习近平总布告指出,创新是企业经营最主要的品质,也是今后我们爬坡过坎必须要做到的。关键核心技能必须牢牢节制在我们自己手中,制造业也一定要抓在我们自己手里。
科创企业有很多,手握核心技能的科创企业也不在少数。但在科技成果转化为现实生产力的道路上,并不是每一家企业都顺风顺水。资金、技能、人才、家当配套、市场政策环境,无一不是自主创新路上的“拦路虎”,战胜这些困难,须要企业家精神,须要工匠精神,须要创新主体的不懈坚持,还须要全社会的原谅与呵护。
迈过2020年,晶能光电(江西)有限公司CEO王敏再一次迎来“光彩时候”,疫情影响下,企业主营业务收入仍实现增长近七成。这是晶能光电投身硅衬底LED照明家当15年来,第一次实现如此大幅的增长。

值得晶能高下“大书特书”的事情还有很多:
在高端照明领域,现在环球每4部手机就有一部用的是晶能硅衬底LED闪光灯;在移动照明领域,环球每3个手电筒就有一个用的是晶能硅衬底LED芯片;汽车前大灯大功率LED光源方面,晶能在海内率先通过IATF16949体系认证并通过AECQ-102产品认证,拿到进入汽车电子的两张“门票”。更为关键的是,随着硅衬底技能路线的奋起直追,LED赛道上美国巨子垄断的碳化硅衬底技能已然逐步退出LED行业。
王敏说,自己上一次感想熏染如此“光彩”,还是2016年的事。那一年,晶能光电和南昌大学、晶和照明联合报告的“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目,得到2015年度国家技能发明奖唯一的一等奖。
5年过去,王敏以为很多事情都在改变。比如,现在国家大的营商环境好了很多,和前些年的“磕磕绊绊”比较,企业已经步入正轨,不再差那些“小钱”。不过王敏也不敢松懈,行业竞争更加激烈,资金、技能、人才、高下游家当配套、市场政策环境等,依旧是提高道路上必须应对的寻衅。王敏说,虽然手握尖端科技,但他们用了10多年的韶光也才刚刚“入门”。这是王敏的感慨,也是很多手握核心科技的企业共同的感慨。
让“中国芯”点亮天下
“给我一个支点,我就能撬起全体地球。”
这个“支点”,是很多企业的梦想。
王敏找到“支点”的韶光很早,早到中国科学院院士江风益教授领衔的研发团队刚刚在硅基氮化镓LED材料上取得打破,王敏便一个猛子扎到了科技成果的家当化转换中。
2004年,当时还是南昌大学一名普通教授的江风益,在国际上率先占领了硅衬底上成长氮化镓基LED材料的难题。王敏绝不犹豫地认为,他找到了梦想的“支点”。也是从那时起,王敏和他的师兄江风益商量着搭起了晶能光电的最初“骨架”——与南昌大学成立昌大光电。为此,王敏向弟弟借了10万元公民币入股。
“我们的梦想是让‘中国芯’点亮全体天下。”时至今日,回忆起当年喊出的豪言壮语,王敏仍旧掩饰笼罩不住脸上的自傲。
这份自傲,源自硅衬底氮化镓基LED技能的独一无二。
这个技能有多了不起呢?
在LED的制备上,上游材料成长是决定LED颜色、亮度、寿命等性能指标的紧张成分,也是公认的半导体照明家当技能发展的基石。
在硅衬底技能问世之前,LED制备已有两条技能路线实现家当化,一个这天本公司的蓝宝石衬底技能,另一个是美国公司发明的碳化硅衬底技能。
在业界看来,这两条技能路线的优缺陷都很明显。蓝宝石衬底强度高、耐冲刷,高温下化学性子稳定。不过,蓝宝石是绝缘体,无法制成垂直构造的器件。此外,蓝宝石硬度高,散热差,难以薄化和切割。以是,用蓝宝石衬底制作大功率LED,局限性很大。碳化硅倒是战胜了蓝宝石的这些“毛病”,材料属性上是导电的半导体,可以做垂直构造,导热性能也要比蓝宝石高10倍以上。不过,碳化硅技能门槛很高,本钱同样很高。
而硅衬底技能涌现,恰好集中了两者上风,随意马虎得到低本钱、大尺寸、高质量的衬底,大幅降落LED造价。
国家863专家组当时这样评价江风益团队的发明:这一技能改变了日本公司垄断蓝宝石衬底和美国公司垄断碳化硅衬底半导体照明技能的局势,形成了蓝宝石、碳化硅、硅基半导体照明技能方案“三足鼎立”的局势。
硅作为衬底材料的优点很突出,但要在硅衬底上制备高光效LED芯片却一贯是个天下级难题。难在哪?王敏说,难在制备LED芯片先要在衬底上长出氮化镓发光薄膜,由于硅和氮化镓材料存在严重的热失落配和晶格失落配,各国研究者穷尽40余年研讨,迟迟没有找到占领关键技能难点的空想方法,硅衬底这一技能路线也因此一度被业界宣判“去世刑”。
2003年,江风益团队在考试测验过多种新材料后,再次瞄准用硅衬底成长LED材料,决心奋力一搏。
“我国是名副实在的LED产品制造大国,海内LED企业采取的蓝宝石技能路线,布满了国外LED巨子精心埋下的专利‘地雷’。过去许多企业为此吞下苦果,很大程度上阻碍了我国LED企业进入国际市场。”谈起初衷,王敏的话语里是沉甸甸的任务感,而在江风益看来,“硅衬底技能路线是中国有可能全面冲破国外专利封锁的绝好机遇”。
科学探索有着自身规律,内含一定,又充满有时。后来成为晶能光电投资人的潘晓峰曾这样比喻,“就像一副扑克牌里面一定有大王,但不会那么巧一翻牌就翻到。运气好可能第三张就翻到了,但也可能54张牌要翻到50张才能亮相”。
也便是从江风益下定决心的那天起,南昌大学的半导体发光材料实验室里多出了一张床。江风益吃住在这里,每天十几个小时,“大学+企业”一起,产学研轮轴转。前前后后历经3000多次科学实验,江风益团队终于翻到这张“大王”:在硅上成功成长出氮化镓发光薄膜,性能达到实用水平。
“下一步,必须要家当化。我们没有情由再点洋半导体灯。”初尝喜悦成果的江风益憧憬着未来。
2005年实验室出样品,2006年创办晶能光电,2007年建工厂,2008年小批量试生产,2009年显示用小功率LED芯片量产,2012年大功率LED芯片量产……多年艰巨卓绝的攻关研发,晶能光电的硅衬底LED技能日臻成熟。
更主要的是,以此技能为核心,晶能光电已申请和得到国际海内专利420多项,在LED外延成长、芯片制造、封装及运用等领域均有布局。
2011年,美国麻省理工《科技创业》杂志评比的“环球最具创新力企业50强”中,晶能光电凭此与Apple、IBM等公司一同上榜;2012年,晶能硅衬底大功率LED芯片量产,被国际半导体照明同盟ISA评为“2012年度新闻事宜”;2014年8月,美国能源部《固态照明研究与发展制造蓝图报告》中称,“晶能光电是硅衬底LED技能的最早实践者,并在2012年6月开始量产硅衬底GaN基LED芯片”;2016年,“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目得到国家技能发明奖一等奖……
晶能硅衬底LED光源在移动照明领域高歌年夜进,也触动了国外同行巨子的奶酪。2016年,国外某有名公司高管带着状师函来到晶能,声称晶能陵犯其专利。经由详细的技能磋商,这场来不及诉诸公堂的轇轕在办公室里被瓦解,对方高管临走只好礼貌地表示欢迎良性竞争。“硅衬底LED寿命超过10万小时,性能媲美国际巨子企业,且本钱较其他技能路线具有较大上风。晶能光电自有的专利体系很好地保护了自己。”王敏说。
逼出来的家当链
硅衬底技能对全体LED家当的影响无疑是深刻的。
举个大略的例子,10多年前,高端智好手机闪光灯LED灯珠配件的价格曾高达每粒3美元,而随着硅衬底技能的涌现,同样性能的闪光灯灯珠价格,已降至每粒0.5元以内。
本日的晶能是成本市场的喷鼻香饽饽,更是无数正处于发展阶段科创企业倾慕的工具。
然而,所有伟大的背后,实在都是苦难。
2006年,晶能光电(江西)有限公司正式成立。江风益和王敏让中国芯点亮天下的梦想呱呱坠地。硅衬底氮化镓基LED技能迈出了家当化的第一步。
一位是执着于科研,满怀着科学报国情怀的科学家;一位是学机器出身,齐心专心想其实业报国的企业家。和所有肚量胸襟梦想的创业者一样,江风益和王敏一度以为,他们之间一定会碰撞出残酷的火花。然而没有想到的是,等待他们的却是艰巨而漫长的家当化之路。
在江风益的朴素理解中,科技成果的家当化,须要完成“0到1”“1到N”和“N到0”三个步骤,也便是先要办理科技成果有没有的问题,然后再把成果转化为N个合格产品,末了把N个产品归0,全部卖出去。
从“1到N”这一步,晶能走得非常困难。
“研发成功和实现量产是两个完备不同的阶段,在研发阶段,100个样品中有一个合格就算成功了,但实现家当化,你要担保很高的合格率,况且制作硅衬底LED芯片有十几道工序,每一道工序都会碰着形形色色的问题。”江风益说。
以硅衬底加工为例,实验室阶段,由于产品数量少,用于硅衬底加工的液体浓度与韶光都很随意马虎掌控,而到了生产阶段,一方面浸泡的硅衬底数量多,环境的温度湿度变革很大;另一方面市场上短缺与硅衬底相匹配的设备,这就导致产品良率大幅低落。一开始,晶能的良率乃至只有5%,比在实验室的时候糟糕太多。看到结果的那一刻,王敏全体人都懵了。
开弓没有转头箭。王敏只能从市场上买回附近设备,摸索着一点点改造完善。没有可供参考的干系文献,没有可资借鉴的履历,每走一步都要摸着石头过河,办理了一个问题,又冒出了新的问题。“如果再来一次,真不知道能否坚持下来。好在见到了回报。”王敏说。
从试制硅衬底小功率LED芯片到实现量产,晶能用了3年,然后又用了3年直到2012年,才实现大功率LED芯片规模化量产。经由10多年的工序改进和技能迭代,晶能产线如今的良率高而稳定。比如晶能的手机闪光灯良率达到了4ppm(百万分之一)的水平,即每百万颗只许可4颗失落效,乃至很多批次做到了0ppm,远好于行业哀求的20ppm。
拿下一场场技能攻坚战,难。比这更难的是“N到0”这末了一步。
只管深知产品质量过硬,但王敏仍旧低估了市场对新鲜事物的排斥。
按照王敏和江风益的方案,晶能在LED家当的长链中专注于上游LED芯片的生产,至于中下贱的芯片封装以及照明运用,虽然市场很大,但应该由中下贱厂商来进行,这样才能形成良性的家当链闭环。
现实情形却是,中下贱企业对晶能的好东西并不“感冒”。彼时,中游封装企业基本采取的是主流蓝宝石衬底芯片,设备也是根据蓝宝石衬底芯片特点设计。好不容易说服一些封装企业试水,受工艺条件不同带来的限定,很难将硅衬底芯片的上风发挥出来。而下贱照明运用企业,也早已习气了利用成熟的蓝宝石衬底LED灯珠,担心晶能的硅衬底芯片一旦供应不上,自己随着“塌台”。
通过南昌市政府支持,晶能倒是拿下了几个市政照明改造项目。产品利用后,各项工况指标、节能效果反馈都很不错。南昌八一大桥、紫阳大道上的路灯好多年都没有坏,大家都说好。但等晶能满怀信心开拓更大市场时,王敏创造,市场上乐意吃螃蟹的人还是太少,客户指定要用成熟的蓝宝石衬底产品居多,不少还指定要用国外品牌,晶能有时连投标资格都轮不到。“在国家鼓励入口替代的大环境下,有不少地方招标书上依然指定国外品牌产品,即便国产LED产品性能比国外产品还好。”王敏说。
晶能只能自己想办法突围。10年韶光,愣是被逼出来一条完全的家当链:上游的晶能光电是环球排名前列的大功率LED光源供应商;中游封装的晶能半导体是中国最大的大功率LED陶瓷封装企业;下贱的中节能晶和科技是全国最大的道路照明条约能源管理运营厂商,其LED隧道灯2020年出货量全国最大;绿野汽车照明是海内领先的汽车照明灯具厂家……
“我们新研制的产品跟别人不一样,要说服客户采取,而客户要等市场验证,谁都不愿意做‘小白鼠’,以是我们做起来就特殊难。如果当初不果断建立这些示范企业,我们可能会更加困难。”王敏说,正是在这些企业的示范下,晶能现在才逐步有了340多家硅衬底LED客户。
“科研技能家当化须要长期持续的投入和坚持,须要有‘坐冷板凳’的精神,耐得住永劫光寂寞和孤独。”在江风益看来,核心器件和硬核科技是目前国家最须要也是最薄弱的环节,须要全社会持续关注,营造出更好的创新驱动发展生态。这也是他为什么认为晶能走到本日殊为不易的缘故原由。“市场环境决定规模大的企业每每随意马虎得到更多的资源和支持,像晶能这样规模还不足大的高科技企业,必须付出更多的心血才可能成功。”江风益说。
成本联姻之路
事非经由不知难。
回顾这些年的创业经历,王敏时常以为自己站到了风口上。但事实上,风并没有来。和许多科创企业一样,除了要面对市场对新生事物的排斥,竞争对手故意无意地打压,缺钱是困扰晶能的又一大难题。
王敏说,自始至终,晶能都卡在钱上。巨额的科研本钱、高端人才的引进、公司的运营、市场的营销,还有打造的百口当链,都须要靠巨额资金支撑,“当时,我们心里想着,‘靓女’不愁嫁,钱应该主动来找我们才对,没想到根本不是这么回事”。
钱从哪里来?
王敏首先想到了银行。银行的回答是,新技能能不能家当化,大家心里都没有底,没有抵押物,万一贷款打了水漂,谁也承担不叛逆务。
王敏于是想到了海内的一些投资基金。彼时海内投资基金刚刚兴起,但谈了一圈下来,王敏创造,这些基金除了考虑家当化的可行性,打算更多的还有回收周期、成本回报率,根本等不了晶能逐步研发产品,恨不得第二年就收回投资。
王敏还想到找政府,“省、市政府给的支持很多,给政策、给优惠,评定高新技能企业,还有各种补贴”。但这些支持并不“解渴”,由于与同处LED赛道上的蓝宝石技能路线企业比较,这些企业依赖先发上风进一步取得规模上风,并因此得到了海量的资金投入。晶能既要保持技能上的领先,又要在残酷的市场竞争中赢得一席之地,须要巨额的家当化投入,即便有政府帮助每每也是杯水车薪。
王敏是个执着的人。缺钱的困难并没有影响王敏逢人便先容硅衬底LED的耐心。
一个人坚持不懈地专注于一件事,究竟是会打动人的。王敏一次有时的蹭饭,造诣了晶能与风投的联姻。个中最关键的风投来自王敏的浙大校友——潘晓峰和几位实业家联合成立的金沙江创投。
那时,潘晓峰刚从国际有名的高科技实业公司抽身转做风投,愿景很伟大,目标是在中国造诣天下级的科技企业。当然,潘晓峰也很谨慎,一年里,他带着不同专家前前后后跑到南昌大学实验室不下50趟。这种“拉锯”与金沙江日后投资“滴滴”“饿了么”等项目的当即拍板,完备不是一种风格。
金沙江末了决定一笔投出1000万美元,占了当时基金规模的十分之一。潘晓峰说,“技能本身的创新很主要,但当时我们更多想到的,是这个创新特殊是原创技能的溢出效应。它能带动后面一群家当,这才是我们投这个项目的意义”。
签下条约那天是2005年的安然夜,在北京。支票入账那天则是2006年的情人节,在南昌。
时隔多年,潘晓峰依然记得,自己签支票的时候手有点抖动:“一辈子都没有从自己手上花出去过那么多钱,而且是投一个本色上没有完全团队的项目。当时晶能只有一个研发团队,家当化统统要从头做起,不愿定成分很大。”
成本的力量是巨大的。“战车”上的金沙江除了“钱”,还给晶能带来了很多其他资源。
比如说,有了金沙江领投,其他风投也开始关注晶能并且跟投,晶能因此在成本市场有了更多的想象空间;又比如说,得益于金沙江环球化的资源,越来越多行业精良的技能人才加入到了晶能团队。
这也是为什么很多年过去了,王敏依旧感慨,“国家该当多鼓励支持这一类创投基金的设立。由于技能创新型的初创企业太须要有专业的、原谅的风投了”。
以金沙江为出发点,晶能光电先后吸引了新加坡淡马锡基金、美国梅菲尔德基金、国际金融公司(IFC)等风投,陆陆续续得到风险投资1.95亿美元。王敏说,这时晶能才第一次真正看到了家当化成功的曙光。
借梯登高创头部
“有了风投的加持,硅衬底LED技能的家当化之路才能顺利走下去,不至于躺在历史的博物馆。”王敏坦言,晶能是幸运的,创业那么多年,除了风投给力,地方各级政府对晶能的LED奇迹多年来也是“一往情深”。
“一往情深”的例子很多。
——2011年,中国节能环保集团落子江西,寻求互助伙伴。南昌高新区主动当起了“红娘”。起源于晶能光电运用奇迹部的江西省晶和照明因此并入中国节能环保集团,更名为中节能晶和照明有限公司。这次被王敏称作反向混改的联姻,带来了意想不到的结果。背后有了央企依托,市场随即迅速打开。硅衬底LED随着中节能的脚步,不仅点亮了越来越多的海内城市,在国际市场也谋得一席之地。晶和照明总经理陈昕现在最爱做的一件事,便是在公司远程监控屏里不雅观看自家产品点亮的城市舆图,“只用了短短几年,晶和照明就做到了全国市政照明条约能源管理领域第一名。截至2020年底,我们已改造改换54.2万盏路灯,实现节约电量33254万千瓦时”。
——2016年,借着“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”获奖东风,江西省正式谋划筹建南昌光谷。这一次,江西省和南昌市两级政府因此硅衬底GaN基技能为技能支撑,铸造江西LED家当核心竞争力。南昌市政府组建了洪城成本基金,规模5亿元,紧张投资方向之一便是光电类企业,以便打造更大规模的南昌LED家当;2017年,南昌市政府又组建了洪城成本二期,规模同样是5亿元。2019年,由江西省财投、江西省工信投、南昌工业控股、临空组团共同组建的10亿元规模光谷基金成立,致力硅衬底LED技能运用上风放大。
……
有了面向不同阶段的保障,晶能光电孵化出晶和科技、绿野汽车照明、晶能半导体等一批行业上风企业,还并购了长方集团这一深圳创业板上市公司,实现与当地企业协同发展。
事情正在持续向好发展。晶能带动的硅衬底LED整条家当链也在不断长“长”变“粗”。迈入2021年,王敏更有一种“忽如一夜东风来,千树万树梨花开”的觉得。新鲜出炉的浩瀚企业年报显示,追随晶能潜心耕耘硅衬底LED的家当链主力企业,在2020年普遍实现了10%至30%的增长,晶能带动的家当链产值超过200亿元。
看得见的未来
“国家要给予上游硬核科技更多的支持。创新驱动发展,上游芯片要做成很大规模很难,但它是这条家当链的核心根本,其可带动中游和下贱大规模发展。”让王敏和江风益尤其振奋的是,在硅衬底LED技能迈步提高之时,环球LED家当格局正发生翻天覆地的变革,随着天下主流LED厂商如美国Lumileds(亮锐)从Philips(飞利浦)集团剥离、德国Osram(欧司朗)照明业务Ledvance(朗德万斯)再醮中国、LG(乐金)出售LED业务,中国LED逐渐成为环球LED制造担当。
在国家硅基LED工程研究中央,一盏盏金黄光LED灯随着外部光芒的变革,懂得自适应调节亮度。江风益先容,这是硅衬底LED技能的新产品——采取硅衬底黄光LED芯片做成的康健光源。目前硅衬底黄光LED(565nm@20A/cm2)电光转换效率达到27.9%,中国又一次处于天下领先水平。“硅衬底GaN技能是一项根技能,它可以延伸出多条家当链分支,LED领域虽然较为成熟,但根据美国能源部发布的LED照明研发路线图,蓝光、绿光、黄光、红光等LED依然还有很大的提升空间,还有更多更难的技能冲要破;同时微显示(MicroLED)和GaN HEMT两个前沿技能,硅衬底也有上风和根本。”江风益说。
而王敏的愉快则在于,“GaN作为第三代半导体材料,不仅是LED发光的主要材料,也是5G传输、新基建、手机和新能源汽车快充、雷达航空等家当必不可少的核心器件——GaNHEMT器件的根本材料。”王敏说,早在2013年,晶能就开始在国家“863”操持的支持下开展硅衬底GaNHEMT器件材料研究。目前,晶能可以在8英寸硅衬底上成长HEMT器件用的GaN材料,同样跑在了行业前列。
“多发光,少发热”,这是江风益和王敏对硅衬底LED研发团队提出的极致哀求。个中蕴含了电光转换的能量守恒定律,由于LED发光二极管的发光和发热是成反比的,要想多发光就必须少发热;更蕴含着研发团队做人干事的哲学,潜心科研,多做实事,少些头脑发热。
在晶能光电产品展厅,王敏常常会拿起一块小屏向参不雅观者展示贰心中的“未来之光”。这块样品屏,用的是晶能最新技能产品——硅衬底mini LED芯片。“我们硅衬底LED的构造,从物理实质上办理了离子迁移等困扰业界的问题,但这不是终点,我们还在做硅衬底Micro LED,这是终极显示技能,可以发挥硅衬底垂直构造的上风,目前江风益团队在Micro LED红光材料方面已有打破性进展。”
年轻时在浙大求学的王敏,一贯对浙江醉蟹情有独钟。南昌和浙江间隔不近,有时家人买不到浙江醉蟹,就拿着鄱阳湖的螃蟹充数。这几年王敏越来加倍现,用鄱阳湖螃蟹做出来的醉蟹,味道实在也很好。
每每这个时候,王敏就会忍不住说,“希望吃螃蟹的人再多一些”。
(经济日报-中国经济网调研组成员:郑 波 赖永峰 刘志奇 刘 兴)