|
半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)用于照明,具有壽命長(zhǎng)、能耗低、發(fā)光利用率高、穩(wěn)定性好、維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),是一種高效的綠色光源, 所以半導(dǎo)體照明被認(rèn)為是人類照明史上繼白熾燈和熒光燈之后的又一次飛躍。歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家都制定了相應(yīng)的半導(dǎo)體照明發(fā)展計(jì)劃。我國(guó)也非常重視半導(dǎo)體照明技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,2003年6月,科技部、信息產(chǎn)業(yè)部和國(guó)家發(fā)改委共同成立了國(guó)家半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組,正式啟動(dòng)"國(guó)家半導(dǎo)體照明工程"?萍疾苛㈨(xiàng)實(shí)施了國(guó)家"十五"科技攻關(guān)計(jì)劃重大項(xiàng)目"半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)"。信息產(chǎn)業(yè)部和國(guó)家發(fā)改委等部門和有關(guān)地方政府也分別提出和實(shí)施了發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的計(jì)劃。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速 但產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平亟待提高
目前,半導(dǎo)體普通照明存在著價(jià)格高和相比熒光燈較低的亮度,還有發(fā)光效率、光色和使用壽命等問題,但是目前在某些領(lǐng)域,如信號(hào)指示燈、礦燈、戶外顯示、景觀照明,半導(dǎo)體照明還是具有較高的性價(jià)比,特別是手機(jī)液晶屏的背光源,基本上大部分是半導(dǎo)體發(fā)光二極管做成的背光源模塊。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,較大液晶屏的背光源將越來(lái)越多地使用超亮度半導(dǎo)體發(fā)光二極管模塊。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì),2005年-2010年全球LED照明市場(chǎng)規(guī)模將超過10億美元。
半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)涉及光電產(chǎn)業(yè)和照明產(chǎn)業(yè),其產(chǎn)業(yè)鏈包括襯底材料制備、外延生長(zhǎng)芯片和器件的封裝,還包括熒光粉的制備和模塊的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì),用于照明的各種模塊和燈具設(shè)計(jì)和制作。
目前我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)雖然進(jìn)步加快,但和國(guó)外相比仍存在較大差距。在大功率LED封裝領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究開發(fā)方面尚處于起步階段,競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力較弱。而大功率LED用外延片和芯片,還處于研發(fā)階段,離 產(chǎn)業(yè)化水平相距甚遠(yuǎn)。
我國(guó)相關(guān)科研和生產(chǎn)單位正在有針對(duì)性地加大對(duì)超高亮度LED高檔芯片和大功率外延片、芯片的研發(fā)工作,提高大功率LED封裝的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度。為避開現(xiàn)有國(guó)外LED核心專利技術(shù),正在研究開發(fā)多種技術(shù)方案和技術(shù)路線,以擴(kuò)大擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果。同時(shí),在應(yīng)用方面,我國(guó)正大力開發(fā)和推廣LED的應(yīng)用范圍,擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)化規(guī)模,逐步建立并完善LED產(chǎn)業(yè)鏈。
半導(dǎo)體照明 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)急需建立
作為半導(dǎo)體發(fā)光二極管,IEC半導(dǎo)體器件技術(shù)委員會(huì)(TC47)已經(jīng)制定的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容包括總規(guī)范、額定值和特性、分規(guī)范、顯示用發(fā)光二極管空白詳細(xì)規(guī)范、測(cè)試方法以及環(huán)境、耐久性和機(jī)械試驗(yàn)方法等方面,但這些標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光二極管顯示器件而制定的。作為照明用的大功率、高亮度的發(fā)光二極管,相關(guān)產(chǎn)品規(guī)范和測(cè)試方法與用作顯示時(shí)有很大不同,如色度和色溫的測(cè)量、熱阻的測(cè)試、可靠性、產(chǎn)品規(guī)范中的抽樣要求和相關(guān)考核等問題。作為照明光源,國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)已制定和正在制定的關(guān)于半導(dǎo)體照明方面的標(biāo)準(zhǔn)有:白光LED光源的顏色重現(xiàn)和LED的強(qiáng)度、光學(xué)特性和光度學(xué)特性的測(cè)量方法。IEC燈泡及有關(guān)設(shè)備技術(shù)委員會(huì)(TC34)則從LED應(yīng)用于照明方面的燈具支架和控制裝置提出了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。因此,在國(guó)際上,應(yīng)用于照明的半導(dǎo)體發(fā)光二極管的標(biāo)準(zhǔn)并不完善,急需加緊制定。
半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片的外延生長(zhǎng)、材料、工藝、設(shè)備及貯運(yùn)等方面有SEMI標(biāo)準(zhǔn)可供采用,但是否滿足生長(zhǎng)大功率、高亮度半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片所要求的材料和工藝,還需要加以研究確定。
我國(guó)已為作為光電子器件的LED制定了一些標(biāo)準(zhǔn),對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體發(fā)光二極管產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著巨大的推進(jìn)作用。但隨著技術(shù)的進(jìn)步,應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,一些標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)內(nèi)容落后,如半導(dǎo)體發(fā)光器件測(cè)試方法,20年前制定后一直沒有修訂,已經(jīng)滿足不了超亮度發(fā)光二極管產(chǎn)品的需要。在芯片作為產(chǎn)品交貨時(shí),缺乏相應(yīng)的技術(shù)要求來(lái)規(guī)范產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)和性能要求?傮w來(lái)看,半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)急需制定。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì),下一步開展的標(biāo)準(zhǔn)制定工作有:
一、形成符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新需求的標(biāo)準(zhǔn)體系,制定標(biāo)準(zhǔn)體系框架,編制出綜合標(biāo)準(zhǔn)體系表,并根據(jù)體系表編制和實(shí)施綜合標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃;
二、充分考慮國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)水平,借鑒國(guó)外相關(guān)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),制定出具有配套性、協(xié)調(diào)性和適時(shí)性的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),從而對(duì)規(guī)范半導(dǎo)體照明技術(shù)創(chuàng)新、保證產(chǎn)品質(zhì)量和推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步起到重要作用;
三、大力推進(jìn)半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,大力推動(dòng)我國(guó)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力,培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)化高級(jí)人才,從而具備參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制訂的能力。
標(biāo)準(zhǔn)建設(shè) 重點(diǎn)解決三大問題
標(biāo)準(zhǔn)體系如何建立 作為普通的LED器件,國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)體系按照IEC的標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)基本建立。這個(gè)體系由名詞和文字符號(hào)、總規(guī)范、分規(guī)范、空白詳細(xì)規(guī)范、測(cè)試方法、額定值和特性、機(jī)械和環(huán)境適應(yīng)性,以及具體產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范等組成,符合IECQ電子元器件質(zhì)量評(píng)定體系。這是半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ),但是由于照明用的LED具有自己明顯的技術(shù)特點(diǎn),如何在原有的體系中納入照明標(biāo)準(zhǔn)涉及的技術(shù)內(nèi)容,并與各種照明應(yīng)用產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)如交通、鐵路、城建和建筑等方面的標(biāo)準(zhǔn)配套和協(xié)調(diào),將是一個(gè)重要的問題。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的組織協(xié)調(diào)
目前在半導(dǎo)體照明領(lǐng)域,由于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還處在半導(dǎo)體發(fā)光二極管的性能提高和有限應(yīng)用的初始階段,主要參與者是發(fā)光二極管的光電子器件生產(chǎn)制造企業(yè),從事燈具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的企業(yè)很少。作為產(chǎn)業(yè)主管部門的信息產(chǎn)業(yè)部成立了半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組,大力推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定,符合目前的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。但是燈具制造企業(yè)和照明標(biāo)準(zhǔn)化組織越早參與,對(duì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也越有利,這樣可以充分吸收燈具制造方面的技術(shù)和設(shè)計(jì)要求,促進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定,更加推動(dòng)半導(dǎo)體照明的應(yīng)用領(lǐng)域。
標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研發(fā)的結(jié)合問題
過去,往往是技術(shù)成熟以后,產(chǎn)品已經(jīng)上市,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)才開始制定,用來(lái)規(guī)范市場(chǎng)。但是,隨著技術(shù)的進(jìn)步,技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品上市的步伐加快,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)間也大大提前,往往在技術(shù)研發(fā)過程中就已經(jīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定。一些企業(yè)在開發(fā)出核心專利以后,積極推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的制定,這樣擁有技術(shù)的企業(yè)有更多話語(yǔ)權(quán),就有更大可能把專利固化寫進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)中,從而獲得更多的利益。目前半導(dǎo)體照明的核心專利主要掌握在日本、歐美等國(guó)外的大公司手中。另外一方面,標(biāo)準(zhǔn)的制定過程是對(duì)公開技術(shù)的消化和吸收,也是自有技術(shù)的固化過程,這是技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的必要過程。同時(shí),標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研發(fā)的緊密結(jié)合,也才能大力推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的制定。在半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域,制定標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研發(fā)之間的關(guān)系還需要進(jìn)行更多具體研究。希望在開展半導(dǎo)體照明技術(shù)的研究以及產(chǎn)品的研發(fā)時(shí),政府、科研單位和企業(yè)更加關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研發(fā)之間的結(jié)合問題。
相關(guān)鏈接
國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制定組織已經(jīng)建立
由于半導(dǎo)體照明是半導(dǎo)體光電子器件,又是用作照明的光源。因此標(biāo)準(zhǔn)制定的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織主要有國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)、國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備與材料組織(SEMI)和國(guó)際照明委員會(huì)(CIE),其中IEC有IEC/ISOTC47和IEC/ISO TC34兩個(gè)技術(shù)委員會(huì)。
國(guó)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織有:全國(guó)半導(dǎo)體器件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國(guó)照明電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國(guó)稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。針對(duì)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,信息產(chǎn)業(yè)部組織成立了半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組,專門負(fù)責(zé)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。該標(biāo)準(zhǔn)工作組采取開放式原則組建,國(guó)內(nèi)產(chǎn)、學(xué)、研、用企事業(yè)單位、科研院所和大專院校均可參加。目前該工作組有成員40多家,涵蓋了產(chǎn)業(yè)鏈上的芯片制作、器件封裝、熒光粉制備和應(yīng)用產(chǎn)品制造等各方面的單位。該標(biāo)準(zhǔn)工作組的任務(wù):聯(lián)合國(guó)內(nèi)社會(huì)各方面力量,組織開展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)鏈中材料、芯片、二極管及模塊的測(cè)試方法、名詞術(shù)語(yǔ)和符號(hào)、可靠性試驗(yàn)等方面的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)產(chǎn)品規(guī)范的研究制定,以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的編制工作。
|