扬州中科MOCVD 设备

■本报记者 沈春蕾

如今，扬州中科主要生产氮化物系列蓝绿光高端外延片和芯片，年产能折合两英寸外延片达150万片，产品完整覆盖低功率和中大功率，可应用于通用照明、液晶电视背光及大屏幕显示等领域。

2007年，扬州中科半导体照明有限公司（以下简称扬州中科）依托中国科学院半导体研究所的材料外延技术，在扬州市经济技术开发区落户。2011年，中材集团对扬州中科进行并购重组，并将其打造为行业领军企业。

回忆十多年的创业历程，往事历历在目，中科院半导体所研究员、扬州中科总经理王国宏由衷感叹：“这些年我最大的收获是干企业不容易，遇到的最大困境也是干企业不容易。“

技术落地不易

20世纪80年代，时任名古屋大学教授赤崎与天野一起向难倒了全球研究者的氮化镓结晶制作发起了挑战。1986年，他们经过反复实验成功研制出了氮化镓结晶，并于1989年在全球首次实现了蓝光发光二极管（LED）。

“之所以蓝光LED制造难度更大，主要是需要氮化镓材料作其外延片的衬底，而氮化镓并非天然材料，制取工艺难度很大。”王国宏告诉《中国科学报》。20世纪末，王国宏带领团队在国内首先研制出高亮度橙黄色AlGaInP发光二极管，并提出一种提高发光效率的新结构。

“由于氮化镓材料高折射率的物理性质，光提取一直是半导体照明核心器件效率提升的重要技术瓶颈。”王国宏团队通过改进技术，提高了发光的效率。“我们在国际上首创了一项技术，使得器件提取效率提高了1.6倍。”他告诉记者。

随着团队的技术日益成熟，王国宏所在的中科院半导体所开始寻求合作伙伴，希望将技术从实验室推广到应用市场。2007年的春天，扬州市经济技术开发区举行了一场半导体照明论坛，这场论坛也引起了时任中科院半导体所所长李晋闽的注意。随后，扬州市政府组织人员前往中科院半导体所考察，李晋闽在接待到访客人时表示：“谁掌握了高端外延技术，谁就掌握了LED关键技术。”

扬州在传统照明领域有很好的产业基础，特别是以路灯为代表的市政照明占国内市场近30%的份额。随着扬州半导体产业链条的成熟，当地政府意识到LED产业发展如果缺乏科技力量支撑，很快将被淘汰。因此，扬州市政府希望中科院半导体所能在扬州成立半导体照明的研发分部。

受邀之后，中科院半导体所派出一支10人的研发团队来到扬州。王国宏是当年的带队人，他负责半导体照明用高效大功率LED外延片产业化技术开发。在接受《中国科学报》采访时，王国宏表示：“选择扬州之前，我们也花了好几年的时间，考察了很多地方，主要还是看中扬州的LED产业氛围，有助于开展产学研合作。”

发展壮大不易

王国宏率领团队来到扬州之初，先搭建了研发平台，即扬州中科半导体照明研发中心。中心的定位主要做产业链上游产品，以外延材料、外延技术这些难点为核心。

产品的推广需要专业的团队来运营。2007年，扬州市经济开发区出资3000万元，中科院半导体所以技术作价1000万元入股，双方合资成立扬州中科，王国宏任总经理。一年后，王国宏入选江苏省“双创人才”（企业创新类），获100万元资助。

2009年，王国宏团队就如何达到200流明/瓦进行了深入研究。他指出，达到150流明/瓦可以依赖蓝宝石衬底，但要达到200流明/瓦发光效率就需要借助氮化镓自支撑衬底，并且表示MOCVD设备是LED产业链上最关键的核心设备之一。这里的MOCVD是一种新型气相外延生长技术，该设备也是生产LED外延片必需的设备。

然而，国外一台MOCVD设备的购买价格在1000万～1500万元。“前期的创业资金有点捉襟见肘，但我们相信好的技术总能打开市场。王国宏表示，他们的团队已经成功研制出一次可以生长七片2英寸氮化镓基半导体材料的MOCVD整机，为国产化重大装备打下了重要基础。

“我们企业当时的规模还无法批量生产成套的MOCVD设备。”王国宏清醒地意识到企业发展壮大需要更多的资金。2010年初，在扬州开发区管委会的支持下，扬州中科开始引入民间资本，注册资本迅速扩充至1亿元。半年后，中材集团寻找新项目，希望借此进入战略新兴产业领域，扬州中科很快进入中材集团的视野。2011年2月，通过增资扩股，中材集团以现金出资方式对扬州中科增资，并成为扬州中科的最大股东。

2011年底，由中材集团控股的扬州中科启动总投资16.7亿元的一期项目，一期项目建设包括主要生产车间、辅助生产车间、公用工程系统及其他辅助设施。投产后，扬州中科将拥有50台MOCVD设备,并拥有与之匹配的、同等产能的芯片加工生产线,年产能可达120万张芯片，产值超过10亿元。

“一分钱难倒英雄汉。”王国宏感叹道，“在扬州中科发展的几个关键节点上，都离不开政府支持和资金的注入。”

保持领先不易

在中材集团入股扬州中科前，整个LED市场行情并不被看好。当时LED芯片价格一落千丈，很多下游厂家纷纷停产、观望，惨淡的氛围弥漫在整个行业。

尽管如此，扬州中科仍在继续扩大生产规模。“此前我们作过调研，在白炽灯禁用后，LED应用前景应该一片光明。”王国宏说。自中材集团正式控股扬州中科后，扬州中科有了资金保障，正式成为集研发、生产为一体的稳健型LED生产企业。

如今，扬州中科主要生产氮化物系列蓝绿光高端外延片和芯片，年产能折合两英寸外延片达150万片，产品完整覆盖低功率和中大功率，可应用于通用照明、液晶电视背光及大屏幕显示等领域。

近年来，随着国内LED市场竞争越发激烈，扬州中科的行业地位也面临着一次次的挑战。王国宏再次感受到前所未有的压力：“我们要做的不仅是技术改进，还需要顺应市场的需求。”

当前，在宏观经济以及LED产业增长乏力等因素的影响下，企业要考虑提升持续盈利能力，需要发掘新的盈利增长点。2018年，普通照明的市场竞争愈加激烈，传统LED产品迈向竞争“红海”。

为维持企业营收与净利润的持续增长，部分LED企业开启了另一个方向，即挖掘新的细分市场，凸显差异化优势。2018年9月，由扬州中科生产的芯片制成的超高密度小间距显示屏亮相第十四届上海国际LED展。王国宏表示：“我们也在一些细分领域做新的尝试。”