浅谈LED照明技术新趋势

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点击次数:576 更新时间:2017年04月07日08:25:26 打印此页 关闭

浅谈LED照明技术新趋势

随着LED市场逐步打开,行业竞争模式将发生巨大变化,随着LED市场争夺战愈演愈烈,各企业的战略也逐步升级,从过去的规模、价格战转向技术竞争。那么,当前制约LED产业发展的焦点技术是什么,目前取得了怎样的突破?全球LED最新技术有哪些?未来的技术趋势是什么?

LED照明技术新趋势是什么?它将给行业带来怎样一个前景?

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长远来看LED的发展趋势如何

中国的LED和外延芯片将有进一步整合的过程

在不断的发展过程中我们的效率不断提高,成本不断下降,应用也不断提升。从提高亮度的角度来讲,有两个方向,一个是提高效率,这个效率也就是刚才讲的各式各样效率;另外一个方面就是要增加电流的注入,效率的提升步骤是非常缓慢,可能提高5个点和10点效率非常慢,但是如果增加电流的注入,从30安培到60或者100,获得流明上的提高是非常快的,这是流明提高的两个方面

中国的LED和外延芯片发展关键在哪

中山大学佛山研究院王刚教授认为,这么多年国内外包括韩国、台湾、都在寻求ITO的替代金属,氧化锌是能够替代ITO的透明导电薄膜。ITO有高透光率、可靠性、无毒,为什么解决不了氧化锌的透明导电薄膜,是产业化大规模生产的问题。07、08年我们追踪了,包括台湾、三星一些相关的企业用各种方法都在做ITO。除了MOCVD的技术以外,都解决不了MOCVD值便高。

目前,LED芯片技术的发展关键在于基底材料和晶圆生长技术。基底材料除了传统的蓝宝石材料、硅(Si)、碳化硅(SiC)以外,氧化锌(ZnO)和氮化镓(GaN)等也是当前研究的焦点。无论是重点照明和整体照明的大功率芯片,还是用于装饰照明和一些简单辅助照明的小功率芯片,技术提升的关键均围绕如何研发出更高效率、更稳定的芯片。因此,提高LED芯片的效率成为提升LED照明整体技术指标的关键。在短短数年内,借助芯片结构、表面粗化、多量子阱结构设计等一系列技术的改进,LED在发光效率出现重大突破。相信随着该技术的不断成熟,LED量子效率将会得到进一步的提高,LED芯片的发光效率也会随之攀升。

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如何平衡LED的品质与成本

如何看待国产化LED设备技术

晶能光电硅基LED研发副总裁孙钱博士认为,硅衬底有一些优势,材料便宜,散热系数好;难点就是有很高的缺陷密度,降低LED的光度。学术界希望把硅和氮化镓整合在一起,但是有困难,主要困难是镓与硅之间的大晶格失配。下一个怎么做呢?是提高性能和降低价值。硅衬底倒装波LED芯片,效率会更高、工艺会更好。6英寸硅衬底上氮化镓基大功率LED研发,有望降低成本50%以上。

我们为了制作氧化锌透明导电薄膜,我们的设备还是比较复杂的机台,我们采取MOCVD的性质,我们针对可控性、稳定性关键技术,全部进行自主设计。包括控制和软件都是国产的设备,采用垂直结构,为什么把第一台机器做的这些复杂,我们是兼容MOCVD,一旦国产化以后可以很快切换过程。

目前LED一般封装所需的设备都可以国产化,这对我们LED产业是个重要支撑,其中固晶设备是一个集机电光一体化的设备,具有较高的技术门槛,但通过多年改进,目前国产固晶设备已能满足实际生产需要,已大批量使用;焊线机是LED封装中关键工序键合所需设备,对产品可靠性影响重大,客观上要求焊线设备具有极高的稳定性,同时由于设备的稳定性以及产品的可靠性的确认需要很长时间,因此,封装企业较少使用国产焊线机。

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LED技术设备的瓶颈是什么

新世纪光电CTO李允立博士强调,我们如果整天想芯片、封装,这个真的是有限,真正要从系统的角度来看,有没有办法设计一个东西让整个电力系统更便宜,可以设计更好的封装,利用LED的设计,符合这个焦点,符合客户的需求,满足电压的关系,可以让整体的成本下降,让LED更符合所有客户的需求,让成本下降。这都是我们努力的方向。

什么样的技术才适合我们的应用

双日机械高级经理中口正之表示,中国正逐步成为上游全国第一产业,虽然很多公司的产能利用率还不是很高,但是有很高的提升空间。这得益于中国广大的中游和下游市场。由于中国在LED中游和下游有广阔的市场,全球化变暖是一个新的课题,为了解决这个问题,白炽灯不仅在欧洲、日本已经开始逐步停止使用,今天这个借这个机会我给大家分享上游、中游、下游如何做更有吸引力的产品。

一些智力密集型产业设备国产化率低一直是国内业界亟待解决的难题,LED设备就是其一。中国业界需要重新拟定LED产业设备国产化的判据或验收指标,加入整线国产化率和单台在线使用率。LED产业的设备国产化推进路线应该从下往上,先易后难。即从下游开始,经过中游,最终使得上游的生产线达到较高的整线国产化率;从容易的设备入手,最后使难度最大的MOCVD拥有较高的单台在线使用率。另外,设备与工艺相辅相成,工艺是以设备为根本和载体,设备是以工艺为目标。设备是工艺物化的产物,只有紧紧围绕生产工艺开发成本低廉、稳定性高的设备才能适应生产线的需求,才能在实践中得到提升和改进,最终结合自己的工艺技术开发更先进的设备。因此,对于MOCVD设备的研发,应该与工艺紧密结合。

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如何看待国内LED技术走向

目前,国内LED外延、芯片及封装研发、生产、试验使用的设备大部分为进口,设备成本高,增加了LED企业的生产成本。国内设备制造商也早已开展了LED产业相关设备的研发及制造,但其制造的外延、芯片及封装设备与国外同类设备相比,在设备的稳定性等方面还存在一定的差距。为此,建议相关设备制造商与外延、芯片及封装企业进行有效联合,共同参与LED外延、芯片及封装设备的研发,提高设备的稳定性,满足LED外延、芯片及封装产业使用要求,使设备的各项性能达到国外同类设备水平,降低LED外延、芯片及封装生产企业的设备使用成本,从而加快LED外延、芯片及封装设备国产化的进程。

随着LED热潮涌起,现在有越来越多的中国研究机构和企业进入设备开发的领域,细数一下可能不下十家。但要注意的是,一家新进的公司由于没有足够的生产经验,开始时往往只能进行仿制,先不说可能存在的知识产权问题,仅就设备的稳定和市场化这两个关键问题就非常难以解决。因为对于一个大型芯片厂来说,设备的价格只是考虑购买的因素之一,保证生产的稳定性和产品的一致性往往更加重要,开工以后产品的良率、原材料的投入、人力资源的消耗等也都是重点考虑的问题。一家新的企业骤然推出的一个新产品,没有经过足够的时间检验,是很难被市场接受的。

此外,设备的研发需要较长时间积累,很难在一两年内成功。因此很可能会出现投入巨大资金和精力研发出来,还来不及推向市场,技术已经升级换代的现象。我国863计划支持LED设备研制已经有十年时间了,可这一瓶颈仍没有突破,可见其难度之大。因此中国企业在投入设备生产领域时,要非常慎重。

结语

小编有话说

随着LED市场逐步打开,行业竞争模式将发生巨大变化;随着LED市场争夺战愈演愈烈,各企业的战略也逐步升级,从过去的规模、价格战转向技术竞争。对于实现LED质量的关键技术如外延技术、芯片工艺、封装和荧光粉技术,这四个方面也是与效率紧密相关,和芯片相关的功率转换效率,荧光粉转换效率,光效率,实现高质量的LED必须在效率方面做提升。

—  编辑  steven  —
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