LED行业：下游繁荣带动上游建设

编辑导读： LED是最富前景的照明解决方案，其应用规模将随着成本降低而迅速成长。LED做为最新一代的光源照明形式，在耗电量、使用寿命和发热量三项主要指标上都居各类光源之首，但成本最高，且使用寿命方面还存在不稳定的情况。

  LED衬底的选择要求主要包括衬底与外延膜的结构匹配、材料制备的难易程度及成本的高低、衬底与外延膜的化学稳定性匹配、衬底与外延膜的热膨胀系数匹配等。砷化镓衬底&四元系材料的红黄光组合和蓝宝石衬底&氮化镓的蓝绿光组合是商业化程度最佳的LED衬底&外延组合。

  作为四元系红黄光LED的衬底材料选择，GaAs优势明显。GaAs的化学性质十分稳定，与四元材料晶格匹配良好，导电性、导热性均良好。另一方面，GaAs本身也是十分重要的半导体材料，在制造成本和制造尺寸方面优势都很明显。目前，低阻GaAs衬底的制造依然以日系厂商为主，但由国内厂商中科晶电，近两年来在低阻GaAs晶片制造领域取得了巨大的进展。

  蓝宝石衬底是目前用于GaN生长的主流选择。其优点在于制造技术成熟，单片成本低，但内量子效率低下。另外，其绝缘体特性决定了只能设计横向结构，对工作电流造成了很大限制。另外散热性也较差。国内计划投入蓝宝石衬底生产的上市公司包括水晶光电和天通股份。

  SiC是GaN工业化生长的另一衬底选择。其突出优点在于导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等。但由于异质结的本质特征所限，其在大电流状态下依然无法躲过droop效应的限制。SiC衬底售价为蓝宝石衬底十倍以上。

  上市公司天富热电参股了国内领先的SiC制造商天科合达。

  从性能上说，直接在GaN衬底上制作蓝绿光LED是最佳选择。这可以从根本上消除晶格匹配问题。但过高的成本依然是其实现商业化的阻碍。