中国半导体照明产业发展面临问题探讨

　　能源是人们赖以生存和发展的物质基础，在目前全球能源紧张的大环境下，节能减排是当前国内外共同探讨的焦点。据最新统计，我国照明耗能已占全国总发电量的10%以上，照明节能在我国占有重要位置，实施绿色照明已成为我国十大重点节能工程之一，而我国目前的照明依旧以低效照明为主，节能潜力巨大。

　　LED光源生产过程和成品几乎对环境无污染，而且具有耗能低、寿命长、抗震、环保，可重复启闭、多变幻等等优点，这些都成为发展和推广LED照明的重要理由。随着半导体照明（LED）技术及高效节能技术的不断创新与突破，我们已经迎来照明产业第三次革命。目前我国LED产业正进入自主创新、实现跨越式发展的重大历史机遇期。现针对LED照明发展面临的几个问题和大家一起探讨。

　　LED照明技术问题

　　半导体照明产业领域有三个主要环节：发光外延片的生产、芯片和封装。目前国内，LED照明在中低端应用领域有一定基础，但是关键环节如高质量外延片、芯片与世界一流水平仍有较大的差距，已经成为中国LED产业发展的主要制约环节。

　　目前制约LED在照明领域广泛使用的技术问题主要有：

　　1、如何能制造出具有高显色性、高发光效能的白光LED，是LED能够在一般照明中广泛使用的一个前提。对于白光LED而言，发光效能、显色性以及成本都决定着它在照明市场中的竞争力。当前制造白光LED的方法可以分为三种，光转换型：单芯片加荧光粉合成白光技术，是现在使用最广泛的方法，但存在能量损失和光效率不高现象；多色组合型：红、绿、蓝（RGB）多芯片组合白光技术，由于发光全部来自LED，不需要进行光谱转换，能量损失较小，效率最高，但供电系统和安装结构较复杂，颜色空间分布不均匀，成本较高；多量子阱型（MOCVA）：即在芯片发光层的生长过程中掺杂不同杂质生长出能产生互补色的多量子阱，通过不同量子阱发出的多种光子复合发射白光。

　　该方法技术要求很高，目前还难已达到产业化。几种技术相比而言，RGB型LED虽具有发光效能高、显色性好等优点，但是三种芯片性能的不同，使得它们因驱动电流或温度等因素的影响而发生色漂移，影响照明稳定性。另外在LED的封装处理过程中要尽量减少光线在LED内部全反射，增加衬底基板反射率，从而使尽量多的光线能够透射出来，以达到提高LED的外部量子效率，增加LED的发光效能的目的。随着芯片和封装技术含量的不断提高，LED的光效已经从以往的30Lm/W提升到目前接近80Lm/W，而且还在不断提高，这为LED照明应用推广打下了有力基础。

　　2、大功率LED发热问题已经成为制约LED照明发展的瓶颈。LED光源的长寿命是基于其温度控制基础上的，PN结温度升高会造成器件性能变化和衰减，这也是为何单颗LED尚无法提供大亮度做主照明光源的原因之一。大功率型LED器件获得高通量最大障碍依旧是芯片的取光方式和高出光效率封装结构的设计。这些都需要研究单位和生产厂家靠规模生产来降低成本和技术创新来解决。针对LED光源在照明中的散热方法，有人建议采用仪表风扇及散热器进行散热，虽然简单易行，但该方法由于增加了散热附件，将给LED灯具IP防护等级的设计制作带来更高要求，而且由于风扇、散热器等的使用寿命不及LED光源使用寿命，必定增加不少维护量。

　　同时由于我们的照明灯具使用场所可能扬尘有时会很大，散热器件使用一段时间后会由于灰尘的干扰而大大影响散热效果。较实用的LED散热方法是将LED的铜基直接固定在一体化的灯具外壳上，通过灯壳直接充当大面积的散热器，把热量散发出来。当然芯片制造和器件封装是解决LED发热的根本。LED芯片的内部量子效率的高低直接影响其发光效能，非辐射复合率则决定着芯片产热的大小。可以说只有制造出具有良好质量的LED芯片，才可能有性能优越的LED光源。