SSLCHINA 2021:半导体照明芯片、封装、模组及可靠性论坛圆满召开

日期:2021-12-10 阅读:454
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八位嘉宾报告干货满满! SSLCHINA 2021:半导体照明芯片、封装、模组及可靠性论坛圆满召开

放大字体  缩小字体发布日期:2021-12-09   来源:中国半导体照明网  浏览次数:493
半导体照明芯片、封装、模组及可靠性
近日,由第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)、国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)联合主办,北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司与半导体产业网共同承办的第七届国际第三代半导体论坛暨第十八届中国国际半导体照明论坛(IFWS & SSLCHINA 2021)在深圳会展中心举行。
 
期间,“SSLCHINA 2021:半导体照明芯片、封装、模组及可靠性”分论坛由广东中民工业技术创新研究院有限公司、旭宇光电(深圳)股份有限公司、有研稀土新材料股份有限公司、江苏博睿光电有限公司联合协办支持。分会召集人之一的北京易美新创科技有限公司执行副总裁刘国旭博士主持论坛。
刘国旭
主持人:北京易美新创科技有限公司执行副总裁刘国旭博士 
 
会上,福州大学孙捷教授、武汉大学动力与机械学院周圣军教授、广东中民工业技术创新研究院有限公司常务副院长闫春辉博士、江苏博睿光电有限公司副总经理梁超博士,旭宇光电(深圳)股份有限公司董事、研发总监陈磊博士,有研稀土股份有限公司有研华南运营中心总经理马小乐博士,北京易美新创科技有限公司执行副总裁刘国旭博士,河北工业大学电子信息工程学院徐庶教授等专家先后带来了精彩报告,分享前沿研究成果。
孙捷1
福州大学孙捷教授
 
福州大学孙捷教授现场分享了“低维纳米材料在GaN LED芯片上的应用”主题报告。GaN上直接生长石墨烯应用于LED散热透明电极,2寸氮化镓外延晶圆生长石墨烯前后的表面AFM照片。数据分析显示生长石墨烯后,样品表面粗糙度仅为0.604 nm。通过分析氮化镓上直接PECVD生长石墨烯的拉曼光谱图发现,单次扫描谱线,2700 cm-2的2D峰很明显,分析特征峰比率的二维分布图,显示了材料的高度均匀性。并观察二寸GaN LED晶圆上制备的石墨烯LED器件之工艺实拍照片,可见,器件已完全实现阵列化,工艺重复性好,实现了项目最初的出发点,突破原理性器件,使实用化成为可能。
周圣君2
武汉大学动力与机械学院周圣军教授
 
武汉大学动力与机械学院周圣军教授现场分享了“高效率氮化物蓝光/绿光/紫外LED外延生长与芯片制造技术”主题报告。报告介绍了,利用MOCVD原位生长技术、激光加工技术、ICP刻蚀技术、TMAH湿法腐蚀技术在LED芯片的不同位置引入微纳光学结构,提升LED芯片的光提取效率。汽车大灯和特种照明应用领域需要大电流驱动LED芯片,针对大电流驱动条件下,电流聚集导致LED芯片电注入难的问题,设计与制造了一种三维倒装结构LED芯片,通过阵列分布的三维通孔电极,缩短电流横向扩展长度,使电流分布更加均匀,解决了电流聚集问题,使蓝光LED芯片的电注入效率达到99%,光输出饱和电流密度提升了一倍。在绿光LED外延结构中引入InGaN/GaN超晶格,通过调节InGaN/GaN超晶格生长温度和周期对V-pits的密度和尺寸进行调控,利用V-pits屏蔽位错提升绿光LED芯片的外量子效率。发展溅射AlN成核层/图形衬底模板技术,不仅降低了氮化物材料位错密度,而且提升了紫外LED芯片的光提取效率,为发展高效率紫外LED提供技术支撑。
 
LED的Droop效应是指向芯片输入较大电力时LED的光效反而会降低的现象。Droop效应决定了单个LED所能工作的最大电流,因而要实现大光通量必须采用多颗LED或多芯片,或者通过采用增加芯片面积的方式而减少电流密度的方法,这就会导致高功率LED器件的成本大幅增加。在LED业界和学术界,Droop效应一直是大家争相研究和攻克的技术难题。
 
闫春辉1
广东中民工业技术创新研究院有限公司常务副院长闫春辉博士

广东中民工业技术创新研究院有限公司常务副院长闫春辉博士现场介绍了“维持Haitz定律:超高电流密度下改善高功率GaN基LED的Droop效应”最新研究成果报告。报告指出,为了进一步降低固态照明的流明成本,即维持Haitz定律,最有效的技术方法是1)增加LED工作电流密度从而提高输出功率密度,2)提高墙插效率(WPE) 处于高电流水平。报告系统研究了在微观和宏观尺度上提高电流扩展均匀性,以及载流子注入、载流子复合,以提高工作电流和高注入水平的 WPE。
梁超
江苏博睿光电有限公司副总经理梁超博士
 
江苏博睿光电有限公司副总经理梁超博士现场分享了“高导热AlN陶瓷的制备技术研究”报告。研究发现,YFO2样品的最大弯曲强度达到426.6 MPa,YFO3样品的最大热导率达到192.1 W/(m·K)。YF3显着降低了第二相粒子的尺寸,纳米级的第二相颗粒通过增强基体晶粒和引起裂纹桥接来提高其抗弯强度裂纹挠度。大量的第二相向外迁移到表面,提高了纯度陶瓷基板,减少氧元素引起的声子散射,最终促进其导热性。
 
陈磊2
旭宇光电(深圳)股份有限公司董事、研发总监陈磊博士
 
旭宇光电(深圳)股份有限公司董事、研发总监陈磊博士现场分享了“全光谱高光效助力低碳健康照明”主题报告。“十四五”规划,节能减排仍然是当前国际研究热点,我国照明用电量约占全社会用电量的10%左右。高光效助力节能减碳,2014年实验室功率级光效突破303lm/W, 白光光效仍有很大提升空间!并且,材料类仍有提升空间,器件结构、封装工艺等综合提升,未来光效会逐步提升。开发窄带红色荧光材料是实现高光效的有效技术路径!旭宇光电公司全光谱具有高显色指数、高光效、高性价比、无蓝光危害等优点。被广泛应用于教室照明、医疗照明、商店照明、家居照明等高端场合。“全光谱LED光源”专利由于技术先进、RG0、防控近视,社会价值较高,获得国家知识产权局第二十二届中国专利优秀奖,公司是全国LED照明应用封装领域唯一一家获得中国专利优秀奖单位。此外,公司率先在行业内主导制定全光谱产业技术标准,并被深圳市计量质量检测研究院纳为执行3A评级标准。陈磊博士表示,半导体发光二极管节能减碳将是长期发展的方向,但同时光健康需求将成为白光主流;无论健康照明还是节能减碳目标的达成,均需要产业链上下游深度合作,助力半导体照明高质量发展。
 
马小乐1
有研稀土股份有限公司有研华南运营中心总经理马小乐博士
 
有研稀土股份有限公司有研华南运营中心总经理马小乐博士现场分享了“照明及显示用氟化物荧光粉发展趋势”主题报告。他表示,高显色(Ra>90)照明和广色域液晶显示是白光LED光源主流发展趋势。其中,K2(Si/Ge/Ti)F6:Mn4+氟化物红粉,Mn4+宽谱激发、线谱发射,氟化物基质声子能量低、效率高,发射峰值波长630 nm,半高宽<10 nm。目前,氟化物红粉已广色域液晶显示LED背光等领域得到广泛应用,并已LED灯丝灯等通用照明领域得到规模应用。LED照明领域随显色指数Ra增加,光效降低(Ra~80提升至90,降低超过15%);长波氮化物红粉的激发波长延伸至可见光区域,对绿光产生二次吸收增强。避免了对绿粉二次吸收,氟化物照明方案光效较氮化物方案高15%以上;2700K  90RA方案氟化物组合的亮度比常规组合的亮度高约20%!同时,色域越广对自然界中真实颜色还原度越高!氟化物红粉色品坐标可达(0.69,0.31),可实现广色域(90%NTSC)液晶显示。

关于氟化物红色荧光粉发展趋势,他表示,美国和欧洲先后大幅提高了LED照明的质量标准,同等显指下的光效大幅提升;高显色(Ra~90)照明发展对氟化物红粉需求急剧增长,2025年将超过20吨,带动下游产业规模达到数百亿元。他还表示,目前氟化物红粉方案已在LED灯丝灯得到应用,正逐渐拓展至贴片封装领域。业内关于信赖性和用粉量问题尚待解决,并且,需解决氟化物红粉照明及背光专利垄断问题。
刘国旭
北京易美新创科技有限公司执行副总裁刘国旭博士

随着 LED 器件和灯具光效的大幅提高,行业近期的开发重点已经放在实现类似太阳光光谱和高质量、健康光源。教室照明设计不仅需要足够的亮度,还需要关注高显色性、人眼安全、视觉舒适等照明指标。北京易美新创科技有限公司执行副总裁刘国旭博士现场分享了“教育照明应用中LED光谱特性的研究”主题报告。报告中,介绍了两种不同的 LED 封装设计及其适用于教室照明的光谱分布特性。第一种设计是沿用常见的单波长蓝色 LED芯片激发多种荧光粉以实现高显指、低蓝光占比的白光照明需求。第二种设计使用两个不同波长的蓝色 LED芯片结合不同荧光粉来进一步减少高能量蓝光占比,高能蓝光被认为对人眼健康尤其是学龄青年有负面影响。并对这两种 LED 光谱调制方法进行了分析和比较,并将研究的光源应用到教室照明示范应用以及对相关参数进行了分析。
徐庶
河北工业大学电子信息工程学院徐庶教授
 
量子点 (QD)以其优越的光学特性和与micro/mini-LED应用的兼容性引起了广泛的研究兴趣。 然而,量子点与LED芯片的集成封装应用仍然面临荧光猝灭和热诱导退化的严峻挑战。河北工业大学电子信息工程学院徐庶教授现场分享了“全无机量子点复合材料在片上封装LED中的应用”主题报告。该报告探讨了与量子点浓度相关的荧光猝灭和光散射体在光转换效率中的作用。并研究制备了 QDs/SiO2-BN 无机组装纳米复合材料 (QDAs),并通过光学和热仿真结合实验研究了其在LED 片上封装中的光学和热行为。QDAs结构为QDs在LED封装中提供了增强的光散射、高导热性和水氧阻隔保护。 所制备的量子点转换LED(QCLED)的工作温度显着降低,同时大大提高了光转换效率和长期稳定性。
 
合影
Panel Discussion讨论环节
 
最后,Panel Discussion讨论环节,与会嘉宾代表还一起就外延和芯片的新研究方向与挑战?荧光粉及量子点在LED照明与显示应用中有什么新的功能和作用?后疫情时代的LED封装企业的改变以及未来的挑战等问题展开观点碰撞。
 
(内容根据现场资料整理,如有出入敬请谅解)
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