只要想得到，不是没有可能，LED领域最近吸引了哪些新技术？

　　GaN Micro LED的复合年增长率将达到43.5％

　　氮化镓（GaN）化合物半导体已被提升为LED芯片作为衬底。尽管LED已经是成熟的市场，但这些技术在电力电子和LED照明方面仍有很大的增长空间。

　　当前的LED灯的驱动电路是通过使用各种分立元件组装而成的，例如功率晶体管，电容器和逻辑控制IC，并且组装并连接在印刷电路板（PCB）上。由于通常的PCB板尺寸较大，它将占用与LED灯一样大的空间；但是将来，固态照明的理想解决方案是将LED器件，功率晶体管和控制器IC单片集成。由于固态照明中的LED器件基于GaN材料，因此所有其他器件也必须使用宽带隙半导体材料制造。

　　该方法将消除驱动器板与LED芯片之间的互连的寄生电感，电容和电阻，从而使整个照明系统可以以更高的开关速度工作，从而可以提高整个照明系统的效率。而且，无源元件的尺寸可以减小，而小型电感器和电容器可以在更高的频率下工作，从而使驱动器电路更紧凑，性能更好。

　　这是由于GaN器件技术的突破。

　　使用GaN制造LED驱动器IC的技术也已经成熟。LED驱动器IC可以由GaN材料制成，并具有出色的性能：与传统的Si晶体管相比，它们具有更高的击穿电压，更低的导通电阻和更高的工作频率。

　　Power Integrations高级技术经理阎金光解释了为什么在平衡效率的同时GaN技术可以缩小尺寸的原因。与传统硅相比，GaN材料增加了输出功率范围和击穿电压。电压范围。

　　例如，他使用了GaN辅助的隔离式LED驱动器，使用PowiGaN技术的高功率密度器件以及通过反激式拓扑设计的110 W输出功率和94％的转换效率设计。这就是PI最近宣布发布LYTSwitch的原因。-6系列安全隔离LED驱动器IC的最新成员LYT6079C和LYT6070C使用GaN技术来提高效率和功率以及最新的功率器件。此外，与传统的LED驱动器解决方案相比，GaN技术的使用大大简化了电路。

　　新型LYTSwitch-6 IC消除了对散热片的需求，减小了镇流器的尺寸和重量，并减少了驱动器周围对空冷环境的需求，带有PowiGaN主开关的InnoSwitch3器件的低RDS（ON）也是如此。减少开关损耗。“这项改进与LYTSwitch-6的现有功能相结合，可以将电源转换效率提高3％，将热量浪费减少三分之一以上，并提供无损电流检测以提高效率。”阎金光简介：“保持快速动态响应可为并联LED串提供交叉调节，并且无需额外的次级调节器电路。它还支持无闪烁操作。使用脉冲宽度更容易。调光（PWM）接口的调光应用。”现代设备对视觉效果的要求越来越高，近眼显示设备的亮度要求也越来越高。电池供电的消费类电子设备对高分辨率和高亮度的需求也在增长，并且GaN Micro LED的增长正在得到进一步促进。

　　根据Future Market Insights的最新报告，全球GaN Micro LED的销售额将从2018年的150,000美元增长至2019年的197,000美元，同比增长33％。该报告显示，在2019年至2029年之间，GaN Micro LED将以惊人的43.5％的复合年增长率增长。

　　研究表明，2018年，中功率GaN Micro LED占所有GaN Micro LED的75％，并将成为未来几年照明应用的主流。另一方面，为了在整个照明装置中保持全亮度而不会显着降低显示亮度，可以进一步释放对低功率GaN Micro LED的需求。

　　在区域分布方面，2018年北美贡献了GaN Micro LED的26％的市场份额，并将继续处于市场的最前沿。欧洲地区紧随美国和亚市场。

　　交流供电的LED降低了照明成本

　　宾夕法尼亚州亚州立大学的工程师已经开发出一种实用的方法，可以使用行业标准的制造工艺将氮化镓LED及其电源电路集成到同一芯片上。结果是照明芯片直接由壁装式插座提供的交流电源供电，无需中间步骤即可将电转换为单独的硅芯片和其他组件上的低压直流电。

　　宾夕法尼亚州亚州立大学的工程师在IEEE Transaction上发布了详细的工作流程。

　　根据宾夕法尼亚州立大学亚的工程学教授Jian Xu的说法，将LED驱动器系统集成到GaN芯片中可以降低制造LED照明的成本并保持照明成本。他说，LED灯泡成本的60％来自驱动电子设备。而且，由于这些硅驱动器电子器件通常不如氮化镓强，因此它们倾向于在LED本身失效之前就失效。

　　LED灯中现有的驱动电路具有三个主要功能：将交流电转换为直流电（整流），消除产生的直流电中的波动，并将电压降低到更适合LED的水平。

　　徐的团队构建了一个片上驱动系统，该系统仅执行第一功能（整流），而无需第三功能（降低电压）。

　　驱动器由四个肖特基势垒二极管（SBD）组成，它们布置在桥式整流器电路中。SBD是由金属和半导体之间的结形成的二极管。由于它们的低正向压降，它们在电力电子设备中很常见。氮化镓是用于制造它们的特别好的材料，因为氮化镓具有高的击穿电压，阻止电流沿相反的方向流动。为了向LED提供合适的电压，这些设备以阵列形式构建，每个整流器以22至40像素级联。因此，来自壁式插座的总电压降为110-120伏，但是每个LED像素只能看到几伏。

　　使用集成芯片原型的白光LED灯每瓦可产生89流明。但是，由于SBD电桥输出整流的AC输入而不是基本恒定的电压，因此LED具有120 Hz的闪烁，这使其更适合于室外照明应用，例如停车场和道路照明。在这些应用中，低维护成本至关重要。但是光的质量不是那么重要。

　　集成LED灯的驱动器电路似乎是一个显而易见的想法，但是直到最近，它仍然遥不可及。徐说：“氮化镓是一种全新的材料系统。”“这项技术直到最近才成熟，这就是为什么单芯片集成是一个非常新的想法的原因。”先前的尝试需要使用过于复杂以致无法规模化或导致LED效率过高的专用LED结构或制造工艺。损坏太多。

　　解决最后一个问题是Xu实验室成功的关键。在晶片制造中，可以通过“湿”化学方法（例如氢氟酸处理）来应用材料蚀刻成装置。徐解释说，但是GaN太难工作了。因此，代替“干蚀刻”的是——感应耦合等离子体体蚀刻。不幸的是，该过程可能在表面上留下效率缺陷。

　　尽管湿蚀刻不足以去除大部分半导体表面，但是它可以帮助去除干蚀刻在一定时间段内留下的缺陷层。他的团队最终发现了一系列干法蚀刻和湿法蚀刻，它们生产出了低缺陷，高质量的设备。徐说，更好的是，可以使用“环蚀刻”方法来提高用于显示器的微型LED的效率。