浅谈LED芯片未来发展趋势

【高工LED专稿】 【来源：《高工LED——照明市场》6月刊  文/特约记者 向芳红】

未来LED芯片的发展方向，一定是密切的结合封装的技术来发展。在封装的技术越来越成熟的基础之上，LED芯片的尺寸将会越做越小，LED芯片亮度越来越亮，驱动电流越来越大。

2001年，台湾LED小功率芯片14*14mil的最高光通量为0.5LM。到2012年，台湾LED小功率芯片10*23mil最高光通量已达到为10LM。

2001年，台湾LED大功率芯片45*45mil的最高光通量为10LM。到2012年，台湾LED大功率芯片45*45mil最高光通量已达到140LM。

未来，LED芯片的光通量增长可能会越来越慢了，而LED芯片的发展方向也成为行业内极为关注的一大问题。我认为，未来LED芯片将朝着光效越来越高，尺寸越来越小，驱动电源越来越大这三个方向发展。

在探讨这个话题之前，我们先来看看LED芯片尺寸大小、电流、电压、功率与热量、温度之间的关系。

①首先，我们要理解一条公式：功率=电流*电压。

②其次，我们要理解一个定律：能量守恒定律——各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，即能量是不能被创造或消灭的。

③再者，我们还要理解通过LED芯片的电能能量转化的形态分为两种：热能与光能。

④由上面的公式、定律及转化形态得出以下小结：LED芯片尺寸无论大小，只要其功率(电能)一样，光通量(光能)一样，那么，LED芯片把电能能量转化为热能的热量也就一样。

⑤由第④点出发，假设LED芯片把电能转化为光能与热能的过程中，其热能完全不能导出，那么，可得到如下结论：LED芯片尺寸的大小与LED芯片温度的关系就成反比。再简单的说，就是大尺寸的芯片及小尺寸的芯片分摊同样一个热能，小尺寸的芯片温度相对来说要比大尺寸的芯片温度要高。

⑥从相同电流驱动不同尺寸芯片来分析：

11*24mil=264mil2,可适用20mA电流驱动，264mil2/20mA=13.2mil2/mA；

6*6mil=36mil2,也可适用20mA电流驱动；36mil2/20mA=1.8mil2/mA；

从上面可得出结论：芯片尺寸的大小到底适合多大电流的驱动，是没有固定公式的。

我们知道，11*24mil一般是蓝白光芯片，衬底为Al2O3(三氧化二铝也叫蓝宝石，透明体)，也没有电极，两个电极都制作在芯片的同一面——表面。这种结构称为表面芯片结构。

6*6mil一般是红光芯片，衬底一般为GaAs(砷化镓，吸光，黑灰色固体)，能导电，衬底一般为负极，表面制作一个正极，这种结构称为垂直芯片结构。

由上面两类不同的芯片结构可分析出：只要能尽快有效地把LED芯片的热能导出来，驱动电流的大小对尺寸大小不一的LED芯片的影响是没有关系的。

⑦由以上六点可推论出：热阻相同、热能导管大小相同的大小尺寸不一的LED芯片，如热量相当，那么，尺寸大的LED芯片温度相对要低，尺寸小的LED芯片温度相对要高。

⑧进而可推论出：热量相当的尺寸大小相同的LED芯片，如热阻相同，热能导管越大，该LED芯片的温度相对要低，反之要高。