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探讨新型材料在LED行业领域


“十二五”七大战略性新兴产业发展规划和地方节能环保LED照明推广政策的出台,为LED照明带来重大发展契机。据行业报告显示,我国LED照明行业市场规模从2008年至2012年由不足140亿增长至约800亿,增长率约484%,预计2013年我国LED照明行业将突破1000亿,增长率达38.6%。

在LED产业链条中,上游芯片、外延等关键技术被国际厂商(PhilipsLumileds、CK、CREE、Nichia、OSRAM等)牢牢控制。国内LED竞争市场主要集中在中游加工、下游终端及部分低价值的配套产业,并在地域上形成形珠江三角洲、长江三角洲、北方地区、闵三角地区四大产业链区域。

伴随大功率LED照明的普及发展,产品元器件对散热性能的要求越来越高。高效热管理成为制约大功率LED发展的关键。目前,LED行业内高效的能量转化和热能控制主要通过芯片、封装、系统集成三方面实现,主要有结构改善和新型材料应用两种方式。

结构改善是指依靠增大散热面积、改善对流辐射实现热管理。该技术相对难度较小、易实现,能在生产中普遍使用。现今,LED行业内采用的的主要散热技术有:微槽群复合变相技术、热管技术、喷雾冷却技术、热电制冷技术、热声制冷技术、合成微喷及振动制冷技术、蒸汽压缩制冷技术等。但此方法影响产品体积、成本、质量和封装密度,且不能无限增大散热面积,具有相当大的局限性。

新型材料的应用是当前LED热管理的研究重点,通过高导热材料的运用直接大幅度提升元器件的性能。照明行业在传统照明向LED照明的转型中,其导热材料经历了第一、二代到第三、四代先进材料的转化,传统材料逐渐被以金刚石系列复合材料、碳材料、热界面材料为代表的新型材料取代。新型材料越来越多应用于LED基板及封装。

伴随绿色建筑、节能环保的推广,LED商业及民用照明进入发展好时机,但国内LED行业厂商依旧面临处于产业链低端、缺乏自主知识产权、生产成本高等的市场压力。限于结构改善在LED热管理中的局限性,新型材料是LED散热的关键。在LED照明的改进中,新型导热材料的应用除产品本身的性能外仍需考虑生产成本、规模化生产可操作性、市场需求等多因素。新型导热材料性能的提升、封装工艺的改进、模组化封装逐渐成为LED行业高效热管理实现的研究热点。

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