近日，美國能源部發(fā)布了2012年版本的固態(tài)照明生產(chǎn)研發(fā)路線圖。該路線圖的主要目標是為生產(chǎn)研發(fā)項目進行資助規(guī)劃，并實現(xiàn)美國能源部指導核心的產(chǎn)品開發(fā)研發(fā)項目的固態(tài)照明研發(fā)多年項目計劃(MYPP)。它也為設備和材料供應商提供了指南，從而推動產(chǎn)業(yè)一致期待的固態(tài)照明生產(chǎn)變革——降低風險、改善產(chǎn)品質(zhì)量、擴大產(chǎn)能以及降低成本。

　　生產(chǎn)工具開發(fā)

　　在研討課上，與會者拿到了美國能源部資助項目的最新資料，包括Universal Display Corp (UDC)、Moser Baer、應用材料公司、Veeco、Sandia National Labs、KLA-Tencor、通用電氣照明公司、 Ultratech、飛利浦Lumileds 和DuPont Displays等許多公司。

　　Ultratech公司提出優(yōu)化其應用于LED生產(chǎn)的Sapphire 100投影印刷(projection lithography) 工具。該目標可使得設備能夠兼容LED應用的更大直徑和厚度范圍的藍寶，同時可減少基建成本和擁有成本。與商業(yè)制造設施中的傳統(tǒng)印刷系統(tǒng)相比，Ultratech公司的工具展現(xiàn)了良率和產(chǎn)能優(yōu)勢。

　　應用材料公司開發(fā)了一系列3腔(3-chamber)工藝， 它為MOCVD 結(jié)合了混合氣相外延(HVPE)，一種更快更便宜的獨特的薄膜沉積技術。該結(jié)合旨在減少整體運營成本，并增加內(nèi)部量子效率以及改善初始良率。

　　通用電氣照明公司已開發(fā)了一種結(jié)合聚合物載體并使之注入可塑(injection moldable)的熒光粉材料。這使得遠程熒光粉器件采用熒光粉的含量減少(比以往的少75-80%)。在使用藍光LED和遠程熒光粉器件時，與采用芯片上熒光粉相比，通用電氣照明 的暖白光在6000小時的應用后的色偏移減少了1 階麥克亞當。

　　Veeco公司與飛利浦Lumileds 以及Sandia National Labs合作降低了其Maxbright MOCVD系統(tǒng)的擁有成本。帶有特殊的口袋形狀的新晶元載體能夠明顯改善波長一致性。Sandia已經(jīng)開發(fā)了采用計算流體動力學的工藝模型軟件，以優(yōu)化MOCVD工藝效率。總體的擁有成本減少66%。

　　DuPont Displays已開發(fā)了一種基于低成本生產(chǎn)工藝的印刷色彩可調(diào)的OLED 照明面板。一組50cm2原型已應用于工作照明燈具，其色溫可調(diào)范圍為2700K 至6500K。面板在2700K時的效率為35 lm/W。(獲取更多研討課報告的開發(fā)項目可登陸：www.ssl.energy.gov/sanjose2012_materials.html)

　　關鍵LED目標

　　LED專家小組會議確定了四個LED首要目標，包括支持最先進的模組、照明引擎及燈具靈活生產(chǎn)開發(fā)項目；生產(chǎn)每一階段的高速、無損測試設備與測量開發(fā)項目；封裝LED后裝工藝關鍵問題的辨別；以及改善熒光粉或其他下變頻器(down-converter)的生產(chǎn)。

　　路線圖顯示了為燈具或模組進入一個或更多如下領域所采取的舉措：

　　1. 高級的LED封裝與印模集成(die integration，如COB、箔上芯片等.)到燈具；

　　2.器件與稀土的更高效使用；

　　3. 簡化熱設計；

　　4. 減輕重量；

　　5. 優(yōu)化效率和低成本生產(chǎn)的設計(比如組裝的簡便)；

　　6. 提升機械、電子和光學功能的集體；

　　7.通過自動化、改良生產(chǎn)工具或產(chǎn)品設計軟件來降低生產(chǎn)成本。

　　2015年的特點目標包括提升2倍產(chǎn)能，將OEM燈價格從50美元/klm降至10美元/klm，每2—3年組裝成本降低50%，以及色彩控制從7 SDCM提升至4 SDCM。

　　LED封裝生產(chǎn)的圓桌會議討論包括在LED封裝中采用更低成本材料和生產(chǎn)工藝。更特別的是，到2012年止，封裝LED產(chǎn)出每年增加2倍，每2—3年組裝成本/klm和封裝成本($/klm)降低一半。

　　測試與檢測討論號召支持在產(chǎn)業(yè)鏈每一階段的采用標準測試進程和適當量測的高速、高分辨率、無損測試設備的項目開發(fā)——如半導體晶圓、外延層、LED模板、封裝LED、模組、燈具以及光學器件。設備需用于來料產(chǎn)品質(zhì)量保障、現(xiàn)場工藝監(jiān)控、在線工藝控制、或最終產(chǎn)品測試。2015年測試與檢測的特殊目標量測包括單bin 每組/小時產(chǎn)能提升2倍以及每5年擁有成本降低2-3倍。

　　其中一個特殊領域包括在LED運作溫度下，晶圓級光輸出、色彩質(zhì)量和色彩一致性的高速監(jiān)控。這些測試設備將推動LED和熒光粉匹配，以及加速最終設備生產(chǎn)。

　　關于改善熒光粉生產(chǎn)，到15年，路線圖號召大生產(chǎn)尺寸(從1-5 kg 至20 kg)，每2—3年在成本/kg上減少 50% ，將熒光粉使用率從50%提升至90%，將PSD范圍一致性從30改善到10，將Duv控制從0.012 提升至<0.002，將厚度一致性從5% (1 sigma)提升至 2% (1 sigma)，將成本/klm 降至50%，而且將設備至設備的再現(xiàn)能力從 4 SDCM改善到2 SDCM。

　　2012年文件最顯著的變化是對生產(chǎn)成本的減少重于強調(diào)價格減少。因此，這對于檢驗諸如60瓦A19 LED燈制造成本計劃圖非常關鍵(如圖1)。 這是基本的純生產(chǎn)成本，它不會復雜化封裝LED成本的測算 (如圖2)，而且包括毛利(gross margin)，還更為合理。