芯片厂扩产与大电流驱动LED芯片

1. 背景：芯片厂扩产

　　按照晶元公司的预测，(1)如果LED液晶电视占液晶电视市场份额的10%，则目前全世界的LED芯片厂的产能将供不应求(这一预测现在已被证实);(2)照明市场更大，如果全世界的白炽灯100%的被LED灯替换，则LED照明对LED芯片的需求是LED液晶电视对LED芯片的需求的100倍，即使10%的白炽灯被LED灯替换，对LED芯片的需求也是LED液晶电视需求的10倍。比较乐观的估计是，在未来1至2年内，LED将大举进入照明。

　　因此，一方面，各个LED芯片公司都在扩产，另一方面，其他资金也大量进入LED芯片产业。例如，韩国的三星公司采购了大量的外延设备MOCVD。

　　瓶颈在于，外延设备厂的扩产速度有限(据报道，世界两大MOCVD生产厂家预计到今年底，产能增加1倍)，蓝宝石衬底厂的扩产速度有限(目前，合格的蓝宝石衬底的生产厂家的数量屈指可数)。外延设备厂和蓝宝石衬底厂的扩产速度远远达不到LED照明对LED芯片的需求的增加的速度。其他的芯片设备和原材料的供应都会出现紧张。

　　如何在未来的几年内扩大设备厂的产能和原材料厂的产能以满足LED照明对LED芯片的需求呢?

　　2. 一种缓解的方法：大电流驱动的LED芯片

　　缓解的方法之一是：研发并在1至2年内生产可以采用大电流驱动的LED芯片，使得一个芯片发出的光通量相当于数个传统的LED芯片的光通量。

　　大电流驱动的LED芯片的优势如下：

　　(1)相当于LED芯片的价格降低到原有芯片的几分之一，更有利于LED照明的推广。(2)相当于现有产能提高了几倍，而没有增加极其昂贵的设备投资，降低风险。(3)提高了新扩产的设备的生产能力。

　　为了更直观的理解这一缓解的方法，引入两种芯片产能的定义：

　　(A)“芯片产能”。

　　(B)“lm产能”，即，采用lm数量来计算芯片厂的产能，因为照明灯具的要求是采用lm(或lux)数来计算，而不是灯具所使用的芯片的数量来计算，这有些像发电厂的产能是按发电量计算的一样。

　　例如，一个芯片厂的“芯片产能”是：月产100 kk的45mil芯片。

　　如果每个芯片封装后在350mA驱动下发出100 lm的光，可以说该厂的“lm产能”是10 kkk lm。但是，如果每个芯片封装后在更大电流驱动下发出300 lm的光，可以说该厂的“lm产能”是30 kkk lm。然而，按照350mA驱动的100 lm的LED芯片，为了达到30 kkk lm的“lm产能”，则需要的“芯片产能”是：月产300 kk的350mA驱动的45mil芯片。

　　对于上面的例子，这相当于：

　　(1)大电流驱动的芯片的每lm光通量的成本减低到原来的1/3; (2)芯片厂家的“lm产能”提高了3倍，但是，芯片厂家的“芯片产能”没有增加，因而，没有增加数目巨大的设备投资，节省了扩产月产200 kk 的“芯片产能”的巨额投资; (3)也节省了月产200 kk的350mA驱动的芯片的外延生长和芯片工艺的原材料费用。

　　即缓解了对设备厂商的压力，也缓解了对原材料(包括蓝宝石衬底)的需求。

　　如果能采用更大的电流(例如，数安培量级的电流)驱动，则优势更大。

　　韩国的三星公司采购了大量的外延设备这一消息被多次引用，但是，没有引起广泛注意的是，三星公司正在与他人合作研发大电流驱动LED芯片，并且已在外延层面进行了专利布局。届时，不但三星公司的外延设备的“芯片产能”大的惊人，其“lm产能”则更是惊人