LED芯片技術分析：國內PK國外

作為LED的核心部件芯片,雖然我國現在有很多LED芯片生產商,但是它的分類還沒有統一的標準。LED芯片的種類多種多樣，可以按照功率、顏色、形狀、電壓來區分開來。而跟國外的LED芯片相比，他們的芯片技術新，我們則是重產量不重技術。

襯底材料和晶圓生長技術成關鍵

時下，LED芯片技術的發展關鍵在于襯底材料和晶圓生長技術。當前LED芯片研究的焦點主要有傳統的藍寶石、硅(Si)、碳化硅(SiC)襯底材料以及氧化鋅(ZnO)和氮化鎵(GaN)。市面上大多采用藍寶石或碳化硅襯底來外延生長寬帶隙半導體氮化鎵，而這兩種材料都價格昂貴，且已被國外大企業所壟斷，但硅襯底的價格比藍寶石和碳化硅襯底便宜很多，還可制作出尺寸更大的襯底，提高MOCVD利用率，從而提高管芯產率。因此，為突破國際專利壁壘，中國研究機構和LED企業從硅襯底材料著手研究。

但問題來了，硅與氮化鎵的高質量結合是LED芯片的技術難點，兩者的晶格常數和熱膨脹系數的巨大失配而引起的缺陷密度高和裂紋等技術問題長期以來阻礙著芯片領域的發展。

從襯底角度看，主流襯底依然是藍寶石和碳化硅，但硅已經成為芯片領域今后的發展趨勢。對于價格戰相對嚴重的中國來說，硅襯底更具優勢：硅襯底是導電襯底，不但可以減少管芯面積，還可省去對氮化鎵外延層的干法腐蝕步驟，而且硅的硬度比藍寶石和碳化硅低，在加工方面也可以節省一些成本。

目前LED產業大多以2英寸或4英寸的藍寶石基板為主，如能采用硅基氮化鎵技術，至少可節省75%的原料成本。據日本三墾電氣公司估計，使用硅襯底制作大尺寸藍光氮化鎵LED的制造成本將比藍寶石襯底和碳化硅襯底低90%。

國內外芯片技術差異大

在國外，歐司朗、美國普瑞、日本三墾等知名企業已經在大尺寸硅襯底氮化鎵基LED研究上取得突破，飛利浦、韓國三星、LG、日本東芝等國際LED巨頭也掀起了一股硅襯底上氮化鎵基LED的研究熱潮。其中，在2011年，美國普瑞在8英寸硅襯底上研發出高光效氮化鎵基LED，取得了與藍寶石及碳化硅襯底上頂尖水平的LED器件性能相媲美的發光效率160lm/W;在2012年，歐司朗成功生產出6英寸硅襯底氮化鎵基LED。

再來看看國內，提高產能和大尺寸藍寶石晶體生長技術仍是LED芯片企業的主攻方向，而且目前我國芯片企業在硅襯底氮化鎵基LED研究上還沒重大突破。不過，在產能上我國LED芯片企業則是取得了突破，例如三安光電、德豪潤達、同方股份等內地芯片巨頭，而在未來產能、藍寶石襯底材料及晶圓生長技術仍是企業的研究點。