工业和信息化部主管 中国电子报社主办
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半导体

LED照明发展硅衬底LED技术






  LED照明作为节能环保战略性新兴产业,受到国家和各级地方政府的高度重视。随着技术的进步,LED照明产业必将成为未来电子信息产业新的增长点。那么“十二五”期间应从哪些方面入手,强化自主创新,发展我国LED照明产业?通过多方调查,记者建议应从以下三个方面给予重点支持:第一,完善和发展硅衬底LED技术;第二,支持核心装备MOCVD国产化;第三,进一步推进大功率白光LED技术进步。未来5年,只有下大力气支持拥有自主知识产权的LED技术发展,同时突破上游核心装备和材料瓶颈,推动大功率白光LED的应用,才能掌握发展主动权,也才能闯出一条区别于发达国家的具有鲜明国际特色的LED照明技术发展之路,形成我国自成体系的具有国际竞争力的LED照明产业,为我国节能减排作出贡献。
  按照LED上游材料制备所用的衬底划分,目前已实现产业化的有三种技术路线,即蓝宝石衬底半导体照明、碳化硅衬底半导体照明和硅衬底半导体照明。其中前两条技术路线的核心专利主要掌握在日亚、丰田合成、科锐、欧司朗、飞利浦等日美欧几大巨头企业手中,我国企业所申请的专利主要集中于外围,保护范围小。由于没有核心专利,产品销售至国外市场受到专利限制。而硅衬底LED技术是我国高科技领域为数不多的拥有自主知识产权的原创技术,南昌大学突破了硅衬底LED数十项关键技术,研发成功硅衬底LED材料与芯片,并已成功实现量产。
  目前国际上许多单位或研究机构加大了硅衬底半导体照明技术的研发步伐,上述LED业界几大巨头及台积电、三星等都正在进行硅衬底LED研发。目前,在硅衬底LED技术和产业两方面,我国领先世界。如果要继续保持领先水平,“十二五”期间就一定要加大支持力度,让中国在未来LED照明领域成为引领者而不是追随者,支持硅衬底LED技术发展不应犹豫和徘徊。目前,硅衬底LED产品已到达了前两条技术路线产品的中上水平,距一流水平还有一些难题要攻克,因此,国家的支持与投入对中国LED照明产业发展意义重大。
  此外,对于上游核心装备MOCVD的研究应重视。国内目前尚无法提供MOCVD生产型设备。面对这样一个局面,下大力气支持核心装备MOCVD国产化已经是刻不容缓。现在启动MOCVD设备国产化项目,将完全有可能在今后几代MOCVD设备制造上获得主动权。





 
中国电子科技集团公司第十三研究所教授张万生



  分阶段推进和发展LED照明产业


  只提设备国产化还不够,还应当重视国产化设备的在(生产)线使用率。“十二五”期间封装设备的国产化使用率应大于芯片制造设备的国产化使用率。
  “十二五”LED白光照明推广应用的步骤应该是先从室内再到室外。在室外的应用可先从隧道灯再到路灯。路灯不该搞示范工程,应该先搞试验段(工程)。通过试验暴露问题并加以解决,来达到不断完善,最后成为设计定型的新产品。
  我们国家的硅衬底LED技术是由南昌大学通过自主创新发展起来的。十三所半导体照明研发中心和国家半导体质量监督检验中心对晶能公司送来的一批硅衬底1mm×1mm功率型芯片进行了测试,350mA下,峰值波长450nm,辐射功率在350mW以上,为国产功率芯片的最高水平。在壳温70℃,700mA电流加电老化168小时,其光衰在5%%以内。这是我国功率LED技术发展的新曙光。在“十二五”期间,国家应该继续对硅衬底技术给以更大的支持,使之更加完善,形成具有一定规模的批量生产能力。





 
佛山国星光电董事长王垚浩



  鼓励大功率白光LED封装技术自主创新


  商业化的GaN基LED衬底主要为蓝宝石、SiC和硅,日本日亚公司垄断了蓝宝石衬底上GaN基LED专利技术,美国科锐公司垄断了SiC衬底上GaN基LED专利技术,而硅衬底上GaN基LED专利技术为我国拥有,是实现LED产业突破国际专利封锁的重要技术路线。当然作为产业化主流的GaN技术仍然需要重视,毕竟目前的市场竞争仍然是GaN衬底芯片的竞争,不重视它也就是放弃了市场竞争。核心装备如MOCVD等的国产化对于提高自主研发能力、提高竞争力具有重要意义。大功率白光LED是走向通用照明、取代传统照明、成为高效节能照明方式的重要环节。
  以上几个方面的持续创新和突破将大大提高我国LED产业的竞争力,应该作为我国未来5年重点支持和发展的领域。作为封装企业,在大功率白光LED封装技术上需要进一步细化,包括新型的材料与结构、高效的封装工艺、高效的封装设备等,都是非常重要的研究课题。建议国家在科技计划里面设立专项,鼓励实现自主创新。





 
杭州远方光电董事长潘建根



  开展LED产品检测技术研究


  基于目前国内半导体照明产业的发展现状,建议进一步发展我国在下游应用产品领域的优势,通过下游市场的发展推动我国上游技术进步和工艺提升,同时积极开展LED产品的检测技术研究和标准化工作,并建立网络式的检测平台,以期规范半导体照明市场,减小无序发展带来的损失,同时也树立我国半导体照明产品在国际上的良好形象,争取在应用产品这一领域占领国际制高点。
  LED已经进入普通照明领域,并且发展十分迅速。建议重点发展可替换传统照明产品的LED灯、室内照明灯具、草坪灯、庭院灯、街路灯等产品,提高相应成品的成熟度,特别重视其光效、配光性能和可靠性。通过标准和检测手段提高产品质量,规范半导体应用产品市场。由于半导体照明产品实现形式多样,鼓励在一定的标准范围内,研究创新,提供更节能和舒适的照明产品。同时建议对上游外延、芯片领域加强对基础研究的投入,推动上游技术和产品的国产化。如有可能,期望通过自主创新,打破国外专利封锁,实现具有自主知识产权的白光LED技术发展。


  (责任编辑:落雪)


 



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