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郭文平:中国LED主流芯片技术发展趋势ag环亚集团

来源:http://teplogrx.cn 责任编辑:ag88环亚娱乐 2019-02-13 17:43

【来源:高工LED旗下《LED好产品》8月刊(总第44期)文/郭文平】GaN基蓝绿光LED自1993年开始进入生产以来到现在正好20个年头,而中国大陆以2003年作为LED产业化元年的话,到现在也正好10个年头。

  考察最近的十年,LED芯片技术经过了内量子效率提升和以图形衬底(PSS)技术、ITO透明电极技术、隐形切割(或侧壁腐蚀)技术、芯片版图设计等为主要组成部分的外量子效率提升,再加上封装技术的进步,发光效率从15lm/W左右提升到了目前的150lm/W,正好提升10倍,价格也下降到了之前的1/10~1/20,全面验证了LED行业的摩尔定律-Haitz法则。

  到目前为止,LED芯片发展过程中为了提升光效、改善散热或降低成本,出现了很多的技术路线,比如垂直结构、倒装结构、薄膜结构、硅衬底LED、高压LED(包括AC LED),基于大尺寸衬底的外延芯片工艺,等等。但是在LED芯片产能最大的是中国大陆和台湾,主流LED芯片技术仍然是2英寸PSS衬底的正装芯片技术。而在接下来的五年内,这些技术在中国LED业界哪一些会成为主流技术呢?

  1、蓝宝石衬底还是硅衬底?

  去年9月,东芝与BridgeLux宣布将量产8英寸硅基LED芯片,引起很多业内人士对硅基LED的或期待,或恐惧。但是,硅衬底相对于目前的蓝宝石衬底,仍然有很多的难题需要解决。

  首先,硅衬底的外延技术难题虽然逐步得到解决,然而良率仍然是一个很大的问题,需要较长的时间去解决;其次,由于硅衬底不透光,衬底必须去除,因此一片硅基LED外延片需要消耗两片衬底;再次,硅衬底相对于同尺寸的蓝宝石衬底有价格优势,但是相对于业界实际采用的中小尺寸的蓝宝石,考虑到两片的消耗,价格并没有太大的优势;还有一个更大的问题,硅衬底的优势建立在一个前提上:即必须拥有已经折旧完成的IC产线。

  所有这些条件综合起来,硅衬底LED的前途依然是非常渺茫的。不排除像东芝、台积电这类的IC厂商幸运的量产硅衬底LED,并且成本能够与蓝宝石衬底相当。倘若他们释放的产能较小,则对市场影响不大;若释放的产能很大,足以对市场产生影响,但其巨大的外延片产能从何而来(MOCVD产能并不会因为尺寸的变大而大幅增加)?可以这样说,由2010~2012年LED上游投资狂潮带来的既有产能已经阻挡了硅衬底的大规模应用之路。

  2、2英寸还是4英寸还是6英寸?

  前面谈到蓝宝石还是要占据LED的主流衬底地位,那到底多大尺寸的将成为主流呢?从目前来看,2英寸的生产效率确实相当低下,但是占比依然是最大的,原因有以下几个方面:1)2英寸衬底价格由于大部分时间供过于求导致价格极低,而4英寸蓝宝石由于使用者较少价格仍然偏高;2)2013年以前主流芯片尺寸依然是以小尺寸(<240mil2)为主,衬底尺寸对芯片良率影响较小;3)2012年以前大量产线设备正在陆续装机导致产能还没有开始释放,2012年大量产能开始释放却遭遇到经济降温导致开工率不足,因此对产线升级急迫度不足。

         未完:更多内容请参阅高工LED旗下《LED好产品》8月刊

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