电子芯片和LED芯片有什么主要区别?
1,芯片的裸die尺寸相差不是太大,如cm/mm/0.1mm这个量级,但同样大小的集成电路里面有非常复杂的电路(常说的7nm/10nm工艺),IC设计和制造一样为非常复杂高难度的工程,由此衍生既像Intel、三星这样设计制造一体的公司,也有高通、苹果这样的Fabless公司及台积电这样的专业代工厂;而分立器件一颗die就是独立的一个发光源再加上正负电极,里面的制程可能100um/10um级就够了,制造工艺流程也简单很多,从头到尾一百次左右工序就差不多了。更谈不上独立的LED IC设计公司。
2,芯片制造厂对清洁和低缺陷率要求很高,前者可能影响性能,缺陷多了,载流子移动速度上不来,如同一批货,有的能跑2.8GHz频率,有的只能跑2G以下;LED芯片对发光层缺陷率的要求比硅器件还要高几个数量级(印象中数据),否则严重影响发光效率,也就是很大部分能量以热能形式损失掉了。LED技术和产品已有几十年历史,但大规模使用(如液晶屏幕背光)是这二十年来的事情,材料不行导致发光效率低是首要原因。
50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识,1962年,通用电气公司的尼克•何伦亚克(NickHolonyakJr.)开发出第壹种实际应用的可见光发光二极管。LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,即固体封装,所以能起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。
蕞初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命、低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。
经过多年的发展,中国LED产业链日趋完善。但赛迪顾问半导体产业研究中心分析师王莹日前向记者表示,纵观LED产业链条,由于上游产业对技术和资金的要求较高,导致国内企业涉足,因此上游产业存在企业数量少、规模小的特点。相比之下,下游封装和应用对企业提出的资金和技术要求相对较低,恰好与国内企业资金少、技术弱的特点相匹配,因此,国内从事封装和应用的企业数量较多。这种局面导致国内LED产业多以低端产品为主,企业长期面临严峻的价格压力。
据记者了解,目前,随着国家半导体照明工程的启动,LED产业发展“一头沉”的状态正在发生改变,LED上游产业得到了较快发展,其中芯片产业发展为引人注目。但从产业规模看,封装仍是LED产业中产业链环节。2006年我国LED产业总产值达到105.5亿元,其中封装产业产值达87.5亿元。王莹分析认为,不断扩大的市场需求以及政府的大力支持是保证LED产业发展的有利因素。近几年,诸如显示屏、景观照明、交通指示灯、汽车应用、背光源等LED应用市场迅速兴起。新兴应用市场对LED发光效率要求的不断提升催生了对中产品的需求。随着市场需求的增大,LED芯片产业产品升级步伐逐渐加快,LED芯片产品将整体走向。另一方面,LED封装产业的快速发展,也为LED芯片提供了广阔的市场需求,进而为LED产业的发展提供了良好的外部环境。