إنتاج فعال للمرافق المتقدمةالشريحة هي المكون الأساسي لل LED. في الوقت الحاضر ، هناك العديد من الشركات المصنعة لشرائح LED في الداخل والخارج ، ولكن لا يوجد معيار موحد لتصنيف الرقائق. إذا تم تصنيفها حسب الطاقة ، فهناك طاقة عالية وقوة متوسطة وصغيرة. إذا كانت مصنفة حسب اللون ، فهي حمراء وخضراء وزرقاء ؛ مصنفة حسب الشكل ، مقسمة بشكل عام إلى قطع مربعة ، رقائق. إذا تم تصنيفها حسب الجهد ، يتم تقسيمها إلى رقائق DC ذات الجهد المنخفض ورقائق DC ذات الجهد العالي. من حيث مقارنة تقنيات الرقاقات في الداخل والخارج ، فإن تكنولوجيا الرقائق الأجنبية جديدة ، وإنتاج الرقائق المحلي ليس ثقيلاً.
المواد الركيزة وتكنولوجيا نمو الرقاقة هي المفتاح
في الوقت الحاضر ، يكمن مفتاح تطوير تقنية رقاقة LED في مواد الركيزة وتقنية نمو الرقاقات. بالإضافة إلى الياقوت التقليدي ، فإن السيليكون (Si) ، ومواد الركيزة كربيد السيليكون (SiC) ، وأكسيد الزنك (ZnO) ، ونيتريد الغاليوم (GaN) هي أيضًا محور البحث في رقاقة LED الحالية. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام معظم ركائز الياقوت أو كربيد السيليكون المتاحة تجاريا لنمو الفصيلة الغلورية نيتريد أشباه الموصلات واسعة النطاق. كلتا المادتين غاليتان للغاية وتحتكرهما الشركات الأجنبية الكبيرة ، وسعر ركائز السيليكون أعلى من سعر الياقوت والكربنة. ركائز السيليكون أرخص بكثير ، مما يجعل ركائز أكبر وزيادة استخدام MOCVD ، وبالتالي زيادة العائد يموت. لذلك ، من أجل اختراق حواجز براءات الاختراع الدولية ، بدأت مؤسسات البحث الصينية وشركات LED البحث في مواد الركيزة السيليكون.
ومع ذلك ، فإن المشكلة تكمن في أن المزيج عالي الجودة من السيليكون ونيتريد الغاليوم يمثل صعوبة فنية في رقاقة LED. المشاكل التقنية لكثافة العيوب العالية والصدع الناجم عن عدم التطابق الكبير بين ثابت الشبكية ومعامل التمدد الحراري للاثنين أعاقت منذ فترة طويلة مجال الرقائق. تطور ال.
مما لا شك فيه ، من وجهة نظر الركيزة ، الركيزة الرئيسية لا تزال الياقوت وكربيد السيليكون ، ولكن السيليكون أصبح اتجاه التنمية المستقبلية للحقل رقاقة. بالنسبة للصين ، حيث تكون حرب الأسعار خطيرة نسبيًا ، فإن الركيزة السيليكونية تتميز بمزيد من التكلفة والسعر: الركيزة السيليكونية عبارة عن ركيزة موصلة ، والتي لا تقلل فقط من منطقة القالب ، ولكنها أيضًا تزيل خطوة الحفر الجاف لطبقة نيتريد الغاليوم . بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي السيليكون على صلابة أقل من الياقوت وكربيد السيليكون ، ويمكنه أيضًا توفير بعض التكاليف في المعالجة.
في الوقت الحاضر ، تعتمد صناعة LED في الغالب على ركائز الياقوت 2 أو 4 بوصة. إذا كان من الممكن استخدام تقنية GaN المستندة إلى السيليكون ، فيمكن توفير 75٪ على الأقل من تكلفة المواد الخام. وفقًا لتقديرات شركة Sanken Electric Co. اليابانية ، فإن تكلفة تصنيع مصابيح LED ذات حجم كبير من الغاليوم الأزرق الغاليوم باستخدام ركائز من السيليكون تقل بنسبة 90٪ عن تكلفة ركائز الياقوت وطبقات كربيد السيليكون.
تقنيات رقاقة مختلفة في الداخل والخارج
في البلدان الأجنبية ، حققت أوسرام وبوري واليابان وشركات رائدة أخرى اختراقات في مجال البحث عن مصابيح LED كبيرة الحجم تستند إلى السيليكون. أطلقت Philips و Samsung من كوريا الجنوبية و LG و Toshiba اليابانية وغيرها من عمالقة LED العالمية طفرة بحثية لمصابيح LED المستندة إلى GaN على ركائز السيليكون. فيما بينها ، في عام 2011 ، طورت Puri LED عالي الكفاءة يعتمد على GaN على ركيزة من السيليكون مقاس 8 بوصات ، مما حقق كفاءة مضيئة مقارنة بآلية LED ذات المستوى الأعلى على ركائز من الياقوت والكربيد من السيليكون بسعة 160 lm / W. في عام 2012 ، أنتجت OSRAM بنجاح LED 6 بوصة السيليكون القائم على الغاليوم.
على النقيض من ذلك ، في البر الرئيسي للصين ، تتمثل نقطة الانطلاق في تكنولوجيا مؤسسة رقاقة LED بشكل أساسي في تحسين الطاقة الإنتاجية وتقنية نمو بلورات الياقوت كبيرة الحجم ، بالإضافة إلى الإنتاج الناجح لرقائق LED عالية الطاقة من رقائق الركيزة السيليكون 2 بوصة رقائق LED المستندة إلى الشركة في عام 2011. لم تحقق شركات الرقائق الصينية اختراقات كبيرة في مجال البحث عن مصابيح LED المستندة إلى GaN على ركائز السيليكون. في الوقت الحاضر ، لا تزال شركات شرائح LED في الصين تركز على الطاقة الإنتاجية ومواد الركيزة الصفراء وتقنية نمو الرقاقات. Sanan Optoelectronics ، و Dehao Runda ، و Tongfang حققت معظم عمالقة الرقاقات في البر الرئيسي اختراقات في الطاقة الإنتاجية.