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GaN是第三代半導體材料,不僅是重要的發(fā)光材料,也是GaN HEMT器件的基礎材料。GaN HEMT器件使用的GaN材料技術(shù)和LED使用的GaN技術(shù)同根同源。GaN HEMT器件是虛擬現(xiàn)實、5G傳輸、新基建、手機、汽車、航空等產(chǎn)業(yè)不可缺少的核心器件,GaN材料還可拓展應用至AR/VR、智能穿戴等產(chǎn)業(yè)所需要的Micro LED顯示領域。軍用和民用的消費將拉動GaN HEMT器件和MicroLED成為萬億級市場的核心器件,但目前這一類產(chǎn)品基本上仍依賴進口。 我國制造業(yè)已十分強大,但核心器件方面卻與先進國家差距較大,是我們的薄弱環(huán)節(jié)。2013年以來,江西以自主創(chuàng)新的硅襯底GaN技術(shù)為基石,在國家863計劃支持下,布局GaN HEMT器件材料研究,取得了積極成效。自主培育了中國LED行業(yè)唯一的中國科學院院士,打造了國家硅基LED工程研究中心,硅襯底GaN基LED技術(shù)取得了2015年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。同時,江西以硅襯底GaN基LED技術(shù)為驅(qū)動力,推動LED產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展,孵化出世界領先的LED技術(shù),其中硅襯底黃光LED(565nm@20A/cm2)電光轉(zhuǎn)換效率達到27.9%,處于國際領先水平。 當前,我國LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球最大的LED制造基地,建立了完備的產(chǎn)業(yè)鏈體系,為全球萬億LED市場貢獻了70-80%的產(chǎn)品。而江西在大功率LED核心器件領域居國內(nèi)領先且在世界占據(jù)一席之地,2020年江西大功率LED核心器件實現(xiàn)了62%的逆勢增長,并且擁有完整產(chǎn)業(yè)鏈,覆蓋MO源、MOCVD核心設備、外延、芯片、封裝器件以及LED應用。江西有大規(guī)模制造LED用的硅襯底GaN材料的能力,如果將這種制造能力移植到第三代半導體材料GaN及其器件的開發(fā)和大規(guī)模制造中,有望實現(xiàn)第三代半導體材料器件領域的“彎道超車”,構(gòu)建我國半導體產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展格局。 硅襯底GaN技術(shù)盡管優(yōu)勢明顯,仍然面臨諸多“卡脖子”的問題,需要投入更多的資源來解決。因此建議將硅襯底GaN技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化上升為國家戰(zhàn)略給予支持,具體如下: 一是建議設立硅襯底GaN技術(shù)重大研發(fā)專項。目前,我國硅襯底GaN技術(shù)的藍光LED研究水平與世界并跑,黃光LED技術(shù)世界領跑。但根據(jù)美國能源部發(fā)布的LED照明研發(fā)路線圖,紫外、藍光、綠光、黃光、紅光等LED依然還有很大的空間需要提升,還有較多的關(guān)鍵技術(shù)有待突破,仍然需要大的投入;同時雖然江西已布局了基于硅襯底GaN技術(shù)的微顯示Micro LED和GaN HEMT器件的材料技術(shù)研究,并在國家863計劃的支持下,取得了領先的成果,但微顯示Micro LED以及GaN HEMT器件領域由于市場規(guī)模巨大,是國際研究熱點,需要與國外企業(yè)搶時間,急需大量的資源投入。建議設立硅襯底GaN技術(shù)攻關(guān)專項,從國家層面給予更大的資金和資源集中攻關(guān),推進構(gòu)建自主可控的第三代半導體GaN材料體系。 二是建議設立國家硅襯底GaN技術(shù)或制造業(yè)創(chuàng)新平臺,發(fā)展以第三代半導體GaN為材料的硬核科技。聚焦LED、微顯示、GaN HEMT器件等硅襯底GaN技術(shù)優(yōu)勢領域,建設高水平創(chuàng)新平臺,將匯聚全球人才、激活創(chuàng)新資源、突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸、發(fā)展硬核科技、促進科技成果轉(zhuǎn)化,以硅襯底GaN技術(shù)在LED領域產(chǎn)業(yè)化的成功經(jīng)驗,推動GaN HEMT等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。 |
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