2020-01-10 
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1月10日上午，中共中央、國務院在北京人民大會堂隆重舉行2019年度國家科學技術獎勵大會。習近平、李克強、王滬寧、韓正等黨和國家領導人出席大會并為獲獎代表頒獎。習近平為最高獎獲得者頒獎。
2019年國家科學技術獎共評選出296個項目和12名科技專家，授獎總數比2018年增加23項。其中，國家自然科學獎46項，國家技術發明獎65項，國家科學技術進步獎185項，中華人民共和國國際科學技術合作獎10人。2019年度國家最高科學技術獎授予曾慶存院士和黃旭華院士。
中科院半導體所李晉閩團隊獲國家領導人頒獎
會上，由中國科學院半導體研究所作為第一完成單位，李晉閩研究員領銜完成的《高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產業化》項目喜獲國家科學技術進步獎一等獎，成為半導體照明產業界的一大殊榮，具有里程碑式的意義。
據了解，該項目主要完成人為李晉閩、林科闖、王軍喜、伊曉燕、劉志強、范玉缽、林洺鋒、朱曉東、李國平、袁毅凱、阮軍、梁毅、吳曦敏、蔡文必、劉乃鑫。完成單位為：中國科學院半導體研究所、三安光電股份有限公司、廈門華聯電子股份有限公司、深圳市洲明科技股份有限公司、河北立德電子有限公司、北京良業環境技術股份有限公司、鴻利智匯集團股份有限公司、佛山市國星光電股份有限公司、北京半導體照明科技促進中心（國家半導體照明工程研發及產業聯盟）、廈門光莆電子股份有限公司。
項目主要完成人出席國家科學技術獎勵大會
以LED為核心器件的新一代半導體照明光源具有高效節能、綠色環保的顯著特點，是全球高技術競爭的關鍵領域。自主開發高光效長壽命的半導體照明關鍵技術，是半導體照明產品走進千家萬戶的關鍵，對于推動我國半導體照明產業發展意義重大。
獲國家科學技術進步獎一等獎的項目究竟是什么？據項目參與單位介紹，“高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產業化項目”是面向半導體照明產品光電轉化效率、長期工作可靠性等核心技術難題，從半導體照明材料、芯片、封裝、模組與應用全鏈條開展產研聯合技術攻關，形成具有自主知識產權的高光效長壽命半導體照明全套技術,實現了全球最大規模的LED芯片技術產業化與核心器件國產化，并在人民大會堂、APEC會議室等國家重要辦公場所、“十城萬盞”節能改造、北京奧運會、哈爾濱冰雪大世界等多場景率先開展了大規模推廣應用。
迎接挑戰，全鏈條技術攻關 引領產業技術進步與轉型
以氮化物基發光二極管（LED）為核心器件的新一代半導體照明光源具有高效節能、綠色環保的特點，是全球最有發展前景的高技術產業之一，隨著各國淘汰白熾燈計劃、國際《水俁公約》含汞節能燈限用計劃的進一步實施，半導體照明因其具有不可替代性，市場將呈現爆發式增長。產業發展初期，核心技術被歐美日企業壟斷，芯片產品嚴重依賴進口。
據了解，該項目面向半導體照明產品電光轉化效率低、長期工作可靠性差、標準缺乏等國際難題，在國家863、973、國際合作計劃等國家級科技計劃的持續支持下，項目歷時十余年的半導體材料基礎研究，開展半導體照明用材料、芯片、封裝、模組及光源的全鏈條技術攻關，形成了完整的自主知識產權，研制出國際領先的半導體照明器件與光源，實現了全鏈條技術產業化推廣，并形成了眾多創新成果。
其中，針對LED 芯片電光轉換效率低的問題，揭示LED 芯片在不同電流密度下Droop 效應產生的物理機制，提出解決方案；提出缺陷共振態p 型摻雜方法，p 型氮化鎵（GaN）電阻率0.136Ω·㎝，為大功率LED 芯片的技術發展奠定理論基礎。提出物理氣相沉積氮化鋁（PVD AlN）緩沖層的產業化外延技術，發明芯片光提取技術，實現光效252lm/W 的LED 芯片與全球最大規模外延芯片量產。
針對LED 長期工作可靠性差的問題，發明摻雜ITO 透明導電薄膜與嵌入式電流阻擋層匹配的電注入調控技術，解決了LED 芯片老化壓升及電極失效問題；發明精簡熱傳導界面的超低熱阻封裝結構與熱通道管理技術，降低器件熱阻至1.89K/W，器件經85℃、6000 小時可靠性測試，光衰小于2%；創新采用基于硅膠透鏡直接光耦合技術，實現壽命可達60000 小時的LED 光源模組。
針對LED 光源標準缺乏的問題，突破產品標準化共性關鍵技術，制定半導體照明產品規格接口團體標準，推薦為國際標準并被產業采納，推動我國半導體照明產品標準化與應用。形成半導體照明產品快速壽命評估、極端環境照明應用及通用智能照明等一系列標準，引領國際標準制定，提升產業國際影響力。
技術指標與國內外同行對比
同時，由于項目在知識產權、產品標準等方面取得了一系列創新成果并實現了大規模產業化與推廣應用，推動了我國半導體照明戰略性新興產業全鏈條技術自主可控的國產化進程，引領我國由傳統照明向半導體照明產業技術進步與轉型，形成全球最大的LED照明產品生產基地。
自主可控的半導體照明技術是提升我國半導體產品國際競爭力的重要支撐。項目促進半導體照明產品在國內外重大工程中順利實施，提升了中國半導體產品在國際高端產品市場中的份額及影響力。在當前中美貿易戰的背景下，中國LED產品出口額不降反升、逆勢增長、再創新高。半導體照明已成為我國少數具有國際競爭力的高科技領域之一，對踐行創新驅動發展戰略、推動產業轉型升級意義重大。
全鏈條技術產業化推廣與應用成果顯著
“該項目技術實現了高性能LED 材料、芯片、封裝、模組與光源產品的全鏈條技術產業化推廣與應用。”
據了解，項目開發的p 型氮化物摻雜、能帶調控、微納圖形化襯底及成核、新型緩沖層外延、界面光提取等多項外延芯片技術，率先在三安光電公司進行推廣與應用，獲得了全球領先的高光效LED 芯片，年產四英寸外延芯片1000 萬片，位列全球LED 芯片市場首位，支撐了全球第一大外延芯片廠的技術發展，推動我國半導體照明芯片由完全依賴進口發展到自主可控國產化。超低熱阻封裝與熱通道管理技術在鴻利智匯、國星光電、廈門華聯等封裝領域龍頭企業推廣應用，實現了年產高可靠LED 封裝器件1200 億只的能力。以高光效高可靠LED 核心器件支撐了深圳洲明、河北立德、北京良業、廈門光莆等下游企業在長壽命光源模組與高品質半導體照明產品領域的共性技術突破，年產室內LED光源4000 余萬套，室外LED光源1000 余萬套。
資料顯示，高光效長壽命LED光源產品通過河北立德、北京良業、深圳洲明等企業實現了在室內照明、戶外功能性照明、景觀照明等領域的重大工程示范與大規模推廣應用。比如，室內照明領域，人民大會堂萬人大禮堂、人民大會堂宴會廳、中共中央黨校報告廳等場所的燈光改造，其中人民大會堂萬人大禮堂照明改造工程中LED 替代傳統光源后節電率達到84%，整體平均照度增長1 倍，自2012 年至今安全運行6 年無故障，成為我國節能改造項目的典范。
項目參與者表示，戶外功能照明方面，該項目技術解決了傳統路燈功耗大、壽命短的問題，應用于“十城萬盞”、廣深高速路燈改造等重大項目，其中廣深高速是我國第一條全部使用LED 改造的高速公路，刷新業界五個第一，節電率達到70%。高可靠性LED器件創新應用于哈爾濱冰雪大世界亮化工程，徹底解決了傳統光源汞污染問題，榮獲首屆冰雪景觀照明設計一等獎，并開創了LED 在低溫極端環境中應用的先河，引領制定滿足寒帶地區性能要求的LED照明產品國際標準，為我國半導體照明產品在全球極端環境地區的應用提供支撐。
景觀照明方面，國家體育場（鳥巢）夜景照明工程、2014 中國APEC 峰會夜景照明工程、奧林匹克五環塔夜景照明、索契冬奧會等夜景照明項目，開創了半導體照明應用的新篇章，提升了我國高科技產品在國際重大活動中的顯示度。
在重大工程示范應用的引導下，半導體照明技術與產品實現了大規模推廣應用，2018 年我國LED 市場替代率達到49%，帶動我國的照明產業轉型升級，對我國半導體照明企業搶占快速發展的國際應用市場起到了至關重要的推動作用。
經濟效益和社會效益齊頭并進
經濟效益和社會效益是衡量技術的重要方面，項目突破全鏈條自主可控的高光效長壽命半導體照明關鍵技術，通過技術創新支撐LED 產品性能不斷提升，實現全球最大規模的LED芯片產業化，拓展LED光源的應用領域，并實現高品質產品的大規模出口，提升產業的國際競爭力。
數據顯示，近三年該項目完成單位新增銷售額451.1億元，新增利潤84.6億元。技術創新促進該項目實現全球最大規模的芯片產業化：項目完成單位占國內市場32%，占全球份額的22%。LED芯片及應用產品出口至歐美多個國家，實現了自主研制的半導體照明芯片取代進口，促進半導體照明終端產品大幅降價和大規模的推廣應用，經濟效益與節能減排效果顯著，支撐了國民經濟的綠色、可持續發展。
據了解，項目成果促使我國LED芯片效率提升4倍，產品大幅降價。項目完成單位可實現折合4000 萬片兩英寸LED外延芯片的年產規模，考慮效率提升4倍的因素，累計可節約成本超3300億元。綜合考慮封裝技術進步、LED產品長壽命和標準化帶來的維護成本、配套成本的降低，可為半導體照明終端產品節約成本逾萬億元。
高光效長壽命的LED半導體照明關鍵技術支撐了節能減排的國家戰略。該項目成果有效降低了照明產品的能源損耗，減輕了環境污染。項目成果實現半導體照明節電逾1800 億度，按照火電的二氧化碳排放系數0.8kg-CO2/kWh，累計減少碳排放逾1.4 億噸，支撐了國民經濟的可持續發展。
此外，綠色環保的新一代半導體照明光源在使用過程中減少了汞的排放。按照國標《地下水質量標準》規定，3 毫克汞可污染60 噸自然水體，通過大規模替換熒光燈、節能燈等含汞燈具，可減少汞對生態環境的污染。以哈爾濱冰雪大世界示范應用為例，該項目成果自2009 年起應用，平均每年替換20萬盞燈具，累計減少汞排放36 千克以上，避免了松花江流域的7.2億噸的自然水體污染。
人才是產業發展的重要力量，項目全鏈條式技術攻關，推動了我國第三代半導體產業技術的進步，為國家戰略性新興產業培養了高端技術人才。數據顯示，累計培養了2000余名高端關鍵技術人員，涵蓋研發、生產、工程體系，形成人才梯隊，為我國半導體產業跨越式發展，奠定了人才與產業基礎。
技術改變生活，當技術走近大眾，會發揮巨大的經濟和社會效益。從項目成果來看，降低了光源照明綜合成本，滿足了人民物質生活與精神生活的改善需求。該項目技術進步促進價格大幅下降，新一代半導照明光源以高效節能、高光品質、長壽命、可按照環境整體要求進行設計控制等顯著特點走入千家萬戶，滿足了人們對綠色、舒適、安全、健康光源的需求，并帶動一系列新的創新應用。加快了半導體照明技術進步，促進了我國照明產業升級。（資訊來源：半導體照明網）
延伸閱讀：
國家科學技術進步獎，是國務院設立的國家科學技術獎5大獎項（國家最高科學技術獎、國家自然科學獎、國家技術發明獎、國家科學技術進步獎、國際科學技術合作獎）之一。國家科學技術進步獎主要授予在技術研究、技術開發、技術創新、推廣應用先進科學技術成果、促進高新技術產業化，以及完成重大科學技術工程、計劃等過程中做出創造性貢獻的中國公民和組織。
