未来LED器件总体上朝着高性能、大功率、模组化、低成本的方向发展。

1.LED光效提升有赖于新的技术突破

LED进入照明领域以来，芯片光效的提高一直是技术发展的主线，美国Cree公司逐年发布其LED芯片的实验室光效，基本呈现线性增长趋势，到2014年已达到303lm/W，但其后到目前再没有新的突破，这说明已达到一定的光效瓶颈。光效的进一步提高有赖于新材料、新机理、新结构、新工艺的突破。新的衬底材料可以与目前的外延材料更好的匹配，也可能在目前主要的材料体系之外引起PN结新材料的突破。外延环节将主要通过新的材料体系和发光机理提高内部量子效率。芯片和封装环节将主要通过新材料和新结构以减少光损失、提高光提取效率，石墨烯和纳米等新材料有应用潜力。

2.LED综合光学性能的提高将成为技术重点

以前LED的技术重点是高光效，但发展到目前，一方面LED的光效已经远超传统光源，另一方面光效进一步突破的难度加大，因此下一阶段LED将在高光效的基础上追求单色纯度与白光色彩饱和度、显色性、色温、色彩稳定性等综合性能的提高。目前蓝光激发荧光粉产生的白光光线中红色波长较弱，从而导致光线缺少暖感、颜色显示不真实，采用特殊荧光粉可以改善色温和显色性，但通常会带来发光效率的降低。研究表明结合量子点技术可有效改善LED的色彩表现能力，普林斯顿大学的研究团队已经成功3D打印出基于量子点的LED（QD-LED）^[5]。已有研究尝试用硅作为封装材料取代环氧树脂，环氧树脂使用3000～6000h后会出现色偏移现象，使用硅材料可大大延缓出现色偏移的时间。

3.LED从独立器件向模组化发展(www.daowen.com)

虽然LED光效有了长足发展，但商用量产的单颗器件光输出在100～200lm之间，要达到传统照明灯具数千lm的水平，一般需要多颗LED器件组成光源板。面向该市场需求，原先只生产LED芯片和器件的国际厂商，现已积极进行产业链的垂直整合，将产品线拓展到光源模组（也称为光引擎），如美国Cree、荷兰飞利浦、韩国三星等国际LED芯片大厂纷纷推出多颗LED芯片的系列化集成封装模组，模组功率从数W～数十W，模组光输出从1000～10000lm（甚至更高），直接可以作为光源板集成到照明灯具中，光学性能、可靠性提高，体积减小、成本降低，也简化了灯具的设计。

4.LED器件向大功率发展

目前，常用大功率LED器件的功率为1W，单颗LED的更大功率有3W、5W、10W等，但由于内部量子效率、散热等的限制，随着功率增大光效有较大幅度降低。通过材料、工艺和结构等新技术的应用，如果增大功率仍能基本保持1W时的光效，那么单颗LED器件就能满足一般照明场合下要求的光通量，这将直接秒杀光源模组和光源板，在可靠性、体积、成本、灯具设计等方面更具优势。如采用新的GaN衬底的蓝光LED芯片可以有效提高电流密度，韩国首尔半导体已经研发成功以GaN-on-GaN制程为核心的nPola产品，比传统蓝宝石衬底LED在同样面积上的亮度提高5倍，同时能有效减少缺陷；日本松下公司也推出了基于GaN衬底的LED，并用于前照灯，可实现小型化并提高了设计自由度。通过大功率芯片的倒装技术，可以增大输出功率、降低热阻，提高器件可靠性。

5.LED器件成本将持续下降

LED的发展历程基本遵守Haitz定律，每10年单位lm成本下降为原来的1/10，光输出则提高20倍。LED的应用方兴未艾，市场远未饱和，可以预见，随着技术的进步和应用规模的扩大，LED的成本仍将遵循Haitz定律持续降低。美国能源部2011年版的固态照明发展计划中，制定了冷白光、暖白光封装后LED器件的目标价格，由2010年13美元/klm、18美元/klm，至2012年计划降至6美元/klm、7.5美元/klm，到2015计划降至2美元/klm、2.2美元/klm，到2020年计划都降至1美元/klm；实际的发展超过预期，2015年冷白光、暖白光封装后LED器件的价格已经降到0.9美元/klm、1美元/klm，因此2016年版的固态照明发展计划已将2020年的冷白、暖白LED器件目标价格调整为0.35美元/klm、0.36美元/klm。目前LED球泡灯零售价已经接近节能灯价格，制约LED进入千家万户的成本因素正在逐渐消失。此外，政府节能补贴政策也使LED的实际价格进一步下降，2009年，广东省率先通过财政补贴推广800万只LED节能灯；2012年，国家财政部首次针对LED产品推广进行补贴；2013年，《节能产品政府采购清单》中首次列入LED照明产品。