江风益:命缘发光

“江老师天生就是一个做宽禁带的料。”我乐意接受这一说法，这表示我前半生是做这件事，后半生也注定还是做这件事，人生执着地做一件事，那就是发光……

一年前，中国电子报首席记者梁红兵女士向我约稿，她说要为LED业界知名人士做点有意义的事情，记录大家奋斗的足迹，编写出版一本《LED人生》专著，让历史启迪后人。我一直不敢接受这一任务，原因是我今年48岁，还没有到总结人生的时候。最近，梁记者又催我赶快写，她说好多专家企业家都写了，写得特别认真、特别感人，其中既有老先生，也有中年人。于是，利用国庆休假期间，硬着头皮，在电脑旁，追忆往事。

为人与做学问

范老师发言中心内容有两个方面：一是为人，二是做学问。“研究生、研究生，就是要研究，就是要创新，人家知道的东西、文献上有的东西是不需要研究的”。文献上有的东西去研究只能算跟踪，不是创新。

大学本科毕业三年后,我有幸于1987年到中国科学院长春物理研究所(曾被称之为中国发光学的摇篮，后与长春光机所合并为中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，下称长所)攻读硕士学位,师从中国发光学事业先行者之一的范希武先生。说来有缘,我本报考北京大学电子离子物理专业,因成绩不理想而未被录取，但我的母校吉林大学推荐我到长所，长所录取了我，作为原江西工业大学(南昌大学前身之一)代培师资，分配到范老师门下，从事发光科学与技术的学习与研究工作。

第一次见到范老师是在研究生开学典礼上。当时所长主持典礼，范老师作为研究生导师代表在会上发言。范老师发言中心内容有两个方面：一是为人，二是做学问。他说，“你们研究生不管是十里挑一还是百里挑一，进入研究所就是学生，就应该处理好周边的关系、哪怕是与研究室的“小人物”实验员或工人的关系都要处理好，有他们的支持和帮助，你们的研究工作才可能顺利进行;”同时又说“研究生、研究生，就是要研究，就是要创新，人家知道的东西、文献上有的东西是不需要研究的(即文献上有的东西去研究只能算跟踪,但不是创新)”。会后范老师看了我填写的简历,拿了一张他的名片给我，上面头衔是“中国发光学会秘书长”(后出任中国发光学会理事长)。当时，我暗自欣喜，有因祸得福的感觉，虽未被志愿学校北大录取，但转到长所有一位知名科学家作导师，值得庆幸。时至今日,范老师“为人与做学问”一番话语仍记忆犹新，使我终生受益。我处处按照范老师的教导严格要求自己，无论学习与工作。以至于我担任了研究生导师之后，也这样要求我的学生，就是近几年来我给南昌大学全校研究生演讲以及在全校研究生导师上岗培训时，也多次引用范老师这些经典话语(获得了南昌大学广大师生的认同)。

人生执着地做一件事

南京大学常务副校长、长江学者张荣教授在我校作学术报告时曾说：“你们江老师天生就是一个做宽禁带的料”，这是对我的褒奖。我也乐意接受这一说法，这表示我前半生是做这件事，后半生也注定还是做这件事，人生执着地做一件事，那就是发光。

范老师把我引进了宽禁带半导体发光研究的大门，使我一生与发光有不解之缘。在长所攻读硕士学位时，我学习如何进行发光材料---ZnSe超晶格材料生长与性能研究,范广涵老师是我的第二指导教师。毕业后，一直从事宽禁带半导体发光研究，先后从事过ZnSe,MgSe,MgS,ZnO和GaN等材料生长及有关发光器件研究工作。南京大学常务副校长、长江学者张荣教授在我校作学术报告时曾说：“你们江老师天生就是一个做宽禁带的料”，这是对我的褒奖。我也乐意接受这一说法，这表示我前半生是做这件事，后半生也注定还是做这件事，人生执着地做一件事，那就是发光。

1989年我硕士研究生毕业时，范老师挽留我继续在长春攻读博士学位。当时，我很感动，动过心，想继续攻读,那时攻读博士学位是一件令人非常羡慕的事情。不过，我很快打消了这一念头，因为我和江西工业大学有约，毕业后需回校工作，而且时任副校长的潘传康教授力邀我回校共同创建实验室。从那以后，我一直没有攻读博士学位。这里原因是多方面的，但其中最重要的一条是：在我看来，我在长所得到的培养和锻炼，使我坚信，只要今后勤奋努力，在研究领域有所作为是完全可能的。

在红土地上拉开LED研究序幕

1996年，在江西省高科技产业发展协调会上，经我校提议(范广涵老师和游海副校长出席会议)，时任江西省省长的吴官正拍板支持GaN蓝光LED研究工作，总经费240万元，其中省科技厅和省发改委各20万元无偿资助，南昌大学向省财政借款200万元。就这样，在一个欠发达的省份——具有光荣革命传统的江西红土地上拉开了从事GaN蓝光LED研究的序幕。

研究生读书期间，学习Ⅱ-Ⅵ族半导体ZnSe基发光材料生长及性能表征。当时Ⅲ-Ⅴ半导体GaN基蓝光LED还未成功，国内外许多研究团队寄希望ZnSe能发展成为蓝光LED材料。因为ZnSe的禁带宽度正好对应着发蓝光，且为直接带隙，理论上被认为是一种非常理想的制作蓝光器件的好材料。但是，由于ZnSe半导体材料很难成为P型导电，且这种材料化学稳定性不够好，在制作LED器件方面困难重重，一直未能真正意义上的商品化。因此，寻找其他蓝光材料成为国际研究热点问题。

1993年原江西大学和江西工业大学合并，组建新的南昌大学。当年秋天，我提议建立发光材料制备实验室，从事新型发光材料研究工作。当时靠贷款60万元建设这一实验室。开初几年，我们靠国家自然科学基金资助从事基础研究，还是研究生学习期间的研究方向——Ⅱ-Ⅵ族宽禁带半导体材料研究，发表了几篇学术论文。

1995年底，我团队决定研究方向从Ⅱ-Ⅵ族ZnSe转到Ⅲ-Ⅴ族GaN，是基于以下三点考虑：[1]1995年全国发光学学术研讨会在重庆召开，我听了复旦大学方志烈教授介绍日本日亚公司突破了GaN蓝光LED的报告，感到国内有必要跟踪这一领域国际前沿;[2]1995年范广涵老师从英国回国，选择来到并校不久的南昌大学工作，他早期从事GaN基蓝光材料CVD生长研究，有较好的基础从事MOCVD生长GaN的研究工作;[3]南昌746厂欣磊公司从事GaP红黄光LED材料与芯片生产工作，具有合作研发GaN蓝光LED产学研结合的特色。

1996年，在江西省高科技产业发展协调会上，经我校提议(范广涵老师和游海副校长出席会议)，时任江西省省长的吴官正拍板支持GaN蓝光LED研究工作，总经费240万元，其中省科技厅和省发改委各20万元无偿资助，南昌大学向省财政借款200万元。就这样，在一个欠发达的省份——具有光荣革命传统的江西红土地上拉开了从事GaN蓝光LED研究的序幕。

1997年年初，本团队获得了江西省第一个国家863计划支持的课题——GaN基蓝光材料生长及LED器件研制，资助经费40万元，范广涵老师是课题负责人。1997年年底，范广涵老师因家庭原因调往广州，由我接任课题负责人，主持GaN蓝光LED研制工作。1999年因研究工作进展不差，863光电子专家组给我追加资助20万元。

第一次技术转移基本成功

2001年10月，在MOCVD设备安装调试完成后一个月内，南昌厂已经能生产6毫瓦(20mA)蓝宝石衬底蓝光LED外延材料，属国内第一批生产的蓝光材料。后来，由于多种原因，我技术团队很快从企业回到南昌大学。也就是说，我团队真正在方大从事LED外延生长的时间仅有一个月。

2000年上半年，深圳方大集团投资建立蓝光LED生产线，外延材料生长由我课题组提供技术支撑，在南昌建厂，芯片制造则由中国科学院半导体所杨辉团队提供技术支撑，在深圳建厂。

同年，依托南昌大学建立了教育部第一批工程中心——教育部发光材料与器件工程研究中心。2001年10月，在MOCVD设备安装调试完成后一个月内，南昌厂已经能生产6毫瓦(20mA)蓝宝石衬底蓝光LED外延材料，属国内第一批生产的蓝光材料。后来，由于多种原因，我技术团队很快从企业回到南昌大学。也就是说，我团队真正在方大从事LED外延生长的时间仅有一个月。

第一次技术转移算是基本成功。说是成功，有少量产品出售，技术指标显著好于技术转让合同书中的全部指标，方大总裁熊建明先生多次向南昌大学表示感谢，技术转让费由400万元增加到450万元;同时，我国大陆完全依赖进口蓝光LED的历史被改写。

说是基本成功，是指不尽人意，外延生产工艺仅仅摸索了一个月，未能优化，产品档次处于中低端。在蓝宝石衬底蓝光LED芯片研制过程中，得到了时任南昌欣磊公司总经理的周毛兴先生及其同事的大力支持。

提出跨越式发展LED技术构想

当时我书面报告白纸黑字写上5年后还给学校2000万元。后学校果断从国家教育振兴行动计划给南昌大学4500万元拨款中支持1945万元，用于LED研发。因为是国家拨款，不需偿还，所以学校没有提及还款的问题,事实上，4年后的新技术成果转让费高达3200万元。

2002年3月我在腰椎手术成功之后，向南昌大学党委会提出跨越式发展LED技术构想，希望学校借款2000万元给课题组从事新型LED技术研究开发工作。当时我书面报告白纸黑字写上5年后还给学校2000万元。后学校果断从国家教育振兴行动计划给南昌大学4500万元拨款中支持1945万元，用于LED研发。因为是国家拨款，不需偿还，所以学校没有提及还款的问题,事实上4年后的新技术成果转让费高达3200万元。

2002年4月，我决定要甩掉跟踪的影子，跨越式从事新型发光材料研究工作和寻找新的技术路线或途径。开初选择了氧化锌半导体发光材料，几个月的研究就生长出高质量的电子导电的N型氧化锌半导体材料。当时，十分兴奋。因为当时生长的N型氧化锌材料的结晶质量和光致发光性能均比器件质量的N型氮化镓材料好。但经过一年的探索，发现生长空穴导电的P型氧化锌半导体材料非常困难，且稳定性不够好，于是果断放弃了这一研究方向，尽管获得了不少有新意的研究结果，不少论文被国际同行较广泛地引用。

义无反顾探索“LED中国创造”

不到半年，我们感到有戏，入门了，很快做出有一定显示度的硅衬底LED样管。经过三年的研究，我们认为，产业化的时机基本成熟，于是融资建厂，并在2年时间内实现了有一定规模的生产，杀出一条血路，走出了一条区别于美、日等发达国家发展LED的技术路线。

2003年学校国家教育振兴行动计划拨款到位后，我课题组添置了不少高档仪器设备，实验条件大为改善，这一年年底我决定从事硅衬底LED研究工作，从事一项多数同行认为不可能成功的但前景又非常诱人的前沿课题研究工作。我和我的同事、学生一道开始为“LED中国创造”而义无反顾地探索。同时，周毛兴和刘和初等业界元老接受我的邀请，加盟我研发团队。

不到半年，我们感到有戏，入门了，很快做出有一定显示度的硅衬底LED样管。在此前后，国家863纳米专项、863光电子主题、国家电子发展基金等相继资助我团队硅衬底LED的研发工作。经过三年的研究后，我们认为，产业化的时机基本成熟，于是融资建厂，并在2年时间内实现了有一定规模的生产，杀出一条血路，走出了一条区别于美、日等发达国家发展LED的技术路线。

到目前为止，硅衬底LED产品用户超过300家，产品应用范围包括彩屏、数码管、指示灯等用蓝光、绿光芯片，路灯、灯泡等用LED功率型芯片，实施产业化的晶能公司成为目前世界上唯一一家推出硅衬底LED芯片的生产企业。晶能公司运用5年了，我作为创始人仅仅负责开头一年，近四年均由投资方委派职业经理人负责。

目前硅衬底LED还在持续不断提高性能，降低成本。这项创新技术，当前国外许多大公司正在加大力度进行研究开发工作。尽管我们是先行一步，但未来几年内，也将面临着接受世界同行挑战和竞争的局面。

非常欣慰的是，近几年来，国家大大加强了这一创新技术水平提升的资助力度。2010年国家科技部批准，依托南昌大学我团队组建了国家硅基LED工程技术研究中心。2011年科技部立项资助我团队三大课题，资助经费高出1997年资助额度二个数量级。江西省和南昌市也给予了重点资助。除了继续发展新型LED外延生长技术、芯片制造技术外，我团队正在开辟新的方向，开展LED生长设备MOCVD系统的研制开发工作，把工艺和设备结合起来，期望在不远的将来用国产的MOCVD设备生产高档LED外延材料，期望尽早结束我国LED产业高端装备依赖进口的局面。

缘系发光 感悟人生

经过数年的思考与实践，我形成了现在的座右铭“多发光，少发热”。这里有二层涵义，其一是科技方面的涵义“要想多发光，就必须少发热”，这是学术与技术方面一生的奋斗目标;其二是做人方面的涵义“要多做实事，少头脑发热”，这是为人处事方面一辈子的行为准则。

经过数年的思考与实践，我形成了现在的座右铭“多发光，少发热”。这里有二层涵义，其一是科技方面的涵义“要想多发光，就必须少发热”，这是学术与技术方面一生的奋斗目标;其二是做人方面的涵义“要多做实事，少头脑发热”，这是为人处事方面一辈子的行为准则。科技日报记者付毅飞因以此为标题报道我本人的研究工作而获得了中宣部科技报道二等奖。

以下几点体会或感想：

缘分——24年前，我报考的不是发光专业,因考试成绩不理想而转为发光专业学习，这是一种缘份。

勇气——14年前，研究方向从ZnSe转到GaN，放弃原先有一定基础的研究方向，这是历史的选择。14年前的江西，在财政比较紧缩的情况下，省领导能筹集240万元这数额不小的经费支持一项高技术研究项目，是非常有魄力的。同时，我和范广涵老师作为研究人员，大胆提出这一课题，也是鼓足了勇气，敢于冒险。当然,这种冒险还不是真正意义上的冒险,因为毕竟日本人已经做出来了。跟踪的风险总是小于创新的风险。

坚持——14年前，从事蓝宝石GaN基LED研发，在部分专家和官员怀疑我的能力与水平的情况下，我没有放弃，坚持下来了，实验室作出了国内第一支紫光LED，并在10年前蓝光实施产业化时，用非常少的投资(1600万元)和非常短的时间(一个月)生产出国内第一批蓝光LED外延材料，问心无愧。

舍得——7年前，放弃有一定研究优势的氧化锌材料研究。现在看来，放弃是对的，不然就不会有后来的创新创造。舍得舍得，有舍就会有得。氧化锌材料到现在为止，国内外均未能在发光器件实用化上取得突破。

创新——7年前，决定另辟蹊境，开展几乎被判死刑的硅衬底LED研究工作，创新的欲望让我和我的同事不顾一切地去冒风险，去探索，去刻苦，去奋斗。现在看来，这与我前不久在井冈山学习时，中井院的老师宣讲24个字的井冈山革命精神——“坚定信念、艰苦奋斗、实事求是、敢闯新路、依靠群众、勇于胜利”，有着惊人的相似之处。看来，创新的过程是相似，是不分领域、不分时间和空间的。

信念——在硅衬底LED产品尚未推出之前，不少同行认为这是假的。理由很简单，国外发达国家没有突破的东西，怎么可能在发展中的中国取得突破。但我们对此不予理会，一直在优化硅衬底LED外延与芯片技术。目前功率型硅衬底蓝光LED的电光转换效率达到40%%以上，远远超过了7年前的设想，当时期望值仅仅是做亮度不高的但成本较低的显示显像用的小芯片。目前硅衬底LED，已经发展成为半导体照明技术一项有益的新路线。预计今后几年中会有更好的表现。

团队——科技创新需要团队协作精神，科研成果不是单枪匹马能做出来的。除了极少数方向和学科如那种纯粹的计算和理论外，绝大多数科学技术都是需要一个强大的团队来完成。团队的“团”字，里面是一个“才”，外面是一个圈，就是表示大量的人才集中在一起。我有幸集聚一批人才，这里以合作共事的时间先后顺序列出他们的名字：熊传兵、王立、蒲勇、方文卿、莫春兰、刘军林、汤英文等数十位人才。我常常在内部称我的同事分别为“天才”、“全才”、“奇才”、“怪才”、“通才”和“专才”。他们“能文能武”(文指理论基础，武指动手能力)，是他们与我同甘共苦，不计个人名利得失，义无反顾地跟随我“奋勇杀敌”，“白加黑”，“5加2”，经历了无数次单元技术失败的痛苦与成功的喜悦。我为有这样一批得力的合作伙伴而深感骄傲和自豪。

精神——科技创新工作不能急功近利，应有“十年磨一剑”的毅力和精神。我常常讲“十年磨半剑”，与国内一知名教授“二十年磨一剑”不谋而合。真正要做一些创造性的工作不是一年两年能做出来的，是要吃苦的，是要有恒心的。

融洽——科研工作企业化，快速推进研发进程。通常做研究工作是上班的时候做，下班就回家。而我们的做法是，用企业化的科研工作模式。通过聘用一些工人，教会他们基本操作，让他们也来做“研究”。工人按照二十四小时三班轮流进行实验操作，研究人员在上班时间随时调控实验程序，下班前把实验程序编好交给工人，下班后工人按程序作业，第二天一上班实验已经做好，实验结果反馈大大加快。其实，工人按部就班进行操作的效果会比研究人员更好，而创造性的工作则由科研人员去完成，这种分工相得益彰。

良师益友——在我从事LED研发过程中，一批德高望重的专家、企业家和政府官员给予我大力支持。陈良惠、陈皓明、江雷、范希武、范广涵、方志烈、周毛兴、刘和初、范玉钵、彭万华、张万生、吴玲、关白玉和863半导体照明专家组成员等等。他们既是我的良师，也是益友。我既得到他们的支持与帮助，又从他们那里学到了许多创新理念和创业本领。我借此机会衷心祝愿这些良师益友们心情舒畅、生活幸福、健康长寿、万事美好!

江风益简历：

江风益，1963年出生，南昌大学副校长、国家硅基LED工程技术研究中心主任。创造性地发展了一条新的半导体照明技术路线——硅衬底LED技术路线，改变了日美等国垄断LED照明核心技术的局面，改写了世界LED历史。

先后主持并完成了国家863项目、国家自然科学基金项目、电子发展基金项目、国家发改委项目以及省市重点重大高科技项目等30余项，先后培养博士、硕士研究生50余人，在国内外发表SCI、EI收录的论文50余篇(他引400余次)，作大会邀请报告20多次，已获得和公开发明专利97项。

863计划半导体照明工程重大专项总体专家组成员，教育部半导体照明技术创新团队带头人，入选国家百千万人才工程第一、二层次，教育部新世纪优秀人才计划，获得:国家有突出贡献的中青年专家、全国先进工作者(全国劳模)、全国优秀科技工作者、全国师德先进个人、全国优秀教师、江西省十大科技明星、江铃科技精英奖、江西省突出贡献人才、南昌市工业经济突出贡献企业家、江西省科技进步一等奖等。

中组部、中宣部、人事部和科技部联合授予“全国杰出专业技术人才”称号。2008年中国科学技术协会颁发“求是杰出青年奖(成果转化奖)”。2009年6月被评为“科学中国人2008年度人物”。

座右铭：多发光，少发热。“这里有二层含义，第一层含义是指专业技术方面，发光二极管(LED)的发光与发热成反比,要想多发光,就必须少发热,这样才能节能,这是技术发展永恒的主题;第二层含义是指为人处世方面,要多做实事,少头脑发热。”

延伸阅读：

顶天立地风云人

中国创造要“即顶天又立地”。第一次读到这样形容“中国创造”是在2009年10月江风益教授在南昌大学“前湖之风”周末讲坛上对全校同学的演讲稿。科研选题最好“顶天立地”。“顶天”就是要有创造性，“立地”就是能产业化。

“一个人一辈子不容易，时间是宝贵的，要用有限的生命去选择做些事情甚至是一件事情，做成一件就了不起;如果选择不好，一辈子做的可能是一些没有用的东西，会遗憾。”自信、自强、严谨、勤奋、勇于创造、永不放弃。真正走近、了解了江风益的为学和为人后，你会发现他是一个真实、勤勉、富于创造而令人尊敬的人。

无论是跟踪研究并实现产业化的蓝宝石衬底蓝光LED外延材料，还是甩掉跟踪的影子，跨越式从事新型发光材料研究工作和寻找新的技术路线或途径，江风益都在用他的勤奋和智慧以及勇于创新的精神书写着他“发光”的人生。“顶天立地”何尝不是江风益教授风云人生的写照。

2003年年底他决定从事硅衬底LED研究工作，开始了为“LED中国创造”而义无反顾地探索。经过多年的努力，他们杀出了一条血路，走出了一条区别于美、日等发达国家发展LED的技术路线。到目前为止，硅衬底LED产品用户超过300家，产品应用范围也从彩屏、数码管、指示灯等用蓝光、绿光芯片，发展到路灯、灯泡等用LED功率型芯片。

严谨的治学态度以及对科学研究与生俱来的喜爱让江风益对技术以及产业的走势有着超乎寻常的预测和判断。

2005年11月18日《中国电子报》刊登了江风益教授撰写的《成本并非半导体白光照明的拦路虎——能否大幅度提升技术水平是最大挑战》的预测性文章(标题为编者所加)，现在来看5年前的文章，不能不为他的敏感、自信以及科学家的严紧所折服。

“只要企业规模做上去了，合格率达到预期的目标，1瓦半导体白光灯成本(驱动电源、支架及装饰部件的成本不计算在这灯炮成本之内)应在2.5元以内。”“不断提高外延材料的质量，不断提高发光效率、不断提高器件所能承受的功率密度，解决好器件散热问题，半导体照明灯替代白炽灯和日光灯是必然趋势，其价格一定能降到老百姓能接受的程度。” 2005年在当时市场上光通量为30lm-50lm的固态白光单灯(1mm×1mm芯片)的销售价格约为20元～28元的时候，能对5年后白光LED的价格做出精准的判断，这应该得益于他对“发光”的钟爱，对科学研究的执着与敏感。

坚持理想，执著追求，希望这种锲而不舍的精神能够使江风益在追逐他的“发光”梦想的天空里越飞越高，成就大业，成就他顶天立地的风云人生。

下面让我们分享2005年江风益教授对半导体照明成本的预测。

让历史告诉未来：

半导体照明成本预测

江风益

(2005-11-11)

半导体照明的技术路线众多，不同技术路线成本不同。就是同一种技术路线，不同技术水平成本也有明显差异。即使同一种技术路线、同一种技术水平，不同生产厂家控制成本也会有较大差别。这就给成本预测带来困难，所以有关半导体照明的成本众说纷纭。

1、假定的半导体照明技术方案及有关前提

[1]蓝光LED激发荧光粉，其中蓝光LED为半导体GaN基多量子阱LED结构。

[2]由尺寸为1mm×1mm的芯片封装成单灯。

[3]半导体照明灯由若干个单灯简单组合而成。

[4]每一单灯均安装在带有驱动电源的散热性能良好的灯支架上，但驱动电源、支架及装饰部件的成本不计算在固态照明灯成本之内，即本文仅考虑“灯泡”的成本。

[5]芯片发光效率高低和芯片器件所能承受的功率密度大小基本与成本无关。这一假设显然有不足之处，但由于提高发光效率和器件所能承受的功率密度的技术路线太多，很难预测不同路线的真实成本，所以在目前情况下只好如此。不过，这一假设在一定范围内是成立的。比如，同一家研究单位或企业提高外延生长、芯片制造和器件封装水平，往往可以在不明显增加成本的前提下，通过优化工艺技术而显著提高发光效率和器件所能承受的电流密度。

[6]外延生长、芯片制造和器件封装均达到比较理想的合格率90%%。

2、美国固态照明ROADMAP关于成本的目标

[1]2007年：光通量为200lm的固态白光照明灯(效率为75lm/ W)，价格降到4美元以下，即相当于光通量达到20瓦白炽灯水平的固态白光照明灯的单价降到32元左右人民币。

[2]2012年：光通量为1000lm的固态白光照明灯(效率为150 lm/ W)，价格降到5美元以下，即相当于光通量达到60瓦白炽灯水平的固态白光照明灯的单价降到40元左右人民币。

[3]2020年：光通量为1500lm的固态白光照明灯(效率为200 lm/ W)，价格降到3美元以下，即相当于光通量达到20瓦日光灯水平的固态白光照明灯的单价降到24元左右人民币。

3、目前GaN基LED的成本

目前市场上光通量为30lm-50lm的固态白光单灯(1mm×1mm芯片)的销售价格约为20元～28元。但实际成本如何呢?一片直径为Φ50的蓝宝石衬底上GaN基LED的衬底、外延和芯片成本分别为300元、300元和600元，用此外延材料可制造成1600颗1mm×1mm的功率型半导体芯片，每芯片成本不到1元。

目前封装1瓦半导体白光灯的成本约6元(芯片成本除外)，但批量生产，自己开模，控制在1.5元是没有问题的。所以，只要企业规模做上去了，合格率达到预期的目标，1瓦半导体白光灯成本应在2.5元以内。

4、发光效率对半导体照明成本的影响

[1]发光效率为40lm/W时1瓦半导体白光灯成本在2.5元以内，光通量为1500lm的半导体白光照明灯的成本应控制在1500/40×2.5=93.75元以内。

[2]发光效率为200 lm/ W时1瓦半导体白光灯成本在2.5元以内，光通量为1500lm的半导体白光照明灯的成本应控制在1500/200×2.5=18.75元以内。

发光效率高达200lm/W、同时器件功率密度高达10 W/mm2是美国固态照明ROADMAP中的最高目标。如果这一目标能够达到，也就是说使用一颗1mm×1mm的GaN基LED芯片就可封装成2000lm光通量的半导体白光灯，它比20瓦日光灯还亮。此时1500lm的半导体白光灯的成本更低,其成本主体起决于封装,有可能变成5元以下。这一目标能否达到，外延材料生长、芯片制造和器件封装同样重要。研究工作表明,半导体照明芯片承受功率密度10 W/mm2是没有问题的,只要散热条件足够好。今后的关键问题在于提高外延材料内量子效率、提高芯片出光效率、提高器件封装效率和散热特性。

5、结语

半导体白光照明灯要替代白炽灯和日光灯，在外延、芯片和封装等成本上并没有很大困难，不像某些文献和报告中所说的那么可怕，即使上述预测成本提高一倍也还是比较乐观的，这里关键的挑战在于能否大幅度提升技术水平。不断提高外延材料的质量，不断提高发光效率、不断提高器件所能承受的功率密度，解决好器件散热问题，半导体照明灯替代白炽灯和日光灯是必然趋势，其价格一定能降到老百姓能接受的程度。近期国内外技术突飞猛进，预示着半导体灯进入千家万户的时代会提前到来。