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征程告诉你 LED芯片的区别 方法

作者:征程 照明     来源:www.     发布日期:2014-5-10

      芯片,是LED的核心部件 。目前中外有很多LED芯片厂家, 然芯片分类没有统一的标准,若按功率分类,则有大功率和中小功率之分;若按颜色分 类, 则主要为红 色、绿色、蓝色三种;若按形状分 类,一般分为方片、圆片两种;若按电压分 类,则分为低压直流芯片和高压直流芯片。中外芯片技术对比方面,外国芯 片技术新, 中国芯片重产量不重技术。

衬底材料和 晶元生长技术成关键

     目前,LED芯片技术的发展 关键在于衬底材料和晶元生长技术。除了传统的蓝宝石、硅(Si)、碳化硅(SiC)衬底材料以 外,氧化锌(ZnO)和氮化镓 (GaN)等也是当前 LED芯片研究的 焦点。目前,市面上大多采用蓝宝石或碳化硅衬底来外延生长宽带隙半导体氮化镓,这两种材料价格都非常昂贵,且都为外 国大企业所 垄断,而硅衬底的价格比蓝宝石和碳化硅衬底便宜得多,可制作出尺寸更大的衬底,提高MOCVD的利用率, 从而提高管晶产率。所以,为突破国际专 利壁垒,中 国研究机构和LED企业从硅衬 底材料着手研究。

但问题是, 硅与氮化镓的高质量结合是LED芯片的技术 难点,两者的晶格常数和热膨胀系数的巨大失配而引起的缺陷密度高和裂纹等技术问题长期以来阻碍着芯片领域的发展。

无疑,从衬 底角度看,主流衬底依然是蓝宝石和碳化硅,但硅已经成为芯片领域今后的发展趋势。对于价格战相对严重的中国来说,硅衬底更有成本和价格优势:硅 衬底是导电 衬底,不但可以减少管晶面积,还可以省去对氮化镓外延层的干法腐蚀步骤,加之,硅的硬度比蓝宝石和碳化硅低,在加工方面也可以节省一些成本。

目前LED产业大多以 2英寸或4英寸的蓝宝 石基板为主,如能采用硅基氮化镓技术,至少可节省75%的原料成本 。据日本三垦电气公司估计,使用硅衬底制作大尺寸蓝光氮化镓LED的制造成本 将比蓝宝石衬底和碳化硅衬底低90%。

中外芯片技 术差异大

      国际间欧司 朗、美国普瑞(BRIDGELUX)、日本莎姆 克(SAMCO INC)等一流企业 已经在大尺寸硅衬底氮化镓基LED研究上取得 突破,飞利浦、韩国三星、LG、日本东芝 等国际LED巨头也掀起 了一股硅衬底上氮化镓基 LED的研究热潮 。其中,在2011年,美国普 瑞在8英寸硅衬底 上研发出高光效氮化镓基LED,取得了与 蓝宝石及碳化硅衬底上顶尖水平的LED器件性能相 媲美的发光 效率160lm/W;在2012年,欧司朗 成功生产出6英寸硅衬底 氮化镓基LED。

反观中国, LED芯片企业技 术的突破点主要还是提高产能和大尺寸蓝宝石晶体生长技术,除了晶能光电在2011年成功实现 2英寸硅衬底 氮化镓基大功率LED 芯片的量产 外,中国芯片企业在硅衬底氮化镓基LED研究上无大 的突破,目前中国LED芯片企业还 是主攻产能、蓝宝石衬底材料及晶圆生长技术,三安光电、德 豪润达、同 方股份等中国芯片巨头也大多在产能上取得突破。

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