記者 | 沈月
工廠里聽不見嘈雜的機(jī)器聲，也難見到一個工人，但智能化設(shè)備正在有條不紊的制造一種光源中最核心的器件——LED半導(dǎo)體芯片。
“凡是你能想到的發(fā)光的東西，現(xiàn)在幾乎都是LED光源。”作為江西兆馳半導(dǎo)體有限公司（下稱“兆馳半導(dǎo)體”）的首席技術(shù)官，胡加輝說道熟悉的領(lǐng)域自信滿滿。在LED照明市場，兆馳半導(dǎo)體貢獻(xiàn)了約40%的份額。
近日，在由江西省委網(wǎng)信辦主辦的“學(xué)習(xí)貫徹二十大精神 著力推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展雙‘一號工程’”網(wǎng)絡(luò)主題活動中，界面新聞記者來到兆馳半導(dǎo)體。穿過一樓大廳滿墻的發(fā)明專利，進(jìn)入二層“全球外延芯片產(chǎn)量最大的單一主體廠房”。截至目前，兆馳半導(dǎo)體的LED外延芯片月產(chǎn)能為70萬片/月（4寸片），市場占有率在LED芯片領(lǐng)域已達(dá)到全球前三。
兆馳半導(dǎo)體是一家化合物半導(dǎo)體企業(yè)，為深圳市兆馳股份有限公司投資100億元在南昌高新區(qū)設(shè)立的子公司，是江西省重點(diǎn)招商引資引進(jìn)的項目企業(yè)。兆馳半導(dǎo)體成立于2017年，注冊資金為31億元。憑借雄厚的科技實(shí)力和強(qiáng)大的研發(fā)平臺，具備設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、施工、工藝、運(yùn)營等多種技術(shù)保障。短短5年時間，兆馳半導(dǎo)體已取得同類企業(yè)10-15年的發(fā)展水平。
所謂化合物半導(dǎo)體，是區(qū)分于以硅為代表的第一代半導(dǎo)體材料，而化合物半導(dǎo)體又可以分為第二代和第三代半導(dǎo)體，其中，第二代半導(dǎo)體材料是砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP），第三代半導(dǎo)體是碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）。
LED產(chǎn)業(yè)最大短板缺核心技術(shù)是上游大尺寸藍(lán)寶石襯底加工技術(shù)，納米圖形化襯底制作技術(shù)，氮化鎵和砷化鎵高質(zhì)量化合物半導(dǎo)體材料生長技術(shù)，高光效紅綠藍(lán)三基色LED芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計，高精度LED半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)等。過去，這些技術(shù)層長期依賴進(jìn)口，外延生產(chǎn)設(shè)備幾乎全部依靠國外進(jìn)口，企業(yè)自主創(chuàng)新能力差，成本居高不下，制約了LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
江西兆馳半導(dǎo)體通過整合藍(lán)寶石襯底加工技術(shù)，納米圖形化襯底制作技術(shù)，氮化鎵和砷化鎵高質(zhì)量化合物半導(dǎo)體材料生長技術(shù)，高光效紅綠藍(lán)三基色LED芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計，LED半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)等上游核心全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)，快速實(shí)現(xiàn)技術(shù)迭代，建設(shè)全國領(lǐng)先的化合物半導(dǎo)體光電器件技術(shù)平臺和檢測平臺，突破行業(yè)技術(shù)瓶頸，全力打造LED產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地。
胡加輝介紹，這些LED芯片的用途覆蓋照明、背光和屏幕顯示，其中照明又是最很重要的一塊用途。人類的照明歷史，從蠟燭到白熾燈，再到節(jié)能燈，如今基本都采用了LED半導(dǎo)體。相比傳統(tǒng)照明燈具，LED具有體積小、壽命長、電壓低、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)。LED半導(dǎo)體的發(fā)光效率，是節(jié)能燈的3倍，白熾燈的20倍。
2020年，中科院半導(dǎo)體所研究員李晉閩稱，目前，中國已有近50%的傳統(tǒng)光源被LED產(chǎn)品所取代，每年累計實(shí)現(xiàn)節(jié)電約2800億度，相當(dāng)于3個三峽水利工程的年發(fā)電量。按照胡加輝的介紹，兆馳半導(dǎo)體占LED照明市場約40%的份額，這意味著，有1個多三峽水利工程的年發(fā)電量因該公司生產(chǎn)的LED芯片被節(jié)省下來。
李晉閩介紹，本世紀(jì)初期，世界上一些發(fā)達(dá)國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術(shù)競賽，發(fā)布了諸如美國的“下一代照明計劃”、歐盟的“彩虹計劃”、日本的“21世紀(jì)光計劃”等半導(dǎo)體照明發(fā)展計劃。
中國在2003年首次提出發(fā)展半導(dǎo)體照明計劃，科技部等六部委緊急啟動“國家半導(dǎo)體照明工程”；2006年，半導(dǎo)體照明列入“國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要”；2013年國務(wù)院發(fā)布“發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見”，大力推動半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化。
目前，兆馳半導(dǎo)體已為木林森、鴻利光電、國星光電等企業(yè)配套提供LED照明芯片，并為海康、大華、宇視等頭部顯屏企業(yè)提供LED顯示芯片。兆馳半導(dǎo)體圍繞化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)和研發(fā)共有2個研發(fā)機(jī)構(gòu)-江西省化合物半導(dǎo)體光電器件工程研究中心和南昌市Mini/Micro LED新型顯示芯片工程技術(shù)研究中心.
為何別的企業(yè)花費(fèi)10年取得的發(fā)展，兆馳半導(dǎo)體僅用了3-5年就能達(dá)成？
胡加輝告訴界面新聞，一方面的該產(chǎn)業(yè)經(jīng)過20多年的發(fā)展，已經(jīng)沉淀了相對成熟的技術(shù)和人才優(yōu)勢，進(jìn)入國內(nèi)大發(fā)展時期，后來的企業(yè)具有天然后發(fā)優(yōu)勢。LED芯片并不像5納米計算機(jī)芯片、光刻機(jī)等的制造那樣復(fù)雜，包括他本人在內(nèi)，對于氮化鎵和砷化鎵材料體系，國內(nèi)也一直在進(jìn)行研究，與國外的差距不斷縮小。
過去，該行業(yè)長期依賴進(jìn)口核心技術(shù)，外延生產(chǎn)設(shè)備幾乎全部依靠國外進(jìn)口，企業(yè)自主創(chuàng)新能力差，成本居高不下，制約了LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過20多年的發(fā)展，現(xiàn)在90%的設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的國產(chǎn)，采購周期大大縮短，剩下10%的設(shè)備和技術(shù)，預(yù)計在未來3-5年內(nèi)也會實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
二來政府大力支持，兆馳集團(tuán)已被深圳國資委控股，一次性投資100億元，而決定在南昌投資后，當(dāng)?shù)卣才艑０嘀С洲k理手續(xù)，龐大的工廠在兩年之類就建好投產(chǎn)；除了政府支持，南昌還有人才優(yōu)勢。南昌大學(xué)的江風(fēng)益院士長期從事半導(dǎo)體發(fā)光方向的科研工作和人才培養(yǎng)，兆馳半導(dǎo)體的許多科研人員都來自江風(fēng)益團(tuán)隊，這些都是企業(yè)得以高速發(fā)展不可或缺的條件。
“從月產(chǎn)量1萬片到10萬片，用了五六年，現(xiàn)在從10萬片到70萬片，大概就用了3年時間。”胡加輝說，現(xiàn)在該產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展階段，而兆馳半導(dǎo)體正好趕上了產(chǎn)業(yè)和政策的東風(fēng)。
胡加輝介紹，2022 年公司將新增投資52腔MOCVD（金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉淀）自動化設(shè)備生產(chǎn)線及配套芯片生產(chǎn)線，用于Mini/Micro LED新型顯示LED芯片項目擴(kuò)產(chǎn)，項目投產(chǎn)達(dá)標(biāo)后，主營業(yè)務(wù)收入預(yù)計突破50億，產(chǎn)能將由目前每月的65萬片4寸，提升至100萬至110萬片4寸，將位列全球第二，躋身世界級 LED 芯片企業(yè)。