昨日（7/23），兆馳股份宣布：兆馳半導(dǎo)體目前已順利完成對(duì)車用氮化鎵（GaN）垂直LED芯片的驗(yàn)證，即將進(jìn)入量產(chǎn)階段，表明兆馳半導(dǎo)體成為國(guó)內(nèi)主流LED芯片廠中少數(shù)掌握車規(guī)級(jí)垂直結(jié)構(gòu)技術(shù)的企業(yè)之一。

據(jù)兆馳半導(dǎo)體介紹，車用垂直芯片具有高電流處理能力、低導(dǎo)通電阻、快速開(kāi)關(guān)速度、高效散熱路徑、降低熱阻等特性，能夠高效地處理大電流，改善可靠性，幫助提高電池的使用效率，延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。若在汽車的大功率照明系統(tǒng)中，如LED大燈驅(qū)動(dòng)器使用垂直芯片，可以有效降低芯片溫度，提高大燈的亮度和穩(wěn)定性。

垂直結(jié)構(gòu)LED芯片是高端車載光源的理想方案之一

按照芯片結(jié)構(gòu)劃分，LED芯片可分為正裝結(jié)構(gòu)芯片、垂直結(jié)構(gòu)芯片、倒裝結(jié)構(gòu)芯片。

正裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝成熟，成本低，但由于光效有限，散熱不佳，可靠性受限，正裝結(jié)構(gòu)芯片目前多用于對(duì)功率要求較低的指示燈、普通照明和低端背光等領(lǐng)域。

倒裝結(jié)構(gòu)即將芯片“倒置”，具有更高的出光效率，能夠更高效地導(dǎo)出熱量，從而承受更高的驅(qū)動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)更高的亮度與功率。近年來(lái)，倒裝結(jié)構(gòu)芯片技術(shù)不斷進(jìn)步，目前已廣泛應(yīng)用于前大燈、高端照明、Mini/Micro LED顯示等領(lǐng)域。

垂直結(jié)構(gòu)的核心工藝是去除導(dǎo)熱性較差的藍(lán)寶石襯底，制造流程更為復(fù)雜，需用采用晶圓鍵合技術(shù)以及激光剝離技術(shù)等，技術(shù)難度較高。垂直結(jié)構(gòu)芯片的電流垂直導(dǎo)通，分布更均勻，驅(qū)動(dòng)電流高；同時(shí)，采用高導(dǎo)熱性基板替換藍(lán)寶石襯底，散熱性能提升。

正因?yàn)樵谏帷⒖煽啃院痛箅娏黩?qū)動(dòng)能力上的優(yōu)良表現(xiàn)，垂直結(jié)構(gòu)芯片已成為高端車載應(yīng)用（尤其是對(duì)可靠性、亮度和壽命要求極為嚴(yán)苛的ADB矩陣式等前大燈）、Mini尾燈，以及高端RGB顯示，植物照明、工業(yè)照明等大功率照明的理想選擇之一。

然而，垂直結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工藝，特別是晶圓鍵合和激光剝離兩大技術(shù)瓶頸，對(duì)設(shè)備精度、工藝控制和材料科學(xué)提出了極高要求，導(dǎo)致其良率低、成本高；此外，表面處理、臺(tái)面蝕刻、鈍化層沉積等工藝也都需要高精度設(shè)備及嚴(yán)格的過(guò)程把控。

兆馳車載垂直結(jié)構(gòu)芯片進(jìn)入量產(chǎn)倒計(jì)時(shí)意味著其不僅在芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化與突破，更重要的是攻克了垂直結(jié)構(gòu)的核心工藝難題，進(jìn)一步助力國(guó)產(chǎn)LED廠商縮小與國(guó)際大廠的技術(shù)差距，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)LED進(jìn)入高端車載應(yīng)用市場(chǎng)。

國(guó)產(chǎn)LED廠商加速?gòu)淖汾s向并跑升級(jí)

據(jù)LEDinside觀察，前大燈等前裝市場(chǎng)長(zhǎng)期由ams OSRAM、Nichia及LumiLeds等國(guó)際光源大廠主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)廠商大多數(shù)進(jìn)入后裝車燈等中低端應(yīng)用領(lǐng)域，但隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的崛起以及汽車不斷朝向智能化、交互化、個(gè)性化等方向發(fā)展，這一局面開(kāi)始有所改變。

從垂直結(jié)構(gòu)的角度觀察，芯片端除了兆馳半導(dǎo)體之外，三安光電、乾照光電、立琻半導(dǎo)體等LED芯片相關(guān)廠商也在垂直結(jié)構(gòu)芯片領(lǐng)域有所布局。

其中，三安光電已掌握了車載垂直結(jié)構(gòu)LED芯片技術(shù)，旗下安瑞車燈去年出貨的前照燈、氛圍燈比重呈直線上升趨勢(shì)，營(yíng)收規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)。

乾照光電此前公布了垂直結(jié)構(gòu)芯片相關(guān)的專利，正在研發(fā)車載垂直結(jié)構(gòu)芯片技術(shù)，目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出適用于車載的新一代垂直結(jié)構(gòu)芯片，性能達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平，通過(guò)廠內(nèi)可靠性驗(yàn)證。

立琻半導(dǎo)體于2023年10月宣布推出單芯片集成式車用像素大燈矩陣光源芯片—LKEWG系列，芯片采用硅基GaN垂直結(jié)構(gòu)LED芯片技術(shù)，集成百顆像素，像素間距為25μm，可根據(jù)用戶需求定制像素?cái)?shù)量。該公司正在持續(xù)研究硅襯底垂直結(jié)構(gòu)技術(shù)路線，未來(lái)有望推出硅基GaN Micro LED萬(wàn)像素級(jí)大燈光源芯片，實(shí)現(xiàn)圖像投影功能。

器件端，晶能光電深耕于硅襯底垂直結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，并且已成功打入了前裝市場(chǎng)。早在2021年，晶能光電用于前大燈的ASL系列大功率車用LED就已進(jìn)入多家汽車主機(jī)廠的供應(yīng)鏈體系中，該系列的LED倒裝芯片也是由晶能光電基于垂直結(jié)構(gòu)芯片技術(shù)自主開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。2022年，晶能光電在國(guó)內(nèi)率先發(fā)布了自研ADB LED大燈模塊新品。在尾燈領(lǐng)域，晶能光電也開(kāi)發(fā)了基于RGB全垂直結(jié)構(gòu)芯片的4-in-1硅基Mini LED智能交互式尾燈。

從高端車載應(yīng)用市場(chǎng)開(kāi)拓情況來(lái)看，晶科電子ADB也已進(jìn)入了前大燈等高端車載應(yīng)用市場(chǎng)。據(jù)LEDinside最新了解，晶科電子推出的陶瓷封裝大功率LED產(chǎn)品，性能已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，具有高功率、高亮度與優(yōu)異可靠性。其中，3W大功率LED前燈光源已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，累計(jì)搭載量超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)；1519小發(fā)光面5W與3芯9W等大功率系列產(chǎn)品，則廣泛應(yīng)用于汽車前大燈遠(yuǎn)近光、光導(dǎo)式日間行車燈（DRL）及轉(zhuǎn)向燈等多個(gè)場(chǎng)景，為車燈系統(tǒng)提供高效、穩(wěn)定的核心光源解決方案。

就前大燈技術(shù)布局而言，大部分廠商已投入對(duì)ADB等前大燈技術(shù)的研發(fā)與生產(chǎn)，而且布局Micro LED像素大燈技術(shù)的廠商已不在少數(shù)。

比如，國(guó)星光電已實(shí)現(xiàn)汽車大燈用光源的多類產(chǎn)品方案覆蓋，包含常規(guī)3W白光LED和百級(jí)、萬(wàn)級(jí)、百萬(wàn)級(jí)ADB車燈光源。其中，大功率的陶瓷LED已通過(guò)Tier 1廠家驗(yàn)證，將于今年四季度陸續(xù)上車；萬(wàn)級(jí)像素?cái)?shù)字化大燈Micro LED模組連續(xù)三年在行業(yè)展會(huì)點(diǎn)亮展示。

京東方華燦光電今年對(duì)外展示了搭載Micro LED光源組件的ADB矩陣式像素大燈，單個(gè)發(fā)光單元集成超40,000顆芯片。

鴻利智匯今年也展示了集成20,000顆像素的Micro LED投影大燈產(chǎn)品，Micro LED有效流明輸出可達(dá)500lm。

晶能光電已研發(fā)藍(lán)光Micro LED外延結(jié)構(gòu)，可滿足萬(wàn)級(jí)像素矩陣車燈和車載HUD的需求，在1000A/cm2的條件下實(shí)現(xiàn)超過(guò)20%的外量子效率。

綜上，無(wú)論從垂直結(jié)構(gòu)芯片技術(shù)，還是高端車載技術(shù)布局與市場(chǎng)開(kāi)拓來(lái)看，相較于國(guó)際大廠而言，國(guó)產(chǎn)車用LED廠商已逐漸從追趕者向并跑者升級(jí)，在全球車用LED市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)正逐步增強(qiáng)，為壯大全球車用LED市場(chǎng)規(guī)模貢獻(xiàn)力量。

據(jù)《TrendForce 2025全球車用LED市場(chǎng)- 照明與顯示產(chǎn)品趨勢(shì)》（了解報(bào)告>）數(shù)據(jù)顯示，2025年車用LED市場(chǎng)產(chǎn)值預(yù)估將成長(zhǎng)至34.51億美金。

更深一層觀察，國(guó)內(nèi)廠商取得突破背后折射出的是中國(guó)汽車照明產(chǎn)業(yè)整體從“襯底-外延-芯片-器件-模組-系統(tǒng)”全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)升級(jí)與國(guó)產(chǎn)化率的提升。

結(jié)語(yǔ)

兆馳車載芯片突破在一定程度上表明，國(guó)內(nèi)企業(yè)已有能力、有決心在技術(shù)最前沿與國(guó)際對(duì)手“硬碰硬”，而非在中低端市場(chǎng)展開(kāi)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。芯片的突破也有望帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí)，從上游的MOCVD設(shè)備等設(shè)備，到中下游的封裝、模組、車燈總成，乃至透鏡燈配套組件，一個(gè)圍繞國(guó)產(chǎn)高端元器件的生態(tài)系統(tǒng)正在加速形成。

盡管如此，在品牌認(rèn)知度、長(zhǎng)期可靠性驗(yàn)證、與全球頂級(jí)車企的合作深度等方面，國(guó)內(nèi)廠商與國(guó)際一線大廠相比仍有差距。未來(lái)，中國(guó)品牌影響力的提升，還需全產(chǎn)業(yè)鏈在各個(gè)維度加倍攻關(guān)。總而言之，國(guó)產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步、國(guó)產(chǎn)化率提升的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)，后續(xù)廠商如何抓住機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)升級(jí)，將備受業(yè)界關(guān)注。

文：LEDinside 陳佳純

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