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关于产业链论文范文 攀登LED产业链高端瓶颈待破相关论文写作参考文献

分类:职称论文 原创主题:产业链论文 更新时间:2024-02-05

攀登LED产业链高端瓶颈待破是适合产业链论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文,相关产业链分析开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。

在制造业普遍低迷的背景下,LED(Light-Emitting Diode,发光二极管)成为为数不多风景独好的产业之一.据高工-LED测算,2014年中国LED产业总产值规模已达到约3445亿元,同比增长31%.其中,LED上游外延芯片、中游封装、下游应用产值分别达到120亿元、568亿元、2757亿元,同 别增长43%、20%、32%.LED产业链企业数量超过2万家.

然而随着行业竞争的加剧,LED企业跑路、倒闭的情况时有发生,“整合”、“爆发”、“跨界”等词语也成为2014年LED行业的标签.和此同时,引领LED产业高速发展的驱动力之一——政府补贴或将取消的消息,也给LED产业的未来发展带来了重大不确定性.种种状况都预示着LED产业进入了充满变革的新阶段.

2015开年,蓝宝石LED材料外延及芯片技术斩获国家科学技术进步奖,鲜明的国家意志给LED行业打了一剂强心针,技术创新才是未来LED企业竞争力的关键,也是LED突破产业瓶颈,进行产业升级的关键.

我国LED产业现状

典型LED器件如右图所示,通常采用外延方法在衬底材料上生长出晶体缺陷密度低的LED器件层,通过光刻、刻蚀、溅射等半导体生产工艺得到一定的器件形状和构造,并形成良好的电接触膜,这就是LED芯片.对LED芯片进行封装,可以避免LED芯片受到外界损伤,并很好地导入电和导出发光,从而形成一个完整的LED产品.

LED结构主要为一个PN结,需要由稳定的P型和N型材料制成,如硅(Si)、锗(Ge)等通过掺杂磷(P)、砷(As)、锑(Sb),GaN,GaP,GaAs通过掺杂铟(In)等形成N型半导体;Si掺杂硼(B),GaN、GaP、GaAs等掺杂铝(Al)等形成P型半导体.另外,在PN结两边还需要电极材料,如采用ITO 等.

LED产业链主要包括衬底、外延、芯片、封装、应用等环节.具体剖析开来,LED产品的关键材料集中于衬底、外延芯片以及封装环节.

衬底材料

LED衬底材料众多,市场上大规模商用的LED衬底材料是GaAs、蓝宝石和SiC,同时Si衬底和GaN同质衬底也成为关注热点.

在GaAs领域,我国具有一定的实力,普亮红、黄光LED中目前衬底材料基本实现了国产化,而高亮度和超高亮度红光LED衬底材料主要依靠进口,和国际水平仍存在一定的差距.

蓝宝石衬底材料以其生产技术成熟、器件质量好、稳定性高、易于处理和清洗等优点,被国内企业广泛使用.然而,蓝宝石衬底也存在一些问题,首先蓝宝石衬底和GaN外延层的晶格失配和热应力失配较大;同时,蓝宝石的导热性能不是很好,会增加大功率LED器件封装散热成本.

为了提升器件的导热性和导电性,出现了SiC和Si衬底.SiC衬底材料的导热性能要比蓝宝石衬底高出10倍以上,同时这种衬底不需要电流扩散层,因此光不会被电流扩散层的材料吸收,有利于提高芯片的出光效率,但其制造成本非常高,产品价格差不多是同尺寸蓝宝石衬底的10倍.Si衬底材料质量高、尺寸大、材料成本低、加工工艺成熟,并具备良好的导电性、导热性和热稳定性等,但Si和GaN之间存在巨大的晶格失配度和热失配,同时Si对可见光吸收严重,LED出光效率低.

近两年,我国在Si衬底上生长GaN外延技术进展很快,尤其是在6英寸、8英寸等大尺寸Si衬底上生长GaN外延,可大幅降低LED芯片制造成本.目前看来Si衬底技术有望实现大规模商用.

此外AlN、ZnO等材料也可作为衬底,目前还处于实验室研究阶段.

我国用于制备红、黄光LED的GaAs/ AlGaInP/InP/GaP四元系衬底材料制备技术发展较为成熟,和国际水平差距较小.在GaAs衬底领域,中科镓英、中科晶电、国瑞电子、上海中科嘉浦、中国电子科技集团第46研究所等企业均已实现上述产品的量产,特别是中科镓英和中科晶电凭借突出的产品性价比,在国内GaAs衬底领域占有绝大部分市场份额.

我国相关企业应用于蓝、白光LED生长的蓝宝石衬底、SiC衬底和GaN衬底材料的性能指标和成品率仍然较低,材料生长专业人才也较为缺乏.但受市场和政策利好驱动,已有多家企业开始介入或宣布介入宽带隙衬底领域,逐步扩大资金投入和相关关键技术引进.

在蓝宝石衬底材料领域,我国代表企业有元亮科技、同人电子、协鑫光电、上城科技、吉星新材料、普吉光电、水晶光电、云南蓝晶、重庆四联光电、成都东骏、贵州皓天、九江赛翡、中镓半导体、哈工大奥瑞德、安徽康蓝光电、青岛嘉星晶电、山东天岳、山东元鸿等.

在SiC衬底领域,美国Cree几乎垄断了优质SiC衬底的全球供应,其次是德国SiCrystal、日本新日铁和日本东纤-道康宁公司,我国企业实力较弱.

外延材料

外延是LED器件核心环节,外延材料是由多层不同组分的材料构成,要求单层厚度一致,化学组分分布均匀,这对外延过程控制及设备提出了非常高的要求.外延生长过程中所涉及到的温度场、气流控制直接影响所LED芯片中局部成分和厚度的均一性,目前最为常用的方法还是MOCVD方法.由于这一环节对资金、技术、人才有很高的要求,进入门槛较高.

目前,我国和国际厂商相比,在外延材料生长技术方面和经验方面,无论是大功率产品还是小功率产品在发光效率上都存在一定的差距.从材料上看,在高亮度和超高亮度产品中,由于AlGaInP外延技术要求较低,目前国内从事这类外延生产的企业数量较多,产量较高.作为蓝光LED的主要材料GaN,在巨大的照明市场潜力拉动下,其外延片产量不断提高,且增速明显高于AlGaInP外延产品.

总结:该文是关于产业链论文范文,为你的论文写作提供相关论文资料参考。

参考文献:

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