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　　對于西藏日喀則地區6個縣42個村莊的很多村民來說，今年元旦與以往不同——8個月前這里裝上的太陽能LED(發光二極管)路燈，為雪域高原節日的夜晚增添了光明。

　　大家還清晰記得，當這些少數民族無電村通電后，村民們高興得夜晚在路燈下久久不愿離去……

　　平均海拔4500米以上、最高達6000米;凍土層1米;最大日溫差±32℃，零下30℃仍要正常工作，紫外線超強……高海拔、高溫差氣候對LED材料結構、封裝技術、光色質量與驅動控制電源等都提出了極高要求。

　　如今，大半年過去，路燈亮燈率達100%。863計劃“半導體照明工程”重大項目科研成果首次在西藏地區的示范應用，不僅交出了滿意的答卷，同時也創造了世界上在海拔4500米以上地區集中安裝數百套太陽能LED路燈的紀錄。

　　LED，照亮漫漫天路，也照亮了中國。

　　8年時光荏苒，我國半導體照明產業從無到有，逐步發展壯大。目前制約產業轉型升級的關鍵技術陸續取得突破，產業核心技術研發與創新能力快速提高，一條從上游外延芯片到中游器件封裝，再到下游集成應用的較為完整的技術創新鏈和具備較強國際市場競爭力的產業鏈正在形成。

　　搶占先機，圍繞產業需求部署研發

　　如今用于白光照明的LED器件是基于半導體氮化物材料制備的。這種LED器件的概念在上世紀60年代提出，但由于制備技術上的限制，一直發展緩慢，當時誰也沒想到這種半導體材料可以用來照明。

　　“直到上世紀90年代初期，在日本科學家突破了低溫緩沖層和P型摻雜兩大難題后，可用于照明應用的氮化物藍光LED才真正被制造出來，隨后氮化物材料引發了國際上的研究熱潮，產業應用也隨之進入了快速發展階段。”中科院半導體研究所所長李晉閩介紹說。

　　作為白熾燈、熒光燈之后的新型照明技術，LED具有其他傳統照明光源不可比擬的應用優勢，它具有耗電量少、壽命長、無汞污染、色彩豐富、可調控性強等特點，呈現出強大的生命力和極快的發展速度，被稱為照明光源及光產業的一次革命。半導體照明也被普遍認為是21世紀最具發展潛力的戰略性新興產業。美國、歐盟、日本、韓國等發達國家近10年來紛紛立足國家戰略推動半導體照明技術研發和產業發展。

　　但在8年前，中國半導體照明上游產業發展幾乎是一片空白，下游應用剛剛起步，功率芯片全部依賴進口，企業規模小、缺乏產業化技術，整個產業銷售收入不足百億元。

　　為搶占新興產業的先機，提高新一代半導體材料與技術的國際競爭力，從“十五”開始，科技部率先支持半導體照明技術和產業的發展。2003年，科技部、原信產部、中科院、教育部、原建設部、輕工業聯合會等聯合成立了國家半導體照明工程協調領導小組，并緊急啟動“國家半導體照明工程”，通過科技攻關計劃等項目部署，以近期解決特殊照明市場急需的產業化關鍵技術，中遠期培育白光普通照明產業為目標，以應用促發展，推動形成有核心競爭力的中國半導體照明產業。

　　談到技術研發，李晉閩有著更深的理解：“我們發展科技，過去大多走的是從前期自由探索到基礎研究再到應用研究，最后到工程化工業化的路徑。”但在李晉閩看來，這對半導體照明領域而言并非完全適用。“不僅僅是技術推動產業發展，事實上，市場應用和產業的迫切需求，強有力地驅動半導體照明技術不斷進步。”

　　他多次用“日新月異”來形容半導體照明技術研發和產業發展態勢。“在這個行業領域，更新變化的周期是3個月甚至1個月，每個月都有新的東西出現，既有新的技術、新的研發成果，也有新的產品、新的應用。”人們不斷追求更高的光效、更舒適的照明體驗，這種消費需求和國際同行在技術研發的激烈競爭，讓包括李晉閩在內的科研人員感受到前所未有的挑戰。

　　因此，在國家科技計劃設計之初，就充分考慮了產業和市場的需求，以突破部分核心關鍵技術，促進上下游實質性合作為目標，按照產業鏈來部署技術創新的各個環節。“當時科研項目的設計和組織都經過了深入企業充分調研，項目設計與產業迫切需求緊密結合，非常貼合企業發展的方向，更是面向國民經濟發展的主戰場。”國家半導體照明工程研發及產業聯盟秘書長吳玲回憶。

　　2006年8月，科技部在“十五”國家半導體照明工程實施的基礎上，根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》的部署和“十一五”科技發展規劃，在“十一五”國家863計劃新材料領域中設立“半導體照明工程”重大項目，目標是通過自主創新，突破白光照明部分核心專利，解決半導體照明市場急需的產業化共性關鍵技術，完善半導體照明產業鏈。

　　與此同時，科技部推動構建的國家半導體照明工程研發及產業聯盟的行業凝聚力和影響力逐步擴大。2009年，為形成緊密的技術創新鏈，在聯盟常務理事單位的基礎上，在科技部政策法規司指導下組建了半導體照明產業技術創新戰略聯盟。

　　重點攻關，技術水平基本與國際同步

　　在科技攻關計劃、863計劃、科技支撐計劃等國家科技計劃和相關部門政策的支持下，我國半導體照明技術和產業發展步入快行線，已成為全球發展最快的區域之一。

　　“目前，我國半導體照明技術基本實現與國際同步發展，示范應用處于國際先進水平。”李晉閩評價我國的研發水平認為，在基礎研究方面，我國研發水平和方向與國際基本保持同步，甚至某些方面超前;在成果轉移轉化方面，我國產業關鍵技術取得突破，基本與國際同步。

　　李晉閩做此判斷的依據是，“十一五”期間，在863計劃的支持下，我國產業化大功率LED芯片光效超過100流明/瓦，與國際產業主流產品水平同步。

　　此外，在經歷了買芯片、買外延片的道路之后，我國已經實現自主生產外延片和芯片，國產芯片進口替代比例逐年上升，2011年達68%，半導體照明整體產業規模達到1500多億元。

　　據中科院半導體照明研發中心副主任王軍喜介紹，我國還在硅襯底LED芯片產業化、紫外短波長LED、MOCVD重大裝備、功率型白光LED封裝水平等方面取得突破。如在國際上首次推出具有自主知識產權的硅襯底LED芯片，光效超過90流明/瓦，已實現產業化;我國深紫外LED器件的研發處于國際領先水平;功率型白光LED封裝光效達到130流明/瓦，接近國際先進水平。

　　我國在半導體照明領域申請的專利數量近年上升很快，與國際基本同步。2010年，我國LED相關專利申請超過30000項，約占全球LED專利申請數量的三成，2001—2009年平均增長率33%，明顯高于全球平均水平;而且下游應用專利申請優勢明顯，應用方面專利超過總數的70%，其中道路等功能性照明應用領域處于國際領先地位。

　　搭建平臺，提升行業共性技術水平

　　車輛行駛在北京海淀區林大北路上，一不留神，很容易就會錯過湮沒在一片住宅小區里的中科院半導體研究所。進入大門，一路往南走到盡頭，會看到一幢三層實驗樓。代表著業內最高水準的研發平臺——中科院半導體照明研發中心就藏身于此。

　　研發中心的實驗室對潔凈度有著極高的要求。除了露出一雙眼睛，記者全身從頭到腳全副武裝，經過風淋室才得以步入，一探究竟。

　　在研發人員的帶領下，記者看到了從外延材料制備到芯片研發和切割，再到燈具封裝、性能測試分析一條完整的工藝線，大致了解了從原始材料制備到最后生產出半導體照明產品的全過程。

　　“我們的研發工作涉及半導體照明產業上中下游各個環節。實驗室擁有從襯底材料、MOCVD外延、裝備制造、芯片開發、高效大功率封裝到測試分析較完整的工藝線。打造產業共性技術研發平臺是我們努力的方向。”王軍喜說。

　　在該中心硬件平臺基礎上，廣受各界關注的半導體照明聯合創新國家重點實驗室的籌建工作也在緊鑼密鼓地進行。該國家重點實驗室由半導體照明產業技術創新戰略聯盟牽頭，國內外5家研究機構共同發起，22家企業參與。

　　去年8月，重點實驗室實施方案通過論證，在進行了數月調研，廣泛了解企業需求后，凝練出4個方向的研究課題，并立馬著手實施。盡管還在籌建階段，但相關科研工作已經在2011年10月正式啟動。

　　對于凝練出的4個研究方向，國家半導體照明工程研發及產業聯盟常務副秘書長阮軍逐一進行了介紹，統一半導體照明產品規格接口，制定相關標準，實現不同廠家產品具備互換性;研究半導體照明產品可靠性測試方法，科學評價半導體照明產品各項性能指標;對半導體照明產品封裝工藝進行研究，解決照明舒適安全問題;開展前瞻性研究，對代表未來發展方向的三維封裝、立體封裝進行研究，以降低產品成本。

　　“這些課題也代表了半導體照明產業目前所急需突破的共性技術。”李晉閩說。目前，重點實驗室各項工作進展速度比預想的還要快，對于未來的發展，李晉閩顯得非常樂觀。“目前研究剛剛開始，半年以后，也就是今年五六月，相信企業將能切實感受到實驗室對推動行業共性技術進步所起到的效果，希望你們能繼續跟蹤。”

　　雖然通過“十一五”期間的快速發展，半導體照明技術取得了重大進展，但面對激烈的國際競爭，挑戰依然嚴峻。據悉，“十二五”期間，科技部將通過系統布局，建設共性技術研發平臺，集中資源，計劃到2015年，實現從基礎研究、前沿技術、應用技術到產業化示范全創新鏈的重點技術突破。

　　上至大飛機，下至汽車光測距，遠至南極科考，近至醫療美容、植物照明……“半導體照明技術的出現，不僅使百年傳統照明工業迎來了電子化大規模的數字技術時代，而且應用涉及到信息、交通、醫療、農業等領域，其數字化的特性是即將到來的物聯網時代的技術支撐之一。”阮軍說。

　　在國家研發投入的持續支持和政府的規范引導下，在技術進步和市場需求雙重推動下，中國的半導體照明技術和產業正在與時間賽跑!(記者陳磊 唐婷)

　　半導體照明是技術進步的產物，也是技術進步的表現。作為第三代半導體材料制作的光源和顯示器件，它具有耗電量少、壽命長、無污染、色彩豐富、可控性強等特點，被照明行業普遍視作具有革命性意義的新一代光源。

　　發展半導體照明產業正當其時

　　半導體照明的技術特點使它在節能減排方面具備無限潛力。據測算，目前我國照明用電占能源消耗的6%，并以每年超過5%的速度增長。在節能減排壓力日益增大的情況下，照明行業急需運用更加節能高效的照明光源和技術，而高效率、低污染的半導體照明技術無疑是促成這場技術變革的不二之選。它的運用不僅能大幅降低使用過程中的能源消耗，而且由于產品中不含汞和有害氣體，能將制造過程中的污染幾乎降至最低。據專家測算，2015年我國LED通用照明占有率將超過30%，景觀裝飾等產品市場占有率超過90%，可實現年節電超過1000億度，相當于用新技術再造一座三峽發電站。

　　半導體照明技術的運用還將推動信息、交通、醫療、農業等領域的發展和變革。以物聯網為例，半導體照明技術將引領人類照明進入數字化時代，并成為支撐物聯網時代的重要技術，為人類生產、生活方式帶來更大變化。美國能源部桑地亞國家實驗室的一篇論文顯示，照明占全球能源消耗的8.9%，但對GDP的貢獻率不足1%。如果采用半導體照明技術，2050年的照明用電量將維持2005年的水平，對GDP貢獻率將翻兩番以上。

　　正是基于半導體照明技術的這些特點，它被認為是21世紀最具發展潛力的戰略性新興產業。世界多數國家都將半導體照明技術作為下一步發展的重點。我國處在產業升級、調整結構的重要節點，半導體照明產業同樣是推進低碳經濟、轉變經濟發展方式的重要機遇。

　　自“十五”起，科技部先后通過科技攻關計劃、863計劃、科技支撐計劃等國家科技計劃，持續支持了半導體照明的技術創新和產業發展。2009年科技部又啟動了“十城萬盞”半導體照明應用工程試點工作，通過在37個試點城市推進半導體照明技術應用，推動了技術集成和創新應用，促進了市場機制和商業模式的形成，為我國從照明大國躋身全球照明強國、占據技術和產業發展的國際制高點提供了堅實基礎。