四、降低成本

　　目前LED各種產品還沒有大規模生產推廣應用，主要問題是價格過高，LED產品不能長期靠補貼來發展，要不斷努力降低成本。全球相關部門單位都在關注降低LED產品成本，比如美國SSL計劃2015年LED光源（燈具）成本要達2美元/klm。我國也提出2015年LED光源（燈具）成本要在15元/klm之內。***地區也提出在2014年之前可實現2美元/klm目標。要降低成本，除了大批量生產外，主要從技術上采取措施降低成本的方法、途徑。

　　降低成本要從LED產業鏈各環節上著手，共同努力，首先分析LED產品的成本結構大約是4:4：2，即光源占40%、驅動和散熱占40%、其他占20%，主要環節是外延芯片、封裝、驅動、散熱等方面成本有較大的下降空間，要從技術上采取有效措施，從根本上解決LED產品的成本問題。

　　1. 外延芯片環節降低成本的方法探討

　　目前LED產品的芯片占成本的40%左右，降低芯片的成本是最重要的任務。

　　世界主要外延生產廠家Veeco提出，對現有MOCVD的設備、工藝、架構改進，提高量產效率，至2014年外延片價格達0.2美元/cm2。（2009年1美元/cm2）

　　采用4″及6″的MOCVD設備以及配套的芯片制造設備，使外延、芯片產能的效率大幅度提高，從而降低外延芯片的成本。

　　目前全世界很多有實力的公司正在研發在8″硅片上直接生長GaN，并取得可喜成果。最近歐司朗發布在6″硅片上生長GaN芯片，面積1mm2，在350mA下，色溫4500K時，光效可達127lm/W，需2年后投放市場。估計采取該方法生產可降低芯片成本50%。

　　開發同質廣義外延，采用HVPE液相外延生長GaN襯底。在此生長GaNLED產品，既能提高LED性能，又能大幅度降低外延芯片成本，采用該方法生產，可大幅度縮短外延生長時間，同時可以大量節省MO源，據估算可降低芯片成本50%。

　　LED器件采用大電流密度下工作，如面積為1mm2芯片，一般工作電流是350mA，國外幾家大公司均已開發可提供工作電流在1～2A下工作的功率LED器件，這樣用一只芯片可獲光通量達400～500lm，當然會損失部分光效，他們已經較好地解決了Droop現象，在獲得同樣光通量下，可較大降低芯片成本。

　　2. 封裝環節降低成本的方法探討

　　半導體照明所用的光源將采用COB及模塊封裝形式，這樣將極大地降低LED光源封裝成本。

　　LED光源采用COB封裝形式，目前主要是采用中功率多芯片、矩陣式集成封裝，號稱第三代COB封裝形式，且有很多不同的結構類型，如MCOB、COFB、MCOMB等，并可降低封裝成本30%，目前國內已開發一種球泡燈，采用9只中功率芯片集成COB封裝，體積小、不帶散熱片，功率為7W，光通量可達500～700lm，其成本只有16元。

　　模塊化標準封裝LED產品，這將是半導體照明光源的發展方向。它是將芯片、驅動、控制部分、散熱、零件等封裝在一起形成模塊，并進行標準化生產，可用于不同照明燈具產品，可極大地降低封裝成本，據測算可降低封裝成本50%，各主要廠商均積極投入研發之中。Zhaga聯盟已著手制定相關標準，主要是光引擎界面接口標準，它將涵蓋物理尺寸以及光引擎的光學、電氣和熱特性等，最終實現聯盟內不同制造商之間的產品兼容性、互換性。

　　3. 燈具環節降低成本的方法

　　在保障二次光學設計出光效率和散熱性能的前提下，采用新材料、新的照明方式等，設計制作輕便、美觀、價廉的新燈具，從而降低燈具成本。此外，目前國產電源的性能和可靠性有較大提高。在此基礎上采取有效的技術措施，可較大幅度降低電源成本，從目前2.5～3元/W降至1.5～2元/W。

　　4. 其他配套成本的降低

　　MOCVD外延爐和芯片制造設備，如能國產化，會較大幅度降低芯片制造成本。LED產品的檢測設備，特別是光學檢測設備，還有降低成本的空間。此外關鍵原材料國產化也有利于降低成本，其中，Al2O3藍寶石襯底國產化，已降價不少。外延用的MO有機源，現有部分國產化，也有降價的余地。封裝用的熒光粉等國產化，均有較大降價的余地。

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　　總體而言，除了通過上述所說的采用新技術、新工藝、新結構、新材料等措施來實現半導體照明的高光效、高顯色性、高可靠性和低成本之外，從深層次上來看，應該著重將提高能效和光色質量作為LED照明的更高要求，即LED白光的光譜分布類似太陽光的光譜分布，要充分考慮視覺舒適度、人性化的照明等，并進行智能化調光控制，減少電能損耗，提高節能效果，使半導體照明真正為人們提供節能、環保、健康、舒適的照明環境。