中村修二博士與他在圣塔芭芭拉大學(xué)的同事Steven博士等人,近日拜訪了臺灣地區(qū)。這位新科諾貝爾物理獎得主素來以快人快語風(fēng)格聞名,在他這次于春季拜訪亞洲的行程中,在臺灣地區(qū)除了拜訪晶電等LED臺廠外,也在4月9日于交通大學(xué)進行專題演講。
中村修二此行分享了他在研發(fā)藍光LED與后續(xù)在LED方面的心路歷程與成果,以及提供他對未來LED產(chǎn)業(yè)、LD產(chǎn)業(yè)發(fā)展的分析洞見。
藍光LED溯源 - 偉大的發(fā)明
針對這次因為藍光LED的研究成果獲得諾貝爾物理獎的殊榮,中村修二表示,他的發(fā)明是高效率LED的重大突破,之前花了20年去實現(xiàn)這個工程發(fā)展,而這次的諾貝爾獎雖然頒給他們?nèi)?,但都沒有在得獎的理由中提到氮化銦鎵層(InGaN Layer),他為了這個有一點不開心。他認為少了這個就不能夠做成藍光LED,因此認為諾貝爾獎的委員會給的得獎理由寫錯了。
而他得獎之后,有一大堆不同研討會、演講場合的邀約,中村和圣塔芭芭拉大學(xué)的同事討論時,對方就說,你得的是諾貝爾獎耶,應(yīng)該要婉拒全部和你研究成果不相關(guān)的邀約,中村遵從了他的建議,開始了一個諾貝爾獎得主的新生活。
晶電董事長李秉杰與諾貝爾物理獎得主中村修二
研究要保持熱情,設(shè)法獲得研究上的自由
面對工程師、科學(xué)家面臨的研究持續(xù)力問題,與中村同樣屬于圣塔芭芭拉大學(xué)且是研究伙伴的Steven Denbaars博士指出,做研究要保持熱情,當(dāng)新技術(shù)產(chǎn)生沖擊時,要想一些自己創(chuàng)造的新東西能否在不同的應(yīng)用上出現(xiàn)。他強調(diào),獲得研究上的自由很重要,就能夠去做自己想做的研究。他的老師是著名的黃光LED發(fā)明人George Craford,有和他討論過這個議題,Steven Denbaars后來決定去大學(xué)做更自由的研究,這和在產(chǎn)業(yè)界做研究確實是有不同。
中村修二則表示,做研究確實需要熱情,要有好的概念,也需要新的設(shè)備、新的技術(shù)思維。當(dāng)初他自己就在藍光LED的開發(fā)過程中,連產(chǎn)制LED的機器設(shè)備都親手去開發(fā),用自己的力量和技術(shù),以及找到適當(dāng)?shù)牟牧希庞修k法完成藍光LED的重大突破。他認為,即便是在大公司工作,只要能夠設(shè)法獲得研究上的自由,也是可以做出很好的研究成果。
中村給工程師們一個重要的建議,“想十倍的不同,實際上就可以有一小步的不同,對業(yè)界是正面的成果。”
對此,晶電董事長李秉杰也有感而發(fā),晶電過去以來花了超過300億元新臺幣(折合人民幣約59.82億元)的資金去做LED研發(fā),盡管是商業(yè)化的研究成果為主,也符合許多客戶的期待,但這些好的成果,有的時候也會碰到剽竊產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的競爭對手,這也是一種問題。
LED與LD進入次世代的技術(shù)趨勢發(fā)展,押注GaN on GaN與LD
中村修二指出,近十年他都是專住在氮化鎵(GaN)基板的長晶技術(shù),專住在這個領(lǐng)域的能量,未來會開花結(jié)果。他認為GaN on (X)的各種組合中,預(yù)期未來GaN on GaN(氮化鎵基板生長氮化鎵)會是有重大突破的地方,在上面長的LD、LED,都會有比以往更好的效率和成果。只是,目前的GaN基板成本還是很高,遠高出藍寶石基板不少,期望未來的研究能夠更降低成本。目前藍寶石基板生長氮化鎵這個領(lǐng)域的LED發(fā)展,在效率上已經(jīng)逐漸來到了成長瓶頸,實際應(yīng)用上還有一些需要克服的問題,比方說藍寶石LED一個概略的理論比喻是產(chǎn)生 70%%u5149,30% %u70ED,但是激光LD卻可以產(chǎn)生 70% %u5149,而沒有太多的熱產(chǎn)生。因此,他預(yù)期GaN on GaN在各方合作的情況下,很快地會有重大突破發(fā)生。
他和Steven Denbaars博士都不看好GaN on Si (硅基板生長氮化鎵)在照明LED方面的發(fā)展,認為不應(yīng)該浪費時間在上面。但對于透過GaN on Si產(chǎn)生的垂直電源裝置之前景,也表達看好的態(tài)度,預(yù)期給智能型手機充電、其他電力相關(guān)的應(yīng)用,這個領(lǐng)域的發(fā)展會很光明。
Steven Denbaars博士
至于LD方面,中村認為,LD激光照明的效率與質(zhì)量會比較好,目前成本還很高,但中村的團隊已經(jīng)在努力降低成本。在指向性高的需求如車用頭燈,已經(jīng)有市場上的實際成果可以見到。他也指出,像是大陸廠商三安等等,也有很多廠商的技術(shù)已經(jīng)追上來,因此要繼續(xù)前進的話,關(guān)注未來的技術(shù)是相當(dāng)重要的,GaN on GaN、LD等等都是可以選擇的研發(fā)路線。他笑稱,也許這個領(lǐng)域的發(fā)展到最后,有可能得到下一個諾貝爾獎,而這個領(lǐng)域的產(chǎn)品要能夠商業(yè)化普及,可能還要三年到五年左右的時間。
至于紫外線LED,已經(jīng)在市場上有了很多應(yīng)用發(fā)展,但是目前倍受業(yè)界關(guān)注UV-C部份,這方面的的效率是5mW-10mW,需要有更高的效率才能夠在未來有成功商業(yè)化的量產(chǎn)。
最后,中村先生本人也提到,nPola 為全球第一主要使用GaN on GaN 技術(shù)量產(chǎn)的產(chǎn)品,透過此產(chǎn)品可將發(fā)光效率提升,大幅度降低缺陷,使得LED芯片的電流密度比傳統(tǒng)芯片高5到10倍。并且,在相同的芯片尺寸可以實現(xiàn)高于5?10倍的亮度輸出。 同時對于光質(zhì)量的追求,演色性可達到95以上。
現(xiàn)階段,晶電與中村修二的研究團隊已經(jīng)有一些合作上的共識,以及技術(shù)上的交流,期待未來有開花結(jié)果的一天。
另外,中村修二本人目前在臺灣4月9日也在新竹的交通大學(xué)有演講,受到業(yè)界矚目與重視。