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硅衬底,跻身干流待何时?

作者:环亚ag88时间:2018-08-13 11:29浏览:

  硅衬底,跻身干流待何时?

   衬底作为半导体照明工业的核心技能,是工业开展的柱石,衬底资料的选用直接决议了LED芯片的制作道路。日前,普瑞光电宣告下一年将量产8英寸硅衬底的音讯引起了业界的分外重视。随后,Cree也发布音讯称,其白光功率型LED光效再度改写职业最高纪录,到达254lm/W。一面是硅衬底这条新技能道路研制取得打破性开展的音讯时有爆出,一面是SiC衬底芯片光效的快速进步,而蓝宝石衬底也因产能过剩价格低至谷底而备显竞赛力。面临新技能的快速开展和老技能的不断打破,现在,SiC、蓝宝石、硅这三种不同的衬底技能道路,哪种在本钱和功能上更具优势?假如越来越多的公司开端量产硅衬底,是否会对SiC与蓝宝石这两种技能道路构成冲击?不同的技能道路,国内外相关研讨机构开展又怎么?未来哪一种衬底技能道路会更被看好?本刊记者带您一同了解咱们对这三条不同衬底技能未来开展的观点。

  虽然可用于GaN基LED的衬底资料较多,但现在工业化的干流衬底只要两种蓝宝石和SiC。因这两种技能道路遭到专利、技能壁垒以及本钱高级瓶颈限制,探寻具有更高性价比的衬底技能道路成为许多厂家的寻求。硅作为一种衬底资料,与蓝宝石和SiC比较,具有低本钱、大尺度、高质量、导电等长处,且硅衬底GaN基资料及器材的研制将进一步促进GaN基器材与传统硅衬底器材工艺的集成,被以为是颇具出路的GaN衬底资料。现在世界上越来越多的LED大厂纷繁加入到对硅衬底技能研讨的队伍中。

  据记者查询了解,日前许多公司研制的硅衬底LED芯片的质量和功能数据已可与蓝宝石衬底芯片相美。例如普瑞光电8英寸硅衬底芯片色温为4700K时,光效已到达160lm/W;色温为3000K时,光效已到达125lm/W,显色指数可到达80。欧司朗规范GoldenDragonPlusLED封装中的蓝光UX:3芯片在3.15V时亮度可达634mW,假如再结合规范封装中的传统荧光粉变换,这些白光LED原型在350mA电流下亮度将到达140lm,色温为4500K时将完成127lm/W的光效。晶能光电2英寸硅衬底量产芯片,色温为5000K时,350mA下遍及光效超越110lm/W,6寸硅衬底芯片研制取得重大开展,功能和2寸片适当,现在正准备6寸量产制程设备。除此之外,飞利浦、三星也均在硅衬底方面打开研讨,而三星更是一开端就瞄准了8英寸大尺度的直接下手……可以预言,由硅衬底引发的半导体照明核心技能的竞赛正在全球掀起。

  与蓝宝石和SiC比较,在硅衬底上成长GaN更为困难,这两者之间热失配和晶格失配更大。普瑞光电负责人标明,其选用的新方案已打破硅衬底GaN上基层无法合的技能妨碍,但现在选用的新方案技能细节尚不方便泄漏。普瑞光电负责人标明,未来将挑选代工形式,与经验丰富的世界级半导体公司协作量产硅衬底,进步产品良率,估计2013年头就将投产。在硅衬底研制方面也已取得杰出开展的欧司朗于2012年头对外宣告,其研制人员成功地制作出高功能蓝白光LED原型,傍边的GaN发光层成善于直径为6英寸底的硅衬底上。欧司朗亚太区商场总监钟介聪标明:“现在实验室水平已能取得与蓝宝石衬底相同的质量,全新的LED芯片现已进入试点阶段,将在实践条件下承受测验,第一批硅衬底LED芯片有望在两年内投放商场。”

  在国外厂家对硅衬底研制水平快速进步的一起,全球首家完成硅衬底GaN基LED大功率芯片商业化的单位晶能光电,早在2006年就现已开端进行硅衬底LED芯片的工业化测验,先后推出多种标准的硅衬底LED芯片,整体良品率约80%。据记者了解,晶能光电的首要技能支撑单位国家硅基LED工程技能研讨中心也已研制成功第二代硅衬底LED,光效、合格率和可靠性均有显着进步,一起制作工艺大幅简化,本钱显着下降。

  

  “越来越多的公司参加到硅衬底的研讨并取得快速的开展,这也说明晰硅衬底LED这条技能道路正逐渐成为LED照明重要的技能道路之一,由此,硅衬底LED将会占有更高的商场份额。一起,国产硅衬底LED不再孑立,其认知度和商场承受度,不会由于单一的供货源而影响用户推广运用的决计。”南昌大学教授江风益标明:“咱们现在把硅衬底LED成长MOCVD设备制作与外延工艺结合起来,已取得喜人开展。近一年的快速前进,愈加坚决了走这一自主立异之路的决计和决计。现在项目现已得到国家科技部、工信部、发改委和江西省、南昌市等大力支撑。信任坚持下去,继续扶持,会有更好的体现。”

  工业化与良品率成要害

  硅衬底这一新的技能方法正遭到业界许多首要制作商的支撑已成为不争的现实,虽然支撑程度纷歧。在这方面打开研讨的世界大厂共同以为LED照明商场今后必将趋向于挑选硅衬底这种极具吸引力且本钱合理的资料。普瑞光电负责人标明:“硅衬底在半导体职业使用广泛,且可完成较大的外延片直径,再加上其拔尖的热办理特性及具有快速量产及低本钱的优势,将可望助力加快LED照明遍及。”钟介聪也标明,硅衬底不只比蓝宝石和SiC廉价,而且更易取得,此外硅衬底可以完成大尺度,根据大尺度出产的LED芯片可以添加产值下降本钱。

  本钱优势无疑将成为氮化LED芯片出产从蓝宝石或SiC衬底向硅衬底的搬运的重要驱动要素之一。据了解,现在2英寸硅衬底的单价含税大概是30元,加上搬运衬底一共不到60元,而2英寸蓝宝石衬底价格即使有大幅度的下降,干流PSS衬底差不多为19美元(加增值税和消费税合155元)。从大规模出产视点来讲,60元的硅衬底和155元的PSS蓝宝石衬底本钱相差并不是很大。可是,LED职业的大趋势是向大尺度衬底方向走。到2014年,可能现已没有什么人在2寸上做LED了。现在6寸蓝宝石衬底价格大约是250美元,而且商场上没有6寸的PSS蓝宝石衬底。比较之下,6寸,乃至8寸的硅衬底,都是在50美元以下。SiC衬底的价格仍然居高临下,简直为现在其他衬底价格的几十倍以上。可以预知,假如硅衬底完成更大的尺度,那么本钱优势将更为显着,硅衬底大尺度单位面积价格下降,而蓝宝石大尺度衬底单位面积价格反而上升。

  “Si基GaN在本钱方面颇具优越性,硅衬底LED必然会处以蓝宝石或SiC为衬底的LED带来极大的要挟。”钟介聪标明,关于被广泛使用于照明职业的LED而言,未来硅衬底LED还需大幅下降本钱。为此,欧司朗将环绕整个技能链研制新方法,从芯片技能到出产工艺再到封装技能,无不触及。

  硅衬底的开展作为未来大幅下降出产本钱、进步自动化出产程度的一条技能道路,全球许多闻名公司都在活跃开辟,那么它现阶段否具有出资价值呢?深市立异出资集团有限公司出资司理张华标明:“假如企业可以在5年内回收出资本钱并获取超量收益,则具有出资价值。企业估值要合理,前出资根本用于支撑研制,离工业化还很远,公司失利的可能性也很大。所以高风险对应高收益,高收益标明出资本钱要足够低。”

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