防潮柜撰：降低外延、芯片成本的技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2013年08月06日 點(diǎn)擊數(shù)：
摘要：LED外延片、芯片占有了整個(gè)LED燈具的大部分成本，其成本的降低至關(guān)重要，將推動(dòng)LED照明產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。
關(guān)鍵詞：LED 外延片 芯片 防潮柜 防潮箱
尚鼎除濕撰：?對(duì)于工業(yè)防潮柜/防潮箱的主要行業(yè)----LED照明以節(jié)能、環(huán)保稱著。但在成本方面，卻是目前LED照明的硬傷。以將近10倍的價(jià)格購(gòu)買(mǎi)LED燈具，估計(jì)很多消費(fèi)者都會(huì)考慮考慮再考慮后，而不買(mǎi)的情況居多。降低LED燈具的成本對(duì)于LED的普及具有非常重要的作用。而作為L(zhǎng)ED中的核心--外延片、芯片占有了整個(gè)LED燈具的大部分成本，其成本的降低至關(guān)重要，將推動(dòng)LED照明產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。要降低外延、芯片成本除了規(guī)模化生產(chǎn)外，主要在技術(shù)創(chuàng)新上下功夫。降低外延、芯片成本還有很大潛力，應(yīng)該從采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝著手，使成本大幅度下降。以下將如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)成本目標(biāo)的有關(guān)設(shè)備、技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行探討。
????????1.大電流密度技術(shù)
????????該技術(shù)前幾年已投入大量研發(fā)力量，目前基本成熟，主要是解決外延GaN的晶格完整性，即位錯(cuò)密度低，芯片結(jié)構(gòu)合理，具有較好散熱性能，關(guān)鍵是減少droop效應(yīng)，即在大電流密度下光效較少衰減。目前很多公司均可提供電流大于額定值2~3倍的LED產(chǎn)品，其光效仍可達(dá)100lm/W，droop有所下降，還不夠理想，必須在技術(shù)上進(jìn)一步改進(jìn)、創(chuàng)新，使晶格完整性、散熱性能有所提高，droop進(jìn)一步下降，使LED產(chǎn)品在電流密度大于額定值6~7倍以上，光效可達(dá)120lm/W以上，droop很小，即可實(shí)現(xiàn)普通照明燈具只用1只LED芯片，其亮度相當(dāng)于60W白熾燈的水平。這樣就可以大幅度降低燈具中的LED的成本。
????????2.大圓片技術(shù)
????????相關(guān)資料顯示：如采用4″藍(lán)寶石襯底生長(zhǎng)LED的成本為100，那么采用6″襯底生長(zhǎng)LED的成本為75%，采用8″硅襯底生長(zhǎng)LED的成本為48%，所以采用大圓片技術(shù)是降低外延、芯片成本的有效辦法，為此介紹這兩種大圓片技術(shù)。
????????(1)8″硅襯底生長(zhǎng)技術(shù)
????????全球相關(guān)大公司均已投入該技術(shù)研發(fā)，并取得很好成果，有很大技術(shù)難度，主要是由于晶格失配較大，產(chǎn)生應(yīng)力，在大面積硅片上生長(zhǎng)LED產(chǎn)生較大彎曲度、翹曲度，極大影響LED性能，經(jīng)過(guò)多年努力，現(xiàn)已基本解決。Aixtro已推出專門(mén)適用于8″硅襯底上生長(zhǎng)GaN的AixG5+外延爐，其尺寸為5×200mm，該技術(shù)可用現(xiàn)有8″硅生產(chǎn)設(shè)備，簡(jiǎn)化工藝流程，將大幅度降低成本。三星已宣布采用該技術(shù)LED內(nèi)量子效率達(dá)65%，普瑞稱輸出光功率達(dá)614mw(在1.1×1.1mm2、300mA下，VF=3.1V)，東芝與普瑞合作，于2012年12月宣布可提供TL1F1系列8″硅襯底生長(zhǎng)1W LED芯片，產(chǎn)能為1000萬(wàn)只/月。目前在8″硅襯底上生長(zhǎng)LED，由于技術(shù)問(wèn)題、成品率還不高，要在技術(shù)上、工藝上不斷改進(jìn)、創(chuàng)新，提高成品率，使其成本達(dá)到4″藍(lán)寶石上生長(zhǎng)LED的50%左右。
????????(2)6″LED圓片量產(chǎn)引入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
????????現(xiàn)階段采用6″圓片生長(zhǎng)LED的比例還較少，由于采用6″圓片生產(chǎn)成本會(huì)比4″圓片減少25%，所以相關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)在幾年內(nèi)，采用6″圓片生產(chǎn)LED將占50%以上，將成為主流，現(xiàn)在成品率一般為65~70%，新一代6″設(shè)備的成品率會(huì)更高，生產(chǎn)成本會(huì)降得更多。為了推進(jìn)6″圓片的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，正在制定6″圓片自動(dòng)化量產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的制定和執(zhí)行，將會(huì)節(jié)省設(shè)備及簡(jiǎn)化工藝流程，極大地提高生產(chǎn)效率，降低外延、芯片成本。
???????3.提高LED發(fā)光效率的性價(jià)比
????????以上介紹多種開(kāi)創(chuàng)性的創(chuàng)新技術(shù)成果，如采用PSS襯底、非極性、半極性襯底、芯片新結(jié)構(gòu)、外延新技術(shù)等，均為提高LED內(nèi)量子效率和芯片發(fā)光效率，如上所述，假如1只芯片能發(fā)射1000~2000lm光通量，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，就極大地提高LED發(fā)光效率的性價(jià)比，將會(huì)成倍下降美元/klm值，實(shí)現(xiàn)外延、芯片成本的大幅度下降。
??? 4.提高M(jìn)OCVD設(shè)備性能
????????對(duì)現(xiàn)有MOCVD設(shè)備要不斷進(jìn)行改進(jìn)提高，主要是增強(qiáng)設(shè)備自動(dòng)化水平，科學(xué)的溫度管理和氣流控制，改進(jìn)工藝、縮短生長(zhǎng)周期、節(jié)省原材料、減少維修率，提高產(chǎn)能、提高外延的穩(wěn)定性、一致性和成品率等。兩個(gè)最大的生產(chǎn)企業(yè)Veeco和Aixtron對(duì)上述問(wèn)題均做過(guò)不同承諾，要不斷降低成本，Veeco提出計(jì)劃用6年時(shí)間讓外延成本下降3倍。
?????????結(jié)束語(yǔ)：?美國(guó)SSL計(jì)劃提出成本目標(biāo)：LED成本2015年達(dá)2美元/klm，2020年達(dá)0.7美元/klm，LED成本的終極目標(biāo)為0.5美元/klm，這也是業(yè)內(nèi)的基本共識(shí)，認(rèn)為是可行的。而在降低成本的基礎(chǔ)上，對(duì)于品質(zhì)的保證也是地于LED普及的重要方面。如作為工業(yè)防潮防氧化存放設(shè)備的工業(yè)防潮柜/防潮箱使用，也對(duì)整個(gè)LED行業(yè)的品質(zhì)保證提供重要作用。但需謹(jǐn)慎選擇是快速超低濕，以保證工業(yè)防潮柜/防潮箱能起到真正的作用。詳情可參考我司SDH系列快速超低濕存儲(chǔ)柜。
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