厦门乾照光电技术总监陈凯轩： 行业将朝着“长、短、大、小”四个方向发展

厦门乾照光电股份有限公司技术总监陈凯轩

 

厦门乾照光电股份有限公司

 

厦门乾照光电股份有限公司成立于2006年，是国内领先的全色系超高亮度发光二极管外延片及芯片生产厂商，总部坐落于美丽的厦门。2010年登陆深圳创业板上市，股票代码300102，是国内首家LED芯片行业自主上市的企业。产业化基地分布在厦门、扬州、南昌，拥有国家企业技术中心及国家博士后科研工作站，承担国家重点研发计划、国家“863计划”、国家火炬计划等多项重大课题。被授予国家火炬计划重点高新技术企业、中国光电行业“影响力企业”、国家知识产权示范企业等荣誉。乾照光电主要从事全色系超高亮度LED外延片、芯片、高性能砷化镓空间太阳电池外延片、Mini-LED/Micro-LED以及VCSEL等 器件的研发、生产与销售，产品性能指标居国际先进水平。目前公司拥有超过19万平方米的现代化洁净厂房，上万台（套）国际最先进的外延生长和芯片制造等设备。

 

提问解答

 

CSC：在2023年，请您展望一下 行业的发展趋势？在新的一年有哪些可以预见的突破或创新？

行业将朝着“长、短、大、小”四个方向发展。

长：在激光雷达等领域，为了提高探测距离并减小对人眼的伤害，半导体激光器和探测器将逐步向长波长的方向拓展。

短：在杀菌消毒领域，为了提高杀菌效率，UVC LED从280nm和275nm向265nm甚至222nm的短波长方向拓展。265nm的UVC LED杀菌效率最高，并且杀菌效率随着波长的增加或减小而迅速降低（在相同的辐照剂量下，265nm的UVC LED比275nm的UVC LED杀菌效率高20%，比波长280nm的UVC LED杀菌效率高43%）。

大：伴随着新能源汽车行业的发展，LED向着大功率照明（汽车前大灯）、功率器件向着大功率电驱（大功率快充）的方向发展。

小：LED显示器件从传统显示屏朝着Mini-LED、Micro-LED这样越来越小的微缩化方向发展。

CSC：过去的一年里，在 领域，有哪些令您记忆犹新的时刻？这些事件对行业产生了哪些影响？

2014年诺贝尔物理学奖获得者Hiroshi Amano教授带领的研究团队首次成功实现了室温条件下AlGaN深紫外激光器的连续输出。这项突破距离GaN蓝光激光器问世已过去27年，由此可见其难度之高。这项研究是半导体激光器在全波段拓展进程中的一个重要里程碑。

CSC：UV-LED及Microled是氮化物光电领域产业的2大增长点，备受产业、资本关注，不过在技术、应用或市场层面，还有很多挑战，请谈谈未来UV-LED及Microled相关技术和产业化的发展趋势？

在深紫外UVC LED领域，学术界和产业界仍在为提升UVC LED的光电转换效率而持续努力，目前规模量产的平均水平大约在3-4%左右，预计2023年可达到4-5%的量产水平。随着UVC LED电光转换效率的提升，其市场应用也将逐渐从小功率的表面杀菌（如杀菌棒等消费级产品）向大功率表面杀菌（如冷链物流等）和流体杀菌（如中央空调、商用净水等）领域渗透。在外延生长方面，采用nPSS衬底和高温退火（HTA）技术制备高质量AlN和AlGaN外延层成为近几年的研究热点之一，但受制于成本方面的原因目前尚未大规模导入量产，未来在产业链上下游的共同努力下或许能够逐渐规模化量产。此外从目前的2英寸衬底升级到4英寸衬底也是进一步降低UVC LED生产成本的途径之一。在芯片制备方面，理论上“透明P型层+反射电极”可以有效提升出光效率（LEE），但实际上如何生长透明P型层并与反射电极形成良好的欧姆接触，则需要外延端和芯片端共同努力攻克诸多难题。在封装方面，随着UVC-LED逐渐从小功率器件向大功率器件方向发展，如何解决散热、透光、气密性、可靠性等技术问题，并在性能和成本之间取得平衡，将成为封装厂需要重点考虑的课题。在应用方面，UVC LED将逐步从面向消费者的To C市场（主要是小功率的表面杀菌）逐步进入面向商业应用的To B市场及面向公共领域的To G市场（主要是中大功率的表面杀菌及流体杀菌），或许可以借鉴当年类似“十城万盏”这样的公共工程进行普及推广。

在Micro-LED领域，将有越来越多的企业推出搭载Micro-LED的显示产品，并且产品的成本和价格将越来越亲民。在外延生长方面，氮化物InGaN红光LED将继续成为Micro-LED的研究热点之一，但目前氮化物InGaN红光LED的半波宽（FWHM）仍然远大于传统磷化物AlGaInP红光LED，并且其电光转换效率仍然较低，期待在2023年能够在这方面有所突破。在芯片制备方面，如何降低表面复合（surface recombination）对器件光效的影响，仍然是业界在努力解决的问题，更好的表面钝化处理将是可能的解决方案之一。在巨量转移和巨量修复方面，业界已逐渐把目光聚焦到激光的解决方案上，我们将看到有越来越多的国产设备厂商参与其中，这对产业的发展将有极大的促进作用。