四元系AlGaInp超高亮度LED
早期投入研究开发的有13所、山东大学、中科院半导体所等单位,主要在材料外延方面取得突破,并同时研发红、橙、黄色超高亮度LED芯片,现已通过相关部门的鉴定,并与企业合作开展产业化工作。接着,山东华光光电子|激光器件公司、13所、厦门三安公司在材料外延和芯片制造的产业化方面都取得进展,能批量提供红、橙、黄色超高亮度LED外延片和芯片。在芯片制造方面,还有上海大晨公司、南昌欣磊公司和深圳普光公司等多家企业均能够批量提供超高亮度AlGaInp红、橙、黄色LED芯片。
就目前国内能提供的四元系AlGaInp红、橙、黄色LED芯片来看,总产量太少,还远不能满足市场的需求,目前这几种芯片大部分还是依靠进口。此外,国内企业还无法提供发射功率较大的高档次芯片,而芯片参数的一致性、抗光衰、可靠性指标等有待进一步提高。
GaN基蓝、绿色LED
在GaN基蓝、绿色LED方面,早期投入研究、开发的有北京大学、清华大学、南昌大学、中科院半导体所、物理所等单位。由于这些高校、研究机构的条件较好,高级人才相对集中,经过他们的努力,都分别研制出GaN基蓝光LED芯片,有的单位还研制出GaN基绿色、紫外LED芯片,而且通过了相关部门的鉴定。接着这些研究机构与企业结合或转让科研成果,逐步进行产业化。北大与上海有关方面合作成立了上海北大蓝光公司,清华大学与山东有关方面合作成立山东英克莱公司,物理所与有关单位合作成立上海蓝宝公司,半导体所、南昌大学分别把科研成果有偿转让给深圳方大公司,厦门三安公司与美国某公司谈判合作事宜,大连路明科技公司与美国AXT公司合作成立新公司。
一些单位在上述基础上还开发了白光LED,都取得很好的研究成果。这些企业目前均能小批量提供GaN基蓝、绿色LED芯片,他们正在逐步解决蓝、绿LED产业化过程中所出现的各种技术、工艺和管理问题。另外,他们均在寻找合作对象,希望增加资金投入,扩大产业化规模。相信他们将很快批量提供蓝、绿色和紫外光LED芯片,为我国白光照明事业做出贡献。
目前,国内GaN基蓝、绿色LED仍然存在以下问题:芯片未能批量提供,大功率芯片尚未突破,芯片的参数一致性、抗光衰和可靠性指标等有待进一步提高。
基础研究开发
除了上述提到的那些单位之外,还有很多单位对Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物材料做了不少基础研究工作,如南京大学、华南师范大学、复旦大学、浙江大学、厦门大学、西安交大、中国电子科技集团公司第55所等单位都做出很多成果并发表很多论文,有的申请了专利,这将对AlGaInp和GaN基的超高亮度LED发展起到很大的推动作用。另据了解,目前有6个到8个单位,即高校、研究所及合作企业,在开展大功率LED芯片的研发工作,他们开发的内容包括功率为1瓦到几瓦的LED器件,倒装芯片及封装技术等,而且将在近期内做出样品,这将加速白光照明的发展。
超高亮及白光LED后工序有发展潜力
国内LED产品的后工序封装能力应该说是很强的。据初步了解,国内有LED封装厂300家以上,其中很多厂家为私营企业,规模较小,分布相对集中,例如,在珠江三角洲一带,LED封装厂就超过100家,整体封装能力每年超过200亿只。国内超高亮度及白光LED,2003年封装数量估计为50亿只左右,其增长率超过50%,LED加工出口的量也很多,每年至少有几十亿只出口。
后工序封装情况
国内LED封装的能力较强,封装的品种也较全,可封装各种外形尺寸和不同颜色的led显示器件,包含各种单管、复合管、数码显示器、专用显示器、背光源和SMD器件等。大部分企业均可封装AlGaInp超高亮度红、橙、黄色LED,而对需要一定投入和技术支持的GaN基蓝、绿色及白光LED,只有部分实力较强的企业可以封装,总体来说,白光LED的封装技术有待提高。