賽富樂斯│半極性氮化鎵材料LED晶元，助力Micro LED實現全彩化

點亮世界，是人類改造自然中永恆的主題。從鑽木取火到油燈蠟燭，從蒸汽機到電氣化，從熒光燈、白熾燈到節能LED，從2D到3D，一次次智慧的火種，照亮了人類文明的發展史。

以集成電路為代表的第三次工業革命之後，隨著第三代半導體材料的突破和藍、綠、白光LED的問世，半導體技術在照明和顯示領域掀起了一場新的革命，徹底顛覆了傳統白熾燈、日光燈的主導地位，並帶來了新型節能的LCD及LED顯示屏。以氮化鎵為核心製成的新一代節能光源被廣泛應用在人類生活的各個領域，奠定了當代照明和顯示技術的基礎。

然而，經過近30年的發展，傳統的極性氮化鎵材料已達到技術瓶頸，其固有的巨大內置極化場導致了量子效率下降、綠光光隙、波峰藍移等諸多問題，嚴重製約了光電子產業的進一步發展，人類照明技術創新升級陷入滯緩態勢。同時，伴隨著大功率照明及新型顯示（3D、投影、VR 等）技術的發展，傳統顯示屏幕的短板越來越凸顯，行業技術變革呼之欲出。

為了破解這一難題，各國科學家紛紛投入新一代光電子材料研究中。其中，半極性氮化鎵發光材料被認為是下一代照明技術的最優解決方案。自2000年起，學界和產業界進行了大量的探索，發表了上千篇論文，全面驗證了半極性氮化鎵材料的優勢。研究認為，半極性氮化鎵單晶元亮度理論上可以達到過去的數倍，並能徹底解決綠光效率低、波峰藍移、黃光等問題。然而，如何實現該種材料的量產，卻成為了一個難題。曾研究出極性氮化鎵材料的諾貝爾物理獎得主中村修二先生多年從事該領域的研究，但一直無果。

向行業無人區拓荒 實現半極性氮化鎵材料工業級量產

2014 年，在美國耶魯大學的一個講座上，耶魯大學電子系系主任韓仲教授與耶魯大學MBA的一位學生結識。這個學生名叫陳辰。他本科就讀於清華大學機械系，並曾在斯倫貝謝工作期間領銜研製了ONYX360，銷售超數十億美金，獲得過E&P、World Oil等獎項，個人履歷非常優秀。

一個是在半導體發光材料領域有著6年研究經驗的名校教授，一個是對新技術有著執著和創新態度的留學生，兩位年齡相差近20歲的師生，因為興趣相投一拍即合，決定聯合創業，向行業無人區探索，嘗試實現半極性氮化鎵材料的商業化和量產。

2014 年年底，陳辰和韓仲教授創立了硬科技公司賽富樂斯（Saphlux）。團隊致力於新一代半極性氮化鎵發光材料研究和技術產業化，將其用於固態顯示及未來照明。成立之初，賽富樂斯即獲得了來自真格、聯創、PreAngel及耶魯方面的天使輪融資，夯實了團隊的創業資本。隨後不久，韓教授的學生宋傑以及韓國業界專家崔周源博士先後加入。崔周源本人曾師從諾貝爾獎得主中村修二先生，擁有美國北卡羅來納州立大學博士學位。宋傑畢業自北京大學，並在2017年獲評國家「青年千人計劃」專家。

地利人和，萬事俱備。賽富樂斯的初步目標是解決大尺寸半極性材料的生產難題。按照陳辰當初的規劃，項目融資到位之後，最遲3個月，就能把產品做出來。

然而，純技術創業並不如預想的那樣順利，無人區的拓荒比意料中的更為艱難。在研發的過程中，材料的缺陷始終無法得到有效控制，導致產品在上線前被迫下架。經過團隊夜以繼日的努力，研髮狀況終於出現了轉機。

2016年5 月，在經過歷時近兩年的研發和測試後，賽富樂斯無缺陷的半極性氮化鎵材料正式上線。「原來的半極性材料只能做到 1 厘米X 0.5 厘米大小，我們實現了 2 英寸片。」研發人員拿著實驗結果振奮地喊到，「新一代發光材料終於來了。」

在傳統製備方式下，半極性材料只能通過斜切體塊式氮化鎵來實現。這樣的製備方式無法實現材料量產，而且小片半極性氮化鎵材料價格非常昂貴（高達2000美元）。而賽富樂斯的技術手段不僅可以在標準的大尺寸藍寶石襯底上直接生長半極性氮化鎵，還能直接控制晶體生長的方向和形狀，可大幅降低成本並提升產能。

同年6 月，賽富樂斯的研究成果正式對外公布，全球前五的 LED 公司有 3 家開始使用其產品。另外，蘋果 Micro-LED顯示屏的供應商、大陸及台灣一些廠商也陸續下單。產品一經上線，廣受客戶認可。

而在業內，賽富樂斯的創新成果獲得了一致肯定。世界半導體行業頂級期刊《複合半導體雜誌》評價這一成果說：「第一代氮化鎵材料的『摩爾定律』將由Saphlux的半極性氮化鎵延續。」台灣交通大學光電系系主任郭浩中則認為：「Saphlux的半極性外延片能夠從根本上解決困擾Micro-LED的藍、綠光峰移問題，將是接下來Micro-LED的發展趨勢。」

2017年，賽富樂斯團隊落戶到位於西安的陝西光電子集成電路先導技術研究院。利用該孵化平台的MOCVD、電子束蒸鍍機等專業化設備，賽富樂斯的研究成果很快從實驗室進入了量產階段。2017 年 11 月，西安賽富樂斯公司正式上線了 4 英寸(20-21)半極性氮化鎵材料，並從 2018年3月開始規模生產及銷售，良率達到95%以上，成為了全球首家可以量產工業級半極性氮化鎵材料的硬科技企業。

持續發力技術迭代 致力於成為全球顯示技術革命的領航者

2018年7月，在實現了大尺寸、無層錯半極性氮化鎵材料量產的基礎上，賽富樂斯成功點亮了半極性綠光LED晶元，解決了下一代顯示屏幕MicroLED的色彩問題，再次得到了業界和媒體的廣泛關注。2018年中旬，賽富樂斯又進一步開發了全彩轉換技術，獨家掌握了目前最優的消費級Micro-LED製備方案，確立了團隊在未來顯示領域的核心優勢。

與此同時，賽富樂斯還與A股上市公司利亞德簽訂了合作協議，雙方成立了「Saphlux-利亞德聯合實驗室」，開展基於半極性氮化鎵的mini LED、micro LED和激光顯示產品的研究及開發，并力圖通過合作項目的方式迅速推動研發成果產業化。

賽富樂斯的戰略布局與當代顯示產業的發展趨勢和格局是相符的。根據天風證券研究報告顯示，目前全球顯示技術已經處在產業化變革的臨界點，未來3-5年內，Micro LED、Mini LED，便攜激光投影等新型技術即將湧現。

專家分析認為，就技術路線來說，Micro LED 產品的壽命、對比度、反應時間、能耗、可視角度、解析度等各項指標均強於 LCD 以及 OLED，已經被許多廠商認為是未來顯示技術的主流，其主要應用領域包括可穿戴設備、智能手機、VR、AR、大屏幕電視等等。

另據記者查閱相關資料了解，業內諸多巨頭如蘋果、索尼、三星等均已開始積極布局Micro LED 技術，試圖將該項技術商業化。包括夏普、台工研院、友達等在內的一些LED 大廠、科研團隊也紛紛秘密研發，都要強勢搶佔到 Micro LED 的發展版圖之中。風口之下，競爭局勢異常激烈。

此外，與晶元行業類似，Micro LED的市場規模非常可觀。有調研機構根據測算數據表明，當Micro LED在消費電子終端年出貨滲透率達到50%時，按照摺合每片（2英寸片）200元的價格計算，Micro LED晶元市場規模將達到3800億元，潛在市場發展空間巨大。

陳辰透露說，賽富樂斯在現有產品和技術積累的基礎上，已經和歐美、日本和台灣等地的20餘家著名廠商開展了合作和銷售，重點發力在Micro-LED、半導體激光器、大功率LED等領域。

按照團隊規劃，賽富樂斯會持續加大在這場顯示革命中的布局。團隊未來會提供三類產品：半極性氮化鎵晶元，半極性綠光外延片，以及基於半極性氮化鎵的全彩轉換Micro-LED解決方案。

賽富樂斯的技術創新極大地帶動了相關產業的聚集和地區經濟發展。隨著團隊完成研發，逐步轉入批量生產，上游材料企業和下游應用企業目前正在向西安地區聚集，未來將形成一條全新的產業鏈，在不久的將來，有望在中國西北形成一個新的消費電子產品產業集群，助力西部大開發和一帶一路政策。

「人類有超過70%的信息交互是通過顯示技術來實現的，我們希望通過自己的嘗試，能為人類顯示和照明技術帶來變革，用創新的力量點亮世界，推動社會文明進步。」陳辰最後如是說。

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