半导体的核心技术篇（1）

主管单位：工业和信息化部

主办单位：中国半导体行业协会;半导体专业情报网;中国电子科技集团公司第十三所

出版周期：月刊

出版地址：河北省石家庄市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1003-353X

国内刊号：13-1109/TN

邮发代号：18-65

发行范围：

创刊时间：1976

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

SA 科学文摘(英)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

半导体的核心技术篇（2）

一、概论

在人类先后经历了火光照明――白炽灯照明――荧光灯照明――高强度气体放电灯照明四个阶段后，半导体技术日新月异的发展给人类照明带来了新的光源。半导体照明应用广泛应用于人类生产生活的各个方面，得益于它自身无可比拟的优势和特点。半导体照明具有节能环保、寿命长、重量轻、体积小、使用安全、光效强、无辐射、无干扰、响应速度快等一系列有点。 与其他产业一样，半导体照明产业也有自己的产业链和价值链。它的产业链主要包含衬底、外延生长、芯片制造、器件封装、应用产品及服务等五个方面，当然还包括与这五个核心部分紧密相关的配套件、制造设备、原材料、具体应用产品、检测仪器等。价值链包括利润和成本两个方面。从利润角度来说，半导体产业的上游属于资金和技术密集型行业占整个链条中行业总利润的七成，主要包括芯片制造行业和外延材料 ;中下游主要包括照明应用、器件封装、和显示，偏重劳动和技术，而利润仅占全部利润的三成。从成品角度来讲，上中下游大概各占三成。

二、现状及问题

顺应国际照明产业发展潮流，我国政府也相当重视半导体照明产业的发展， 在政策、资金、技术等各个方面做出了巨大的努力。例如，“国家半导体照明工程”已于2003年开始启动，两年之后，国家863 计划及和“十五”国家科技攻关计划将“半导体照明产业化技术开发”列为重大课题项目，并且对相关研究机构和企业的半导体就产业基础研究和技术研发给予了大力的资助。国家标委会前前后后颁布了八项LED 主要标准，用以完善已有制度、规范市场秩序、激励企业跨地区流动和竞争、促进产业的技术革新。

虽然我国的半导体照明产业得到了快速的发展，但是还面临着一系列需要解决的问题和发展瓶颈，主要集中在技术、市场、人才、标准等几个方面。（1）缺乏核心技术。国外的几家跨国公司垄断了半导体产业的核心技术，并且申请了专利以实现长期保护的目的。从全球来看，与半导体照明应用相关的专利中，我国占比不足百分之十，并且大多是国内专利，很少达到国际标准。占比最高的是封装专利，可以达到百分之三十九。产业技术的落后使得产品质量较次、成本高昂、寿命较短，技术相对落后导致产品质量不高、成本较高、寿命有限，相对于传统照明产品没有特别突出的优势。（2）人才缺乏。人才数量、质量、结构不合理。大多数都是经验型人才，而从事基础研究方面的人才稀缺，掌握半导体照明各个产业链环节的人才也很匮乏，而掌握关键技术的核心人才更是少之又少。总之，相对快速发展的半导体照明产业的发展需求来说，行业的人才现状远远难以满足。（3）市场方面。就国际市场来说，我国半导体照明企业主要集中在中下游市场，产品的国际竞争力低下，关键的设备和核心材料以来进口，从而导致产品附加值低和利润水平不高的现状。就国内市场来说，市场不够健全。国家在规划统筹方面做得不够，而地方政府则相对独立和分散，从而导致政府整合资源、企业集聚资源、市场配置资源的良性发展机制难以形成。（4）产业标准体系不完善。目前我国半导体照明产业缺乏质量认证标准，由此导致产品质量良莠不齐，鱼目混珠现象十分严重，市场秩序相当混乱，进而使得消费者对产品的信心极具下降。

三、对策措施

鉴于我国半导体产业面临的一系列问题，建议从以下几个方面采取措施：（1）增强自主创新能力。技术落后的关键在于自主创新的能力严重不足，对此：首先应当加大科技研发投入，提供足够的资金支持，其次，要坚持多种技术路线并行的发展战略，以本国特色技术为主，但也注重国际主流技术的研究。2最后，设立包括资源共享、技术创新、成果转化、产品交易等在内的半导体照明产业技术服务平台，促进产品更新换代。 （2） 加强人才队伍建设。在人才招聘时，尽量招聘在半导体照明技术和管理方面基础知识比较扎实、实践能力突出的人才;加强培训体系和培训基地的建设，及时实现知识和技术的更新换代;加强人才管理，注重考核机制的建设，从专业水平、工作态度和绩效等方面进行多重考核。 （3） 加快制定合理的产业标准。首先，应当坚持一切从实际出发的原则对市场进行周密的调研，对技术进行严密的评估。其次，要注重经验借鉴。他山之石可以攻玉，应当多参考标准健全的国家，结合实际，进行标准制定。最后，要加强各个部门之间的合作互动。加强质监部门、产业司、科技部等之间的沟通以及国家、企业、行业协会之间的协调，制定出包括质量认定、技术检验和市场准入在内的完善产业标准体系。

制定合理的发展规划。宏观方面来说，政府要制定以培育新兴大功率通用照明产业为中远期目标和以解决市场应用和产品的性价比为近期发展目标相结合的发展规划。 此外，企业也应当合理确定企业发展的规模目标、产值目标、利润目标等，制定企业长期发展战略和规划。

半导体的核心技术篇（3）

形势篇：

技术发展 产业爆发式增长 需求明显

从全球来看，半导体照明产业已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。随着市场的快速发展，美国、日本、欧洲各主要厂商纷纷扩产，加快抢占市场份额。根据目前全球LED产业发展情况，预测LED照明将使全球照明用电减少一半，2007年起，澳大利亚、加拿大、美国、欧盟、日本及中国台湾等国家和地区已陆续宣布将逐步淘汰白炽灯，发展LED照明成为全球产业的焦点。

中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展，中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。

《规划》指出，目前我国的半导体照明技术快速发展，正向更高光效、更优良的光品质、更低成本、更可靠、更多功能和更广泛应用的方向推进。半导体照明技术的突飞猛进，有力地促进了半导体照明产业的繁荣进步。目前许多国家都在半导体照明科技方面设置了专项资金，制定了严格的白炽灯淘汰计划，大力扶持本国或本地区的半导体照明产业。同样，我国半导体照明技术和产业在当前情况下具备跨越式发展机会，因为我国的半导体照明需求相对明显。作为人口大国、人均资源小国，解决能耗问题是我国当前形势下首先并且急需解决的问题。半导体照明产业以其资源能耗低、带动系数大、创造效益高等有利因素，理所当然地成为国家和社会的首选。进入十二五以后，人们的生活水平和文化素质都有所提高，半导体照明也越来越符合当代人需求。

目标篇：

产业规模5000亿 80%国产化 3500万吨

《规划》中提出，到2015年，半导体照明行业要实现从基础研究、前沿技术、应用技术到示范应用全创新链的重点技术突破，关键生产设备、重要原材料实现国产化；重点开发新型健康环保的半导体照明标准化、规格化产品，实现大规模的示范应用；建立具有国际先进水平的公共研发、检测和服务平台；完善科技创新和产业发展的政策与服务环境，建成一批试点示范城市和特色产业化基地，培育拥有知名品牌的龙头企业，形成具有国际竞争力的半导体照明产业。

具体说来，技术目标上，产业化白光LED器件的光效要达到国际同期先进水平（150～200lm/W），LED光源/灯具光效达到130lm/w，有机发光二极管（OLED）照明灯具光效达到80lm/W，硅基半导体照明、创新应用、智能化照明系统及解决方案开发等达到世界领先水平，形成核心专利300项；产品目标上，80%以上的芯片实现国产化，大型MOCVD装备、关键原材料实现国产化，形成新型节能、环保及可持续发展的标准化、规格化、系统化应用产品，成本降低至2011年的1/5；产业目标上，产业规模达到5000亿元，培育20～30家掌握核心技术、拥有较多自主知识产权、自主品牌的龙头企业，扶持40～50家创新型高技术企业，建成50个“十城万盏”试点示范城市和20个创新能力强、特色鲜明的产业化基地，完善产业链条，优化产业结构，提高市场占有率，显著提升半导体照明产业的国际竞争力；此外，还要培育和引进一批学科带头人、创新团队和科技创业人才，建立国际化、开放性的国家公共技术研发平台，完善我国半导体照明标准、检测和认证体系，发挥产业技术创新战略联盟的作用，推动产学研用深度结合，切实保障我国半导体照明产业的可持续发展。

《规划》提出，近年来，许多发达国家/地区均安排了专项资金，大力扶持本国或本地区半导体照明技术创新与产业发展。如今，产业发展呈爆发式增长态势，已到了抢占产业制高点的关键时刻。在国家研发投入的持续支援和市场需求的拉动下，中国半导体照明技术和产业具备跨越式发展机会。

根据《规划》，我国半导体照明企业的发展目标非常宏大，产业规模也会随之快速壮大。国家将会着力培养掌握核心技术、拥有较多自主智慧财产权、自主品牌的龙头企业，这样就会促使创新型企业的崛起，与之相适应的特色产业基地、相对完善的产业结构也会随之产生壮大。目前我国半导体产业的国际竞争力仍然不能以世界半导体照明产业大国相提并论，《规划》出台对我国在这方面的核心竞争力会有非常的影响。

到2015年，LED照明产品在通用照明市场的份额达到30%，实现年节电1000亿度，年节约标准煤3500万吨。80%以上的芯片实现国产化，大型MOCVD装备、关键原材料实现国产化，LED产品成本降低至2011年的1/5。

任务篇：

基础研究 前沿技术 应用技术 平台建设 环境建设

一是加强基础研究，解决宽禁带衬底上高效率LED芯片的若干基础科学问题，研究高密度载流子注入条件下的束缚激子及其复合机制；探索通信调制功能和LED照明器件相互影响机理。二是加强前沿技术研究。突破白光LED专利壁垒，光效达到国际同期先进水平；研究大尺寸si衬底等白光LED制备技术，加强单芯片白光、紫外发光二极管（UV-LED）、OLED等新的白光照明技术路线研究；突破高光效、高可靠、低成本的核心器件产业化技术；提升LED器件及系统可靠性；实现核心装备和关键配套原材料国产化，提升产业制造水平与盈利能力。三是强化应用技术研究。以抢占创新应用制高点为目标，以工艺创新、系统集成和解决方案为重点，开发高品质、多功能创新型半导体照明产品及系统，实现规模化生产；开发出具有性价比优势的半导体照明产品，替代低效照明产品；开展办公、商业、工业、农业、医疗和智能信息网络等领域的主题创新应用。四是建立共性技术平台。以创新的体制机制建立开放的、国际化的公共研发平台，加强共性关键技术研发；探索以企业为主体，政府、研究机构及公共机构共同参与的技术创新投入与人才激励机制，促进半导体照明前沿技术及产业化共性关键技术的研发与应用，支撑产品的创新应用和产业的可持续发展。五是完善产业发展环境建设。研究测试方法及开发相关测试设备，引导建立检测与质量认证体系，参与国际标准制定；开展知识产权战略研究，提升我国半导体照明产业专利分析和预警能力；积极探索EMC等商业推广模式。通过完善产业发展环境，促进技术研发和产业链构建，支撑示范应用，推动“十城万盏”试点工作顺利实施。

保障篇：

政策引导与产业促进 财政支持 国际交流 人才创新

《规划》最后一项提到的是为达成上述目标和任务所要提供的政策措施。虽然没有透露任何可能投入的具体数字，但是，相关措施无疑在《规划》正式公布后会成为各级政府的施政依据。各级政府在规划的正式颁布后，将有政策的依据推行各种节能补贴，人才引进，国际交流合作及研发投入等对产业的支援性政策。

在政策方面，国家相当重视。《规划》中的虽然没有明确提出政策的名称体系，但是既然明确提出了相关内容，那么半导体照明产业的就具有了依托。我国的半导体照明发展尚处于初级阶段，如何有效的整合有力的国际资源是非常重要的，《规划》中明确提出了加强国际交流的措施，与发达国家互通有无，共同发展。这也从一个侧面反映出，我国将会加大对外资企业半导体节能照明科技的支持引导。人才创新、人才队伍建设是发展半导体照明科技的重中之重，发展技术，人才是关键，《规划》指出，积极引进海外人才，加强国内人才的创新能力建设，从整体上提高从业人员的整体素质和创新能力。

半导体照明产业的发展壮大，需要强大的财政支持，这就要求国家财政给予强有力的物质支持。物质保障是基础，技术研发是核心，而人才培养是关键。因此要想实现半导体照明的飞跃发展，人才创新、技术进步是重中之重。《规划》中明确提到的财政支持、人才创新是真正保证其发展的坚实后盾。

优势篇：

高节能 寿命长 高新尖

半导体照明，是节能能源。所谓节能能源即为环保无污染，直流驱动，超低功耗（单管0.03～0.06瓦）电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。

有人将LED光源称为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256=16777216种颜色，形成不同光色的组合变化，实现丰富多彩的动态效果及各种图像。由于LED光源的光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素。由于LED是冷光源，所以可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品，成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程，无限升级，灵活多变的特点。

前景篇：

应用广泛 产值巨大 产品推广模式或将转变

当前中国半导体产业大而不强，核心竞争力仍有待于进一步提升。对国内企业而言，壮大规模、提高产品质量与技术水平是首要任务，掌握一手的核心技术、培育一流的研发团队对这些企业而言是占有市场份额的制胜法宝。有业内人士指出，目前LED光源仍主要应用在显示屏、背光源等领域，其最大的需求照明市场仍未打开，在全球节能减排以及各国开始逐步禁用白炽灯的背景下，通用照明市场的开启，无疑将成为LED产业发展的又一大亮点。

半导体的核心技术篇（4）

中图分类号：TN405文献标识码：A文章编号：1674-098X（2019）09（c）-0070-02

微电子技术作为当今工业信息社会发展最快、最重要的技术之一，是电子信息产业的“心脏”。而微电子技术的重要标志，正是半导体集成电路技术的飞速进步和发展。多年来，随着我国对微电子技术的重视和积极布局投入，结合社会良好的创新发展氛围，我国的微电子技术得到了迅速的发展和进步。目前我国自主制造的集成芯片在射频通信、雷达电子、数字多媒体处理器中已经得到了广泛应用。但总体来看，我国的核心集成电路基础元器件的研发水平、制造能力等还和发展较早的发达国家存在一定差距，唯有继续积极布局，完善创新体系，才能逐渐与世界先进水平接轨。集成电路技术，主要包括电路设计、制造工艺、封装检测几大技术体系，随着集成电路产业的深入发展，制造和封装技术已经成为微电子产业的重要支柱。本文将对微电子技术的制造和封装技术的发展和应用进行简要说明与研究。

1微电子制造技术

集成电路制造工艺主要可以分为材料工艺和半导体工艺。材料工艺包括各种圆片的制备，包括从单晶拉制到外延的多个工艺，传统Si晶圆制造的主要工艺包括单晶拉制、切片、研磨抛光、外延生长等工序，而GaAs的全离子注入工艺所需要的是抛光好的单晶片（衬底片），不需要外延。半导体工艺总体可以概括为图形制备、图形转移和扩散形成特征区等三大步。图形制备是以光刻工艺为主，目前最具代表性的光刻工艺制程是28nm。图形转移是将光刻形成的图形转移到电路载体，如介质、半导体和金属中，以实现集成电路的电气功能。注入或扩散是通过引入外来杂质，在半导体某些区域实现有效掺杂，形成不同载流子类型或不同浓度分布的结构和功能。

从历史进程来看，硅和锗是最早被应用于集成电路制造的半导体材料。随着半导体材料和微电子制造技术的发展，以GaAs为代表的第二代半导体材料逐渐被广泛应用。直到现在第三代半导体材料GaN和SiC已经凭借其大功率、宽禁带等特性在迅速占据市场。在这三代半导体材料的迭展中，其特征尺寸逐渐由毫米缩小到当前的14纳米、7纳米水平，而在当前微电子制造技术的持续发展中，材料和设备正在成为制造能力提升的决定性因素，包括光刻设备、掩模制造技术设备和光刻胶材料技术等。材料的研发能力、设备制造和应用能力的提升直接决定着当下和未来微电子制造水平的提升。

总之，推动微电子制造技术发展的动力来自于应用设计需求和其自身的发展需要。从长远看，新材料的出现带来的优越特性，是帶动微电子器件及其制造技术的提升的重要表现形式。较为典型的例子是GaN半导体材料及其器件的技术突破直接推动了蓝光和白光LED的诞生，以及高频大功率器件的迅速发展。作为微电子器件服务媒介，信息技术的发展需求依然是微电子制造技术发展的重要动力。信号的生成、存储、传输和处理等在超高速、高频、大容量等技术要求下飞速发展，也会持续推动微电子制造技术在加工技术、制造能力等方面相应提升。微电子制造技术发展的第二个主要表现形式是自身能力的提升，其主要来自于制造设备技术、应用能力的迅速发展和相应配套服务材料技术的同步提升。

2微电子封装技术

微电子封装的技术种类很多，按照封装引脚结构不同可以分为通孔插装式和表面安装式。通常来说集成电路封装技术的发展可以分为三个阶段：第一阶段，20世纪70年代，当时微电子封装技术主要是以引脚插装型封装技术为主。第二阶段，20世纪80年代，SMT技术逐渐走向成熟，表面安装技术由于其可适应更短引脚节距和高密度电路的特点逐渐取代引脚直插技术。第三阶段，20世纪90年代，随着电子技术的不断发展以及集成电路技术的不断进步，对于微电子封装技术的要求越来越高，促使出现了BGA、CSP、MCM等多种封装技术。使引脚间距从过去的1.27mm、0.635mm到目前的0.5mm、0.4mm、0.3mm发展，封装密度也越来越大，CSP的芯片尺寸与封装尺寸之比已经小于1.2。

目前，元器件尺寸已日益逼近极限。由于受制于设备能力、PCB设计和加工能力等限制，元器件尺寸已经很难继续缩小。但是在當今信息时代，依然在持续对电子设备提出更轻薄、高性能的需求。在此动力下，依然推动着微电子封装继续向MCM、SIP、SOC封装继续发展，实现IC封装和板级电路组装这两个封装层次的技术深度融合将是目前发展的重点方向。

芯片级互联技术是电子封装技术的核心和关键。无论是芯片装连还是电子封装技术都是在基板上进行操作，因此这些都能够运用到互联的微技术，微互联技术是封装技术的核心，现在的微互联技术主要包含以下几个：引线键合技术，是把半导体芯片与电子封装的外部框架运用一定的手段连接起来的技术，工艺成熟，易于返工，依然是目前应用最广泛的芯片互连技术；载体自动焊技术，载体自动焊技术可通过带盘连续作业，用聚合物做成相应的引脚，将相应的晶片放入对应的键合区，最后通过热电极把全部的引线有序地键合到位置，载体自动焊技术的主要优点是组装密度高，可互连器件的引脚多，间距小，但设备投资大、生产线长、不易返工等特性限制了该技术的应用。倒装芯片技术是把芯片直接倒置放在相应的基片上，焊区能够放在芯片的任意地方，可大幅提高I/O数量，提高封装密度。但凸点制作技术要求高、不能返工等问题也依然有待继续研究，芯片倒装技术是目前和未来最值得研究和应用的芯片互连技术。

半导体的核心技术篇（5）

但是在飞速发展的背后，中国LED照明产业暴露出核心技术缺乏、创新能力不足、市场无序竞争等问题。在行业发展光鲜亮丽的背景下，这些不可忽视的隐患随时都存在着爆发的危机，而在这种态势下，加强国家对地方LED产业规划整体的引导、加强下一代半导体照明技术的研究开发工作已然刻不容缓。

中国大陆LED产业的发展历程

中国自2003年起，开始推动LED照明产业发展，提出“国家半导体照明工程计划”以及十一五“半导体照明产业化技术开发”专项计划，协助产业规模与技术水准的提升，并规划“十城万盏”与广设“半导体照明基地”，以推动区域性LED照明应用。政策推动配和厂商积极投入，建构出中国LED照明产业完整产业结构。

中国LED产业与市场在政府的重点扶持下快速扩张，不仅整体产值大幅提升，更加带动厂商积极扩大产业链上下游布局，促使中国不仅成为全球主要的LED户外照明市场，亦成为全球LED组件主要生产国之一。

中国LED产业成长力道强劲，2006年至2011年间产值年均成长率达30%，且自2009年后产业加速扩张，2011年产值规模成长至1560亿人民币，但产业发展不均，高度集中在下游应用与封装部分，2011年应用产值为1210亿人民币、封装产值为285亿人民币，而技术门坎较高的磊晶/晶粒产值仅达65亿人民币。

中国LED照明产业的诸多隐患

随着2011下半年全球LED产业发展陷入低潮，厂商以炒作与资本杠杆方式创造的产业扩张荣景无以为继，领导厂商的技术能力与获利能力重新受到严格检验，第二、三线厂商甚至开始出现倒闭潮。对中国整体LED产业而言，就需要展开全面的反思，寻找诸多隐患的症结。具体而言存在以下六个方面：

一、就产值来说，现阶段LED在大陆照明市场的渗透率仅为5%，核心技术依赖进口、整体成本较高成为阻碍LED产业进一步发展的绊脚石。LED芯片就好比汽车的发动机。核心技术的缺乏将直接制约这个行业的发展。据了解，LED上游芯片生产主要技术都掌握在国外公司手中，技术国产化进程较慢，影响了产业的发展。MOCVD外延炉及其相关配套技术是LED产业链的最高端，目前主要依赖进口，极大地制约了LED产业上游的成本控制。

二、就整体水准而言，中国与国际一流水准仍有两年左右的差距。世界上许多发达国家和发展中国家或地区都在加快推进半导体照明技术与产业的发展，在技术上，中国处于第二梯队。另外，盲目的投资和核心技术缺乏使得中国LED照明市场鱼龙混杂，良莠不齐。品质不稳定也是目前LED企业普遍面临的一个难题，目前LED照明市场存在不少生产低质产品的中小企业，行业格局不稳定。随着国际巨头厂商进入中国市场，大陆很多具有一定核心竞争力的企业将面临被并购的风险，而缺乏竞争力的企业或将直接被淘汰出局。如果不加以规范市场，未来将有可能沦落到为国外照明巨头做嫁衣的地步。

三、缺乏国家标准。目前我国缺乏LED照明产品的国家标准，质量认证标准缺失，直接导致市面上产品的质量参差不齐，市场混乱，产品和市场都缺乏统一的标准来进行衡量和规范，这就影响了消费者的购买信心。同时也因为缺乏国家标准，无法进行质量认证，对于借力政策扶持来发展的LED产业而言，就意味着不能进入政府采购的名单，丧失了政府采购的大市场。因此，缺乏必要的产品国家标准，成为制约LED照明产品持续发展的主要问题。

四、价格过高。我国的LED节能灯价格还过高，根据市场状况，3W的LED节能灯售价在80元左右，这个价格相当于普通节能灯五六倍、更高出白炽灯10多倍。而这样的价格是不能被普通家庭接受。价格就成为制约我国LED节能灯在家居照明领域发展的另一关键问题。根据LED行业的 “摩尔定律”，每18～24个月LED的光输出亮度便会翻一番，而价格会下降一半。

五、产品缺乏核心技术，家用产品系列单一。目前LED节能灯在我国家庭领域的应用还处于起步阶段，而在国外家用领域的应用已经比较成熟，主要是因为国外的电价很高，国外消费者愿意接受LED节能灯。LED在国内除了价格相对其他节能灯产品过高以外，产品缺乏核心技术，产品线单一，目前市场还没有专用于家居照明的LED整体解决方案，缺乏更多家用系列的产品也影响其在国内市场的发展。

六、消费者认知度差。作为世界照明电器第一大生产国、第二大出口国的中国，2003年成立了国家LED照明工程协调领导小组，正式启动国家LED照明工程。但现实却很不乐观，我国经济发达地区的城市约70%用户启用节能灯，农村和不发达地区80%仍用白炽灯，很多消费者根本没听说过LED节能灯，这说明我国LED节能灯还存在巨大的潜在市场。但是由于消费者对LED节能灯认知度低，厂商缺乏对LED节能灯在家用领域的宣传和推广，也成为影响LED节能灯在家用领域的应用的重要问题。

解决中国LED照明产业隐患的

具体方案

面对这么多的缺陷和隐患，我们应该如何着手解决呢？若不解决这些问题，LED行业必然面临举步为艰的尴尬境地。在经过多位专家的综合分析后，得出了如下几条实质性建议：

半导体的核心技术篇（6）

[中图分类号] G420 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）11-0112-03

0引言

西安邮电大学微电子科学与工程专业源于原计算机系的微电子学专业，2005年开始招收第一届本科生，专业方向设置偏向于集成电路设计。2013年，根据教育部《普通高等学校本科专业目录（2012年）》的专业设置，将微电子学专业更名为微电子科学与工程专业。2009年至今，该专业累计培养本科毕业生6届。根据历年应届毕业生就业情况和研究生报考方向，我们发现半导体工艺方向人数比重呈现逐年上升的趋势。另外，随着我国经济的快速发展，中西部地区半导体行业的投资力度也越来越大，例如韩国三星电子有限公司、西安爱立信分公司等落户西安，半导体人才需求日益增加。

根据2014年，微电子科学与工程专业新一轮培养方案的定位，设置出半导体工艺、集成电路设计两大课程体系，可实现半导体工艺、集成电路设计和集成电路应用人才的个性化培养。半导体工艺课程体系除设置固体物理、半导体物理学、半导体器件物理等专业基础课程外，还包含集成电路工艺原理、器件模拟与仿真、集成电路制造与测试和半导体工艺实习等专业课程。本课程体系是微电子技术领域人才培养的核心，旨在培养学生掌握集成电路制造的工艺原理、工艺流程以及实践操作的能力，同时也是培养具有创新意识的高素质应用型人才的关键。

因此，整合集成电路工艺原理与实践课程体系的教学内容，充分利用微电子技术实验教学中心现有的硬件环境和优势资源，加强软件设施，例如实践教学具体组织实施方案及考核机制的建设，构建内容健全、结构合理的集成电路工艺原理与实践课程体系，对微电子科学与工程专业及相关专业的人才，尤其是半导体工艺人才培养的落实和发展具有重要意义。

一、面临的主要问题和解决措施

（一）教学面临的主要问题

课程体系是高等学校人才培养的主要载体，是教育思想和教育观念付诸实践的桥梁。集成电路工艺原理与实践课程体系注重理论教学与实践教学的紧密结合，不仅让学生充分了解、掌握集成电路制造的基本原理和工艺技术，而且逐步加强学生半导体技术生产实践能力的培养。然而，该课程体系相关实践环境建设与运行维护耗费巨大，致使大多数高等院校在该课程体系的教学上仅局限于课堂教学，无法做到理论与实践相结合。

为解决这一问题，学校经过多方调研考察、洽谈协商，与北京微电子技术研究所进行校企合作，建立了半导体工艺联合实验室。通过中省共建项目和其他项目对半导体工艺联合实验室进一步建设、完善，为微电子科学与工程专业及相关专业本科生提供了良好的工艺实践平台。然而，在实际教学过程中，专业课程内容不能模块化、系统化，理论教学与实践教学严重脱钩，工程型师资人员匮乏，教学效果不理想。因此，对集成电路工艺原理与实践课程体系进行深化改革与探索，可谓任重而道远。

（二）主要的解决措施

1.课程体系整合优化

集成电路工艺原理与实践课程体系服务于半导体产业快速发展对人才培养的需要。本课程体系以集成电路工艺原理、器件模拟与仿真和工艺实践为主线，将集成电路工艺原理、半导体器件模拟与仿真、集成电路封装与测试、新型材料器件课程设计和半导体工艺实习等课程内容进行整合，明确每门课程、知识的相互关系、地位和作用，找到课程内容的衔接点，让每一门课程都发挥承上启下的作用，保证半导体人才培养的基本规格和基本质量要求。在此基础上，设置半导体材料、半导体功率器件、纳米电子材料与器件等专业选修课，培养学生的兴趣、爱好和特长，以满足个性化培养需要。

为解决微电子科学与工程专业本科生实践形式单一、综合程度不高导致解决实际问题的应用能力不足等现象，集成电路工艺原理与实践课程体系在力求理论教学与实践教学有机融合的基础上，设置微电子学基础实验、半导体器件模拟仿真、半导体工艺实习以及新型材料器件课程设计等实践课程，形成由简单到综合、由综合到创新的递阶实践教学层次。通过独立设课实验、课程设计、科研训练、生产实习、社会实践、科技活动和毕业设计等实践环节达到预期的效果。同时，注重课程形式的综合化、科研化，提高综合性、设计性实验比例，使实践课程与理论课程并行推进，贯穿整个人才培养过程。

2.考核体系的完善

考核体系总体上包括理论课程考核体系和实践课程考核体系。目前，理论考核体系已基本成熟。然而，长期以来，我国教育领域由于实践教学成本高、经费得不到保障，所以考核主体对实践环节考核的积极性不高、重视程度不够，导致考核制度不完善。集成电路工艺原理与实践课程体系在不断完善理论教学考核体系的同时，尤其注重实践教学体系的改革。将教学实验项目的实验过程、工艺参数和器件性能等列为考核的过程。兼顾定性与定量相结合、过程与结果相结合、课内与课外相结合、考核与考评相结合的原则，不断完善实践教学的考核体系，形成以学生为中心的适应学生能力培养和鼓励探索的多元实践教学考核体系。该体系能全面、准确地反映学生的应用能力和实际技能，激发学生的学习动力、创新思维和创新精神，促进人才培养质量和水平的提高。

3.教学团队构建

根据集成电路工艺原理与实践课程体系对高素质应用型人才培养的需要，本教学团队秉承“以老带新”的传统，为青年教师配备老教授或资深教授作为指导教师。在日常教学过程中，由老教师对年轻教师进行业务指导，负责教学质量的监控与授课经验的传授。在老教师的“传、帮、带”和示范表率作用下，青年教师间互相听课、交流教学心得，定期组织教学竞赛，体现以人为本，强调德才兼备，营造青年教师良好的教与学氛围。同时，课程体系团队积极为任课教师创造条件，加大队伍培养建设，鼓励教师走出去，了解企业的运作模式，提高自身的业务能力。目前，已有多位教师到企业参观交流、参加各种业务能力培训，取得了多种职业资格认证，教师的业务能力和水平得到大幅提升。

西安邮电大学经过多年建设和培养，形成了一支结构合理、师资雄厚的教学团队，具有高学历化、年轻化和工程化的特点。本课程体系现拥有任课教师15名，其中具有博士学位的教师7名，副高以上职称的教师8名，40岁以下的教师占课程组教师总数的60%，具有工程实践经验的教师占课程组教师总数的40%。

4.实验环境的优化

实验环境是实践教学和科学研究的关键性场所。根据微电子科学与工程专业半导体工艺、集成电路两大课程体系对人才培养的需要，微电子技术实验教学中心下设微电子学实验教学部和集成电路实验教学部，共计占地约1300平方米。微电子学实验教学部下设微电子学基础实验室、半导体工艺仿真实验室、半导体工艺实验室、微 / 纳材料器件实验室、材料器件分析实验室。微电子学基础实验室，拥有霍尔效应、高频晶体管测试仪、四探针测试仪等常规设备，可实现微电子学专业基础实验。半导体工艺仿真实验室，配置Silvaco、ISE和EDA等专业仿真软件，可实现半导体器件工艺参数和性能的仿真。半导体工艺实验室拥有双管氧化扩散炉、光刻机、LP-CVD、离子束刻蚀机、磁控溅射台、高温快速退火和激光划片等设备，可实现半导体工艺生产。微 / 纳材料器件实验室设计专业，配备排风、有害气体报警系统，拥有气氛热处理程控高温炉、纳米球磨机、高压反应釜等设备，可实现多种纳米材料器件的制备。材料器件分析实验室，拥有吉时利4200-SCS半导体特性分析系统、太阳能模拟器和化学工作站等设备，可完成新型材料器件的测试分析。

通过实践教学资源配置、环境优化，实现了实验教学中心的整体规划和布局;针对大型贵重精密设备配备专业操作人员，进行定期的维护和保养;制定大型设备的操作流程和规范，保证实践教学的顺利实施。实验平台的建设，将为相关专业的本科生、研究生和教师在实践教学、科研方面搭建一个良好的学术平台。

二、改革的特色和预期成果

（一）改革的特色

1.校内实验平台的优化

集成电路工艺原理与实践课程体系的构建，使专业培养方向定位更加明确、教学内容更加明了。尤其是在教学形式上，从教学内容整合、考核体系制定、教学团队形成和实验环境优化等进行了多方位、多角度的改革探索。围绕集成电路工艺原理、半导体器件模拟与仿真和半导体工艺生产实践教学内容为主线，保证半导体人才培养的基本规格和基本质量要求;利用选修课实现学生专业个性化培养。通过合理设置理论课程与实践课程比例、课内课程与课外课程比例，可有效地控制教学内容的稳定性、机动性，推进课程内容的重组与融合。同时，引领学生独立思考、主动探索，激发学生的创新意识和提高学生解决实际问题的能力。

2.校企合作实验平台的构建

在校内实践教学的基础上，微电子技术实验教学中心先后与西安芯派电子科技有限公司、西安西谷微电子有限责任公司等微电子器件及测试公司建立了良好的交流合作关系。这些关系的建立，可使微电子科学与工程专业的学生在校外公司，例如在西安芯派电子科技有限公司进行半导体器件再流焊工艺的实习。校内外互补的工艺实践体系构件，使学生不仅掌握集成电路工艺实践基本知识和原理，更能够掌握实际行业内集成电路工艺中需要考虑的系列问题，从而培养了工程的思维方式。

（二）改革的预期成果

1.达到理论与实践教学的有机融合

理论学习是知识传递过程，实践则是知识吸收过程。实践环节教学能巩固、加深学生对课堂上所学知识的理解，培养学生的实践技能。集成电路工艺原理与实践课程体系，将课程体系教学内容按层次分为半导体工艺原理、器件模拟与仿真和半导体工艺实践三个主要部分。通过半导体工艺原理的学习，掌握材料器件的基本参数、性能和制备方法;通过器件模拟与仿真，了解各种制备方法、工艺参数和器件性能之间的关系;通过半导体工艺实践，充分调动学生的学习积极性、主动性和创造性，从而有效地加深对理论知识的理解，锻炼实际动手能力。通过理论和实践的有机融合，可有效培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

2.实现教学的开放性

集成电路工艺原理与实践课程体系，在理论教学方面，打破传统课堂教学的局限性，充分利用现代多媒体技术，实现网络教学。通过网络教学系统，开展互动学习的教学模式。将传统教学活动如批改作业、讨论答疑和查阅资料等传到网络教学系统上;开发试题库，建设合理的测试系统。在实践教学方面，将部分实践教学环节以录像的形式上传到网站上供学生学习、参考，部分实验室实行全天候的开放，学生自主学习、管理。通过兴趣小组、创新项目和开放性实验等多种方式，形成团队教师定期指导、高年级学生指导低年级学生的滚动机制，激发学生潜在的学习能力、创新意识，提高学生的学习兴趣和实践动手能力，为我校培养微电子技术领域高素质应用型人才奠定基础。

三、结语

根据西安邮电大学2014年微电子科学与工程专业新一轮培养方案的定位及社会发展对半导体人才培养的客观要求，本文提出集成电路工艺原理与实践课程体系改革。本课程体系以半导体工艺原理、器件模拟与仿真和半导体工艺实践为主线，对教学内容进行整合、修订和完善，保证半导体人才培养的基本规格和质量要求。根据现有实验环境、实验设备和优势资源，进行资源优化配置，完成微电子技术实验教学中心的整体规划布局。通过师资队伍的建设、切实可行的实践教学管理制度的制定，明确任课教师的职责，出台实践教学质量考核标准，加强实践教学环节的时效性。通过上述诸要素的相互协调、配合，实现集成电路工艺原理与实践课程体系“非加和性”的整体效应，促进微电子技术领域应用型人才培养质量和水平的提高。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 崔颖.高校课程体系的构建研究[J].高教探索，2009（3）：88-90.

[2] 马颖，范秋芳.美国高等教育管理体制对中国高等教育改革的启示[J].中国石油大学学报（社会科学版），2014（4）：105-108.

[3] 别敦荣，易梦春.中国高等教育发展的现实与政策应对[J].清华大学教育研究，2014（1）：11-13.

半导体的核心技术篇（7）

刚才，杨院士就宽禁带半导体产业发展的趋势走向作了精彩的阐述，提出了非常宝贵的建议；王校长就东方大学与麦城市进一步深度合作，提出了非常好的思路建议。听后很受启发，很受鼓舞。借此机会，我也谈点个人粗浅的思考与想法。

第一，当前宽禁带半导体产业面临着机遇与挑战并存的发展形势，我们应合力攻破关键核心技术。半导体产业是信息技术产业的核心，是国家重要的基础性、先导性和战略性产业，也是高技术人才和资金密集的高科技产业。从全球来看，半导体芯片及相关领域持续的技术进步，推动了现代信息通信的高速发展，已经形成了一个年销售额达到3000多亿美元的庞大市场。当前，全球半导体芯片产业格局正经历深刻变化，呈现出分工合作、资金密集、结盟研发等三大趋势。全球几大主导国家和地区近年来不断在这一领域加大投资，一些国际巨头像韩国三星、美国英特尔、台湾台积电等7家最大的半导体芯片企业也纷纷投入巨资用于研发，其投资额占全球总投资的比重由1995年的24%快速上升到近年来的80%以上。可以说，这个产业进入的门槛是很高的，留给我们的发展空间也是在不断压缩的。面对这种严峻形势，我们更应该学习借鉴发达国家和地区“抱团取暖”的做法，在科技研发体制上大胆创新突破，吸引集聚全国乃至全球的高端研发资源，集中攻克一批关键核心技术，更好地服务宽禁带半导体产业发展。这对我们来说是一个重大的战略课题，这要靠在座的各位专家贡献你们的智慧和方案。

半导体的核心技术篇（8）

按照公认的表述,半导体照明作为第三次光源革命的成果,其将迎来前所未有的大发展。2009年,我国LED产业逆势上扬,根据国家半导体照明研发及产业联盟的统计和相关咨询机构预测,2010年我国半导体照明市场总体规模将达到1500亿元左右,预计未来到2015年半导体照明产业规模将达到5000亿元以上。

英国有句俗话:“不要太相信表面”。中国有句谚语:“人不可貌相,水不可斗量”。在半导体照明产业内,所有关于商机的预测都似漫天飞花,但终究是要肯定半导体照明产业在未来的商机是巨大的。若以五年为期,此种商机的评测便显得更能让人信服,因为我们从2003年到如今已经等了7年。

面对千亿元的巨大市场蛋糕,以通用电气、飞利浦、欧司朗、科锐、日亚化学等全球产业链巨头为代表的跨国公司、国内4000余家LED诸侯企业,1万多家传统照明企业虎视眈眈,如今市场竞争格局正在进一步上演“强者越强,弱者愈弱”的“魔咒”,我们并不是游离在外,而处于“水深火热”中。

芯片涨价没有休止符?

最近,在下游应用领域需求的强烈刺激之下,国内LED企业介入上游市场的热情迅速激发,一时间,大量厂商强势介入,内地LED外延、芯片企业数量快速增长,主要外延、芯片生产企业也都在不断扩大其生产规模,芯片价格也一度以接近三成的涨幅上涨,有的品种已接近50%,同时,国外照明巨头也明显加大了在中国LED芯片市场的投入,这些都使芯片产业呈现出炙手可热的态势。

另一方面,对于这样一场需求盛宴,中国的LED芯片企业似乎并没有做好准备,是把握机会高调进入,急剧扩张产能,还是潜心稳打稳扎,理性发展,企业面临着自己的新一轮战略选择。

强大的需求刺激企业快速扩张,芯片价格也跟着持续上涨。业内人士表示,上半年芯片涨幅接近三成,红黄光LED芯片、蓝绿光LED芯片价格上涨达两成多,有的芯片涨幅已经接近50%。勤上光电副总经理朱炳忠表示,公司的LED芯片既有台湾进口的,也有从大陆芯片厂家购买,芯片价格都有近两三成的上涨。

在这种出人意料的急速涨价中,中国各大芯片巨头们迎来了利润高增长期,以士兰微为例,2009年第四季度其LED芯片的毛利润率为40%,到2010年第二季度其毛利润已经提升至50%。

与此同时,生产LED芯片的主要设备MOCVD也严重缺货,目前全球MOCVD设备市场由德国的Aixtron、美国的Veeco两家公司垄断,市场调查机构水清木华研究中心在报告中指出,两家公司今年MOCVD设备出货量可望达662台,为过去3年出货量的总和,预计2011年出货量仍将创新高。而美国Veeco首席执行官John R. Peeler也指出,包括中国大陆、台湾以及韩国的LED厂商都为了满足客户需求而大幅提高产能,使得Veeco的MOCVD设备供不应求。

蓄势待发,还是低水平迂回?

据LED产业研究机构LEDinside统计,至2009年8月,中国大陆现存LED芯片生产企业达62个,近几年呈快速上涨的势头。1999年是中国LED芯片企业开始飞速发展的开始,在1998年中国仅有3个相关企业,1999年增加了6个,并从1999年至2009年每年都有2-7个企业进入LED芯片行业。

最终谁是赢家,尚无定论。但显然,一场关于“芯”的角逐已经大规模展开。纵观国内市场,国际照明三大巨头飞利浦、科锐以及德国西门子旗下的欧司朗,以“投资+本土化”策略巧妙布局中国,凭借着“技术、资金、产品、人才”的优势,占据大部分市场份额,同时,台湾最大的LED芯片企业晶元也在中国大陆有多处投资,其中在厦门全额投资的晶宇光电产值达到5.5亿元,超过三安、乾照和德豪润达等大陆上市企业。

而面对竞争,未来国内大陆厂商有何胜算?国内的芯片企业又是一种什么样的态度和行动?

据LEDinside统计,中国大陆现存这62个LED芯片企业规划的产能预计已超过 2008年产量的多倍,如果全部释放出来中国大陆将会是世界上最主要的LED芯片生产基地。

目前,国内LED外延生长和芯片制造的主要企业有厦门三安、武汉华灿、大连路美、上海蓝光、杭州士兰明芯、江西晶能光电等,以及武汉迪源、广州晶科等专注于大功率芯片生产的厂商,这些企业中的一部分在芯片结构和工艺改进方面做了大量工作,在提高产品性能、成品率、工艺重复性,提高抗光衰能力和可靠性等方面均取得一定成果。

作为LED行业的龙头企业,三安光电产品涵盖全色系列LED外延及芯片,约占全国产能近六成,公司毛利率水平也一直处于较高水平。目前公司正在扩充产能,行业领头羊地位将进一步确立。

士兰微旗下的士兰明芯则是一家专门设计、制造高亮度LED芯片的公司,公司从成立之初就抢占了产业链高端环节,从而保证了较为丰厚的利润。目前也在不断扩大其外延片和芯片生产能力,逐步提升其外延片自供比。

另外,江西晶能光电依托南昌大学的技术支持近年来也获得了快速发展,一些在小芯片领域技术相对成熟的企业,也开始准备上马大功率芯片的项目。

值得一提的还有,武汉华灿光电近期获得1.5亿元融资,其企业负责人表示这笔资金将主要用于生产线扩产。而华灿被投资人看重的技术团队,是多位化合物半导体专业背景和实践经验的归国博士、台湾及外籍专家组成。一位参与华灿光电投资人士表示,“目前虽然国内外技术差距较大,但如果做好了,替代机会也很大。相比下游应用,上游的芯片技术、资金门槛较高,更能吸引投资人眼光。”下游应用公司,最小的投资50万人民币即可,而上游则至少要2000万美元左右。上游的主要设备约在200万美元,通常一个公司没有三五台设备,不构成规模。

另据赛迪调查显示:LED上游制造业得以扩大产能,持续保持较快的发展,与政府及风投的注入资金不无关系,芯片在产业中所占比重也逐步提升。2009年,中国LED外延产业规模达到7亿元,占整体产业的3.2%,芯片产业规模达到19.3亿元,占整体产业的8.8%。

如此趋势,无疑让人振奋,但是中国LED芯片企业在技术研发、自主创新能力、首创精神方面的严重缺失将长期掣肘其发展。目前,业内的精英,真若凤毛麟角。连上海一家投资公司的职员都向《十城万盏参考》记者坦言,很难看到一家让人欣慰的企业,关注快钱的企业可以说是十之八九。一旦赚得金盆满满,也便“功成身退”。

据深圳一家照明科技公司市场部经理透漏,目前国内的芯片企业参差不齐,若以认可的大功率芯片为分水岭,恐怕会全军覆没。

“核心技术”瓶颈如鲠在喉

据了解,奥运会中采用的LED器件和灯具主要是由中国企业封装和生产的,但是价值链中含量最高的功率型芯片基本上是来自于美国科锐等海外企业。说到最近的世界杯赛场,其实在国人自豪奥拓“中国制造”的LED全彩显示屏扬威南非世界杯赛场时,却不曾意识到,此时,南非世界杯10个赛场,正沐浴在德国照明业老牌劲旅欧司朗LED曼妙的灯光下。

不可否认,虽然我国的LED外延芯片生产近年虽有很大发展和进步,但总体仍一直停留在中低档水平,尤其是在LED上游核心技术方面的缺失,暗藏着产业的深刻隐忧。

目前,国内很多LED企业目前已经掌握小功率芯片技术。而大功率、高光效、高可靠的LED应用产品所用的高档外延芯片大部份还依赖于进口。“国内的LED企业,每10家使用大功率芯片的企业中有8家用的是国外企业生产的芯片,每10家使用小功率芯片的企业中大约有5家用的是国产芯片。” 高工LED产业研究中心主任张小飞博士的话,概括了目前在上游外延片和芯片领域国内LED企业的现状。

由于相当部分的中国LED应用企业使用的是他人的核心枝术,还需相应支付高昂的专利使用费,无形中拉高了成本,如芯片基片制造的主流技术蓝宝石衬底技术和碳化硅衬底技术,由于对技术和工艺水平要求苛刻,目前仅被日本日亚公司和美国Cree公司掌控,我国使用的大多是日本日亚的蓝宝石衬底技术,不得不向日亚缴纳不菲的专利费用。

纵观国内芯片业,企业的产业化规模偏小,企业研发力量不足,缺乏具有自主知识产权的核心技术,高性能LED和功率型LED产品主要依赖进口成为现实困境。尤其是缺乏具有自主知识产权的核心技术,成为阻碍芯片产业发展的最大瓶颈。

面对欧美日韩LED巨头的激烈竞争,如何突破我国LED芯片技术瓶颈,在核心技术上加快培育我国LED自主创新体系成为关键。

去年10月,国家发改委出台的《半导体照明节能产业发展意见》中明确提出,到2015年要使关键原材料以及70%以上的芯片实现国产化,上游芯片规模化生产企业达到3-5家。这一《意见》可谓切中了问题的要害。

值得一提的是,2008年,国内晶能光电在技术路线(硅衬底)上走出了自主创新的第一步,南昌大学江风益教授带领的团队,在氮化镓基半导体发光材料领域打破了目前日本日亚公司垄断蓝宝石衬底和美国科锐公司垄断碳化硅衬底半导体照明技术的局面,形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案三足鼎立的局面,走出了全球LED芯片第三条技术路线。这无疑为中国外延芯片技术填补了空白,增添了令人振奋的一笔。

但是,据笔者了解,晶能光电早在2006年就已经开始硅衬底LED芯片的产业化尝试,但直到2008年5月才实现LED芯片量产。目前晶能光电大功率照明芯片的良品率仍然不高。晶能光电参股的江西晶和照明有限公司的一位工作人员就曾表示:“因为晶能光电的良品率不够,我们的大功率照明产品还有一部分要买美国Cree公司的产品。”

五年期,靠什么胜券在握?

“作为LED产业上游,利润高风险大的外延、芯片领域,不仅是拥有了投入和资金就能做得起来,包括技术、人才以及决策者能力是未来进入者同样需要审慎考虑的。”中科院苏州纳米所研究员梁秉文博士表示,“进口一个MOCVD就需要一个专门的技术团队,随着新公司的建立和已有公司的扩产,再加上LED外延芯片人才还没有正式的、系统的、大批量的培养机构,这些都会使得LED产业面临人才严重短缺的问题。”

核心技术的缺失,是中国融入经济全球化的潮流之后,面对国际市场竞争挥之不去的伤痛。同样,面对再度涌来的芯片产业热潮,核心技术缺失的问题则显得更为突出和紧迫。而如何痛定思痛,抓住机遇,引起国际超一流人才,掌握具备自主知识产权的核心技术才是打造企业核心竞争力的关键所在,也应是更多的芯片企业冷静思考未来发展战略的立足之本。

随着,半导体照明产业的急遽发展,以人才为攻势的战争早已在业内兴起。据记者了解,目前国内LED企业的技术人员,大多数都在竞争对手的公司工作过。而他们并不觉得,这种跳槽方式是不正常的。而之前,让人印象深刻的就是中村修二的专利技术之争。人才的稀缺,让很多企业目前停滞不前,而只能对竞业禁止熟视无睹。

半导体的核心技术篇（9）

人们期望LED照明具有高电光转换效率、高可靠性能和低成本,只有这三个条件同时具备时半导体照明才能真正走向千家万户,造福人类。

目前为止,用于半导体照明的LED芯片按外延衬底划分有三条技术路线,即蓝宝石衬底LED技术路线、碳化硅衬底LED技术路线、硅衬底LED技术路线。这三条技术路线都处在大力研发和生产之中,前二条技术路线相对领先,第三条技术路线与前两条技术路线相比,水平差距在不断缩小,目前尚不清楚哪条技术路线将是终极半导体照明技术路线。但有一共同特点,性能最好的功率型LED器件,均走到“剥离衬底将外延膜转移到新的基板”制备垂直结构LED芯片技术路线上来。其主要原因是,这种剥离转移垂直结构LED工艺路线,为制备高反射率的反射镜和高出光效率的表面粗化技术提供了便利,同时因p-n结距散热性能良好的新衬底(基板)很近,非常有利于器件散热,从而有利于提高器件的使用寿命,也有利于加大器件工作电流密度。在这三条技术路线中,硅衬底技术路线只需要用简单的湿法化学腐蚀就可去掉衬底,属无损伤剥离,非常适合剥离转移,有利于降低生产成本。

半导体的核心技术篇（10）

四大产业基地：深圳、厦门、南昌、大连。 1、深圳 深圳有5个LED（发光二极管）项目名列其中，显示出深圳半导体照明产业具有较强技术实力。 有4个项目属于A类：功率型芯片产业化关键技术（方大集团股份有限公司）、铁路交通显示用功率型LED的应用研究（深圳淼浩高新科技开发有限公司）、超高亮度全彩LED数码管控制新技术的研发及应用（深圳明宇高新技术有限公司）、LED防爆灯具和部队野战用LED灯具的研制及产业化（深圳海洋王投资发展有限公司）。另外，深圳淼浩公司的金属封装功率型半导体固体照明关键技术被列为B类项目。 2、厦门 厦门市目前从事半导体照明技术及产品研究、开发、生产、运用的企业已达30余家，直接运用LED的产业规模已达几十亿元，主要运用产品有数码显示、背光源、数码显微镜照明、特种军用照明灯、景观装饰照明灯、工作灯具、旅游灯具等。 3、南昌（相关信息较少） 4、大连 据了解，大连“国家半导体照明产业基地”将涵盖半导体照明整个产业链中基础材料、外延片、芯片、晶粒切割、研磨、封装测试直至产品应用的上下游各个环节，形成以“垂直分工。水平整合”为核心竞争力的半导体照明产业群落。产品涉及高亮度白光LED、蓝绿光LED等，广泛应用于家庭照明、汽车照明与指示灯。城市亮化工程、交通信号灯和大屏幕显示屏、手机背光源等各个应用层面。连路明集团、大连淡才实业公司分别在发光材料、导电光材料等领域取得了显著成效，华录、大显等企业拥有光电产业的坚实力量。大连市政府高度重视这项工作，专门设立了光电子产业园区，承担建设国家半导体照明工程产业化基地的重任。 次重点城市 1、杭州 杭州将有望率先突破半导体发光体芯片和封装技术难题 中科院半导体照明生产基地，半导体照明工程中心杭州分部及中科院杭州科技园半体照明技术研发中心同时在杭州挂牌成立。之所以将半导体灯的研发、制造中心放在杭州，最重要的是看重浙江活跃的市场及产品的快速转化率（精明的浙江人懂得如何推广好产品）。发展半导体灯对保住浙江在灯具市场上的竞争力非凡。我国占有世界灯具出口市场60%的份额，而浙江则占全国出口量的60%。 2、南京 南京是“参战”城市之一，相关产业集群正在构架中，发力抢抓先机。 据悉，与白炽灯用钨丝不同的是，半导体灯使用的是发光芯片。目前国内少数企业已在从事小功率发光芯片的生产，主要用于屏幕显示，如南京的洛普、汉德森等公司。而用于照明的发光芯片的开发，国内还基本处于空白。现在，这一空白即将被南京一家企业所填补。这家企业便是位于南京高新区的奥雷光电公司，由7名留美博士回国创立，总投资1亿元左右，主攻大功率（1瓦以上，相当于白炽灯15瓦以上）的发光芯片，技术在国内处于领先水平。目前，该企业的生产线正在调试阶段，预计明年初投产。公司首席执行官黄振春博士告诉记者，生产线全部投产后，将达到2．5亿颗芯片的年生产能力，预计销售收入在20亿元左右。届时，南京将成为国内最早生产半导体大功率发光芯片的城市。 市科技局正在规划以奥雷光电为龙头，在南京打造一个半导体照明产业群，在支持做大上游芯片企业的同时，延伸下游产业，如生产汽车灯、照明灯、景观灯、手机背光源、交通灯、屏幕显示等。目前，南京已集聚了近10家相关企业。市有关部门也在编制这方面的招商引资产业目录。 其它城市与企业 1、重庆 重庆市半导体照明企业多为民营企业，资金严重短缺，生产规模小，发展速度缓慢，缺乏龙头企业。2003年，全市行业企业年产值仅为5000万元左右；重庆在LED材料和芯片研究和研制方面有一定的基础，在应用方面也具有一定特色，直接、间接从事LED产品生产、销售、工程施工等相关企业有20多家，产品有10多类，计划经过2至3年，在LED特种照明领域培养1至2个具有核心竞争力的龙头企业，催生一批关联企业，形成以龙头企业为核心的企业群体；在车用灯具、交通信号与标识装置、景观照明等LED特种照明领域创立系列名牌产品，初步建成以应用技术开发和产品制造为主的西部LED产业基地。（