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方大研制成功大功率高亮度半导体芯片
http://cn.newmaker.com 4/2/2004 10:08:00 AM  佳工机电网
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3月23日,在上海举行的“2004中国(上海)国际半导体照明论坛”上,大功率高亮度半导体芯片引起了国内外专家的高度关注。这种芯片由方大集团股份有限公司研制成功,并拥有自主知识产权。该项技术是我国“十五”国家重大科技攻关项目,达到了当今半导体芯片先进水平,对加速启动国家半导体照明工程具有重要意义。

半导体照明是新近兴起的绿色光源,具有高效、节能、寿命长、免维护、环保、多色彩等优点。以第三代半导体材料氮化镓(GaN)材料作为半导体照明光源,在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/8—1/10,寿命可以达到8万小时以上。一个半导体灯正常情况下可以使用50年,即使长命百岁的人,一生最多也就用2只灯。目前我国一年照明耗电量超过2,000亿千瓦时,占全国用电总量的12%。据最新的市场调查报告估算,到2007年,全球高亮度发光二极管市场达44亿美元,到2010年后,全球每年可节电18万亿度,每年减少二氧化碳排放量达3.6万吨。

随着技术的提升,亮度的提高,光色的丰富和显色性能的改善等,半导体照明材料和器件的应用领域正逐渐从作为辅助照明光源向通用大范围照明光源扩展,在全彩显示屏、交通信号灯、汽车车灯、背景光源、景观照明、军事及其它应用等领域都有着广泛的应用。又随着半导体照明材料和器件朝向现代化规模化生产发展,标准化照明光源将逐步被广泛的消费市场接受。半导体照明将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次革命。

方大集团2000年起开始进军氮化镓(GaN)基半导体产业,利用国家863计划高技术成果,开发、生产具有自主知识产权的氮化镓(GaN)基半导体芯片。方大集团已累计投资2亿多元人民币,形成了年产2英寸氮化镓(GaN)外延片35,000片和600kk芯片的生产能力。在4年多的研发和产业化过程中,方大集团积累了大量宝贵的外延片、芯片、荧光粉、白光LED及其应用产品的研究、开发和生产经验,形成了持续的技术创新和新品开发能力,取得了一系列重大技术突破和自主知识产权。

大功率高亮度半导体芯片是实现半导体照明的关键。为了提高半导体照明发光强度,方大集团的技术专家通过改善发光和出光效率,以提高器件电流来解决单一芯片的光通量,有效解决了高电流驱动、散热、出光效率和可靠性等技术难点。同时采用独特的底板和芯片设计原理,结合先进的外延特点,使用倒装焊技术,使量子效率得到了极大的提高,成功解决了反向漏电流随芯片尺寸增加而增加的技术难题,使半导体照明用的大功率高亮度芯片成为现实。据原型芯片数据显示,芯片正常工作在1,000mA的驱动电流下,产生约1,500mcd的亮度,主波长为455nm,达到了世界先进水平。大功率高亮度半导体芯片不仅具有高效、节能、寿命长等优点,而且大幅改善电流分布,使热源发布和发光强度更加均匀。

目前,我国大功率高亮度芯片均依靠进口。据赛迪顾问调查数据显示,2002年我国进口高亮度发光芯片数量及规模分别为47亿颗和7.1亿元,较2001年分别增长28.5%和22.4%。2008年北京奥运会以及2010年上海世博会将会带动城市景观照明市场的发展,也将给我国高亮度芯片市场带来新的发展契机。方大集团研制成功大功率高亮度半导体芯片,将改变我国半导体照明产业核心技术由国外把持的局面,促进和带动了我国半导体照明产业实现历史性跨越。

鉴于半导体照明产业令人鼓舞的发展前景,在欧、美、日相继提出半导体固态照明发展国家计划后,我国也启动了“国家半导体照明工程”。2004年3月,国家半导体照明工程协调领导小组办公室将方大集团的“大功率高亮度半导体芯片产业化关键技术”作为国家“十五”重大科技攻关项目“半导体照明产业化技术开发”课题立项。可以预测,半导体照明材料和器件将凭着高效、节能、环保、使用寿命长、易维护等独特优势,成为新一代绿色照明光源,是未来在能源和环保领域真正实现可持续发展的关键性技术、产品和工业化体系。研究和开发高效半导体照明材料和器件不仅具有重大的社会效益,还有庞大的经济价值。

方大集团通过承担国家重大科技攻关项目,以及在大功率型高亮度半导体芯片所取得的突破性成果,确立了其在国内的领先地位,并为今后在技术和产业化上的迅速发展创造了条件。

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