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世纪晶源马宏:外延与芯片是我国激光显示产业短板

导读: 激光显示是继黑白显示、彩色显示、数字显示之后的第四代显示技术。在众多不断发展的显示技术中,激光显示技术代表显示技术未来发展的趋势和主流方向,是未来显示领域竞争的焦点

        作者:深圳世纪晶源光子技术有限公司总经理马宏

        激光显示是继黑白显示、彩色显示、数字显示之后的第四代显示技术。在众多不断发展的显示技术中,激光显示技术代表显示技术未来发展的趋势和主流方向,是未来显示领域竞争的焦点。激光显示技术在继承了数字显示技术所有优点的基础上,以红、绿、蓝三基色激光作为显示光源,在色度学方面实现了重大突破,解决了显示技术领域长期以来悬而未决的大色域色彩再现的难题,所以能够最完美地再现自然色彩。

        器件基础薄弱成产业短板

        激光显示是以红、绿、蓝(RGB)三基色激光为光源的显示技术,激光显示技术的最核心关键技术是三基色激光光源,它决定了基于激光显示技术的终端显示产品的色域空间、寿命以及工作方式。近年最受产业界关注的红、绿、蓝三基色激光光源获得了一定的突破:以红外全固态激光进行谐波变换产生红、绿、蓝三基色激光的技术在小型化方面取得了突破,由此韩国和美国做出了袖珍式前投影机(手机投影仪),首开便携式激光投影机先河。美国Novalux公司以高功率垂直腔面发射扩展腔激光器为基础,通过周期极化的非线性光学晶体材料获得高功率、小体积红、绿、蓝三基色激光器,在半导体激光技术和非线性光学技术相结合发展激光显示技术方面进行了一次可喜的尝试。国内中科院光电研究院与中视中科公司 研发出了适合中国激光显示产业、国际领先的激光显示专用微型激光器产品,该系列微型激光器体积、成本大幅降低,而效率、可靠性却得到大幅提升。

        激光显示技术在中国研究的势头很好,但产业化步伐堪忧,很有可能出现“起得很早,到得很晚”这种尴尬局面。发展激光显示(电视)产业,我国拥有较好的技术和产业基础;但我们同时也看到,相较于美国、日本、欧洲等发达国家和地区,我国在高新科技产业化发展方面还存在着许多不足。尤其是在半导体激光器产业化开发方面,由于国内光电产业界错失了光存储产业、光通信产业的发展给国内半导体激光器等光电器件带来的发展机遇,因此国内没有一家产业化企业具有半导体激光器材料外延生长、芯片制备、器件封装的产业化生产能力。半导体激光器产业基础薄弱是导致目前我国激光显示用大功率半导体激光器主要依赖从国外进口的主要原因,尤其是大功率半导体激光器外延与芯片技术大大限制了国内激光显示技术的发展。

        回顾国内光存储产业的发展,对国内激光显示产业的发展将有一定的借鉴意义。作为光存储系统中的关键部件半导体激光器(LD),其专利技术基本上被国外公司尤其是日本公司所持有。日本索尼、夏普、三菱等厂商在存储用半导体激光器市场上占有率更是高达 75%以上。用一位日本专家的话说:“在世界DVD产业笑脸曲线(也称U型曲线)中,中国在笑脸的下巴端——— 只拥有较强的组装加工能力,并不掌握标准和核心专利。而日本和美国分别处在曲线的两个上端,日本企业几乎掌握所有的核心专利技术,包括95%的光学头、99%的光学镜头等核心部件专利;而美国凭借好莱坞强大的节目制作能力,成为全球光盘节目内容最大的制作基地。”对我国而言,这种情况正是一种以廉价劳动力、消耗资源、破坏环境为代价的经济增长方式的写照。

        因此如果激光显示用大功率半导体激光器材料外延生长、芯片制备、器件封装不能进行国产化产业化生产,激光显示产业将步光存储产业“无核”的后尘。

        建立产业联盟应对国际竞争

        为加速国内激光显示产业化和规模化进程,在市场牵引下进一步完善激光显示产业链,依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和863计划新材料领域“十一五”科技发展规划,我国专门设立了“新一代激光显示工程化开发”863重点项目。其中“高可靠性、低成本半导体激光器材料与器件工程化开发”成为本项目的研究方向之一,更加凸显了大功率半导体激光器的产业化对激光显示产业的重要性。

        激光显示产业的发展既给国内从事大功率半导体激光器开发企业带来了空前的发展机会,也带来了巨大的挑战。尤其是激光显示应用的635nm和808nm半导体激光器的外延生长、芯片制备、器件封装的高可靠、低成本国内产业化生产技术的开发是国内激光显示产业后期推广的关键。由于目前国内大功率半导体激光器外延与芯片产业化水平较低,激光器外延和芯片基本主要依靠进口,国内只能进行一些低功率激光器产品的生产,这就大大限制了国内激光显示产业的发展。非常可喜的是在国内激光显示领域各位专家都意识到建立完善的国内产业联盟的重要性,通过激光显示在高端、特殊市场(包括各类工程)的示范应用,营造市场需求,扩大市场规模,并带动各种社会资源在上、下游领域的投入,构成完整成熟的激光显示产业链。同时,联合上、下游领域的企业,组织激光显示产业联盟,并充分利用我国在色域、匀场、消相干等关键技术和指标方面的优势,制定相关标准,为我国激光显示产业群提供保护。

        深圳世纪晶源光子技术有限公司是一家致力于光通信、工业激光、军用光电子以及激光显示等领域半导体激光器的开发和生产的公司,公司技术成员具有多年半导体激光器产业的工作经验,在半导体激光器器件设计,MOCVD(金属-有机物化学气相淀积)外延生长、管芯工艺、器件封装等方面都具有丰富的实践经验。目前世纪晶源已经筹建完成了半导体激光器外延材料生长、芯片制备和器件封装的完整的技术平台,许多产品已经开始批量销售。从2007年开始,公司就与国内激光显示相关企业建立了紧密合作,针对激光显示用高可靠低成本半导体激光器公司已经投入了大量的资源进行开发和研究,这对国内半导体激光器关键器件的专利保护,建立激光显示民族产业的核心优势都将具有重要意义。

 

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