LED灯硅基板卧薪尝胆十年重出江湖惊天下
LED灯硅基板卧薪尝胆十年重出江湖惊天下
序言
成都朝月光电蒋篪岚在《LED灯的技术发展方向》一文中提到降低LED灯的成本的介绍，LED芯片占据LED灯成本的主要部分，因而降低LED灯成本的主要途径就是降低LED芯片的成本。LED芯片基底材料由传统的蓝宝石材料、硅和碳化硅，发展到氧化锌、氮化镓等新材料。硅基底成本很低，技术在不断进步中，但目前发光效率还不满意，如果保持这种发展速度，一旦达到较高水平，则硅基底成为最主要的技术方案成为必然的选择，企业也将获得巨大的经济回报。
正文
在不久前拉斯维加斯美国LightFair International 2012照明展上，美国Bridgelux行销副总裁Jason Posselt宣传该公司已经实现量产8吋硅基板的GaN型LED。
Jason Posselt指出，该公司先前已经打造出每瓦135流明的GaN-On-Silicon LED，在硅基板上面长晶，这种方法最大的意义在于硅基板的价格比蓝宝石基板的价格要低。Bridgelux这次发表的最新成果是614mW，是目前8吋硅基LED最高效率的产品，该公司强调未来会继续发表这方面的进度与发展。其实硅基板已经是LED照明行业最普遍的基板材料。Bridgelux策略是与日本大厂东芝合作，两家公司将以东芝在亚洲的某间8吋晶圆厂产能，搭配最新改良的GaN-On-Silicon技术，量产8吋硅基板LED，2013年量产的影响可能不小，预期可降低75％的成本。
成都朝月光电99led.net认为这项发展将有力搅动LED灯市场格局，正如柯达公司没有抓住自己发明的数码相机之潮流而面临破产一样，新的技术都将创造新的产业格局，谁顺应潮流谁就能站在潮头，成为幸运的弄潮儿，“江山代有人才出，个领**三五年。”科技产业就是这样充满机会又十分无情，机会总是和危机并存。包括国内晶科公司在内的国内外多家机构研发硅基板技术已经十来年了，虽然目前硅基板尚未确立江湖盟主地位，但各大LED公司纷纷着手准备迎接一个新时代的到来，机会总是只眷顾有准备的人不是？LED灯普及的关键在降低成本，降低成本的关键在硅基板与LED芯片国产化，现在已经到达普及前的最后时刻，现在正处于一个伟大的时刻，就好比东方已经发亮，天边的云彩发出红彤彤的光芒，很快就可以看见初升的太阳了。
附：常用基板技术方案简介
注：以下资料来源与网络仅供参考
基板材料的选择主要取决于以下九个方面：
结构特性好，外延材料与基板的晶体结构相同或相近、晶格常数失配度小、结晶性能好、缺陷密度小；
界面特性好，有利于外延材料成核且黏附性强；
化学稳定性好，在外延生长的温度和气氛中不容易分解和腐蚀；
热学性能好，包括导热性好和热失配度小；
导电性好，能制成上下结构；
光学性能好，制作的器件所发出的光被基板吸收小；
机械性能好，器件容易加工，包括减薄、抛光和切割等；
价格低廉；
大尺寸，一般要求直径不小于2英吋。
（一）蓝宝石/Al2O3 (注：这是目前普遍采用的技术)
目前用于氮化镓生长的最普遍的基板是Al2O3，其优点是化学稳定性好、不吸收可见光、价格适中、制造技术相对成熟；不足方面虽然很多，但均一一被克服，如很大的晶格失配被过渡层生长技术所克服，导电性能差通过同侧P、N电极所克服，机械性能差不易切割通过激光划片所克服，很大的热失配对外延层形成压应力因而不会龟裂。但是，差的导热性在器件小电流工作下没有暴露出明显不足，却在功率型器件大电流工作下问题十分突出。
部分厂商用倒装芯片（flip-chip）来制备功率型器件来克服这个问题。国际市场上Al2O3基板今后的研发任务是生长大直径的Al2O3单晶，向4-6英吋方向发展，以及降低杂质污染和提高表面抛光质量。目前主流蓝宝石基板片厂商均能够实现6吋批量交货。韩厂三星LED已将绝大部分产能转为6吋。不过目前中国的芯片厂主流采用的还是2吋片，主要是基于成本的考虑。
（二）碳化硅/SiC（注：这是科锐独家采用的技术）
除了Al2O3基板外，目前用于氮化镓生长的基板就是SiC，它在市场上的占有率位居第二，它有许多突出的优点，如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等，但不足方面也很突出，如价格太高、晶体质量难以达到Al2O3和Si那么好、机械加工性能比较差。 另外，SiC基板吸收380 nm以下的紫外线，不适合用来研发380 nm以下的紫外线LED。
由于SiC基板优异的的导电性能和导热性能，不需要像Al2O3基板上功率型氮化镓LED器件采用倒装焊技术解决散热问题，而是采用上下电极结构，可以比较好的解决功率型氮化镓LED器件的散热问题，故在发展中的LED照明照明技术领域占有重要地位。目前国际上能提供商用的高品质SiC基板的厂家只有美国CREE公司,Cree公司于2012年4月12日宣布，其白光功率型LED光效再度创下LED产业最高纪录，达到254 lm/W。这一记录要比Al2O3基板实现的最高光效记录高了近百个lm。SiC基板今后研发的任务是大幅度降低制造成本和提高晶体结晶品质。
序言
成都朝月光电蒋篪岚在《LED灯的技术发展方向》一文中提到降低LED灯的成本的介绍，LED芯片占据LED灯成本的主要部分，因而降低LED灯成本的主要途径就是降低LED芯片的成本。LED芯片基底材料由传统的蓝宝石材料、硅和碳化硅，发展到氧化锌、氮化镓等新材料。硅基底成本很低，技术在不断进步中，但目前发光效率还不满意，如果保持这种发展速度，一旦达到较高水平，则硅基底成为最主要的技术方案成为必然的选择，企业也将获得巨大的经济回报。
正文
在不久前拉斯维加斯美国LightFair International 2012照明展上，美国Bridgelux行销副总裁Jason Posselt宣传该公司已经实现量产8吋硅基板的GaN型LED。
Jason Posselt指出，该公司先前已经打造出每瓦135流明的GaN-On-Silicon LED，在硅基板上面长晶，这种方法最大的意义在于硅基板的价格比蓝宝石基板的价格要低。Bridgelux这次发表的最新成果是614mW，是目前8吋硅基LED最高效率的产品，该公司强调未来会继续发表这方面的进度与发展。其实硅基板已经是LED照明行业最普遍的基板材料。Bridgelux策略是与日本大厂东芝合作，两家公司将以东芝在亚洲的某间8吋晶圆厂产能，搭配最新改良的GaN-On-Silicon技术，量产8吋硅基板LED，2013年量产的影响可能不小，预期可降低75％的成本。
成都朝月光电99led.net认为这项发展将有力搅动LED灯市场格局，正如柯达公司没有抓住自己发明的数码相机之潮流而面临破产一样，新的技术都将创造新的产业格局，谁顺应潮流谁就能站在潮头，成为幸运的弄潮儿，“江山代有人才出，个领**三五年。”科技产业就是这样充满机会又十分无情，机会总是和危机并存。包括国内晶科公司在内的国内外多家机构研发硅基板技术已经十来年了，虽然目前硅基板尚未确立江湖盟主地位，但各大LED公司纷纷着手准备迎接一个新时代的到来，机会总是只眷顾有准备的人不是？LED灯普及的关键在降低成本，降低成本的关键在硅基板与LED芯片国产化，现在已经到达普及前的最后时刻，现在正处于一个伟大的时刻，就好比东方已经发亮，天边的云彩发出红彤彤的光芒，很快就可以看见初升的太阳了。
附：常用基板技术方案简介
注：以下资料来源与网络仅供参考
基板材料的选择主要取决于以下九个方面：
结构特性好，外延材料与基板的晶体结构相同或相近、晶格常数失配度小、结晶性能好、缺陷密度小；
界面特性好，有利于外延材料成核且黏附性强；
化学稳定性好，在外延生长的温度和气氛中不容易分解和腐蚀；
热学性能好，包括导热性好和热失配度小；
导电性好，能制成上下结构；
光学性能好，制作的器件所发出的光被基板吸收小；
机械性能好，器件容易加工，包括减薄、抛光和切割等；
价格低廉；
大尺寸，一般要求直径不小于2英吋。
（一）蓝宝石/Al2O3 (注：这是目前普遍采用的技术)
目前用于氮化镓生长的最普遍的基板是Al2O3，其优点是化学稳定性好、不吸收可见光、价格适中、制造技术相对成熟；不足方面虽然很多，但均一一被克服，如很大的晶格失配被过渡层生长技术所克服，导电性能差通过同侧P、N电极所克服，机械性能差不易切割通过激光划片所克服，很大的热失配对外延层形成压应力因而不会龟裂。但是，差的导热性在器件小电流工作下没有暴露出明显不足，却在功率型器件大电流工作下问题十分突出。
部分厂商用倒装芯片（flip-chip）来制备功率型器件来克服这个问题。国际市场上Al2O3基板今后的研发任务是生长大直径的Al2O3单晶，向4-6英吋方向发展，以及降低杂质污染和提高表面抛光质量。目前主流蓝宝石基板片厂商均能够实现6吋批量交货。韩厂三星LED已将绝大部分产能转为6吋。不过目前中国的芯片厂主流采用的还是2吋片，主要是基于成本的考虑。
（二）碳化硅/SiC（注：这是科锐独家采用的技术）
除了Al2O3基板外，目前用于氮化镓生长的基板就是SiC，它在市场上的占有率位居第二，它有许多突出的优点，如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等，但不足方面也很突出，如价格太高、晶体质量难以达到Al2O3和Si那么好、机械加工性能比较差。 另外，SiC基板吸收380 nm以下的紫外线，不适合用来研发380 nm以下的紫外线LED。
由于SiC基板优异的的导电性能和导热性能，不需要像Al2O3基板上功率型氮化镓LED器件采用倒装焊技术解决散热问题，而是采用上下电极结构，可以比较好的解决功率型氮化镓LED器件的散热问题，故在发展中的LED照明照明技术领域占有重要地位。目前国际上能提供商用的高品质SiC基板的厂家只有美国CREE公司,Cree公司于2012年4月12日宣布，其白光功率型LED光效再度创下LED产业最高纪录，达到254 lm/W。这一记录要比Al2O3基板实现的最高光效记录高了近百个lm。SiC基板今后研发的任务是大幅度降低制造成本和提高晶体结晶品质。
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