Технология, апробированная недавно в США, способна снизить себестоимость светодиодов на 75%. Если всё пойдёт по плану, через пару лет бытовые светодиодные лампочки, эквивалентные по яркости 60-ваттной лампе накаливания, будут стоить $9-18 вместо нынешних $40.
Калифорнийский стартап Bridgelux решил радикально снизить издержки на выпуск светодиодов путём замены их подложки. Вместо традиционных сапфира или карбида кремния Bridgelux научилась создавать светодиоды на кремниевой пластине.
Важным моментом тут является не только низкая стоимость самого материала, но и размер кристалла. Чем он крупнее, тем больше светодиодов можно сформировать на одной пластине (этот процесс похож на массовый выпуск микросхем), и тем ниже будет цена единичных светодиодов. А она составляет до 60% от стоимости бытовой светодиодной лампы.
Представители Bridgelux говорят, что в новом процессе производства светодиодов можно задействовать старые заводы по выпуску микросхем (фото Bridgelux).В настоящее время компании, серийно выпускающие белые светодиоды для целей освещения, как правило, выращивают их на пластинах из сапфира или карбида кремния диаметром 5-10 сантиметров. Промышленники только-только начинают переходить на 15-сантиметровые пластины, и, по-видимому, это будет пределом (получать большие кристаллы очень сложно и дорого).
Между тем для кремния, давно освоенного полупроводниковой промышленностью, 20-сантиметровые пластины — дело самое обычное.
Именно на таких кристаллах Bridgelux сумела вырастить слой нитрида галлия, получив таким образом светодиоды с эффективностью 135 люменов на ватт (для светодиодов это не рекорд, но показатель очень достойный).
Ранее экспериментаторам не удавалось создать качественные светодиоды на подложке из кремния. Дело в том, что кремний и нитрид галлия при нагреве и охлаждении (а они сопутствуют процессу производства) расширяются и сжимаются с существенно разной скоростью, — объясняет Technology Review. Это приводит к возникновению трещин, портящих образец.
Bridgelux сумела обойти это препятствие (однако технических деталей в своём пресс-релизе она не приводит).
Компания полагает, что два или три года потребуется на то, чтобы отладить новый процесс. Зато потом можно будет серьёзно снизить стоимость светодиодных ламп. При этом Bridgelux подчёркивает, что не она одна экспериментирует сейчас с кремниевой светодиодной технологией. Потому через некоторое время на данном рынке стоит ждать перемен.
