年以来实现了高速增长。据悉,在国内大部分LED企业利润严重下滑的市场背景下,晶能光电仍能保持30%的毛利率,销售收入连续三年近100%的增长。2012年开始满产满销,2013年收入3300万美元,2014年6099万美元。

  目前以硅衬底LED技术为基础,以晶能光电为核心,通过产业链上、中、下游垂直整合,在全国已形成拥有12家企业的硅衬底LED产业链,初具集群规模,辐射带动效应明显。2014年全产业链实现产值20亿元,2015年达50亿元,未来三年可形成百亿产值规模。

  企业争相布局

  从当前LED芯片衬底市场来看,虽然蓝宝石和碳化硅(主要采用厂商为CREE)仍然占据着绝大部分江山,但除了晶能光电一家独大之外,几家国际大厂也在大力跟进硅衬底大功率LED芯片技术,如东芝购买了普瑞的技术后快速切入硅衬底;三星宣布接下来的技术路线和产品是硅衬底的芯片。

  2014年7月初,东芝(Toshiba)宣布计划于年内正式大规模量产白光LED产品,目标为将其月产能大幅扩增至现行的150倍。而东芝所生产的白光LED,正是采用的2013年4月收购美国普瑞光电(Bridgelux)“GaN-on-Si”(硅基氮化镓)技术后共同开发的LED元件。据悉,东芝最终确定以功率半导体器件的8英寸晶圆技术为基础,并聚集了诸多研发人员,进行大规模硅衬底的研发工作。

  此外,在硅衬底技术的发源地——江西南昌,也有多家企业参与其中。在江西省“十三五”规划里,依托硅衬底技术大力发展LED产业群是重头戏之一。江西省当地LED企业已经率先布局。

  晶能光电是江西省硅衬底技术的“扛旗”者。该公司不仅授让了该项成果,而且在2008年5月实现了产业化。目前已成为全球第一家量产高功率、高性能的硅衬底LED芯片公司。据公开资料显示,晶能光电曾获金沙江创投大力投资,在其推动下,港股顺风清洁能源于2015年5月收购了晶能光电59%股权。根据双方约定,晶能光电将在市值30亿美元时独立上市。

  总部位于江西的A股上市公司联创光电亦值得关注。据公司此前年报披露,早在2007年该公司开展的“基于硅衬底的光电子器件封装及应用”项目即获重大突破,2008年公司与南昌大学合作的“半导体照明高亮度功率白光二极管芯片开发及产业化”项目验收。

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