LED自問世以來，以其能耗低、體積小、壽命長、無污染、響應(yīng)快、驅(qū)動電壓低、抗震性強、色彩純度高等優(yōu)點，迅速在照明市場得以推廣，被譽為新一代照明光源及綠色光源。而近年來通用照明市場漸趨飽和，在通用照明之外，LED還有哪些出路？

百花齊放的LED市場

LED剛問世的時候，由于功率不夠、顏色不足，只在告示牌、交通燈等場景有所應(yīng)用。隨著技術(shù)進步，LED在背光顯示上的應(yīng)用使得LED顯示的市場呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，白光LED的出現(xiàn)也打開了通用照明市場。經(jīng)過多年耕耘發(fā)展，這些領(lǐng)域趨向飽和，汽車照明、閃光燈、醫(yī)療等特殊照明也逐漸走進大眾視野，成為LED領(lǐng)域的新方向，LED照明市場呈現(xiàn)出百花齊放的局面。

香港科技大學(xué)深圳研究院教授 李世瑋

除了照明以外，LED在許多非照明領(lǐng)域也大有可為。在11月13日舉辦的“OFweek（第十五屆）中國LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇”上，香港科技大學(xué)深圳研究院李世瑋教授介紹了LED在非照明領(lǐng)域的技術(shù)趨勢。李世瑋教授認為，與人類視覺無關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域都屬于非照明應(yīng)用。包括植物照明、可見光通訊（VLC）及不可見波段的應(yīng)用等。其中，植物照明除了農(nóng)業(yè)和園藝應(yīng)用外，還可擴展到畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)等。而VLC技術(shù)則憑借安全、經(jīng)濟、保密等特性，可在一定程度上與WIFI形成互補，也可與照明應(yīng)用相結(jié)合，拓展到其他應(yīng)用場景，如環(huán)境監(jiān)測等。

對非照明應(yīng)用而言，不可見光的前景和應(yīng)用范圍無疑更為廣闊。那么紅外LED、紫外LED又有哪些應(yīng)用呢？

IR／UV LED的應(yīng)用

據(jù)李世瑋教授介紹，IR／UV LED的應(yīng)用早已存在，但其市場化仍處在初步探索階段，仍是一個藍海市場，距離大規(guī)模量產(chǎn)、距離行業(yè)爆發(fā)的拐點還早得很，在技術(shù)方面也有很大的提升空間。

他認為，目前的IR LED大部分用于軍隊及其他特殊領(lǐng)域，但未來將推廣到民間。而IR LED的未來將鎖定在便攜式產(chǎn)品上，可用于夜間視覺、瞳孔識別、心跳檢測、化妝美容及生物醫(yī)藥等方面。相比之下，UV LED則更多將用在工業(yè)領(lǐng)域，從市場規(guī)模而言將比IR LED大得多。

紫外光的波長范圍是200nm－400nm，而這些不同波長的紫外光應(yīng)用場景也各不相同，因此又分為UVA（320nm－400nm）、UVB（280nm－320nm）和UVC（200nm－280nm）三類。UVA主要用于高分子固化，例如印刷的墨水速干、指甲油秒干、3D打印的快速固化等。UVB則主要應(yīng)用在生物醫(yī)療方面，例如皮膚病治療等。而UVC則主要用于氣體、流體的消毒。

科研現(xiàn)狀及研發(fā)難點

在LED的科研方面，國內(nèi)外高校、研究所側(cè)重點不同。國際的研究方向偏重于新材料，國內(nèi)則更側(cè)重于LED封裝。對于國內(nèi)LED的發(fā)展，李世瑋教授認為最關(guān)鍵的是心態(tài)問題。從材料開發(fā)，到封裝結(jié)構(gòu)，到制程優(yōu)化，是一個漫長的研究、不斷投入的過程，并非朝夕可就。做研究必須先找準位置，沉下心來，慢慢前進。

LED從可見光波段向不可見波段發(fā)展，并不僅僅是換一個芯片的事情。以UV LED為例，與可見光LED相比，UV LED的研發(fā)有三大難題，分別是外延生長設(shè)備、芯片材料、LED封裝。UV LED對MOCVD的均勻性、溫度承受等有更高的要求，可見光LED的外延生長條件并不適用。以往的藍光LED采用氮化鎵或銦鎵氮做基底，而UV LED則需要采用鋁鎵氮做基底，二者的晶格缺陷、適配情況均不相同，需要重新進行研究。而封裝體系也與傳統(tǒng)的封裝大不相同，也需要重新研究開發(fā)。

目前，李世瑋教授的課題組已實現(xiàn)了UVA LED封裝材料與結(jié)構(gòu)的開發(fā)。他介紹說，以往的觀念認為銀是最好的反射層材料，但對紫外波段而言，鋁比銀的效果好得多。鋁對不同波長的反射率相對恒定，經(jīng)過熱老化處理后依然穩(wěn)定，而銀的反射率則會隨波長變化而變化，經(jīng)熱老化處理后也無法保持穩(wěn)定。為保證工業(yè)設(shè)計上的穩(wěn)定，他的課題組選擇銀做反射層，取得良好的效果。此外，280nm以下的UVC，其封裝形式基本上都是金屬或者陶瓷，不僅價格較為昂貴，體積也較大。而如何用塑料封裝來取代傳統(tǒng)封裝，是一個值得研究的方向。

需要科學(xué)家，更需要工程師

目前我國的光電人才緊缺，市場需求旺盛，而各高校則承載著培養(yǎng)人才的重任。李世瑋教授認為，當前的光電行業(yè)大量缺乏技術(shù)類的人才，高校在培養(yǎng)人才方面應(yīng)該注重讓學(xué)生“學(xué)以致用”。現(xiàn)在不少學(xué)生學(xué)完就丟，考完就忘，這跟學(xué)校與產(chǎn)業(yè)的脫節(jié)不無關(guān)系。為此，李教授介紹了香港科技大學(xué)的理念。

港科大也非常重視與企業(yè)合作，產(chǎn)研結(jié)合。港科大提倡教授多參與產(chǎn)業(yè)項目，例如與華為、洲明科技、瑞豐光電等企業(yè)合作，一方面為企業(yè)提供支持，一方面也借助企業(yè)增進學(xué)生對產(chǎn)業(yè)的了解，讓學(xué)生在畢業(yè)之后能更快融入企業(yè)的梯隊里。在教授招聘方面，也更傾向于聘用有幾年行業(yè)經(jīng)驗的教授，這樣的教授不論是平時教學(xué)，還是指導(dǎo)學(xué)生，都能傳遞一些產(chǎn)業(yè)內(nèi)的相關(guān)知識，這對學(xué)生培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展都有好處。當然學(xué)校也有專門做高精尖的團隊，這些團隊的目標在科研，對工學(xué)院來說，則更注重學(xué)以致用。

此外，港科大的很多學(xué)科布局并不是朝著精深的方向，而是往廣博的方向布局。大量交叉學(xué)科的設(shè)立，除了教學(xué)生專業(yè)領(lǐng)域的知識外，還能拓展到周邊的相關(guān)領(lǐng)域。港科大的博士論文答辯里有一項評估指標，除了論文涉及的內(nèi)容外，對同一個大的領(lǐng)域下涉及的其他相關(guān)領(lǐng)域是否足夠了解。

香港科技大學(xué)深圳研究院

李世瑋教授總結(jié)說：“在純科研領(lǐng)域需要非常專一、非常深厚的專業(yè)積累，這部分屬于創(chuàng)造知識的、在金字塔頂層的人。但這只能是一小部分人，一小部分極度聰明、天賦極高的人。而金字塔中下層的人比例比塔尖高得多，他們要做的是把知識轉(zhuǎn)移和應(yīng)用。對這部分人而言，掌握基礎(chǔ)專業(yè)知識之后，就應(yīng)該往廣博、能解決問題的方向去發(fā)展。”

LED照明路在何方

在過去的十年中，LED的基本思路是置換，只是把傳統(tǒng)的光源置換成LED的光源，這使得LED的很多特性沒有體現(xiàn)出來。未來隨著建筑設(shè)計的升級，將會有越來越多的專門按照LED尺寸規(guī)格來設(shè)計的光源出現(xiàn)，隱藏式的，或平板燈式的，而不再是傳統(tǒng)燈座的設(shè)計。

LED有體積小、耗電小、反應(yīng)靈敏的特點，這些特點還有著許多待開發(fā)的應(yīng)用場景，這方面的市場空間非常寬廣。盡管目前置換市場還很大，但利潤空間已經(jīng)很低，也很難提高產(chǎn)品的附加值。對LED行業(yè)的從業(yè)者而言，應(yīng)該盡量發(fā)揮想象力，結(jié)合LED的特性去開發(fā)新的應(yīng)用場景，去尋找能體現(xiàn)LED優(yōu)點的刀口，打開LED的下一扇應(yīng)用大門。