LED芯片技術(shù)分析：國內PK國外

作為L(cháng)ED的核心部件芯片,雖然我國現在有很多LED芯片生產(chǎn)商,但是它的分類(lèi)還沒(méi)有統一的標準。LED芯片的種類(lèi)多種多樣，可以按照功率、顏色、形狀、電壓來(lái)區分開(kāi)來(lái)。而跟國外的LED芯片相比，他們的芯片技術(shù)新，我們則是重產(chǎn)量不重技術(shù)。

襯底材料和晶圓生長(cháng)技術(shù)成關(guān)鍵

時(shí)下，LED芯片技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵在于襯底材料和晶圓生長(cháng)技術(shù)。當前LED芯片研究的焦點(diǎn)主要有傳統的藍寶石、硅(Si)、碳化硅(SiC)襯底材料以及氧化鋅(ZnO)和氮化鎵(GaN)。市面上大多采用藍寶石或碳化硅襯底來(lái)外延生長(cháng)寬帶隙半導體氮化鎵，而這兩種材料都價(jià)格昂貴，且已被國外大企業(yè)所壟斷，但硅襯底的價(jià)格比藍寶石和碳化硅襯底便宜很多，還可制作出尺寸更大的襯底，提高M(jìn)OCVD利用率，從而提高管芯產(chǎn)率。因此，為突破國際專(zhuān)利壁壘，中國研究機構和LED企業(yè)從硅襯底材料著(zhù)手研究。

但問(wèn)題來(lái)了，硅與氮化鎵的高質(zhì)量結合是LED芯片的技術(shù)難點(diǎn)，兩者的晶格常數和熱膨脹系數的巨大失配而引起的缺陷密度高和裂紋等技術(shù)問(wèn)題長(cháng)期以來(lái)阻礙著(zhù)芯片領(lǐng)域的發(fā)展。

從襯底角度看，主流襯底依然是藍寶石和碳化硅，但硅已經(jīng)成為芯片領(lǐng)域今后的發(fā)展趨勢。對于價(jià)格戰相對嚴重的中國來(lái)說(shuō)，硅襯底更具優(yōu)勢：硅襯底是導電襯底，不但可以減少管芯面積，還可省去對氮化鎵外延層的干法腐蝕步驟，而且硅的硬度比藍寶石和碳化硅低，在加工方面也可以節省一些成本。

目前LED產(chǎn)業(yè)大多以2英寸或4英寸的藍寶石基板為主，如能采用硅基氮化鎵技術(shù)，至少可節省75%的原料成本。據日本三墾電氣公司估計，使用硅襯底制作大尺寸藍光氮化鎵LED的制造成本將比藍寶石襯底和碳化硅襯底低90%。

國內外芯片技術(shù)差異大

在國外，歐司朗、美國普瑞、日本三墾等知名企業(yè)已經(jīng)在大尺寸硅襯底氮化鎵基LED研究上取得突破，飛利浦、韓國三星、LG、日本東芝等國際LED巨頭也掀起了一股硅襯底上氮化鎵基LED的研究熱潮。其中，在2011年，美國普瑞在8英寸硅襯底上研發(fā)出高光效氮化鎵基LED，取得了與藍寶石及碳化硅襯底上頂尖水平的LED器件性能相媲美的發(fā)光效率160lm/W;在2012年，歐司朗成功生產(chǎn)出6英寸硅襯底氮化鎵基LED。

再來(lái)看看國內，提高產(chǎn)能和大尺寸藍寶石晶體生長(cháng)技術(shù)仍是LED芯片企業(yè)的主攻方向，而且目前我國芯片企業(yè)在硅襯底氮化鎵基LED研究上還沒(méi)重大突破。不過(guò)，在產(chǎn)能上我國LED芯片企業(yè)則是取得了突破，例如三安光電、德豪潤達、同方股份等內地芯片巨頭，而在未來(lái)產(chǎn)能、藍寶石襯底材料及晶圓生長(cháng)技術(shù)仍是企業(yè)的研究點(diǎn)。