國內(nèi)外照明光源的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
半導體照明光源發(fā)展到今天還有相當大的空間，最好的白光LED 已可與熒光燈相媲美，其作為第三代照明光源的地位已經(jīng)無庸置疑。需要從材料外延、芯片制作、器件封裝和應用等方面來提高流明效率、降低熱阻、延長使用壽命、增加顯色指數(shù)、降低制作成本等，著力開發(fā)其關鍵技術，早日達到200 lm/W 的目標，實現(xiàn)半導體照明。從國際范圍來看，美國、日本、歐盟作為先行者引領著半導體照明的技術潮流，并且申請了許多材料生長、管芯制作、后步封裝等相關核心技術專利，在占有市場優(yōu)勢的同時，在知識產(chǎn)權上也有相當?shù)膬?yōu)勢。而我國臺灣地區(qū)及韓國部分光電企業(yè)經(jīng)過發(fā)展也擁有了若干自主知識產(chǎn)權，并且以占有相當?shù)氖袌龇蓊~。相比之下，我國大陸的半導體照明產(chǎn)業(yè)近年來雖然備受關注，有了很大發(fā)展，但與國際領先團隊相比尚有較大差距。可以說，我國大陸的半導體照明在面臨機遇的同時，也存在著嚴峻的挑戰(zhàn)。如何實現(xiàn)半導體照明關鍵技術的大發(fā)展，突破國際知識產(chǎn)權封鎖，成功實現(xiàn)半導體照明的自主化，是國內(nèi)半導體照明相關行業(yè)、研究機構所面臨的共同問題。
目前，基于GaN 基功率型藍光LED 的白光照明技術，其國際最高水平流明效率已經(jīng)達到甚至超過了熒光燈，可以應用于包括家居照明在內(nèi)的諸多場合。如美國Cree 公司，其藍光功率型LED 在350 mA 注入電流下，輸出功率達到了370 mW，據(jù)此計算白光發(fā)光效率達85～90 lm/W 的水平。但該水平的LED 尚未大量生產(chǎn)，且價格十分昂貴。從表1 可以看到，市場普通白光LED 的流明效率還遜色于熒光燈，顯色指數(shù)也稍顯不足，并且器件價格偏高。提高器件的流明效率仍然是半導體照明應用面臨的主要挑戰(zhàn)。同時，降低器件熱阻，提高使用壽命，增加器件的穩(wěn)定性和可靠性，改善器件的顯色指數(shù)等也是需要研究的內(nèi)容。美、日、歐、韓等國自1998 年起相繼制定了各自的半導體照明技術研發(fā)計劃，提出了要在2020 年達到150～200 lm/W 的目標。我國也于2003 年6 月緊急啟動了“國家半導體照明工程”，以加速我國半導體照明技術的發(fā)展。
表1 市場上大功率白光LED 與傳統(tǒng)光源的性能比較
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