11.国内半导体照明芯片技术的发展现状如何?
国内半导体照明芯片技术的发展相对国外起步较晚,技术水平离国际领先业者还存在一定距离。不过,最近几年,在政府有关部门的引导和支持下,国内照明级LED芯片技术的研究、开发及产业化工作取得了长足进步。特别是在“十五”国家科技攻关计划“半导体照明产业化技术开发”项目和“十一五”863计划半导体照明工程项目的引导下,国内各大LED芯片制造商及研究所依靠各自科研力量,大力投入对功率型照明级LED芯片技术的开发,技术水平不断提升,产业化进程逐步深入,逐渐缩小了与国际领先业者的差距,取得了一系列令人鼓舞的成果。这期间经历了“外延片从外购到自制,芯片结构从正装到倒装再到正装,光效从30lm/W到60lm/W再到100lm/W”的发展历程。
目前,国产功率型照明级LED芯片产品在光效、寿命及可靠性等性能方面都取得了较大进展,开发出了图形衬底、透明电极和全方位反射镜等一系列关键工艺技术。在产业化方面,以三安光电为代表的国内厂商突破了100lm/W的技术大关,顺利完成了863计划课题目标。图1-1展示了国内上游厂商推出的各种功率型LED芯片的外观,这些芯片的结构全部采用了技术较为成熟且制作成本较低的正装结构。国产芯片有望凭借优越的性能和极具竞争力的价格优势在“十城万盏”试点示范工程、大尺寸液晶显示屏背光及室内通用照明等应用领域逐步渗透并最终取代进口芯片,推动中国半导体照明产业链整体的健康发展和茁壮成长。
图1-1 国内芯片大厂产品的外观
三安光电作为国内LED产业上游的龙头企业,非常注重技术创新。它在政府有关部门的支持下,加大了对照明级芯片的研发和攻关力度。三安光电在不同的时期,针对研究热点和趋势,并结合自身需求和产业化基础,开发出了不同特点的功率型LED芯片产品(如图1-2所示)。在“十五”国家科技攻关计划时期,三安光电开发出了基于双向齐纳硅基板的倒装焊结构芯片;在“十一五”时期,三安光电开发出了基于图形衬底、全方位反射镜等技术的正装结构芯片产品,该产品封装白光器件的最高光效可达105lm/W,这可以说是国内目前所能达到的最高水平。薄膜结构氮化镓芯片是三安光电下一步研发的重点,三安光电目前已完成垂直薄膜芯片的初样试制,测试光效可达90lm/W。未来,三安光电将从薄膜氮化镓芯片的外延结构设计,永久衬底的选择和黏合工艺,生长衬底的剥离工艺,反射性P电极系统的设计和制作工艺,氮极性面N型欧姆接触制作工艺,出光表面的粗化工艺,光子晶体技术在薄膜芯片的应用七个方面着手,攻关150lm/W照明级薄膜氮化镓LED芯片技术并力争实现产业化。
图1-2 三安光电不同时期推出的功率型LED芯片