LED芯片成本大幅下降，LED器件封裝成本占比不斷增加的今天，我們從降低LED器件及燈具成本的角度來看，LED照明的最理想方案是“單芯片LED燈具”，即：一個燈具僅用一顆LED芯片。這樣可使LED器件的封裝成本、燈具的安裝成本以及維護成本都降至最低。這就要求單顆LED芯片的功率必須達到燈具總功率的要求。

世界上幾乎所有的研究機構都在致力于提高單顆LED芯片的功率。長期以來，提高LED芯片的功率密度作為主流的技術途徑，取得了很大的進展，有力地推動了LED照明技術的發展。然而，直至今天，沿用這一技術途徑研制出的LED單芯片的功率僅為10W左右，遠遠達不到實現“單芯片大功率(百瓦以上)照明燈具”的要求。另一個技術途徑是擴大LED芯片的面積，雖然看起來簡單，但是由于芯片良率以及芯片散熱始終是其面臨的巨大挑戰，所以很少被人采用。

11月7日，第十一屆中國國際半導體照明展覽會暨論壇(SSLCHINA2014)之“芯片、器件、封裝與模組技術(Ⅱ)”技術分會在廣州廣交會威斯汀酒店舉行，會上，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所教授蔡勇做了關于“晶圓級LED技術”的報告。

中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所 蔡勇教授

據了解，中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所不斷努力發展大面積LED芯片的技術，解決了良率和散熱的難題。近期，研制出第一只2英吋晶圓級LED芯片及光源。

蔡勇表示，所謂“晶圓級LED芯片”并非LED的“晶圓級封裝”，而是把一片晶圓制作成一個超大面積、超大功率的LED芯片。其獨特的技術包括：(1)高壓串并聯網絡設計;(2)利用匹配電阻平衡各串聯組的電壓;(3)插拔式電極;(4)主動式液冷散熱。

由此，帶來了一系列優點：(1)能夠實現千瓦級單芯片LED燈具;(2)燈具的封裝成本和安裝成本降至最低;(3)燈具更加緊湊、輕巧;(4)易于控制結溫;(5)驅動電源的轉換效率高等。

最新研制出的2英吋藍光晶圓級LED的正向導通電壓為216V@5A，光輸出功率達到~200W@5A，外量子效率~24%，插墻效率~20%。研究表明，制約晶圓級LED性能的主要因素來源于外延片質量以及工藝的均勻性。

蔡勇指出，短期內，晶圓級LED將有望在千瓦級照明市場取得突破。結合主動液冷散熱技術，還能夠對大功率LED光源產生的余熱進行回收，實現能源的綜合利用。隨著超大功率晶圓級LED技術的不斷發展、完善，還將有望對未來“集中供光”的發展起到促進作用。