摘要：LED外延片、芯片占有了整个LED灯具的大部分成本，其成本的降低至关重要，将推动LED照明产业迅速发展。

关键词：LED 外延片 芯片 防潮柜 防潮箱

　　尚鼎除湿撰： 对于工业防潮柜/防潮箱的主要行业----LED照明以节能、环保称著。但在成本方面，却是目前LED照明的硬伤。以将近10倍的价格购买LED灯具，估计很多消费者都会考虑考虑再考虑后，而不买的情况居多。降低LED灯具的成本对于LED的普及具有非常重要的作用。而作为LED中的核心--外延片、芯片占有了整个LED灯具的大部分成本，其成本的降低至关重要，将推动LED照明产业迅速发展。要降低外延、芯片成本除了规模化生产外，主要在技术创新上下功夫。降低外延、芯片成本还有很大潜力，应该从采用新技术、新结构、新工艺着手，使成本大幅度下降。以下将如何实现这个成本目标的有关设备、技术问题进行探讨。

        1.大电流密度技术

        该技术前几年已投入大量研发力量，目前基本成熟，主要是解决外延GaN的晶格完整性，即位错密度低，芯片结构合理，具有较好散热性能，关键是减少droop效应，即在大电流密度下光效较少衰减。目前很多公司均可提供电流大于额定值2~3倍的LED产品，其光效仍可达100lm/W，droop有所下降，还不够理想，必须在技术上进一步改进、创新，使晶格完整性、散热性能有所提高，droop进一步下降，使LED产品在电流密度大于额定值6~7倍以上，光效可达120lm/W以上，droop很小，即可实现普通照明灯具只用1只LED芯片，其亮度相当于60W白炽灯的水平。这样就可以大幅度降低灯具中的LED的成本。

        2.大圆片技术

        相关资料显示：如采用4″蓝宝石衬底生长LED的成本为100，那么采用6″衬底生长LED的成本为75%，采用8″硅衬底生长LED的成本为48%，所以采用大圆片技术是降低外延、芯片成本的有效办法，为此介绍这两种大圆片技术。

        (1)8″硅衬底生长技术

        全球相关大公司均已投入该技术研发，并取得很好成果，有很大技术难度，主要是由于晶格失配较大，产生应力，在大面积硅片上生长LED产生较大弯曲度、翘曲度，极大影响LED性能，经过多年努力，现已基本解决。Aixtro已推出专门适用于8″硅衬底上生长GaN的AixG5+外延炉，其尺寸为5×200mm，该技术可用现有8″硅生产设备，简化工艺流程，将大幅度降低成本。三星已宣布采用该技术LED内量子效率达65%，普瑞称输出光功率达614mw(在1.1×1.1mm2、300mA下，VF=3.1V)，东芝与普瑞合作，于2012年12月宣布可提供TL1F1系列8″硅衬底生长1W LED芯片，产能为1000万只/月。目前在8″硅衬底上生长LED，由于技术问题、成品率还不高，要在技术上、工艺上不断改进、创新，提高成品率，使其成本达到4″蓝宝石上生长LED的50%左右。

        (2)6″LED圆片量产引入半导体产业标准

        现阶段采用6″圆片生长LED的比例还较少，由于采用6″圆片生产成本会比4″圆片减少25%，所以相关部门预测在几年内，采用6″圆片生产LED将占50%以上，将成为主流，现在成品率一般为65~70%，新一代6″设备的成品率会更高，生产成本会降得更多。为了推进6″圆片的产业化进程，正在制定6″圆片自动化量产规模产业标准，该标准的制定和执行，将会节省设备及简化工艺流程，极大地提高生产效率，降低外延、芯片成本。

       3.提高LED发光效率的性价比

        以上介绍多种开创性的创新技术成果，如采用PSS衬底、非极性、半极性衬底、芯片新结构、外延新技术等，均为提高LED内量子效率和芯片发光效率，如上所述，假如1只芯片能发射1000~2000lm光通量，并实现产业化，就极大地提高LED发光效率的性价比，将会成倍下降美元/klm值，实现外延、芯片成本的大幅度下降。

        4.提高MOCVD设备性能

        对现有MOCVD设备要不断进行改进提高，主要是增强设备自动化水平，科学的温度管理和气流控制，改进工艺、缩短生长周期、节省原材料、减少维修率，提高产能、提高外延的稳定性、一致性和成品率等。两个最大的生产企业Veeco和Aixtron对上述问题均做过不同承诺，要不断降低成本，Veeco提出计划用6年时间让外延成本下降3倍。

 

         结束语： 美国SSL计划提出成本目标：LED成本2015年达2美元/klm，2020年达0.7美元/klm，LED成本的终极目标为0.5美元/klm，这也是业内的基本共识，认为是可行的。而在降低成本的基础上，对于品质的保证也是地于LED普及的重要方面。如作为工业防潮防氧化存放设备的工业防潮柜/防潮箱使用，也对整个LED行业的品质保证提供重要作用。但需谨慎选择是快速超低湿，以保证工业防潮柜/防潮箱能起到真正的作用。详情可参考我司SDH系列快速超低湿存储柜。

 

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