固體發光技術中的吸光蓄光材料通過將吸收的光能存儲并緩慢釋放，實現了從傳統光源到無源發光、從安全標識到智能顯示的跨越，以其高效節能、長效發光的特性引領了節能環保、安全應急及顯示標識的巨大變革。新一代蓄光發光材料體系，解決了長期困擾業界的技術難題。在建筑裝飾、交通運輸、軍事設施、消防安全、日用生活品等領域，并由此形成了發光產業鏈，國內外市場前景廣闊。尤其是在關系到人民生命財產安全的消防安全領域中發揮著重要的作用。固體發光技術引領照明產業變革。人類照明經歷從火把、油燈到白熾燈、熒光燈、藍光LED技術。LED是以高效節能、智能應用為特征的半導體照明時代，并催生了巨大的綠色照明產業。
近日，“2025新一代半導體晶體材料技術及應用大會”于云南昆明舉辦。期間，路明科技集團有限公司總工程師、華夏芯智慧光子科技（北京）有限公司首席科學家肖志國做了《固體發光技術引領產業變革》的主題報告，分享了固體發光技術引發的變革、成果與研究進展。
稀土發光材料產業具有巨大戰略價值
資料顯示，全球稀土發光材料需求達數千噸。長余輝發光材料和LED發光材料應用范圍廣泛，呈現迅速上升態勢，白光LED發光材料2010年以來需求量保持年均25%以上。我國稀土發光材料產量全球占比逐年升高，是現階段最大的生產國。中國企業產品質量不存在差距，但在國際市場中份額占比較小。
與此同時，光電子產業是我國戰略必爭產業。多個萬億級的新場景、新產業。光電子核心組件市場價值不低于2萬億人民幣，未來還將撬動產業創造16萬億人民幣產值。芯片由“電”到“光”的轉換，是國產芯片擺脫“卡脖子”困境、實現換道趕超的戰略機遇。國家重點支持發光材料與芯片研發和產業化，其中國家“863”計劃和國家自然科學基金明確資助稀土蓄光材料研發；國家發改委《照明設備更新改造指南》要求推動新型節能材料（含蓄光材料）； 國家發改委《照明設備更新改造指南》明確提出“鼓勵LED照明開發”； 國標《室內照明用LED產品能效限定值及能效等級》要求新建項目優先采購能效1級LED設備；工信部《推動工業領域設備更新實施方案》將光芯片列為“高端化升級”重點；中央財政以超長期特別國債支持光芯片在數據中心、量子通信等場景的產業化。發光材料與芯片多次被列入國家重大研發支持計劃。
作為稀土發光材料與半導體發光芯片產業領域的龍頭企業，路明科技集團有限公司擁有半導體發光材料和發光芯片“芯粉合一”兩大核心技術專利。主營業務包括蓄光發光材料及制品、標識工程，LED發光材料、半導體發光外延片和芯片，LED光源、LED照明與顯示工程等。華夏芯智慧光子科技（北京）有限公司是行業技術領先的半導體光電子芯片器件制造商和AI智算中心光互聯綜合解決方案服務商，擁有光芯片-器件-模塊全產業鏈垂直整合能力。通過自主創新取得了光電子芯片核心技術和產業化資源。
稀土蓄光發光材料領域技術發明與產業化
傳統蓄光發光材料（長余輝發光材料）面臨放射性的艱巨挑戰，是業界近一個世紀難以攻克的技術難題。多稀土離子共激活，形成陷阱，產生能量傳遞，形成長余輝蓄光發光，為開發新一代超長余輝稀土蓄光材料提供了理論支撐。研究重新設計材料結構，調控基質元素改變晶場強度，激活離子4f-5d能級發生變化，形成鋁酸鹽、硅酸鹽體系發光材料，解決了業界近一個世紀難以攻克技術難題，開創了新一代蓄光發光材料系列。
報告顯示，超長余輝的稀土蓄光發光材料方面取得了多項成果，國際首創多稀土離子激活的鋁酸鹽、硅酸鹽蓄光發光材料，發光強度提高10～30 倍。避免了放射性元素摻雜，發光可超過5300分鐘，近100小時的蓄光發光能力。
蓄光發光材料高分子制品化技術創新方面，通過偶聯滲透等技術成功實現了無機材料與高分子有機結合，開發了發光塑料、發光化纖等產品。通過擠出注塑等工藝實現發光材料制品化性能優異
開發了系列稀土蓄光發光材料制品，解決了發光材料粉末與樹脂、玻璃等相容性及高溫抗氧化等技術難題。發明了發光板、發光陶瓷等7大系列200余種新型工業化產品，列入國家重點新產品，是國際認證知名品牌。實施了批量制備和產業化，建立了稀土發光材料和制品重大產業化基地。蓄光型自發光疏散指示系統直接服務于國家消防應急體系建設，為人類生命安全提供重要保障，應用于交通運輸、國防軍事、消防設施、建筑裝飾、日常生活等領域，形成發光產業鏈。
半導體照明用發光材料領域技術發明與產業化
半導體照明技術問世，21世紀初在世界范圍開啟大規模商業應用。“藍光氮化鎵發光芯片 + 黃色稀土發光材料”成為高效節能的白光照明主流技術路線。我國半導體照明產業發展受國際專利極大制約。發明新型硅酸鹽發光材料，形成半導體照明自主創新路線。提出利用陽離子替換影響發光中心產生電子云擴大效應和和[SiO4 ]4-陰離子基團多種組合改變晶場環境。
通過摻雜小半徑鹵素離子降低聲子能量；摻雜大半徑堿土金屬離子增強晶體場劈裂，提升材料的量子轉化效率，通過機理研究和材料設計，提出新材料路線。
發明新型硅酸鹽發光材料并產業化和制品化，Eu2+摻雜450~610nm的硅酸鹽系列LED照明發光材料誕生。形成了450~610nm范圍內連續可調稀土硅酸鹽發光材料全光譜發射調色板技術，打破國際專利封鎖，為全光譜綠色照明開辟了新的技術路線。
提出了用于芯片級封裝的遠程激發技術，發明了多類型的光轉換膜塊系列產品，解決了產品封裝過程中的眩光和散熱提問，提高光源的壽命。
形成全光譜綠色照明技術，激發光譜與發射光譜間的斯托克斯位移偏小，譜位空缺。通過硅酸鹽全光譜發射調色板成功開發490nm 藍綠色硅酸鹽發光材料，填補光譜缺位。模擬太陽光光譜，豐富了發光材料色系。形成了布局全球的自主稀土LED用硅酸鹽發光材料專利族體系。
報告指出，我國LED產業已經形成了布局全球、具有自主知識產權稀土LED用硅酸鹽發光材料體系。稀土LED發光材料推動我國半導體照明產業突破萬億產值規模。
半導體發光芯片領域技術創新與產業化
化合物半導體“光芯片”是半導體照明、光通信、光傳感以及眾多信息技術領域的核心。研究進行了GaN半導體照明光芯片復合緩沖層技術工藝創新，提升了材料晶體質量和器件光提取效率，使芯片發光效率提高20%以上。藍光氮化鎵發光芯片 + 黃色YAG發光材料 成為高效節能的白光照明主流技術路線。
光芯片材料領域，主要有以砷化鎵GaAs和磷化銦InP等化合物半導體材料為關鍵。隨著科技的發展，對砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）兩種重要的III-V族半導體材料的性能要求越來越高，需要在設計和制造過程中，更加注重其微觀結構的優化。
報告中介紹了光芯片技術創新的最新進展，涉及高速量子阱（MQWs）有源區設計、垂直腔面發射激光器光芯片外延材料生長技術創新、VCSEL光芯片結構設計與技術創新，以及光芯片材料技術進展，涉及提升單波100G VCSEL光芯片速率的主要方法、單波100G VCSEL、無氧化物限制工藝、高速單波200GVCSEL光芯片發布、CPO光電共封裝技術等。
半導體光電子產業與應用方向，光通信市場、光傳感市場、人工智能光互聯等前景廣闊。AI人工智能大模型的迅速發展帶來了對海量數據并行處理和高速率、高質量信息傳輸的巨大需求。光芯片實現了數據從電信號到光信號的高速轉換和傳輸，是支撐AI光互聯這一行業核心需求，推動AI產業發展的關鍵技術之一。
報告指出，AI大模型加速迭代，需要算力單元組成強大的服務器，成千上萬的服務器通過光網絡匯聚成為更大的算力集群為大模型和終端客戶提供支持。算力集群的應用和發展存在“木桶效應”，需要光網絡互職同步匹配，促使光芯片、光模塊向高速率、低延時、綠色低碳的方向加速發展。半導體發光芯片擁有廣泛市場應用前景。
展望未來，發光材料與發光芯片技術融合引領產業發展，產業應用和市場需求不斷激發新的技術創新。
嘉賓簡介
肖志國 教授級高級工程師、國際知名發光專家、中國光電產業領軍人物。路明科技集團有限公司總工程師，華夏芯智慧光子科技（北京）有限公司首席科學家。國家技術發明獎、科技進步獎和何梁何利科技進步獎獲得者。肖志國長期從事稀土發光材料、氮化鎵（GaN）和砷化鎵（GaAs）等稀有金屬化合物半導體發光芯片及器件研究開發工作，取得系列原創發明及產業化成果，多項技術打破國外壟斷，是我國稀土蓄光發光材料和發光芯片技術研發主要領軍人物和產業化的推動者。肖志國具備深厚的光電子材料芯片研發實力和豐富的產業化經驗，在國內率先研發并落地了高端光芯片，發明了多項突破性的相關技術，助力各類前沿產業應用的核心光芯片性能得到極大提升，帶動了我國稀土蓄光發光和半導體發光芯片兩大產業發展。開發的光芯片技術及系列產品，實現了技術研發、中試驗證和產業化，推動光芯片廣泛應用于高速光通信、光傳感等前沿領域，為AI光互聯技術的應用提供支撐，促進了光芯片的自主可控和國產替代。
單位簡介
路明科技集團是稀土發光材料和半導體發光芯片的國際知名企業，擁有國內外專利300余項和三十多年的產業積累。公司發明了新一代稀土蓄光發光材料，開發7大系列200余種新型工業化產品，支撐我國取得行業領先地位；發明了新型半導體照明用硅酸鹽發光材料，打破國外技術壟斷；開發了系列半導體發光芯片技術工藝，成為同時擁有發光材料和發光芯片“芯粉合一”兩大核心技術的四家國際龍頭企業之一。
華夏芯智慧公司繼承了三十余年行業積淀，在13位知名院士聯名推薦和國家部委及北京市的大力支持下，建成1.5萬平米研發實驗室和潔凈生產車間、裝備300余臺（套）國內外先進設備，擁有國際一流的技術研發實力和產業化資源。公司的“化合物半導體高性能光芯片及高速光互聯模塊集成技術與產品”，通過了七位院士和五位行業知名專家鑒定認為：”成果技術復雜度高，研制難度大，創新性突出，整體達到國際先進水平，其中兩項光芯片關鍵技術處于國際領先水平，有力推動了我國光電子信息產業發展“。
（根據現場資料整理）
