LED芯片技术分析：国内PK国外

作为LED的核心部件芯片,虽然我国现在有很多LED芯片生产商,但是它的分类还没有统一的标准。LED芯片的种类多种多样，可以按照功率、颜色、形状、电压来区分开来。而跟国外的LED芯片相比，他们的芯片技术新，我们则是重产量不重技术。

衬底材料和晶圆生长技术成关键

时下，LED芯片技术的发展关键在于衬底材料和晶圆生长技术。当前LED芯片研究的焦点主要有传统的蓝宝石、硅(Si)、碳化硅(SiC)衬底材料以及氧化锌(ZnO)和氮化镓(GaN)。市面上大多采用蓝宝石或碳化硅衬底来外延生长宽带隙半导体氮化镓，而这两种材料都价格昂贵，且已被国外大企业所垄断，但硅衬底的价格比蓝宝石和碳化硅衬底便宜很多，还可制作出尺寸更大的衬底，提高MOCVD利用率，从而提高管芯产率。因此，为突破国际专利壁垒，中国研究机构和LED企业从硅衬底材料着手研究。

但问题来了，硅与氮化镓的高质量结合是LED芯片的技术难点，两者的晶格常数和热膨胀系数的巨大失配而引起的缺陷密度高和裂纹等技术问题长期以来阻碍着芯片领域的发展。

从衬底角度看，主流衬底依然是蓝宝石和碳化硅，但硅已经成为芯片领域今后的发展趋势。对于价格战相对严重的中国来说，硅衬底更具优势：硅衬底是导电衬底，不但可以减少管芯面积，还可省去对氮化镓外延层的干法腐蚀步骤，而且硅的硬度比蓝宝石和碳化硅低，在加工方面也可以节省一些成本。

目前LED产业大多以2英寸或4英寸的蓝宝石基板为主，如能采用硅基氮化镓技术，至少可节省75%的原料成本。据日本三垦电气公司估计，使用硅衬底制作大尺寸蓝光氮化镓LED的制造成本将比蓝宝石衬底和碳化硅衬底低90%。

国内外芯片技术差异大

在国外，欧司朗、美国普瑞、日本三垦等知名企业已经在大尺寸硅衬底氮化镓基LED研究上取得突破，飞利浦、韩国三星、LG、日本东芝等国际LED巨头也掀起了一股硅衬底上氮化镓基LED的研究热潮。其中，在2011年，美国普瑞在8英寸硅衬底上研发出高光效氮化镓基LED，取得了与蓝宝石及碳化硅衬底上顶尖水平的LED器件性能相媲美的发光效率160lm/W;在2012年，欧司朗成功生产出6英寸硅衬底氮化镓基LED。

再来看看国内，提高产能和大尺寸蓝宝石晶体生长技术仍是LED芯片企业的主攻方向，而且目前我国芯片企业在硅衬底氮化镓基LED研究上还没重大突破。不过，在产能上我国LED芯片企业则是取得了突破，例如三安光电、德豪润达、同方股份等内地芯片巨头，而在未来产能、蓝宝石衬底材料及晶圆生长技术仍是企业的研究点。