海茲定律要接摩爾定律的班？

　　回到我們的LED主題-海茲定律：

　　LED的價(jià)格每10年將為原來(lái)的1/10，輸出流明則增加20倍，如下圖所示。

　　這個(gè)定律到現(xiàn)在看似完美無(wú)缺，但是是以犧牲我們LED技術(shù)工作的成就來(lái)完成的，由于中國(guó)大陸瘋狂的擴(kuò)產(chǎn)，2015年對(duì)化合物半導(dǎo)體與LED技術(shù)出身的我是失望的，由于上游產(chǎn)能過(guò)剩，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致大家都不計(jì)成本的殺價(jià)。

　　期待市場(chǎng)供需平衡的一天，LED失去了方向，回望過(guò)去，也許LED還沒(méi)有走到死胡同，現(xiàn)在讓我為所有曾經(jīng)努力貢獻(xiàn)LED事業(yè)的技術(shù)者，看看我們?nèi)绾胃淖兣c翻轉(zhuǎn)這個(gè)行業(yè)：

　　海茲定律

　　1993年中村修二博士發(fā)明第一顆商業(yè)化藍(lán)光LED之后，LED開(kāi)始進(jìn)入全彩時(shí)代，但是當(dāng)時(shí)的LED價(jià)格高，亮度不亮，所以應(yīng)用有限，經(jīng)過(guò)七年的摸索，這個(gè)行業(yè)慢慢轉(zhuǎn)移到中國(guó)人手上。

　　如下圖所示，2000年到2008年，LED進(jìn)入第一個(gè)黃金時(shí)期，初期是由美國(guó)亮銳Luminled公司倒裝技術(shù)與臺(tái)灣的正裝技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，最后因?yàn)榧す馇懈畹募夹g(shù)與ITO透明導(dǎo)電層技術(shù)的導(dǎo)入，正裝技術(shù)大獲全勝，LED進(jìn)入背光時(shí)代。

　　2008年到2014年，是一個(gè)接力賽，LED重心由臺(tái)灣慢慢轉(zhuǎn)移到中國(guó)大陸，一系列的技術(shù)都由臺(tái)灣工程師帶到大陸，圖形襯底PSS技術(shù)，半導(dǎo)體的自動(dòng)化設(shè)備導(dǎo)入，濺鍍透明導(dǎo)電層(sputter ITO)，外延結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與外延成本的大幅降低(尤其是美國(guó)Veeco MOCVD設(shè)備的導(dǎo)入，讓臺(tái)灣工程師失去價(jià)值，當(dāng)然也降低了大陸老板的人事與技術(shù)投入成本)以及反射電極結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等等，臺(tái)灣與大陸由分工關(guān)系變成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

　　而相比IC在2010年遇到的困境，有胡正明教授技術(shù)的突破讓IC行業(yè)維持有序與健康的競(jìng)爭(zhēng)。

　　2105年對(duì)LED來(lái)說(shuō)可能是最低潮的一年，由于歐美日韓臺(tái)灣的企業(yè)因?yàn)橹袊?guó)大陸非理性的殺價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，結(jié)果對(duì)LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了不如歸去之感，他們對(duì)LED技術(shù)的投資幾乎是九牛一毛，很多企業(yè)幾乎都要脫手放棄這個(gè)雞肋，所以自從2014年科銳宣布303流明瓦的技術(shù)發(fā)布之后，歐美日韓臺(tái)灣企業(yè)就很少有聲音了，相對(duì)的，中國(guó)大陸的企業(yè)就活躍多了，中國(guó)大陸的企業(yè)在2015年對(duì)海茲定律的貢獻(xiàn)是以犧牲利潤(rùn)為目的來(lái)延長(zhǎng)的，并不是像IC行業(yè)技術(shù)對(duì)行業(yè)的主導(dǎo)與貢獻(xiàn)。

　　LED芯片技術(shù)的增長(zhǎng)沒(méi)有對(duì)海茲定律有多大的貢獻(xiàn)，如果有貢獻(xiàn)的話大約只有中國(guó)封裝業(yè)的螞蟻雄兵了。

　　中國(guó)大陸的封裝行業(yè)在技術(shù)上投入不多，但是在成本上可以說(shuō)花了很大的力氣，硅膠國(guó)產(chǎn)化導(dǎo)致膠水成本的急速降低，大膽的老板不管LED壽命好不好用大電流over drive驅(qū)動(dòng)燈珠大幅度降低成本，讓LED器件的電流密度提高三倍(這也導(dǎo)致了芯片更過(guò)剩)，合金線，鍍鈀銅線的使用讓成本又降低了一定的比例，中國(guó)大陸有幾家知名公司，為了突破正裝極限?進(jìn)料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)以電流與面積比來(lái)測(cè)試，10mil*30mil面積的芯片測(cè)試電流300毫安，如果電壓大于3.4伏特就是不合格，這樣的要求正裝芯片是很難達(dá)到的，它需要犧牲外延的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致缺陷會(huì)更嚴(yán)重，所以這些公司的燈珠價(jià)格越賣(mài)越爛，最后只能用產(chǎn)量來(lái)維持她的地位。

　　我最后總結(jié)2008年到2014年的規(guī)律：

　　歐美日韓臺(tái)灣是以技術(shù)進(jìn)步來(lái)遵循海茲定律，中國(guó)大陸是以成本降低來(lái)貢獻(xiàn)，但是2015年遇到了很大的瓶頸，歐美幾乎不想玩了，臺(tái)灣與韓國(guó)也跟進(jìn)，中國(guó)大陸以犧牲利潤(rùn)，犧牲性能，犧牲壽命非理性殺價(jià)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)致敬海茲先生的偉大定律。

　　到了這個(gè)時(shí)候，大家已經(jīng)沒(méi)招數(shù)了，于是又開(kāi)始搞一些高大上的名稱了，LED的技術(shù)路線又再次被提起，倒裝，硅襯底，氧化鋅，CSP，氮化鎵同質(zhì)襯底?甚至激光與OLED都出現(xiàn)了。

　　正裝與倒裝的結(jié)構(gòu)比較如下圖所示，由直觀來(lái)看，我們可以得到一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)論：倒裝表面上看似比正裝優(yōu)越，事實(shí)上也是如此：

　　在光萃取效率上看，由于正裝的發(fā)光面與電極是在同一個(gè)面，電極與焊線會(huì)遮擋部分發(fā)光面積，而倒裝結(jié)構(gòu)電極與發(fā)光不是同一個(gè)面，因此同樣尺寸的芯片倒裝的亮度會(huì)比正裝亮度高。

　　在器件的連結(jié)穩(wěn)定度上來(lái)看，正裝結(jié)構(gòu)需要做焊線制程，電極金屬與金線連結(jié)界面，金線弧線的應(yīng)力，在熱膨脹系數(shù)與金屬差距很大的硅膠或絕緣膠包覆下，在冷熱沖擊或嚴(yán)苛環(huán)境之下，會(huì)導(dǎo)致斷線或虛焊拔電極的隱憂。

　　尤其是最近很多廠家為了降低成本，使用合金線或銅線，更加劇了正裝器件的不穩(wěn)定性，倒裝器件由于是芯片電極與基板線路直接貼合，器件的穩(wěn)定性會(huì)更好，尤其是在嚴(yán)苛的環(huán)境考驗(yàn)之下。

　　在熱傳導(dǎo)效率上，正裝的發(fā)光層距離封裝熱沉基板太遠(yuǎn)，除了導(dǎo)熱系數(shù)不是很好的120微米厚藍(lán)寶石外，還有10~20微米導(dǎo)熱系數(shù)很低的固晶膠，因此正裝器件在大電流密度驅(qū)動(dòng)時(shí)會(huì)有很大的光衰減。