成本下降给力 LED灯泡廉价时代即将到来
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成本一直是一个主要障碍,妨碍著人们购买高能效LED灯泡。现在,世界上最大的一家LED制造商欧司朗光电半导体公司(Osram Opto Semiconductors)表示,它已经完善技术,能显著降低LED的生产成本。
白色LED的制备,通常需要给蓝色氮化镓LED涂上黄色萤光粉。制造商通常会培育薄层氮化镓,是在昂贵的蓝宝石基质上进行。相反,欧司朗制备这种设备是在矽基板上进行。矽基板的成本是蓝宝石的三分之一多,甚至可以更便宜,因为可以制成更大的片材。
这家公司表示,它的矽基白色LED每瓦功率可产生127流明,电源效率为58%,可比蓝宝石上培育的最先进的商用LED。彼得·斯塔斯(Peter Stauss),是欧司朗的项目经理,他说,研究人员正在测试和优化这种设备,期望在未来两到三年开始销售它们。
欧司朗联合其他几家公司,力争把更便宜的矽基镓氮化发光二极管推向市场。中国晶能光电公司(Lattice Power)声称,已经开始商业化生产,使用的是相同的技术。上个月,加州(California)新创公司普瑞公司(BridgELux)宣布,已经与东芝合作,制备矽基发光二极管。与此同时,英国的普莱塞半导体公司(Plessey Semiconductors)计划在年底生产矽基氮化镓发光二极管,采用的技术来自剑桥大学(Cambridge University)校办企业凯姆加恩公司(CamGaN)。飞利浦和三星也表示,要致力于矽工艺。
欧司朗没有说,它的新型LED会便宜多少,但普瑞公司和普莱塞公司都声,这种矽工艺可以降低LED生产成本75%以上。普瑞公司还预测,它的工艺可以降低75瓦的同种LED灯泡的成本,现在卖到40美元,可降低到5美元以下。
与蓝宝石相比,制备大直径硅片更容易,也更便宜,这就可以削减成本。另一个吸引人的理由是,转向矽可以利用现有的机器,这些机器原先用来制作矽电脑芯片。普瑞公司已经演示了一些设备,就是在20厘米宽的硅片上培育的。
矽上培育氮化镓的挑战是,这两种材料扩大和收缩的速度不同。发光二极管是在高温下制备,材料冷却时,发光的氮化镓层就会裂开,这是因为与下面的矽的张力。为了解决这个问题,欧司朗和其他公司就培育另外的材料薄膜,如氮化铝镓,就围绕着氮化镓,这就可以平衡冷却过程中产生的张力。
虽然许多LED厂商都选择矽,但是,加利福尼亚州的新创公司扫拉公司(Soraa)却在使用氮化镓基板。这也减轻了两层晶体结构之间的不匹配,扫拉公司首席技术官迈克尔