Китай

Китай
300 компаний делают светодиодные
источники света, частично с
серийным производством; часть
из них сертифицирована для
американского рынка.
100 компаний делают светодиоды
3 компании имеют эпитаксиальное
оборудование и производят
исходные структуры и чипы;
в 1-й компании – 8 эпитаксиальных
установок;
есть компания от фирмы
“SemiLEDs” (20 млн. СД в месяц)
Шоссейная дорога со светодиодными
осветителями (так сделано 600
км)
Мост через реку Янцзы
ЯПОНИЯ Международная Премия «Kyoto Prize» в
области высоких технологий по разделу «Электроника»
присуждена в 2009 г. профессору Исаму АКАСАКИ за
пионерские работы по созданию p-n- переходов в нитриде
галлия и за его вклад в разработку светодиодов синего
свечения.
• А.Э.Юнович, «Светотехника», 2010, №2, с. 65-66.
Развитие работ по нитридным полупроводникам в
мире, Конференции IWN-2008 и ICNS - 8
International Workshop on Nitride Semiconductors IWN-2008, October 6-10, 2008,
Montreux, Switzerland. ww.ledinside.com/IWN2008_20080721
Более 500 участников и около 200 студентов; 17 приглашенных докладов и 6
докладов о последних достижениях в первые дни семинара; более 150 устных
докладов на 7 секциях; около 300 стендовых докладов; 9 обзорных докладов по
тематике секций.
The 8th International Conference on Nitride Semiconductors, ICNS-8 (Южная Корея,
остров Жежу, октябрь 2009 г.) icns8.org/index.php
Организатором Конференции было «Society of LED and Solid State Light» Было
представлено более 230 приглашенных, обзорных и устных докладов, около
500 стендовых докладов. Около 15 – российские авторы.
Разделы: Подложки для нитридной эпитаксии; нитрид индия и твердые растворы
с большим содержанием индия; нитрид алюминия и твердые растворы с
большим содержанием алюминия; неполярные эпитаксиальные слои;
наноструктуры; новые физические идеи и приборы; оптоэлектроника –
физические явления и материалы; оптоэлектроника – технология и приборы;
электронные приборы.
От организатора следующего семинара профессора Ветцеля (C.Wetzel) получена
просьба рекомендовать доклады, которые могут быть приглашены на этот
семинар:
«International Workshop on Nitride Semiconductors IWN-2010, September 6-10, 2010,
Tampa, Florida, USA» . www.iwn2010.org
Принципиально решенные задачи
• Создано оборудование для массового производства
структур, чипов, светодиодов.
• Разработана технология роста гетеростуктур с квантовыми
ямами типа InGaN/AlGaN/GaN на подложках из сапфира и
SiC с внутренним квантовым выходом излучения до 80%.
• Разработаны методы увеличения оптического вывода
излучения из кристалла СД.
• Разработаны эффективные люминофоры для создания
«холодного», «нейтрального» и «теплого» белого свечения.
• Рекордные значения световой отдачи (при токе 350 мА):
209 лм/Вт в лабораториях,
100-110 лм/Вт в лучших промышленных,
60-80 лм/Вт в массовых коммерческих партиях.
Основные направления исследований и
разработок светодиодов
• Усовершенствование установок эпитаксиального роста
• Новые подложки для эпитаксиального роста структур.
• Совершенствование технологии роста гетероструктур
InGaN/AlGaN/GaN для большей однородности и большего выхода
годных приборов.
• Исследование механизмов тока и рекомбинации для уменьшения
падения эффективности при больших плотностях тока.
• Разработки эффективных люминофоров для улучшения световой
отдачи и цветовых характеристик белых СД.
• Разработка методов уменьшения теплового сопротивления и отвода
тепла от СД.
• Разработка эффективных источников питания, конструкций различных
светодиодных ламп.
• Исследование биофизических проблем восприятия светодиодного
освещения человеческим зрением.
• Выработка стандартов и норм светодиодного освещения.
• Автоматизация производства светодиодов и светодиодных ламп.
Исследования и разработки, необходимые для совершенствования
светодиодной технологии с целью с целью значительного удешевления
стоимости
(Solid-State Lighting Research and Development: Manufacturing Roadmap, Sept. 2009)
•
•
•
•
•
•
http://www.solidstatelightingdesign.com/
- Конференция на Тайване, январь 2010 г.
•
•
Улучшить понимание процесса роста
структур. Совершенствовать методы
контроля роста «in-situ».
Улучшать качество и совершенство
сапфира и SiC подложек.,
исследовать новые GaN и Si
подложки.
Однородность и воспроизводимость
структур.
Новые установки для эпитаксиального
роста. Объем и автоматизация
производства. Уменьшение времени
ростового цикла. (Доклады А.Гурария
и Ф.Шульте)
Обеспечить 2-кратное уменьшение
стоимости для оборудования каждые
5 лет.
Стандартизация параметров на
разных этапах.
Быстрые методы контроля.
Технология люминофоров и их
нанесения. Постоянество цветоваых
параметров.
Подложки для эпитаксиального роста структур –
сапфир, SiC, Si. Перспективы до 2016 г.
Подложки из
GaN и AlN,
выращенные хлоргидридным или
аммонотермальным
методом должны
обеспечить
меньшую плотность
дефектов и
дислокаций,
большую
эффективность и
долговечность;
возможность
кристаллографической ориентации
плоскости роста.
$10000@wafer
price
4-6 inch
C-plane
Non-polar
Bulk
(LPE, ammonothermal,
modified HVPE,
sublimation,
size new technique)
HVPE
size
2 inch
C-plane
(wafer to wafer process)
$100-$1000@wafer
International Workshop on Nitride Semiconductors, Montreux, Suisse, Oct. 2008
Доклады (часть) на Семинаре DOE SSL R&D
Manufacturing Workshop, April 21, 2010
•
•
•
•
•
Фирма GE Lumination LLC разрабатывает конструкцию СД с удаленным от
кристалла люминофором для улучшения цветовых характеристик белых СД
(Vio) despande_warmwhite__silicon_sanhose2010.pdf
Фирма Filips разрабатывает технологию изготовления СД c применением
эпитаксии на подложках из Si диаметром 150 мм; дешевле, по сравнению с
подложками из Al2O3 на 60% craven_silicon_sanhose2010.pdf и простые
методы оценки надежности и долговечности белых СД
hodapp_simplicity_sanhose2010.pdf
Фирма Osram разрабатывает методику улучшения модульных конструкций
СД светильников, в которой заменяется последовательно только наиболее
быстро изменяющийся элемент, без изменения остальных частей
levy_design_sanhose2010.pdf
Фирма Applied Materials, Inc усовершенствует установки для
эпитаксиального роста так, чтобы уменьшить разброс параметров СД по
пластине, между пластинами и от цикла к циклу
patibandla_nitride_sanhose2010.pdf
Фирма Ultratech разрабатывает автоматизированные методы литографии в
технологии «чипов» для СД hawryluk_litography_sanhose2010.pdf
……………
Экономические цели
• Американская программа предполагает увеличить
световую отдачу (с 2009 до 2020 г.) от 113 до 243
лм/Вт для холодных и от 70 до 234 лм/Вт для
теплых белых светодиодов.
• Стоимость электроэнергии предполагается
уменьшать от 25 до 1 $/клм для холодных и от 36
до 1.1 $/клм для теплых белых СД.
• Предсказывается, что световой поток от одного СД
будет увеличиваться в 20 раз за 10 лет и достигнет
10000 лм к 2020 г.
• Стоимость 1 клм - уменьшится в 10 раз за 10 лет и
может достигнуть 1-0.1 $/клм в 2020 г.