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中村修二:10年后激光照明很可能取代LED照明
(時(shí)間:2016-9-19 10:02:57)

  據(jù)悉,中村修二早在2013年就開(kāi)始在公開(kāi)場(chǎng)合屢次表示激光照明優(yōu)勢(shì)突出,與LED照明相比其效率更高,未來(lái),激光照明或?qū)⑷〈F(xiàn)今的LED照明。連續(xù)四年如此看好,這也讓廣大LED廠商在這一領(lǐng)域動(dòng)了心思。 

  中村修二(Shuji Nakamura),“藍(lán)光LED之父”,日裔美籍電子工程學(xué)家、美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校工程學(xué)院材料系教授、美國(guó)國(guó)家工程院院士。
  中村修二1993年在日本日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社就職期間,基于GaN開(kāi)發(fā)了高效藍(lán)色LED,從而廣為人知。2014年10月7日,赤崎勇、天野浩和中村修二因發(fā)明“高效藍(lán)色發(fā)光二極管”而獲得2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 
  2013年
  中村修二:下一代半導(dǎo)體照明很可能是激光照明
  2013年11月11日,中村修二出席第十屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇時(shí)首先對(duì)第一代LED和第二代LED進(jìn)行了對(duì)比。據(jù)中村修二介紹,第一代LED是在碳化硅和硅基底上的LED,而第二代LED則是基于氮化鎵基底;二者比較而言,用氮化鎵做基底的第二代LED較第一代有很大的提高,如電流密度、溫度等。
  中村修二進(jìn)一步表示,氮化鎵比藍(lán)寶石基底的LED更好,而且成本也有所下降,能夠滿足現(xiàn)有LED技術(shù)要求,其電流密度可比以前增加10倍,照明質(zhì)量更高。同時(shí),氮化鎵基底沒(méi)有以往那些晶體的缺陷,不僅能提高電流密度,還可以使散熱增加0.4%~0.5%,因此用氮化鎵做基底的LED將更加明亮。
  除此之外,用氮化鎵還能減少LED的數(shù)量,做出非常漂亮的點(diǎn)光源,并可以達(dá)到75W鹵素?zé)舻乃,而輸入功率只?2W。中村修二將其稱之為“激光燈”,并表示激光燈未來(lái)將會(huì)非常有潛力,主要原因在于激光燈的效率非常高,電流效率是10~100A/cm2,而且芯片非常小。
  中村修二表示,下一代半導(dǎo)體照明很可能是激光照明,雖然目前還沒(méi)有大規(guī)模使用,但激光燈與LED燈比較,效率下降小、電流密度增加許多,所以激光照明會(huì)是未來(lái)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
  2014年
  中村修二:激光照明將來(lái)會(huì)取代LED照明
  2014年12月8日,諾貝爾獎(jiǎng)紀(jì)念演講在瑞典斯德哥爾摩大學(xué)舉行。中村修二在演講中回顧了藍(lán)色LED的研究過(guò)程,強(qiáng)調(diào)了在高亮度化中不可缺少的InGaN的重要性。此外,他還介紹了目前重點(diǎn)推進(jìn)的研究——使用激光器的照明。
  在演講中,中村修二說(shuō)他“在基于GaN的藍(lán)色LED領(lǐng)域是新人”,但實(shí)際上他獲得的成果已趕上并超越了同期獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)的赤崎勇與天野浩的研究小組,率先得出了各種數(shù)據(jù)。中村修二使用雙流MOCVD裝置實(shí)現(xiàn)了基于InGaN的雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了藍(lán)色LED的高亮度化,從而推動(dòng)了實(shí)用化進(jìn)程。
  以前業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,不將GaN晶體內(nèi)被稱為“位錯(cuò)”的晶體缺陷減至103個(gè)/cm2,就不會(huì)發(fā)出明亮的光,但使用InGaN后,即使這一缺陷多達(dá)109個(gè)/cm2,也能實(shí)現(xiàn)高亮度發(fā)光。正是InGaN的這種特性推動(dòng)了藍(lán)色LED及其之后的藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器的實(shí)現(xiàn)。
  中村修二在回顧藍(lán)色LED的研究后,介紹了目前正在著力研究的利用半導(dǎo)體激光器的照明。藍(lán)色LED存在“光效下降”問(wèn)題,越是高亮度,就越難提高效率。而激光器不存在這一問(wèn)題,與LED照明相比,激光照明可實(shí)現(xiàn)非常高的效率,因此中村修二預(yù)計(jì),激光照明將來(lái)會(huì)取代LED照明。 
  2015年
  中村修二:激光照明已有市場(chǎng)實(shí)際成果
  2015年4月9日,中村修二于臺(tái)灣交通大學(xué)進(jìn)行專題演講,中村修二分享了他在研發(fā)藍(lán)光LED與后續(xù)在LED方面的心路歷程與成果,以及提供他對(duì)未來(lái)LED產(chǎn)業(yè)、LD產(chǎn)業(yè)發(fā)展的分析洞見(jiàn)。
  中村修二指出,近十年他都專注在氮化鎵基板的長(zhǎng)晶技,他認(rèn)為GaNon(X)的各種組合中,預(yù)計(jì)未來(lái)GaNonGaN(氮化鎵基板生長(zhǎng)氮化鎵)將會(huì)有重大突破。只是,目前的GaN基板成本遠(yuǎn)高出藍(lán)寶石基板不少,期望未來(lái)的研究能夠進(jìn)一步降低成本。
  中村修二談到,藍(lán)寶石基板生長(zhǎng)氮化鎵領(lǐng)域的LED在效率上已經(jīng)逐漸來(lái)到了成長(zhǎng)瓶頸,實(shí)際應(yīng)用上還有一些需要克服的問(wèn)題。因此,他寄望GaNon
  GaN在各方合作的情況下會(huì)有所突破。
  中村認(rèn)為,激光照明的效率與質(zhì)量會(huì)比較好,目前成本還很高,但中村的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在努力降低成本。在指向性高的需求如車用頭燈,激光照明已經(jīng)有市場(chǎng)上的實(shí)際成果可以見(jiàn)到。
  2016年
  中村修二:10年后,激光照明很可能會(huì)代替現(xiàn)在的LED照明
  2016年6月25日,中村修二出席“2016中國(guó)·成都全球創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)交易會(huì)”時(shí)接受媒體采訪大膽預(yù)測(cè):未來(lái)十年,激光照明將會(huì)取代LED照明。
  中村修二在大會(huì)上說(shuō),就他所研究的領(lǐng)域來(lái)看,10年后,激光照明很可能會(huì)代替現(xiàn)在的LED照明。據(jù)中村修二介紹,一個(gè)激光燈能夠照亮100平方米的面積,因此激光照明的效率遠(yuǎn)比LED照明要高。但由于激光照明目前價(jià)格太高,導(dǎo)致應(yīng)用率不高,相信未來(lái)將會(huì)是一個(gè)大趨勢(shì)。
  據(jù)了解,激光照明的效率是LED的上千倍,不僅能增加投射距離、提高安全性,同時(shí)體積更小、結(jié)構(gòu)更緊湊,并能應(yīng)用到多個(gè)廣泛層面當(dāng)中去。
  編者觀察
  “藍(lán)光LED之父”、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主中村修二多次在公開(kāi)場(chǎng)合提及激光照明的優(yōu)勢(shì)并表示看好激光照明未來(lái),令激光照明受到了矚目;但受到價(jià)格、技術(shù)等綜合因素的影響,目前大批量使用激光照明仍未能全面實(shí)現(xiàn),但激光照明的優(yōu)勢(shì)無(wú)疑是突出的。
  因此我們有理由相信,激光照明在未來(lái)的照明領(lǐng)域定能夠進(jìn)行一番新的變革,推動(dòng)著照明行業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)步。 

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