随着LED照明的普及和逐步渗透到家用市场，高功率LED的使用量逐渐增加，技术也在不断进步之中，其中一个主要的发展方向就是LED尺寸的逐渐缩小。然而，高功率产生的热量较中低功率LED更多，芯片尺寸却越来越小，这也就造成了热量越来越多地集中在小尺寸芯片上，导致热密度更高，使得LED照明产品的热管理面临日益严峻的挑战，一旦处理不当，LED照明产品的寿命将受到严重影响。
从LED灯具设计的角度来看，为了让LED照明普及化，LED灯具照明产品大多依据传统光源或灯具外型的尺寸大小来设计，然而相较于传统照明，LED还需使用光学配件与电子电路部件的组合才能够发光，在同样的空间中必须置入更多的组件，因此也就减少了散热的空间。
空间缩小，被动式散热技术吃香
在传统照明设计外观尺寸的限制下，如何让LED灯具的散热体能在有限的空间中进行高效率的热传导、热对流及热幅射，成为了LED灯具厂商的重要任务之一。
由于受到3C产业的影响，早期LED灯具的散热多未将美观纳入考虑，仅着重考虑散热性能，因此强调散热片越大越好，热交换的鳍片越多越好。然而，现今LED散热除了性能考量之外，更要兼具外型美观的因素，鳍片式的散热块设计不再是唯一主流，取而代之的是更为平滑流线的外型，以往的散热技术也由增加热传导、热对流进化到增加热辐射的方式。
正是由于上述原因，近年来LED散热技术仍以被动式散热为主，为了更贴近传统照明的设计，强调的是轻量化与高规格安全性的设计，在散热的技术上也已经出现轻量化、高导热的复合材料。
亿光固态照明股份有限公司工业照明部经理梁家豪 |
亿光电子工业股份有限公司目前便是以采用被动式散热技术为主，该公司工业照明部经理梁家豪表示，亿光是以高科技计算机仿真分析来设计结构，经过可靠性与安全性的审核评估后再进行后续的开模与生产，目前所使用的散热材料是以铝制品为主，若有特殊需求还会使用复合材料的涂料。
比较被动式散热和主动式散热技术的优劣，一般而言，被动式散热的优点在于稳定性高，缺点则是对于可用空间受限的设计来说，散热能力有其极限所在；而对于空间较宽裕的设计来说，虽然散热能力可以由增加散热体积的方式来克服，但是同时也会面临到重量及单价的问题。
至于主动式散热的优点是散热能力强，然而其可靠性不高，因此仍无法受到业内厂商的青睐。这是因为在主动式散热技术中，多了一组零件也就意味着稳定性多了一个变量，另外，多颗灯具同时点亮时的噪音是否会影响主动式散热技术的运作，也是需要多加考虑的问题。
除了散热技术的选择外，LED散热的根本解决之道终究还是在于LED本体，只要LED的效率越高，相对应产生的废能(热)就越少。在这一方面，亿光也积极导入及开发超高效率的LED组件，以增加效率，减少废热的产生。在LED照明光源方面，亿光的A60灯泡目前可以达到100lm/W以上的发光效率；而在LED照明灯具方面，亿光的LED路灯目前可以达到130lm/W的灯具发光效率。
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第2页：多家厂商开发高散热性硅基氮化镓
第3页：无封装LED降低封装热阻
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多家厂商开发高散热性硅基氮化镓
除了从系统角度强化散热性能外，随着LED照明的应用普及，对于散热基板的要求日趋严苛，LED基板材料及技术在近年的开发也有所进展，目前最新的趋势是对于硅基氮化镓(GaN-on-Silicon)的研发。基本上，由于蓝宝石基板面临技术瓶颈，LED厂商正积极寻找新的基板材料，而硅基氮化镓可减少热膨胀差异系数，不仅能强化 LED发光强度，更可以大幅降低制造成本、提高散热表现，因此成为了业界争相发展的新技术。
普瑞光电(Bridgelux)与东芝(Toshiba)合作开发8英寸硅基氮化镓LED
BJVesmc
例如普瑞光电(Bridgelux)与东芝(Toshiba)合作开发出硅基氮化镓白光LED，并在去年十月在日本加贺市(Kaga)的8英寸晶圆厂实现量产。东芝与普瑞光电是自2012年1月起开始合作，结合普瑞的长晶和LED芯片结构，以及东芝先进的硅制造工艺，双方成功开发出最大光输出达到614毫瓦的LED芯片，尺寸仅1.1平方毫米，最大光输出量达到614毫瓦。东芝企业副总裁暨半导体和储存产品子公司执行副总裁Makoto Hideshima表示，在东芝与普瑞光电的紧密合作下，8英寸硅基氮化镓LED已达到最佳效能。
此外，中国大陆厂商晶能光电(江西)有限公司也已量产硅基氮化镓LED芯片，其操作电流为350毫安，发光效率已达每瓦120流明，主要锁定室内外和便携式照明应用，并已有二十多家客户开始导入设计，该公司将于今年由6英寸晶圆导入8英寸晶圆制造。另据悉，欧司朗光电半导体、飞利浦照明、韩国三星集团等都已积极投入到硅基氮化镓LED的开发生产中。
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第3页：无封装LED降低封装热阻
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无封装LED降低封装热阻
值得一提的是，台积电旗下的子公司台积固态照明公司继量产硅基氮化镓LED之后，已宣布将于今年下半年量产无需封装的LED光源，这将是LED光源技术的一大进步。
为了提升高功率LED的散热性能，一般来讲，高功率LED供货商必须通过选用低热阻基板和降低封装热阻来达到散热目标，而台积固态照明利用高散热性硅基板量产的中高功率LED，采取不打线COB封装技术，可减少封装热阻。
台积固态照明总经理谭昌琳表示，未来将通过省去封装的制造工艺，解决降低封装热阻的技术难题，另外，少了封装体的LED晶粒可直接整合到散热模块，在制造工艺简化的情况下，整体成本将可明显下滑，有望挑战1000流明/美元的目标。
除台积固态照明之外，LED大厂科锐目前也积极投入到无需封装LED光源的开发中。在LED照明应用市场上，产品价格将是厂商在市场胜出的关键所在，而无需封装也就省下了LED光源封装工艺环节的成本(预估将为客户减少15%成本)，因此相较于传统LED光源，价格将更具竞争力，预计无需封装LED的量产将为LED照明应用产生巨大的影响。
整体而言，为了取代传统照明灯具，LED照明产品在价格上势必要贴近大众的需求，因此未来在散热技术的发展上，可以预期的是以较低成本的新技术来取代现有的散热架构，而非一味地追求高性能的散热技术，具有低成本、高可靠性的导热复合材料将是未来发展的主要趋势之一。不过，最基本的要素还是需要不断促进LED组件的效率以及每美元流明量(lm/$)的提升，这才是LED照明发展的主要目标。
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