科创中国

2022年8月16日，江西省发光材料产业科技创新联合体（以下简称“发光材料联合体”）在南昌正式揭牌成立。成立以来，该联合体聚焦半导体照明和Mini/MicroLED新型显示技术领域和产业发展重大需求，针对上游外延材料及芯片制造、中游器件封装、下游照明/显示应用的关键共性问题，依托高水平科研平台，联合产业链上优势企业，积极探索建设“五链融合：创新链、产业链、人才链、资金链、政策链”的发光材料产业集群和科技创新体系，构建开放协同创新格局，积极打造核心技术引领、重点领域突出、高端要素集聚的技术国际领跑、产业国际并跑的创新高地，推动创新资源开放共享和科技创新合作联动，以创新驱动江西省发光材料产业高质量发展。

一、基本情况

发光材料联合体由南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心牵头，联合江西省纳米研究院、华东交通大学、晶能光电股份有限公司等共33家成员单位共同组建，其中高校3家、科研院所1家、企业29家。拥有8个国家级科研平台，38个省部级科研平台。发光材料联合体设专家咨询委员会，共有12位成员，包含院士和国家级人才2位。

南昌大学国家硅基LED工程技术研究中心是经国家科技部批准，依托南昌大学组建的国家级研究平台，主要从事LED高端装备MOCVD和LED外延、芯片及器件的新技术研究开发工作，已建成自成体系的科研平台，包括MOCVD装备制造、LED外延生长、芯片制造、器件封装、灯具制造、性能表征六个方面，涵盖了半导体照明上、中、下游的全产业链。工程中心拥有“材料科学与工程”国家“双一流”建设学科、“材料物理与化学”国家重点学科和国家“半导体照明技术创新团队”（分别由科技部和教育部批准）。工程中心成果获得了2015年度国家技术发明奖中唯一的一等奖。习近平总书记于2016年2月3日到工程中心视察并发表了重要讲话。工程中心主任江风益教授于2019年入选中国科学院院士，并于当年获得全球半导体照明突出贡献奖。南昌硅基半导体科技有限公司是工程中心的“企业化科教融合体”单位。工程中心技术成果先后孵化了晶能光电、硅基半导体、江西金黄光照明及江西煜明光电等多家企业。

二、产业链图

按照《江西省产业链科技创新联合体组建指引》工作要求，发光材料联合体秘书处组织联合体各成员单位梳理完善了发光材料产业链图，厘清了产业链的创新方向、攻关重点和实际方案。产业链图如下：

三、技术清单

发光材料联合体以科技创新为引领，致力于汇聚省内外优势研发力量，充分发挥企业主体作用，推动“产学研用”深入融合。各成员单位发挥各自资源和技术优势，聚焦半导体照明和Mini/MicroLED新型显示技术领域，共同促进产业链创新联合体技术发展。

（一）优势技术

（1）LED材料生长MOCVD高端装备制造技术

该技术解决了生长高铟组分铟镓氮材料的难题，通过在MOCVD反应腔动静结构设计、磁力转轴旋转密封结构设计、喷头精密加工工艺技术、加热装置及控制技术、气体切换和主旁路压差平衡设计等方面进行改进和创新，开发出了高In组分InGaN材料专用MOCVD设备，实现了装备与工艺协同创新，为突破国际上光效最高的黄光LED材料生长技术，在专用装备上提供了支撑与保障。

（2）硅基氮化镓LED材料生长及芯片制造技术

该技术开创了国际上第三条半导体照明技术路线—硅衬底GaN基LED技术。在材料生长方面，通过研究V坑中载流子输运新理论，载流子高效注入新结构以及V坑精准生长新工艺、开发了无氨无Al烧石墨、外延层偏角表征与调控、无图形衬底薄外延生长、V坑尖端电子泄漏抑制、V形坑合并、低温铺Al高质量AlN等系列材料生长技术，解决了黄绿光波段LED光效水平低的世界难题。

（3）无荧光粉多基色LED光源技术（LED无粉照明技术）

该技术基于高光效黄光LED，推出了LED芯片、封装模组、光源等产品。重要的成果应用及示范推广包括：金黄光LED光源、光谱可调的多基色LED光源。金黄光LED光源解决了LED荧光技术实现的超低色温光源存在的光效不高、光衰较大、显色不足的问题；经光生物安全性测试，该新光源有益于保护视力、皮肤愈合、毛发生长和褪黑素分泌。目前已广泛应用于户外照明和家居照明领域。光谱可调的多基色LED光源可实现亮度和色温可调，为智慧照明、按需照明提供了技术支撑；可应用于教室照明、办公照明、桌面照明等领域。

（二）在研技术

（1）LED无粉照明关键共性技术

研究多基色无粉LED器件封装技术，获得高取光效率封装技术、高空间颜色均匀性封装技术和低热阻高可靠性封装技术。研究多基色无粉LED光谱调节技术，获得高精度配光算法技术、光谱调节软硬件技术和光谱反馈修正技术。研究多基色无粉LED灯具技术，获得二次光耦合和提取技术、二次光学混光技术和灯具高效散热技术。通过多基色无粉LED无粉照明封装和应用共性光学、散热技术的研究，实现多基色无粉LED封装和应用新产品开发，推动新一代多基色无粉LED照明技术的产业发展，可实现多基色无粉LED照明技术在教室照明、道路照明、隧道照明等领域的规模化推广应用。

（2）面向AR应用的高像素密度Micro-LED微显示关键技术

该技术拟解决面向AR应用的高像素密度Micro-LED微显示器全彩化困难，难以量产的关键共性问题，提出探索一种低成本、低延时、高光效、可量产的高密度Micro-LED微显示器全彩化技术方案。可用于汽车、医疗、军事、教育、娱乐、安全等领域。

（3）高效率GaN基红光MicroLED材料生长及器件制备技术

该技术拟解决红光MicroLED光效低，MicroLED全彩显示无可用红光材料的共性关键问题，提出通过适用于高In组分InGaN材料生长的MOCVD反应腔结构设计、高均匀性高In组分InGaN材料生长技术、高In组分InGaN量子阱中的载流子输运通道及复合机制研究、高效率微米级InGaN基红光MicroLED芯片制备等关键技术研发，开发出高效率GaN基红光LED材料，并在VR/AR眼镜上得到实际应用。可用于汽车、医疗、军事、教育、娱乐、安全等领域。

四、工作成效

发光材料联合体自组建以来，积极服务链上企业和我省发光材料产业发展，扎实开展技术交流服务、项目联合攻关、企业走访调研等活动，为产业链各环节中存在的关键共性问题寻找解决路径和方案，并形成了鲜明的特色优势。

一是突破了高光效黄光、绿光、红光、金黄光LED材料、芯片与器件制造技术和LED材料高端装备设计与制造技术，国内外同行专家评价为，4项国际领先、1项国际先进，其中高光效黄光LED技术的突破，大幅缓解了“黄光鸿沟”这一困扰业界50多年的世界难题，并不断刷新自身保持的世界纪录，具有里程碑意义。

二是聚焦半导体照明和Mini/MicroLED新型显示技术领域，开展协同攻关，立项4个省级科技项目，资金共计800万元。探索搭建了产业链联合攻关、协同创新的运行机制。

五、下一步工作重点

一是服务产业链发展。将为成员单位掌握行业动态，定期发布行业发展与市场简报。建立轮流走访机制，开展调研活动，找准产业共性和关键瓶颈技术问题，提出项目指南建议，并组织联合体成员单位开展共性和关键技术联合研发攻关，以及国家、省内、市区及企业间等相关项目合作。

二是支撑重大科研平台。将协同南昌实验室开展发光材料产业链关键共性技术攻关，并在省内发光材料产业链上加速南昌实验室科技成果转化。

三是助推发光材料产业高质量发展。在形成规模化产业基地的基础上，通过提高联合体成员单位技术水平，形成发光材料技术集群高地，吸引其他供应链企业在我省落地，从而实现我省发光材料产业高质量发展。

来源：江西省科技厅