按照LED上游材料制備所用的襯底劃分,目前已實現產業化的有三種技術路線,即藍寶石襯底半導體照明、碳化硅襯底半導體照明和硅襯底半導體照明。其中前兩條技術路線的核心專利主要掌握在日亞、豐田合成、科銳、歐司朗、飛利浦等日美歐幾大巨頭企業手中,而硅襯底上GaN基LED專利技術為我國擁有,是實現LED產業突破國際專利封鎖的重要技術路線。
無論是藍綠光LED還是紅黃光LED,無論是鎵氮體系還是鋁鎵銦磷體系,無論是藍寶石、碳化硅、硅襯底還是砷化鎵襯底,超高亮度LED芯片制造技術,均發展到剝離襯底制備薄膜LED路線上來。究其原因:一是外延膜轉移到新基板后,有利于散熱,降低結溫,提高發光效率,延長器件壽命;二是通過制作P面反光鏡和N面粗化,顯著提高出光效率;三是有利于提高芯片工作電流密度。與其它襯底相比,硅襯底半導體照明外延材料,非常適合走剝離襯底薄膜轉移技術路線,而且硅材料比碳化硅和藍寶石要便宜很多,也容易得到大尺寸的襯底,這將顯著降低外延材料的生長成本。
當然GaN與Si 襯底之間存在熱失配、晶格失配等問題,很容易出現龜裂現象,要在硅襯底上生長高質量的氮化鎵基LED確實是一個嚴峻的挑戰。在這方面處于世界前列的晶能光電認為,硅襯底LED照明暫未發現物理上的瓶頸,裂紋問題可以通過圖形和平面襯底等方式解決,位錯密度可以達到3-10×108cm2,且高電流密度下性能穩定。
GaN/Si LED已走向市場,前景看好。但是目前bonding用金價格偏高,有待尋找替代方案。其實,SSL還有大量科學技術問題沒有解決,所以無論是設備還是外延芯片,都是機遇與挑戰并存。而且SSL技術進步過快,這也給投資者帶來了難題,投資需要慎之又慎。