近日，美国能源部发布了2012年版本的固态照明生产研发路线图。该路线图的主要目标是为生产研发项目进行资助规划，并实现美国能源部指导核心的产品开发研发项目的固态照明研发多年项目计划(MYPP)。它也为设备和材料供应商提供了指南，从而推动产业一致期待的固态照明生产变革——降低风险、改善产品质量、扩大产能以及降低成本。

　　生产工具开发

　　在研讨课上，与会者拿到了美国能源部资助项目的最新资料，包括Universal Display Corp (UDC)、Moser Baer、应用材料公司、Veeco、Sandia National Labs、KLA-Tencor、通用电气照明公司、 Ultratech、飞利浦Lumileds 和DuPont Displays等许多公司。

　　Ultratech公司提出优化其应用于LED生产的Sapphire 100投影印刷(projection lithography) 工具。该目标可使得设备能够兼容LED应用的更大直径和厚度范围的蓝宝，同时可减少基建成本和拥有成本。与商业制造设施中的传统印刷系统相比，Ultratech公司的工具展现了良率和产能优势。

　　应用材料公司开发了一系列3腔(3-chamber)工艺， 它为MOCVD 结合了混合气相外延(HVPE)，一种更快更便宜的独特的薄膜沉积技术。该结合旨在减少整体运营成本，并增加内部量子效率以及改善初始良率。

　　通用电气照明公司已开发了一种结合聚合物载体并使之注入可塑(injection moldable)的荧光粉材料。这使得远程荧光粉器件采用荧光粉的含量减少(比以往的少75-80%)。在使用蓝光LED和远程荧光粉器件时，与采用芯片上荧光粉相比，通用电气照明 的暖白光在6000小时的应用后的色偏移减少了1 阶麦克亚当。

　　Veeco公司与飞利浦Lumileds 以及Sandia National Labs合作降低了其Maxbright MOCVD系统的拥有成本。带有特殊的口袋形状的新晶元载体能够明显改善波长一致性。Sandia已经开发了采用计算流体动力学的工艺模型软件，以优化MOCVD工艺效率。总体的拥有成本减少66%。

　　DuPont Displays已开发了一种基于低成本生产工艺的印刷色彩可调的OLED 照明面板。一组50cm2原型已应用于工作照明灯具，其色温可调范围为2700K 至6500K。面板在2700K时的效率为35 lm/W。(获取更多研讨课报告的开发项目可登陆：www.ssl.energy.gov/sanjose2012_materials.html)

　　关键LED目标

　　LED专家小组会议确定了四个LED首要目标，包括支持最先进的模组、照明引擎及灯具灵活生产开发项目；生产每一阶段的高速、无损测试设备与测量开发项目；封装LED后装工艺关键问题的辨别；以及改善荧光粉或其他下变频器(down-converter)的生产。

　　路线图显示了为灯具或模组进入一个或更多如下领域所采取的举措：

　　1. 高级的LED封装与印模集成(die integration，如COB、箔上芯片等.)到灯具；

　　2.器件与稀土的更高效使用；

　　3. 简化热设计；

　　4. 减轻重量；

　　5. 优化效率和低成本生产的设计(比如组装的简便)；

　　6. 提升机械、电子和光学功能的集体；

　　7.通过自动化、改良生产工具或产品设计软件来降低生产成本。

　　2015年的特点目标包括提升2倍产能，将OEM灯价格从50美元/klm降至10美元/klm，每2—3年组装成本降低50%，以及色彩控制从7 SDCM提升至4 SDCM。

　　LED封装生产的圆桌会议讨论包括在LED封装中采用更低成本材料和生产工艺。更特别的是，到2012年止，封装LED产出每年增加2倍，每2—3年组装成本/klm和封装成本($/klm)降低一半。

　　测试与检测讨论号召支持在产业链每一阶段的采用标准测试进程和适当量测的高速、高分辨率、无损测试设备的项目开发——如半导体晶圆、外延层、LED模板、封装LED、模组、灯具以及光学器件。设备需用于来料产品质量保障、现场工艺监控、在线工艺控制、或最终产品测试。2015年测试与检测的特殊目标量测包括单bin 每组/小时产能提升2倍以及每5年拥有成本降低2-3倍。

　　其中一个特殊领域包括在LED运作温度下，晶圆级光输出、色彩质量和色彩一致性的高速监控。这些测试设备将推动LED和荧光粉匹配，以及加速最终设备生产。

　　关于改善荧光粉生产，到15年，路线图号召大生产尺寸(从1-5 kg 至20 kg)，每2—3年在成本/kg上减少 50% ，将荧光粉使用率从50%提升至90%，将PSD范围一致性从30改善到10，将Duv控制从0.012 提升至<0.002，将厚度一致性从5% (1 sigma)提升至 2% (1 sigma)，将成本/klm 降至50%，而且将设备至设备的再现能力从 4 SDCM改善到2 SDCM。

　　2012年文件最显著的变化是对生产成本的减少重于强调价格减少。因此，这对于检验诸如60瓦A19 LED灯制造成本计划图非常关键(如图1)。 这是基本的纯生产成本，它不会复杂化封装LED成本的测算 (如图2)，而且包括毛利(gross margin)，还更为合理。