Technologia chipów LED i analiza różnic w kraju i za granicą

Chip jest podstawowym elementem LED. Obecnie istnieje wielu producentów chipów LED w kraju i za granicą, ale nie ma jednolitego standardu klasyfikacji chipów. Jeśli są klasyfikowane według mocy, istnieją moc wysoka oraz moc średnia i mała; jeśli klasyfikowane według koloru, to głównie czerwony, zielony i niebieski; Klasyfikowane według kształtu, ogólnie podzielone na kwadratowe kawałki, wafle; jeśli klasyfikowane według napięcia, dzieli się je na układy niskiego napięcia prądu stałego i układy wysokiego napięcia prądu stałego. Jeśli chodzi o porównanie technologii chipów w kraju i za granicą, zagraniczna technologia chipów jest nowa, a krajowa produkcja chipów nie jest ciężka.

Kluczowe znaczenie ma technologia podłoża i technologia wzrostu płytek

Obecnie kluczem do rozwoju technologii chipów LED są materiały podłoża i technologia wzrostu płytek. Oprócz tradycyjnych materiałów szafirowych, krzemowych (Si), węglik krzemu (SiC), tlenek cynku (ZnO) i azotek galu (GaN) są również przedmiotem badań nad chipami LED. Obecnie większość dostępnych w handlu szafirowych lub węglik krzemu podłoży stosuje się do epitaksjalnego wzrostu szerokopasmowego półprzewodnika azotku galu. Oba materiały są bardzo drogie i są zmonopolizowane przez duże zagraniczne firmy, a cena podłoży krzemowych jest wyższa niż cena szafiru i karbonizacji. Podłoża krzemowe są znacznie tańsze, dzięki czemu są większe i zwiększają wykorzystanie MOCVD, a tym samym zwiększają wydajność matrycy. Dlatego w celu przełamania międzynarodowych barier patentowych chińskie instytucje badawcze i firmy LED rozpoczęły badania nad krzemowymi materiałami podłoża.

Problem polega jednak na tym, że wysokiej jakości połączenie krzemu i azotku galu stanowi techniczną trudność układu LED. Problemy techniczne związane z wysoką gęstością defektów i pękaniem spowodowane dużym niedopasowaniem między stałą sieci a współczynnikiem rozszerzalności cieplnej tych dwóch od dawna utrudniały pole wiórów. rozwój.

Niewątpliwie z punktu widzenia podłoża głównym podłożem jest nadal szafir i węglik krzemu, ale krzem stał się przyszłym trendem rozwojowym w dziedzinie układów scalonych. W przypadku Chin, gdzie wojna cenowa jest stosunkowo poważna, podłoże krzemowe ma więcej zalet pod względem kosztów i ceny: podłoże krzemowe jest podłożem przewodzącym, które nie tylko zmniejsza powierzchnię matrycy, ale także eliminuje etap trawienia na sucho warstwy epitaksjalnej azotku galu . Ponadto krzem ma niższą twardość niż szafir i węglik krzemu, a także może zaoszczędzić pewne koszty przetwarzania.

Obecnie przemysł LED opiera się głównie na szafirowych podłożach 2 lub 4 cale. Jeśli można zastosować technologię GaN na bazie krzemu, można zaoszczędzić co najmniej 75% kosztów surowców. Według szacunków japońskiej firmy Sanken Electric Co. koszt produkcji dużych diod LED niebiesko-GaN galu przy użyciu podłoży krzemowych jest o 90% niższy niż podłoży szafirowych i węglików krzemu.

Różne technologie układów w kraju i za granicą

W innych krajach Osram, Puri, Japonia i inne wiodące firmy dokonały przełomu w badaniach dużych diod LED opartych na krzemie GaN. Philips, południowokoreański Samsung, LG, japoński Toshiba i inni międzynarodowi giganci LED również rozpoczęli boom badawczy diod LED opartych na GaN na podłożach krzemowych. Wśród nich w 2011 r. Puri opracowała wysokowydajną diodę LED opartą na GaN na 8-calowym krzemowym podłożu, osiągając wydajność świetlną porównywalną z wydajnością urządzenia LED najwyższego poziomu na podłożach szafirowych i węglik krzemu 160 lm / W. W 2012 r. OSRAM z powodzeniem wyprodukował 6-calową diodę LED na bazie krzemu i krzemu.

Natomiast w Chinach kontynentalnych przełomem w technologii korporacyjnej opartej na chipie LED jest przede wszystkim poprawa zdolności produkcyjnej i technologii wzrostu kryształów szafiru w dużych rozmiarach, a także udana produkcja chipów LED o dużej mocy z 2-calowym krzemowym podłożem GaN oparte na chipach LED w 2011 r. Chińskie firmy produkujące chipy nie dokonały znaczących przełomów w badaniach diod LED opartych na GaN na podłożach krzemowych. Obecnie firmy produkujące układy LED w Chinach nadal koncentrują się na zdolnościach produkcyjnych, szafirowych materiałach podłoża i technologii wzrostu płytek. Sanan Optoelectronics, Dehao Runda, Tongfang Większość gigantów na kontynencie dokonała również przełomu w zakresie zdolności produkcyjnych.