LED衬底分类

LED衬底分类

日亚化学采用蓝宝石衬底，Cree公司采用炭化硅(SiC)衬底，旭明公司采用铜衬底，在此基础上生长氮化镓外延片。

铜、炭化硅材料衬底导电，而蓝宝石衬底不导电，因此制作LED 二极管的结构就有了不同。

导热性能上铜导热好于炭化硅(SiC)，炭化硅(SiC)导热性能好于蓝宝石，而LED的使用寿命与发光亮度是与LED的温度密切相关的，温度越高寿命与发光亮度越低，因此具有铜衬底的LED产品在寿命与发光亮度要好于炭化硅(SiC)与蓝宝石衬底。

[提要] 863项目验收专家组如此评价硅衬底技术：该技术打破了目前日本日亚公司垄断蓝宝石衬底和美国Cree公司垄断碳化硅衬底半导体照明技术的局面，形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案三足鼎立的局面。目前，世界范围内LED芯片有三大技术路线：日本专利垄断的蓝宝石衬底技术，美国专利垄断的碳化硅衬底技术，我国具有自主知识产权的硅衬底技术。

编者按：加快培育和发展以重大技术突破、重大发展需求为基础的战略性新兴产业，对于推进产业结构升级和经济发展方式转变，提升我国自主发展能力和国际竞争力，促进经济社会可持续发展，具有重要意义。

作为战略性新兴产业，LED方兴未艾。在日美垄断LED芯片核心技术的格局下，南昌市的企业抱团攻坚，开创了全球LED芯片的第三条技术路线，并迅速实现产业化。在技术手段日新月异，在产业竞争残酷激烈的全球化格局下，拥有核心技术和主导性的行业标准，是制胜的关键。但是，新技术要成为新产业，不可能一蹴而就。

日前召开的国务院常务会议提出，必须坚持发挥市场基础性作用与政府引导推动相结合，科技创新与实现产业化相结合，以企业为主体推进产学研结合，把战略性新兴产业培育成为国民经济的先导产业和支柱产业。这，也是我们解剖南昌LED产业这一“麻雀”的意义所在。

“硅基发光，中国创造”、“自主创新，光明万里”――这是科技部部长万钢给江西南昌一家企业的题词。

在日美垄断LED芯片核心技术的格局下，2008年，位于江西省南昌市高新开发区的晶能光电有限公司在氮化镓基半导体发光材料领域创造性地发展出第三条技术路线，成为唯一具有“硅衬底发光二极管”自主知识产权的LED生产企业，备受各方关注。

LED光源是低压微电子产品，也是新兴的数字信息化产品。“中国创造”的硅基发光，能否后来居上主导世界LED光源产业？

全球70%以上LED应用产品加工制造都在中国完成，但核心技术被日美掌控

LED从上世纪90年代走出日本的实验室，在全球迅速产业化，并摧枯拉朽般地颠覆传统光电产业。LED背光技术进入显示屏领域的短短数年间，跨国企业生产的笔记本电脑、手机，其显示屏100%是LED。

有数据显示，全球70%以上的LED应用产品的加工制造都是在中国完成。但国内1000多家LED生产企业中，居于产业上游的仅有十余家。

“居于产业链上游的LED芯片技术路线以蓝宝石衬底和碳化硅衬底为主流，核心技术和专利均被日本和美国掌控。”晶能光电有限公司副总裁王敏说，生产LED芯片的MOCVD设备技术，更是被德国爱思强（AIXTRON）公司和美国维易科（VEECO）公司所垄断。

随着LED产业规模不断扩大，日美等发达国家纷纷设置技术壁垒。2010年2月，美国消费品安全委员会与Innovage公司联合对中国产Discovery Kids（TM）Animated Marine 灯和Safari灯实施自愿性召回。此前，类似的事件也多次发生。核心技术和专利的匮乏，让许多中国企业在专利诉讼中频频“受伤”。

更大的威胁还在后头。2009年起，大量外资企业开始在中国LED市场上“跑马圈地”。有业内人士认为，在LED技术的应用渠道尚未得到充分拓展之时，跟随日美技术路线的国内LED产业，投资和产能出现过剩的趋势。

硅基发光，突破国外技术垄断迈出关键一步

2008年，南昌大学江风益教授带领的团队，在氮化镓基半导体发光材料领域走出了全球LED芯片第三条技术路线。如今，在只有头发丝半径大小的LED元件内，晶能光电已拥有130多项国际国内专利技术。

863项目验收专家组如此评价硅衬底技术：该技术打破了目前日本日亚公司垄断蓝宝石衬底和美国Cree公司垄断碳化硅衬底半导体照明技术的局面，形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案三足鼎立的局面。

“仅1年多时间，我们的LED芯片销售已占国内市场的10%左右，国内1000多家下游封装企业中，有100多家成为我们的客户。”王敏说。2009年6月，晶能光电有限公司的芯片产品正式对外销售，今年LED芯片销量有望达140亿粒。

抓住国家“十城万盏”半导体照明应用工程试点机遇，南昌市以晶能光电为龙头，强化硅衬底技术及应用的研究，重点支持硅衬底芯片产业化和重点发展LED中下游应用技术和产品。仅南昌高新开发区就集聚了具有一定规模的半导体照明企业15家，年产销半导体发光产品100多亿套，占全国市场的25%以上。

今年初，几家知名的风险投资公司与有关方面合作，投巨资在南昌建立金沙江LED产业园区，依托这一具有自主知识产权的LED新路径，打造集上、中、下游LED产业为一体的大型产业工业园区。

领跑未来，LED产业期待“中国标准”

据预测，2010年，全球照明市场规模将达到1000亿美元。LED光源由于其节能减排等优势，将逐步取代白炽灯等光源最终占领这一巨大市场。

在不久前举行的中国南昌绿色照明产业合作推进会上，江风益说，国内LED技术与国际一流水平的核心技术还有大概20%到30%的效率差距。如果高档技术上不去，我们的利润就非常低，就只能给别人打工。

“从战略层面看，中国发展LED产业，必须坚持走具有自主知识产权的硅衬底技术路线。在LED这一战略性新兴产业中，这也是我国惟一可能后来居上的领域。”南昌市发改委研究室主任柳华认为，“中国创造”的硅基发光技术，具有性能、成本等优势。目前最大的问题是推广。“日本、美国的技术路线已推广了十余年，而且有大量的跨国企业跟进、应用。我们目前最大的问题是配套企业少，缺乏统一的生产标准和检测方法。政府的支持和推动迫切且至关重要。”

“新兴产业有了自己的国家标准，才能真正发展壮大，才可能真正带动全球LED产业的新跨越。”王敏说，现在最迫切的是要尽快使新技术形成规模，保持优势，在国内建立起硅衬底技术的产业联盟，“我们愿意开放所有的专利技术，让国内外企业共享。”

从这个意义上说，“中国创造”照亮整个世界的梦想，才刚刚起步。