在产业链各环节技术水平快速进步的推动下，国内LED产业全面向好，市场呈现一片繁荣景象。但是在新技术层出不穷的背景下，企业如何才能少走弯路，把有限的技术研发力量投入到合适的技术路线上?为此笔者近日采访了LED业界知名专家、工信部半导体照明技术标准工作组副组长彭万华，为业界梳理当前LED产业技术发展脉络。
国内LED产值增长快
技术发展水平一般
笔者：目前，国内外LED产业技术发展有哪些新变化和新特点?
彭万华：就2013年全球LED产值来看，日本、韩国、我国台湾、我国大陆各占20%左右。应该说，国内LED产值增长很快。但相对来说，在国内产值迅速增长的同时，LED技术发展水平却比较一般。反之，国外LED产值增长一般，技术发展却很快。
LED的主要技术指标是发光效率。据报道，世界上几个主要企业的LED封装实验室水平均已超过200lm/w，其中美国Cree公司的实验室水平达到303lm/w。我们知道，美国SSL计划的产业化目标是把LED的发光效率提高到250lm/w，并把价格降低至0.5美元/klm。而其目前产业化水平为120lm/w～150lm/w，价格约为3美元/klm。
就LED照明整灯水平来看，Cree、飞利浦等企业的产品已经超过200lm/w，欧司朗直管灯产品据报道已达215lm/w。但是，目前国内的产业化水平还只有100lm/w～130lm/w，当然，价格水平也相对较低。
产业链上游不断突破
LED封装日趋多元
笔者：上游是LED产业链的核心技术所在，目前核心技术有哪些新的进展?
彭万华：的确，产业链上游是LED的核心技术所在，一般来说，包括衬底、外延、芯片3个环节。首先来看衬底，目前研发的关键问题是晶格匹配和热匹配问题。在衬底上外延生长GaN，目前主要以蓝宝石(α-Al2O3)、SiC、Si这3种为主，有2英寸、4英寸、6英寸的圆片和8英寸Si圆片。有专家预测，2015年将是蓝宝石、Si、GaN同质外延衬底三分天下的时期，而2016年将以6英寸圆片为主。
同时，为了生长更高质量的GaN晶体，减少缺陷、位错，并进一步降低成本，业界正致力于新衬底的研究开发，比如8英寸Si衬底、低温生长GaN同质衬底、半极性和非极性衬底、介质复合衬底、稀土氧化物REO复合衬底、β-Ga2O3氧化镓衬底等。
其次是外延，在衬底上外延生长GaN、InGaAlP等很多层外延，形成P-N结的多量子阱结构，主要目标是提高内量子效率。目前内量子效率已经达到60%左右，最终目标是要达到90%以上。
为了提高内量子效率及减少Droop效应，一批新的外延技术也诞生了，如GaN同质外延、8英寸Si基上外延、半极性非极性衬底上外延、偏移外延生长、单芯片多色光(R、G、B)外延、复合衬底上外延等。
最后是芯片，目前的主要目标是提高外量子效率，即芯片的取光效率。不让光子在晶体内多次反射被吸收，要在底部反射面及出光面采用各种表面处理技术。
如果按出光面和尺寸大小来区分，LED芯片可分为多种不同的产品形式，最主要的有3种，包括正装、倒装、垂直结构(含薄膜结构)。按功率来区分的话，小功率芯片一般小于100mw，中功率芯片一般为几百mw，大功率芯片一般在1w以上。
