人們一度設(shè)想，如果能在照明領(lǐng)域發(fā)展出更高光效的光源，將會(huì)節(jié)省更多能源，從而對(duì)環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。于是，以半導(dǎo)體發(fā)光二極管(簡(jiǎn)稱LED)為核心器件的半導(dǎo)體照明技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。LED具有高光效且長(zhǎng)壽命，電光轉(zhuǎn)換效率是熒光燈的5倍、白熾燈的20倍。此次獲得2019年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)的“高光效長(zhǎng)壽命半導(dǎo)體照明關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，就是在LED領(lǐng)域取得了顯著突破，項(xiàng)目第一完成人，是中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員李晉閩。

本世紀(jì)初，世界一些發(fā)達(dá)國家圍繞LED研制，展開了激烈的技術(shù)競(jìng)賽。2003年，我國首次提出發(fā)展半導(dǎo)體照明計(jì)劃，啟動(dòng)“國家半導(dǎo)體照明工程”。那時(shí)，國內(nèi)半導(dǎo)體照明產(chǎn)品面臨電光轉(zhuǎn)化效率低，長(zhǎng)期工作可靠性差等問題。“當(dāng)時(shí)，LED的光效與普通白熾燈的光效接近。如果要把LED燈發(fā)展為照明燈，LED光效就需要提高8倍。”朝著8倍的目標(biāo)，李晉閩帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)踏上了協(xié)力創(chuàng)新、刻苦攻關(guān)的道路。

科研道路并不總是一帆風(fēng)順。大量枯燥繁復(fù)的實(shí)驗(yàn)，反復(fù)嘗試后的失敗，他們?cè)谝粭l無人走過的路上尋找光亮。最終，團(tuán)隊(duì)取得了耀眼成果——“十一五”結(jié)束時(shí)，團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)業(yè)化大功率LED芯片光效已經(jīng)超過當(dāng)初6倍以上。此后，團(tuán)隊(duì)再接再厲，創(chuàng)造出新的紀(jì)錄。目前，已成功研制高光效LED芯片并實(shí)現(xiàn)全球最大規(guī)模量產(chǎn)，達(dá)到同類技術(shù)下的國際領(lǐng)先水平。“實(shí)際上，LED光效早已超過了當(dāng)初設(shè)定的8倍目標(biāo)，甚至跨越了16倍的距離。”李晉閩說。

除了光效之外，可靠性也需要考慮。只有生產(chǎn)出高可靠的LED器件，才能為實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明產(chǎn)品的長(zhǎng)壽命提供保障。為此，團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一系列技術(shù)來提升LED的壽命。目前，基于團(tuán)隊(duì)成果的LED封裝器件，經(jīng)過85攝氏度、6000小時(shí)的可靠性測(cè)試后，光衰小于2%，光電性能可靠性得到大幅提高。

項(xiàng)目成果也實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣，節(jié)能減排效果顯著。項(xiàng)目實(shí)施還帶動(dòng)了我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，LED芯片市場(chǎng)份額居全球首位。我國的照明產(chǎn)品已出口至發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，支撐我國成為全球最大的半導(dǎo)體照明生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國。“目前，我國已有近50%的傳統(tǒng)光源被LED產(chǎn)品所取代，每年累計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)電約2800億千瓦時(shí)，相當(dāng)于3個(gè)三峽水利工程的發(fā)電量。”李晉閩說，按需照明、智慧照明、超越照明將是半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的重要趨勢(shì)，前景十分廣闊。