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半导体照明与LED产业

2013-06-19 11:56
林契于宸
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  ⑤Osram公司

  Osram公司是全世界最大的两个照明生厂商之一,建于1919年,总部位于慕尼黑,员工超过36000人。它生产SiC衬底GaN型光电器件,并拥有蓝光芯片+TGA黄光荧光粉产生白光LED的专利技术。在大尺寸液晶显示背光源、白光照明和车用LED产品上具有优势。公司主要的经营区域是欧洲,经营领域是汽车用白光LED市场。

  (4)LED技术研究现状及发展趋势

  ①超高亮度发光芯片技术的发展

  超高亮度LED制造最核心的技术在于发光芯片的制备,它决定了器件的发光效率。全球各大公司和研究机构根据各自的技术路线,采用不同的芯片结构。其中主流的有以下几种:

  a)传统结构芯片(CC):使用透明电极材料和图形衬底技术相结合技术;

  b)倒装芯片(FC):能改善电流扩展效应并保证有较大的出光效率,对于大功率LED具有很大的优势;

  c)垂直薄膜结构(VTF):解决了传统蓝宝石衬底上GaN基LED存在的散热、电流聚集等一系列问题;

  d)薄膜倒装结构(TFFC):薄膜LED与倒装芯片相结合的结构,具有二者的优点。

  ②高散热效率封装技术的发展

  提高封装散热效率是获得超高亮度、大功率白光LED的一个关键问题。为此全球各大公司都投入了很大的研发力度,取得了一些有效的技术路线。日本Nichia公司的第三代LED采用CuW做基板,降低了封装热阻,提高了发光功率和效率。美国LaminaCeramics公司研制了低温共烧陶瓷金属基板,并开发了相应的LED封装技术。德国Curmilk公司研制的高导热性覆铜陶瓷板,由陶瓷基板(AlN或Al2O3)和导电层(Cu)在高温高压下烧结而成,不使用黏结剂,因此导热性能好、强度高、绝缘性强。

  ③高效率荧光粉的发展动态

  目前白光LED绝大多数都是采用短波长发光芯片激发荧光粉获得的。由于Nichia公司垄断了黄色YAG(钇铝石榴石)荧光粉的专利,使得Nichia公司在白光LED市场上获得了高额的利润。如何打破Nichia的白光LED专利垄断,已成为国际许多LED公司关注的一个重大问题。近几年来,许多公司和研究机构开展了新荧光体系材料的探索,例如Li2SrSiO4:Eu2+体系,Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+体系等等。与此同时,对YAG体系改进工作也在积极进行。

  2.国内产业发展情况

  我国于2003年正式启动了“国家半导体照明工程”计划。2005年又启动了“半导体照明工程产业化技术开发”重大项目。在“十一五”计划中,国家继续把半导体照明工程作为一个重大工程来推动。2006年初,“高效节能、长寿命的半导体照明产品”的研发被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中的第一重点领域(能源)的第一优先主题(工业节能)。正是在这一系列计划和政策的推动下,我国的LED产业得到了迅速发展,技术水平也大大提升。

  (1)产业规模及地域分布

  如前所述,制备LED外延材料的关键设备是MOCVD,换言之MOCVD设备的多寡能够反映LED产业的发展水平与规模。据国家半导体照明办公室调查统计结果显示,至2008年,国内MOCVD拥有量135台,其中已安装的生产型GaNMOCVD超过85台,生产型四元系MOCVD15台左右,其余为国内科研院所和高等院校的一些研究型MOCVD设备。2009年,全国增加100台左右。随着LED产业的发展,设备增长势头很大。

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