LED光源在照明领域发挥更大的作用探讨分析

2.寿命

寿命是产品可靠性的表征值。由于产品所规定各种寿命的含义不同，容易造成混淆，在此作具体描述。有关寿命的描述有很多种，这里列举10种不同含义的寿命，即：寿命、平均寿命、中位寿命、特征寿命、预期寿命、可靠寿命、工作寿命、光通维持寿命、平均无故障工作时间和平均失效前工作时间等。其中LED寿命的常用表述有：

寿命：一般指统计平均值，对大量元器件而言，LED器件的寿命就是采用这种描述的含义。

工作寿命：指LED产品的有效工作时间，不同于一般的寿命。

中位寿命：有50%的灯具（光源）其光通量下降至某一定值（如初始值的70%）的时间定为中位寿命L70/B50，部分照明灯具的标准是采用中位寿命表述。

光通维持寿命：指发光器件（LED）或灯具（光源）的光通量下降至某一定值的时间，称为光通维持寿命（此时不考虑色参数的变化）。

IEC及能源之星的表述：

IEC组织提出用维持率来说明失效率、寿命、预期寿命等。

EPA（美国国家环境保护局）公布：能源之星灯具V1.0技术规范“技术中立”，规定匹配灯具寿命为1万小时即额定光通维持率寿命，集成LED灯具要求1.5万～2.5万小时。

能源之星标准提出LED光源（灯具）在加额定电流6000小时后，测量产品的光通维持率，并推算产品的工作寿命（指有效的工作时间）同时要求在全寿命期内色空间均匀度在CIE1976u′v′图中0.006以内。这个办法得到行业内普遍认同，但具体操作很难，因为需要花250天以上的试验时间，在企业中很难执行。

3.提高可靠性

提高LED可靠性是行内共同努力的目标。有关影响LED产品可靠性的各种因素，如芯片制造、封装、热阻、散热等，以前做了较详细描述［6］，在此希望企业对LED产品在执行全面质量控制的基础上，再作如下两点要求：

（1）减少失效率

目前在实际应用中，经常出现产品失效，有的甚至很严重。希望相关单位能通过各种试验，找出失效的原因，并采取有效的工艺筛选办法，剔除早期失效和偶然失效的不良产品，在使用中尽可能减少失效率。

（2）延长耗损失效时间

希望相关企业对典型的LED产品进行长时间老化试验（或加速老化试验），通过分析找出产品耗损失效的原因，并在工艺、选材等各方面加以改进，延长耗损的时间，这也是提高LED寿命的有效办法。

四、降低成本

目前LED各种产品还没有大规模生产推广应用，主要问题是价格过高，LED产品不能长期靠补贴来发展，要不断努力降低成本。全球相关部门单位都在关注降低LED产品成本，比如美国SSL计划2015年LED光源（灯具）成本要达2美元/klm。我国也提出2015年LED光源（灯具）成本要在15元/klm之内。台湾地区也提出在2014年之前可实现2美元/klm目标。要降低成本，除了大批量生产外，主要从技术上采取措施降低成本的方法、途径。

降低成本要从LED产业链各环节上着手，共同努力，首先分析LED产品的成本结构大约是4:4：2，即光源占40%、驱动和散热占40%、其他占20%，主要环节是外延芯片、封装、驱动、散热等方面成本有较大的下降空间，要从技术上采取有效措施，从根本上解决LED产品的成本问题。

1.外延芯片环节降低成本的方法探讨

目前LED产品的芯片占成本的40%左右，降低芯片的成本是最重要的任务。

世界主要外延生产厂家Veeco提出，对现有MOCVD的设备、工艺、架构改进，提高量产效率，至2014年外延片价格达0.2美元/cm2。（2009年1美元/cm2）

采用4″及6″的MOCVD设备以及配套的芯片制造设备，使外延、芯片产能的效率大幅度提高，从而降低外延芯片的成本。