面對(duì)這兩大技術(shù)難點(diǎn)，晶能團(tuán)隊(duì)的辦法是：采用多種緩沖層來緩解應(yīng)力，以及多種復(fù)雜的位錯(cuò)過濾層來降低位錯(cuò)密度。
陳振博士表示，目前硅襯底的光效已經(jīng)可以做得和藍(lán)寶石一樣好。晶能硅襯底LED研究水平達(dá)到了160lm/W，生產(chǎn)水平達(dá)到了145lm/W，這也是目前國際上的最高水平。
突圍國際專利壁壘
硅襯底完整的專利保護(hù)是未來我國LED面臨專利風(fēng)險(xiǎn)的有效武器。陳振博士認(rèn)為，硅襯底LED技術(shù)從襯底源頭上避開了藍(lán)寶石襯底和碳化硅襯底技術(shù)路線所形成的國際專利圍剿，可從小功率LED芯片技術(shù)到高難度的大功率LED芯片技術(shù)，形成自有的專利體系。晶能光電圍繞硅襯底LED技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)或授權(quán)國際國內(nèi)專利230多項(xiàng)，其中美國發(fā)明專利29項(xiàng)、歐洲43項(xiàng)。“這對(duì)于我們規(guī)避國外大廠的專利訴訟是有效的武器。”陳振博士如是說。
目前，全球LED產(chǎn)業(yè)格局成美國、亞洲、歐洲三足鼎立之勢(shì)，美國的CREE、歐洲的歐司朗、飛利浦(PhilipsLumileds)、日本的日亞化學(xué)、豐田合成等五大廠商，掌控了全球LED市場(chǎng)，壟斷了GaN基藍(lán)光LED、白光LED的核心技術(shù)和專利。這些廠商為了維持競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)、保持自身市場(chǎng)份額而申請(qǐng)的專利，幾乎覆蓋了原材料、設(shè)備、封裝、應(yīng)用在內(nèi)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。此外，廠商間通過專利授權(quán)和交叉授權(quán)來進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)，不僅阻礙了新進(jìn)入者的產(chǎn)生，也在一定程度上增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
中國作為LED行業(yè)的后來者，雖然擁有龐大的企業(yè)數(shù)量，但上游的襯底芯片企業(yè)占比少，加起來不超過100家，且沒有獲得核心技術(shù)，專利申請(qǐng)數(shù)量也少，企業(yè)規(guī)模較小時(shí)尚不足引起國外巨頭的關(guān)注，一旦規(guī)模做大，專利問題則無法規(guī)避。早前日亞化學(xué)與CREE的專利糾紛，結(jié)束了其一家獨(dú)大的競(jìng)爭格局。雖然目前很多專利面臨到期問題，為中國企業(yè)提供了一個(gè)購買核心專利的契機(jī)，但這畢竟不能當(dāng)作救命稻草。
因此，開發(fā)并建立一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利體系，不但可成為企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，也可以為中國企業(yè)未來的發(fā)展打破專利壁壘。從這個(gè)意義上講，硅襯底的研發(fā)，已不僅僅是單純的技術(shù)研發(fā)了，更是為中國LED企業(yè)的未來發(fā)展鋪路。
有望助力LED產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
從生產(chǎn)角度看，硅襯底大尺寸可借用人類經(jīng)過多年技術(shù)積累發(fā)展出來的硅集成電路生產(chǎn)工藝來制作LED，從而大幅度提高自動(dòng)化程度，同時(shí)由于最大限度的降低了人員的參與，芯片的可靠性、一致性和良率都會(huì)大幅度提高，還可以降低人工成本，降低LED綜合成本20-30%，這對(duì)于整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)來說是一個(gè)革命性的顛覆。
此外，硅襯底上氮化鎵功率器件也是很重要的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，有望超越傳統(tǒng)的功率器件開拓出一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。以氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體一個(gè)主要特點(diǎn)就是禁帶寬度寬。這個(gè)特點(diǎn)使得其制作的器件具有擊穿電壓高、電流密度大、工作溫度高等優(yōu)點(diǎn)，因此在大功率、高溫電力電子器件應(yīng)用方面性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的硅和砷化鎵基電子器件。其應(yīng)用范圍將涵括電腦，手機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，電源，電機(jī)，UPS，電動(dòng)汽車，基站，電廠等。采用硅來作為氮化鎵電子器件的襯底已經(jīng)是國際共識(shí)，主要是由于硅具有其他襯底材料無可比擬的成本優(yōu)勢(shì)。
說起硅襯底的未來，陳振博士談到：“希望通過導(dǎo)入硅襯底，從本質(zhì)上改變LED行業(yè)的技術(shù)，使得GaNLED從一個(gè)半自動(dòng)化的、人力密集型的產(chǎn)業(yè)升級(jí)成為和現(xiàn)代集成電路工藝相當(dāng)?shù)母咦詣?dòng)化、高精度的半導(dǎo)體行業(yè)。希望新技術(shù)同時(shí)帶來低成本和高控制精度，最終形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制造業(yè)。
