随着2016的结束,LED也将彻底告别半导体舞台?
最近LED论坛很多,但是对很远的未来趋势说的多,真正讨论LED行业核心内涵的越来越少,进入初冬的十一月,中村修二教授在北京论坛提及三项重点LED产业新趋势,包括Micro LED、激光照明与LiFi,可能是因为LED这个行业已经很成熟了,这些技术感觉离我们很近,但其实很远很远,或许有必要跟大家说明未来LED的技术与产业趋势,让从事LED产业的朋友参考一下。
身为一个清醒的LED老兵,有些技术趋势与产品的未来方向我还是看得比较透的,我记得2014年参加完法兰克福照明展之后,当大家都在起哄智能照明的时候,我判断这是一个LED技术题材方面的炒作,绝对不会在短期内成为LED的主流。结果如我所料,智能照明到目前依旧是曲高和寡。"为赋新词强说愁"是目前论坛与媒体最大的特写,于是最近的论坛与媒体很精彩,有激光照明,LiFi与Micro LED给LED技术人员无限的希望,也有氮化镓高功率器件HEMT的热议给从事LED外延与芯片技术者另一个春天,有梦想是美好的,但是现实是残酷的,LED到底未来会是什么样?这个问题确实需要我们好好思考了。
1、LED是照明产业还是半导体行业?
LED到底是半导体产业还是照明产业,现在大家都有很深的困惑,依照我近日的观察,今年过后,LED已经彻底进入照明产业了,它的半导体产业特征越来越薄弱,要如何说明呢?我们可以从两个产业的特性来对比,我们先分别介绍这两个产业吧!
半导体产业的特征
我们知道IC有摩尔定律,这个定律预测集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一倍,微处理器的性能每隔18个月提高一倍,或价格下降一半。如下图一图二所示:
(图一,单位面积芯片的数目:微观的摩尔定律)
(图二,芯片效能与速度的摩尔定律)
摩尔定律到现在还是精确地预测IC芯片的技术走势,而集成电路相关产业也花大笔大笔的经费投入研发,做出效能与速度最好最快的处理器或内存芯片,所以我们几乎每年都会看到最新的电子产品更新换代,刺激年轻消费者的需求,这就是半导体产业最大的特征:投资→技术超越→电子产品更新换代→产品市场饱和→投资→技术再超越……
所以几乎每一到二年,我们的电子产品例如手机都会出新品,而新款手机的性价比都会比前一代高出30%到50%,这就是半导体产业,他是一直加速的汽车,几乎不愿意减速下来,因为减速意味着被淘汰,所以它是资金与人才缺一不可的产业,除了吸纳了大量的资金,也垄断了大量的人才。
同样的,在化合物半导体的LED有一个我们比较不熟知的海兹定律:
(图三,海兹定律)
如图三所示,这个定律预测LED的价格每10年将为原来的1/10,输出流明则增加20倍,如图三所示,从第一颗可见光红光商业化的1962年到现在,这个定律看似完美无缺的精准预测LED的技术与价格发展趋势。
自从1993年中村修二博士发明第一颗商业化蓝光LED之后,LED开始进入全彩时代,但是当时的LED价格高,亮度不亮,所以应用有限,经过七年的摸索, 这个行业慢慢转移到中国人手上,台湾是推动LED第一波高潮的推手,如图四所示,2000年到2008年,LED进入第一个黄金时期,技术进步是驱动LED成长的最大动力,第一波的激光切割技术大幅降低芯片成本,ITO透明导电层取代镍金透明电极的技术的导入,提高了一倍的亮度,LED进入背光时代。
(图四,2002年到2015年LED技术与市场应用趋势图)
2008年到2010年,图形衬底PSS技术的倒入,让大尺寸背光开始大量使用LED取代CCFL,LED的半导体属性达到高潮,技术人才奇货可居,中国大陆开始新一轮的疯狂投资,LED重心由台湾慢慢转移到中国大陆,一系列的技术都由台湾工程师带到大陆,台湾与大陆由分工关系变成竞争关系。
2014年到2016年对LED来说是由半导体高科技行业转变为照明产业的转折过渡的三年,由于欧美日韩台湾的企业因为中国大陆非理性的杀价竞争,结果对LED产业产生了不如归去之感,他们对LED技术的投资几乎是九牛一毛,很多企业几乎都要脱手放弃这个鸡肋,所以自从2014年科锐宣布303流明瓦的技术发布之后,欧美日韩台湾企业就很少有声音了,相对的,中国大陆的企业就活跃多了。
LED芯片技术的增长没有对海兹定律有多大的贡献,但是中国封装行业在成本上可以说花了很大的力气,硅胶国产化导致胶水成本的急速降低,LED器件的电流密度提高三倍的大电流over drive驱动灯珠大幅度降低成本,合金线,镀钯铜线的使用让成本又降低了一定的比例,中国LED厂家为了降低成本