此文發(fā)表于《LED照明與顯示》2011年第2期
自2005年起,工業(yè)和信息化部便開始了半導(dǎo)體照明行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。今年1月份,發(fā)布了《半導(dǎo)體光電子器件功率發(fā)光二極管空白詳細(xì)規(guī)范》等共9項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),對LED照明燈具生產(chǎn)到銷售整個環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范。LED燈憑借其在節(jié)能、使用壽命、發(fā)光亮度等方面的巨大優(yōu)勢,被譽(yù)為繼白熾燈、鹵素?zé)簟晒鉄糁蟮牡谒拇庠?。在汽車照明、景觀照明、道路照明、礦山作業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。正是看到了LED燈的廣闊前景,近年來,我國LED企業(yè)數(shù)量呈幾何層級增長。相關(guān)數(shù)據(jù)表明,目前,我國LED企業(yè)已突破3000家,我國已成為全球最大的LED節(jié)能燈生產(chǎn)國。
在參與LED照明產(chǎn)品的研發(fā)到生產(chǎn)的過稱中,我們歷經(jīng)3年之久,經(jīng)過無數(shù)的展覽會和實(shí)地考察,對產(chǎn)品和行業(yè)內(nèi)的一些情況有了一些了解,從大功率LED路燈開始一直做到小功率的室內(nèi)照明燈,部分產(chǎn)品性能達(dá)到比較理想的程度。同時(shí)對LED產(chǎn)業(yè)有了一些粗淺認(rèn)識,對行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展做個初探,以共同促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。
一、LED發(fā)光二極管
LED作為固態(tài)的半導(dǎo)體發(fā)光器件,是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的元件,它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光、節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理,采用電場發(fā)光,固態(tài)封裝。發(fā)光二極管主要是由III-V族化合物,如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導(dǎo)體制成的構(gòu)成。
二、LED發(fā)光二極管的歷史:
LED發(fā)光二極管最早進(jìn)入中國是在1978年,在進(jìn)口的錄音機(jī)上用于顯示音量的大小,收藏的幾只紅色直徑3mm樣品,現(xiàn)在成了古董了。1994年前有紅、黃、黃綠幾種顏色,沒有藍(lán)色、綠色、白色。1994年日本日亞公司的中村先生,采用了被人們放棄的一個方案,在實(shí)驗(yàn)室做出了藍(lán)光LED發(fā)光二極管,高亮度的綠光LED發(fā)光二極管于1998年底進(jìn)入市場,LED基本顏色全部完成,應(yīng)用在城市交通信號燈上面,獲得成功。2000年以后的發(fā)展史,大家都比較清楚。普遍使用的小功率貼片LED發(fā)光二極管,代表是3528,5050、3020等,主要用在室內(nèi)照明,大功率代表是1W發(fā)光二極管,幾十到幾百瓦集成的LED、主要用在室外照明。
三、LED照明存在的問題:
1、國內(nèi)企業(yè)沒有核心技術(shù)
LED行業(yè)的上游的芯片絕大部分核心專利被國外的廠商所掌握,隨工藝、數(shù)量增長、采用更大尺寸晶圓片,每年成本以20%速度降低,光效也以20%的速度提升。雙重作用下,LED照明燈具的成本在逐年下降,但還沒有到市場能夠完全接受的程度。
2、燈具外觀
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在燈具總成本中大概占20%,,如何創(chuàng)新、設(shè)計(jì)更合理是需要研究的課題。
3、LED應(yīng)用產(chǎn)品散熱難
散熱成本維持在總成本的20%以下,一是導(dǎo)熱,LED芯片與外散熱器件路徑越短越好,二是散熱,熱阻越小越好,要有足夠的散熱傳導(dǎo)路徑。這部分對于絕大多數(shù)企業(yè)還是問題,尤其是120瓦以上的大功率照明燈具。