記者 | 沈月
工廠里聽(tīng)不見(jiàn)嘈雜的機(jī)器聲,也難見(jiàn)到一個(gè)工人,但智能化設(shè)備正在有條不紊的制造一種光源中最核心的器件——LED半導(dǎo)體芯片。
“凡是你能想到的發(fā)光的東西,現(xiàn)在幾乎都是LED光源?!弊鳛榻髡遵Y半導(dǎo)體有限公司(下稱(chēng)“兆馳半導(dǎo)體”)的首席技術(shù)官,胡加輝說(shuō)道熟悉的領(lǐng)域自信滿(mǎn)滿(mǎn)。在LED照明市場(chǎng),兆馳半導(dǎo)體貢獻(xiàn)了約40%的份額。
近日,在由江西省委網(wǎng)信辦主辦的“學(xué)習(xí)貫徹二十大精神 著力推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展雙‘一號(hào)工程’”網(wǎng)絡(luò)主題活動(dòng)中,界面新聞?dòng)浾邅?lái)到兆馳半導(dǎo)體。穿過(guò)一樓大廳滿(mǎn)墻的發(fā)明專(zhuān)利,進(jìn)入二層“全球外延芯片產(chǎn)量最大的單一主體廠房”。截至目前,兆馳半導(dǎo)體的LED外延芯片月產(chǎn)能為70萬(wàn)片/月(4寸片),市場(chǎng)占有率在LED芯片領(lǐng)域已達(dá)到全球前三。
兆馳半導(dǎo)體是一家化合物半導(dǎo)體企業(yè),為深圳市兆馳股份有限公司投資100億元在南昌高新區(qū)設(shè)立的子公司,是江西省重點(diǎn)招商引資引進(jìn)的項(xiàng)目企業(yè)。兆馳半導(dǎo)體成立于2017年,注冊(cè)資金為31億元。憑借雄厚的科技實(shí)力和強(qiáng)大的研發(fā)平臺(tái),具備設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、施工、工藝、運(yùn)營(yíng)等多種技術(shù)保障。短短5年時(shí)間,兆馳半導(dǎo)體已取得同類(lèi)企業(yè)10-15年的發(fā)展水平。
所謂化合物半導(dǎo)體,是區(qū)分于以硅為代表的第一代半導(dǎo)體材料,而化合物半導(dǎo)體又可以分為第二代和第三代半導(dǎo)體,其中,第二代半導(dǎo)體材料是砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP),第三代半導(dǎo)體是碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)。
LED產(chǎn)業(yè)最大短板缺核心技術(shù)是上游大尺寸藍(lán)寶石襯底加工技術(shù),納米圖形化襯底制作技術(shù),氮化鎵和砷化鎵高質(zhì)量化合物半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)技術(shù),高光效紅綠藍(lán)三基色LED芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),高精度LED半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)等。過(guò)去,這些技術(shù)層長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口,外延生產(chǎn)設(shè)備幾乎全部依靠國(guó)外進(jìn)口,企業(yè)自主創(chuàng)新能力差,成本居高不下,制約了LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
江西兆馳半導(dǎo)體通過(guò)整合藍(lán)寶石襯底加工技術(shù),納米圖形化襯底制作技術(shù),氮化鎵和砷化鎵高質(zhì)量化合物半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)技術(shù),高光效紅綠藍(lán)三基色LED芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),LED半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)等上游核心全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù),快速實(shí)現(xiàn)技術(shù)迭代,建設(shè)全國(guó)領(lǐng)先的化合物半導(dǎo)體光電器件技術(shù)平臺(tái)和檢測(cè)平臺(tái),突破行業(yè)技術(shù)瓶頸,全力打造LED產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地。
胡加輝介紹,這些LED芯片的用途覆蓋照明、背光和屏幕顯示,其中照明又是最很重要的一塊用途。人類(lèi)的照明歷史,從蠟燭到白熾燈,再到節(jié)能燈,如今基本都采用了LED半導(dǎo)體。相比傳統(tǒng)照明燈具,LED具有體積小、壽命長(zhǎng)、電壓低、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)。LED半導(dǎo)體的發(fā)光效率,是節(jié)能燈的3倍,白熾燈的20倍。
2020年,中科院半導(dǎo)體所研究員李晉閩稱(chēng),目前,中國(guó)已有近50%的傳統(tǒng)光源被LED產(chǎn)品所取代,每年累計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)電約2800億度,相當(dāng)于3個(gè)三峽水利工程的年發(fā)電量。按照胡加輝的介紹,兆馳半導(dǎo)體占LED照明市場(chǎng)約40%的份額,這意味著,有1個(gè)多三峽水利工程的年發(fā)電量因該公司生產(chǎn)的LED芯片被節(jié)省下來(lái)。
李晉閩介紹,本世紀(jì)初期,世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家圍繞LED的研制展開(kāi)了激烈的技術(shù)競(jìng)賽,發(fā)布了諸如美國(guó)的“下一代照明計(jì)劃”、歐盟的“彩虹計(jì)劃”、日本的“21世紀(jì)光計(jì)劃”等半導(dǎo)體照明發(fā)展計(jì)劃。
中國(guó)在2003年首次提出發(fā)展半導(dǎo)體照明計(jì)劃,科技部等六部委緊急啟動(dòng)“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程”;2006年,半導(dǎo)體照明列入“國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要”;2013年國(guó)務(wù)院發(fā)布“發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見(jiàn)”,大力推動(dòng)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化。
目前,兆馳半導(dǎo)體已為木林森、鴻利光電、國(guó)星光電等企業(yè)配套提供LED照明芯片,并為??怠⒋笕A、宇視等頭部顯屏企業(yè)提供LED顯示芯片。兆馳半導(dǎo)體圍繞化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)和研發(fā)共有2個(gè)研發(fā)機(jī)構(gòu)-江西省化合物半導(dǎo)體光電器件工程研究中心和南昌市Mini/Micro LED新型顯示芯片工程技術(shù)研究中心.
為何別的企業(yè)花費(fèi)10年取得的發(fā)展,兆馳半導(dǎo)體僅用了3-5年就能達(dá)成?
胡加輝告訴界面新聞,一方面的該產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,已經(jīng)沉淀了相對(duì)成熟的技術(shù)和人才優(yōu)勢(shì),進(jìn)入國(guó)內(nèi)大發(fā)展時(shí)期,后來(lái)的企業(yè)具有天然后發(fā)優(yōu)勢(shì)。LED芯片并不像5納米計(jì)算機(jī)芯片、光刻機(jī)等的制造那樣復(fù)雜,包括他本人在內(nèi),對(duì)于氮化鎵和砷化鎵材料體系,國(guó)內(nèi)也一直在進(jìn)行研究,與國(guó)外的差距不斷縮小。
過(guò)去,該行業(yè)長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口核心技術(shù),外延生產(chǎn)設(shè)備幾乎全部依靠國(guó)外進(jìn)口,企業(yè)自主創(chuàng)新能力差,成本居高不下,制約了LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,現(xiàn)在90%的設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的國(guó)產(chǎn),采購(gòu)周期大大縮短,剩下10%的設(shè)備和技術(shù),預(yù)計(jì)在未來(lái)3-5年內(nèi)也會(huì)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
二來(lái)政府大力支持,兆馳集團(tuán)已被深圳國(guó)資委控股,一次性投資100億元,而決定在南昌投資后,當(dāng)?shù)卣才艑?zhuān)班支持辦理手續(xù),龐大的工廠在兩年之類(lèi)就建好投產(chǎn);除了政府支持,南昌還有人才優(yōu)勢(shì)。南昌大學(xué)的江風(fēng)益院士長(zhǎng)期從事半導(dǎo)體發(fā)光方向的科研工作和人才培養(yǎng),兆馳半導(dǎo)體的許多科研人員都來(lái)自江風(fēng)益團(tuán)隊(duì),這些都是企業(yè)得以高速發(fā)展不可或缺的條件。
“從月產(chǎn)量1萬(wàn)片到10萬(wàn)片,用了五六年,現(xiàn)在從10萬(wàn)片到70萬(wàn)片,大概就用了3年時(shí)間?!焙虞x說(shuō),現(xiàn)在該產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展階段,而兆馳半導(dǎo)體正好趕上了產(chǎn)業(yè)和政策的東風(fēng)。
胡加輝介紹,2022 年公司將新增投資52腔MOCVD(金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉淀)自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)及配套芯片生產(chǎn)線(xiàn),用于Mini/Micro LED新型顯示LED芯片項(xiàng)目擴(kuò)產(chǎn),項(xiàng)目投產(chǎn)達(dá)標(biāo)后,主營(yíng)業(yè)務(wù)收入預(yù)計(jì)突破50億,產(chǎn)能將由目前每月的65萬(wàn)片4寸,提升至100萬(wàn)至110萬(wàn)片4寸,將位列全球第二,躋身世界級(jí) LED 芯片企業(yè)。