图解LED芯片技术“三大流派”

LED半导体照明网讯 我去年提过，LED的竞争在这两年将会是技术的竞争，但是离不开两个规律：“技术越来越先进”，尤其是光效的提升；“成本会越来越低”，尤其是在芯片，封装与电源成本的降低，当然还有灯具如何可以自动化的组装，减少人力成本。在LED行业已经快要16年的我，见证了一颗蓝光芯片由五块钱一颗（1998年）到现在的一千颗5块钱（5RMB/k），这个行业进步的太快了，甚至比集成电路还快，我见证了它的成长，我也参与了他的进步。现在对这十几年来我对LED技术的心得跟大家分享，尤其是在中上游的技术方面。

我把氮化镓LED技术的流派分为三大部分：第一是垂直结构派，以科锐与欧司朗为代表，金属衬底的旭明，还有执着于硅衬底的普瑞东芝与晶能，当然还不能忘记很多日本厂商与中村修二先生在研发的氮化镓同质结构。第二是倒装派（flipChip），想到倒装当然就是飞利浦Luminled了，当然大陆的晶科与目前台湾很多芯片厂都在研发这种芯片，甚至科锐也开始在做这类产品了，所以技术与良率也在不断地成熟中。第三当然是蓝宝石衬底结构，目前LED的主流，几乎每家公司都以这个结构为基础做很大的改善，前面说的16年进步一千倍，就是一直以这种结构不断改善的。

三大流派各有优缺点，分述如下：

　　垂直结构派：

有点像明教或日月神教的感觉，始终不是主流，但是又有独特的技术，如果做到极致像是科锐的碳化硅技术还是可以跟主流抗衡，在金庸小说里面，不管是阳顶天，张无忌，任我行还是东方不败，他们都可以跟少林武当分庭抗礼，但是始终不是主流或是像流星一样瞬间消失。垂直结构派就是如此，它始终在走非主流路线，一直有新技术在发表，但是在市场上始终很难找到他们的踪影。垂直结构除了碳化硅和同质衬底，都需要非常复杂的工艺来制造，不管是硅衬底还是金属衬底，与氮化镓热失配问题一直没有解决，导致这种结构良率非常低，虽然导热好，衬底也比蓝宝石便宜，发光面积也比较大，但是在成本与技术的竞争上始终不是蓝宝石结构的对手。因为上下电极的原因，在应用上也受限，尤其是在需要串并的电路设计上无法满足很多灯具的要求，也无法制作高压芯片，因此科锐的垂直结构芯片只能用在路灯等较高单价的特定市场，通用照明与背光这两个主流市场垂直结构芯片始终无法大量介入。当然我们不能忽略日本公司与中村修二先生正在研发的同质结构，它没有前面提到的缺点，但是一个致命的问题就足以打败它所有的优点，氮化镓衬底贵的离谱，两年前是1000美金，现在是500美金以上，做LED会不会太奢侈了？所以现在同质衬底只能用来做蓝光激光二极管，用于HD-DVD播放机或是高画质的PS3游戏机的读写头。大家一定会问我有没有降价空间？我的答案是“有，但是有限”，目前氮化镓衬底只有两种主流做法，氢化物气相外延HVPE与热氨法amonothermalmethod，估计要降到100美金才会有竞争力，但是依照目前的技术五年内都达不到。

倒装结构派：