國內(nèi)外照明光源的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
半導(dǎo)體照明光源發(fā)展到今天還有相當(dāng)大的空間，最好的白光LED 已可與熒光燈相媲美，其作為第三代照明光源的地位已經(jīng)無庸置疑。需要從材料外延、芯片制作、器件封裝和應(yīng)用等方面來提高流明效率、降低熱阻、延長使用壽命、增加顯色指數(shù)、降低制作成本等，著力開發(fā)其關(guān)鍵技術(shù)，早日達(dá)到200 lm/W 的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明。從國際范圍來看，美國、日本、歐盟作為先行者引領(lǐng)著半導(dǎo)體照明的技術(shù)潮流，并且申請(qǐng)了許多材料生長、管芯制作、后步封裝等相關(guān)核心技術(shù)專利，在占有市場優(yōu)勢的同時(shí)，在知識(shí)產(chǎn)權(quán)上也有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。而我國臺(tái)灣地區(qū)及韓國部分光電企業(yè)經(jīng)過發(fā)展也擁有了若干自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并且以占有相當(dāng)?shù)氖袌龇蓊~。相比之下，我國大陸的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)近年來雖然備受關(guān)注，有了很大發(fā)展，但與國際領(lǐng)先團(tuán)隊(duì)相比尚有較大差距�？梢哉f，我國大陸的半導(dǎo)體照明在面臨機(jī)遇的同時(shí)，也存在著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如何實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明關(guān)鍵技術(shù)的大發(fā)展，突破國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)封鎖，成功實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明的自主化，是國內(nèi)半導(dǎo)體照明相關(guān)行業(yè)、研究機(jī)構(gòu)所面臨的共同問題。
目前，基于GaN 基功率型藍(lán)光LED 的白光照明技術(shù)，其國際最高水平流明效率已經(jīng)達(dá)到甚至超過了熒光燈，可以應(yīng)用于包括家居照明在內(nèi)的諸多場合。如美國Cree 公司，其藍(lán)光功率型LED 在350 mA 注入電流下，輸出功率達(dá)到了370 mW，據(jù)此計(jì)算白光發(fā)光效率達(dá)85～90 lm/W 的水平。但該水平的LED 尚未大量生產(chǎn)，且價(jià)格十分昂貴。從表1 可以看到，市場普通白光LED 的流明效率還遜色于熒光燈，顯色指數(shù)也稍顯不足，并且器件價(jià)格偏高。提高器件的流明效率仍然是半導(dǎo)體照明應(yīng)用面臨的主要挑戰(zhàn)。同時(shí)，降低器件熱阻，提高使用壽命，增加器件的穩(wěn)定性和可靠性，改善器件的顯色指數(shù)等也是需要研究的內(nèi)容。美、日、歐、韓等國自1998 年起相繼制定了各自的半導(dǎo)體照明技術(shù)研發(fā)計(jì)劃，提出了要在2020 年達(dá)到150～200 lm/W 的目標(biāo)。我國也于2003 年6 月緊急啟動(dòng)了“國家半導(dǎo)體照明工程”，以加速我國半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展。
表1 市場上大功率白光LED 與傳統(tǒng)光源的性能比較
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