圖解LED芯片技術(shù)“三大流派”

LED半導(dǎo)體照明網(wǎng)訊 我去年提過，LED的競(jìng)爭(zhēng)在這兩年將會(huì)是技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，但是離不開兩個(gè)規(guī)律：“技術(shù)越來越先進(jìn)”，尤其是光效的提升；“成本會(huì)越來越低”，尤其是在芯片，封裝與電源成本的降低，當(dāng)然還有燈具如何可以自動(dòng)化的組裝，減少人力成本。在LED行業(yè)已經(jīng)快要16年的我，見證了一顆藍(lán)光芯片由五塊錢一顆（1998年）到現(xiàn)在的一千顆5塊錢（5RMB/k），這個(gè)行業(yè)進(jìn)步的太快了，甚至比集成電路還快，我見證了它的成長，我也參與了他的進(jìn)步?，F(xiàn)在對(duì)這十幾年來我對(duì)LED技術(shù)的心得跟大家分享，尤其是在中上游的技術(shù)方面。

我把氮化鎵LED技術(shù)的流派分為三大部分：第一是垂直結(jié)構(gòu)派，以科銳與歐司朗為代表，金屬襯底的旭明，還有執(zhí)著于硅襯底的普瑞東芝與晶能，當(dāng)然還不能忘記很多日本廠商與中村修二先生在研發(fā)的氮化鎵同質(zhì)結(jié)構(gòu)。第二是倒裝派（flipChip），想到倒裝當(dāng)然就是飛利浦Luminled了，當(dāng)然大陸的晶科與目前臺(tái)灣很多芯片廠都在研發(fā)這種芯片，甚至科銳也開始在做這類產(chǎn)品了，所以技術(shù)與良率也在不斷地成熟中。第三當(dāng)然是藍(lán)寶石襯底結(jié)構(gòu)，目前LED的主流，幾乎每家公司都以這個(gè)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)做很大的改善，前面說的16年進(jìn)步一千倍，就是一直以這種結(jié)構(gòu)不斷改善的。

三大流派各有優(yōu)缺點(diǎn)，分述如下：

　　垂直結(jié)構(gòu)派：

有點(diǎn)像明教或日月神教的感覺，始終不是主流，但是又有獨(dú)特的技術(shù)，如果做到極致像是科銳的碳化硅技術(shù)還是可以跟主流抗衡，在金庸小說里面，不管是陽頂天，張無忌，任我行還是東方不敗，他們都可以跟少林武當(dāng)分庭抗禮，但是始終不是主流或是像流星一樣瞬間消失。垂直結(jié)構(gòu)派就是如此，它始終在走非主流路線，一直有新技術(shù)在發(fā)表，但是在市場(chǎng)上始終很難找到他們的蹤影。垂直結(jié)構(gòu)除了碳化硅和同質(zhì)襯底，都需要非常復(fù)雜的工藝來制造，不管是硅襯底還是金屬襯底，與氮化鎵熱失配問題一直沒有解決，導(dǎo)致這種結(jié)構(gòu)良率非常低，雖然導(dǎo)熱好，襯底也比藍(lán)寶石便宜，發(fā)光面積也比較大，但是在成本與技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)上始終不是藍(lán)寶石結(jié)構(gòu)的對(duì)手。因?yàn)樯舷码姌O的原因，在應(yīng)用上也受限，尤其是在需要串并的電路設(shè)計(jì)上無法滿足很多燈具的要求，也無法制作高壓芯片，因此科銳的垂直結(jié)構(gòu)芯片只能用在路燈等較高單價(jià)的特定市場(chǎng)，通用照明與背光這兩個(gè)主流市場(chǎng)垂直結(jié)構(gòu)芯片始終無法大量介入。當(dāng)然我們不能忽略日本公司與中村修二先生正在研發(fā)的同質(zhì)結(jié)構(gòu)，它沒有前面提到的缺點(diǎn)，但是一個(gè)致命的問題就足以打敗它所有的優(yōu)點(diǎn)，氮化鎵襯底貴的離譜，兩年前是1000美金，現(xiàn)在是500美金以上，做LED會(huì)不會(huì)太奢侈了？所以現(xiàn)在同質(zhì)襯底只能用來做藍(lán)光激光二極管，用于HD-DVD播放機(jī)或是高畫質(zhì)的PS3游戲機(jī)的讀寫頭。大家一定會(huì)問我有沒有降價(jià)空間？我的答案是“有，但是有限”，目前氮化鎵襯底只有兩種主流做法，氫化物氣相外延HVPE與熱氨法amonothermalmethod，估計(jì)要降到100美金才會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)力，但是依照目前的技術(shù)五年內(nèi)都達(dá)不到。

倒裝結(jié)構(gòu)派：