面對這兩大技術(shù)難點(diǎn)，晶能團隊的辦法是：采用多種緩沖層來(lái)緩解應力，以及多種復雜的位錯過(guò)濾層來(lái)降低位錯密度。
陳振博士表示，目前硅襯底的光效已經(jīng)可以做得和藍寶石一樣好。晶能硅襯底LED研究水平達到了160lm/W，生產(chǎn)水平達到了145lm/W，這也是目前國際上的最高水平。
突圍國際專(zhuān)利壁壘
硅襯底完整的專(zhuān)利保護是未來(lái)我國LED面臨專(zhuān)利風(fēng)險的有效武器。陳振博士認為，硅襯底LED技術(shù)從襯底源頭上避開(kāi)了藍寶石襯底和碳化硅襯底技術(shù)路線(xiàn)所形成的國際專(zhuān)利圍剿，可從小功率LED芯片技術(shù)到高難度的大功率LED芯片技術(shù)，形成自有的專(zhuān)利體系。晶能光電圍繞硅襯底LED技術(shù)已經(jīng)申請或授權國際國內專(zhuān)利230多項，其中美國發(fā)明專(zhuān)利29項、歐洲43項。“這對于我們規避?chē)獯髲S(chǎng)的專(zhuān)利訴訟是有效的武器。”陳振博士如是說(shuō)。
目前，全球LED產(chǎn)業(yè)格局成美國、亞洲、歐洲三足鼎立之勢，美國的CREE、歐洲的歐司朗、飛利浦(PhilipsLumileds)、日本的日亞化學(xué)、豐田合成等五大廠(chǎng)商，掌控了全球LED市場(chǎng)，壟斷了GaN基藍光LED、白光LED的核心技術(shù)和專(zhuān)利。這些廠(chǎng)商為了維持競爭優(yōu)勢、保持自身市場(chǎng)份額而申請的專(zhuān)利，幾乎覆蓋了原材料、設備、封裝、應用在內的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。此外，廠(chǎng)商間通過(guò)專(zhuān)利授權和交叉授權來(lái)進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)，不僅阻礙了新進(jìn)入者的產(chǎn)生，也在一定程度上增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
中國作為L(cháng)ED行業(yè)的后來(lái)者，雖然擁有龐大的企業(yè)數量，但上游的襯底芯片企業(yè)占比少，加起來(lái)不超過(guò)100家，且沒(méi)有獲得核心技術(shù)，專(zhuān)利申請數量也少，企業(yè)規模較小時(shí)尚不足引起國外巨頭的關(guān)注，一旦規模做大，專(zhuān)利問(wèn)題則無(wú)法規避。早前日亞化學(xué)與CREE的專(zhuān)利糾紛，結束了其一家獨大的競爭格局。雖然目前很多專(zhuān)利面臨到期問(wèn)題，為中國企業(yè)提供了一個(gè)購買(mǎi)核心專(zhuān)利的契機，但這畢竟不能當作救命稻草。
因此，開(kāi)發(fā)并建立一套具有自主知識產(chǎn)權的專(zhuān)利體系，不但可成為企業(yè)發(fā)展的基礎，也可以為中國企業(yè)未來(lái)的發(fā)展打破專(zhuān)利壁壘。從這個(gè)意義上講，硅襯底的研發(fā)，已不僅僅是單純的技術(shù)研發(fā)了，更是為中國LED企業(yè)的未來(lái)發(fā)展鋪路。
有望助力LED產(chǎn)業(yè)轉型升級
從生產(chǎn)角度看，硅襯底大尺寸可借用人類(lèi)經(jīng)過(guò)多年技術(shù)積累發(fā)展出來(lái)的硅集成電路生產(chǎn)工藝來(lái)制作LED，從而大幅度提高自動(dòng)化程度，同時(shí)由于最大限度的降低了人員的參與，芯片的可靠性、一致性和良率都會(huì )大幅度提高，還可以降低人工成本，降低LED綜合成本20-30%，這對于整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)革命性的顛覆。
此外，硅襯底上氮化鎵功率器件也是很重要的一個(gè)應用領(lǐng)域，有望超越傳統的功率器件開(kāi)拓出一個(gè)新的應用領(lǐng)域。以氮化鎵為代表的第三代半導體一個(gè)主要特點(diǎn)就是禁帶寬度寬。這個(gè)特點(diǎn)使得其制作的器件具有擊穿電壓高、電流密度大、工作溫度高等優(yōu)點(diǎn)，因此在大功率、高溫電力電子器件應用方面性能遠優(yōu)于傳統的硅和砷化鎵基電子器件。其應用范圍將涵括電腦，手機，數碼相機，電源，電機，UPS，電動(dòng)汽車(chē)，基站，電廠(chǎng)等。采用硅來(lái)作為氮化鎵電子器件的襯底已經(jīng)是國際共識，主要是由于硅具有其他襯底材料無(wú)可比擬的成本優(yōu)勢。
說(shuō)起硅襯底的未來(lái)，陳振博士談到：“希望通過(guò)導入硅襯底，從本質(zhì)上改變LED行業(yè)的技術(shù)，使得GaNLED從一個(gè)半自動(dòng)化的、人力密集型的產(chǎn)業(yè)升級成為和現代集成電路工藝相當的高自動(dòng)化、高精度的半導體行業(yè)。希望新技術(shù)同時(shí)帶來(lái)低成本和高控制精度，最終形成一個(gè)標準的制造業(yè)。
