NewYork Paris Hà Nội Khách thứ :

NIỀM TIN TƯƠNG LAI

     

Đèn LED ( Light Emitting Diode ) : Một hướng đầu tư của Việt Nam - TS Nguyễn Chánh Khê

Bắt đầu xuất hiện vào những năm đầu thiên niên kỷ, đèn LED ( Light Emitting Diode ) vốn là sản phẩm từ linh kiện bán dẫn phát sáng, giống như đèn neon nhưng tuổi thọ cao hơn đèn neon gấp 20-100 lần, hiệu suất phát sáng lên đến gần cả trăm lumens/watt, có triển vọng “đẩy lùi các loại bóng đèn khác vào quá khứ trong công nghệ thắp sáng toàn cầu vào khoảng năm 2020” ( Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Hội thảo quốc tế Nanotech 2004 tại Boston, Hoa Kỳ ).

Sẽ thay thế các loại đèn khác ?

Đèn LED trắng nói riêng và đèn LED nói chung có nhiều ứng dụng rộng rãi mà đèn huỳnh quang không có được ( đèn xe, đèn đường, đèn hầm mỏ, đèn chiếu hậu cho màn hình của điện thoại cầm tay, màn hình tinh thể lỏng (LCD), in ấn kỹ thuật số…), đã mang đến sự quan tâm tầm cỡ quốc gia của nhiều nước như Mỹ, Nhật, Trung Quốc và các nước châu Âu.

Trong mục tiêu tiết giảm năng lượng, đèn LED sẽ vượt lên trên các loại bóng đèn đang lưu hành và trong vòng 15-20 năm nữa sẽ thay thế các loại đèn khác trong dịch vụ thắp sáng toàn cầu, hứa hẹn một thị trường thắp sáng khổng lồ gần cả ngàn tỷ USD.

Hiện nay, theo các báo cáo mới nhất về thị trường thắp sáng toàn cầu, thị trường đèn LED đã đạt được 3,2 tỷ USD trong năm 2004 và dự tính sẽ đạt mức 5,6 tỷ USD vào năm 2008.

Các con số này, tuy còn nhỏ nhoi so với con số 200 tỷ USD của công nghệ bán dẫn vi mạch trong năm 2005 nhưng công nghệ LED trắng hứa hẹn những đột phá to lớn có thể mang đến một thị trường lớn hơn thị trường bán dẫn vi mạch truyền thống trong tương lai, nhất là những đột phá mới trong ngành công nghệ nano đang diễn ra hàng tuần, hàng tháng trên toàn cầu.

Đèn LED trắng khác với các đèn LED màu, đã được biết đến qua các bóng đèn nhỏ nhiều màu như xanh, trắng, đỏ, vàng... trên các cây Noel trong mùa Giáng sinh, các bảng hiển thị giao thông nằm gần các trạm thu phí trên các tuyến đường lớn, các màn hình phẳng khổng lồ trên nóc các biệt thự ở Hà Nội hoặc TPHCM.

Các hiển thị màu bằng đèn LED cũng nhan nhản xuất hiện khắp các cửa hiệu, phố phường, siêu thị, tiệm ăn… tại các thành phố lớn trong nước. Đèn LED xuất hiện trên thị trường thế giới từ những năm của thập niên 90 của thế kỷ 19 với các ứng dụng trong hiển thị (display), trong máy in vi tính (LED array line printer), tuy không được phổ biến như máy in laser (LED printer).

Một đặc điểm khác của đèn LED là ít tiêu hao năng lượng và không nóng. Các loại đèn truyền thống như neon, halogen... đều cần từ 110-220V mới cháy, trong khi đèn LED trắng chỉ cần từ 3-24V.

Tính ít tiêu hao năng lượng khiến đèn LED có thể sử dụng ở vùng sâu, vùng xa mà không cần nhà máy phát điện công suất cao, ít gây hỏa hoạn do điện ít bị chập mạch. Đèn LED trắng có thể sử dụng với pin mặt trời, và gần đây nhất là với pin nhiên liệu chạy bằng hỗn hợp nước và rượu. Đèn pin dùng LED trắng có thể sử dụng dễ dàng khi bị mất điện - một tình trạng vẫn còn thường xuyên xảy ra ở Việt Nam.

Đèn LED trên đế hợp kim còn có thêm ưu điểm là ít phát nhiệt, do đó không nóng như các loại đèn truyền thống. Theo nguyên tắc bảo tồn năng lượng, nếu năng lượng kích hoạt được biến thành ánh sáng hoàn toàn thì nhiệt năng phát ra sẽ bằng không và đèn sẽ không nóng. Vì thế, dùng đèn LED trắng để thắp sáng trong nhà ở khu vực nhiệt đới, sẽ tiết kiệm điện từ máy lạnh nhiều hơn.

Cuộc cách mạng Khoa Học Kỹ Thuật mới trong thắp sáng

Trên góc độ kinh tế, trong bối cảnh đi tắt đón đầu công nghệ cao, đa số các công ty đa quốc gia trên thế giới đều chứng tỏ hiệu quả kinh tế của mình bằng những công nghệ nguồn đặc thù.

Công nghệ nguồn càng cơ bản thì càng đưa đến nhiều ứng dụng khác nhau, và đưa đến siêu lợi nhuận. Một trong những công nghệ nguồn cơ bản là công nghệ bán dẫn vi mạch, đã đưa đến những cuộc cách mạng khoa học công nghệ trong lĩnh vực công nghệ thông tin, công nghệ tự động hóa và cơ khí chính xác, công nghệ sinh học.

Quy trình chế tạo đèn LED trắng trải qua hai giai đoạn chính là chế tạo tim đèn trước rồi đóng gói thành bóng đèn. Cũng giống như công nghệ bán dẫn vi mạch, linh kiện bán dẫn phát sáng hiện nay được chế tạo trên một đế rắn gọi là wafer, thông thường có đường kính 5cm, sau đó cắt thành 10.000 miếng nhỏ để trở thành chip phát sáng.

Chip này chưa cầm được mà cần phải được trang bị, đóng gói ( packaging ) để thành chip cầm được và có thể giao dịch, với các tín hiệu điện xoay chiều trong dân dụng vì điện thế tạo phát sáng cho đèn LED là điện thế một chiều.

Khác với đèn điện truyền thống, đèn huỳnh quang, bóng đèn LED không cần chân không hay khí trơ. Tất cả công đoạn sản xuất đèn LED đều thuộc lĩnh vực công nghệ cao vì phải xử lý chính xác các đơn vị có kích thước thật nhỏ và phải chế tạo các màng bán dẫn thật mỏng trong môi trường thật sạch để đảm bảo tính năng và tuổi thọ của tim đèn.

Phản ứng tạo thành vật liệu bán dẫn phát sáng phải được thực hiện trong chân không, theo đó, các hơi hữu cơ kim loại phản ứng với nhau thành màng rắn. Đây là một trong những công nghệ cực cao, chỉ có thể thực hiện trong phòng sạch, và chắc chắn sạch hơn các phòng bào chế y dược.

Công nghệ đèn LED nói riêng và công nghệ bán dẫn phát sáng nói chung cần trở thành chiến lược đầu tư phát triển công nghệ cao của Việt Nam vì :

a) Công nghệ đèn LED sẽ có một thị trường lớn giải quyết ngay nhu cầu tiết kiệm năng lượng khi mà dầu hỏa, khí đốt, vốn là nguồn năng lượng chính tạo ra điện năng trên toàn cầu, đang lâm vào nguy cơ cạn kiệt và không dễ tái tạo trong chu kỳ sống của con người.

b) Đầu tư cho một nhà máy sản xuất chip phát sáng và đóng gói chip hoàn chỉnh chỉ cần trên dưới 40 triệu USD để mang lại lãi suất 30% mỗi năm hay 18 tháng nếu có hỗ trợ công nghệ từ các chuyên gia Việt kiều đầu ngành ở nước ngoài, trong khi đầu tư cho nhà máy sản xuất chế tạo linh kiện bán dẫn vi mạch sẽ cần một vốn đầu tư ban đầu không dưới 500 triệu USD.

c) Quy trình chế tạo đèn LED trắng tương đối đơn giản hơn sản phẩm vi mạch vốn đa dạng hơn, đòi hỏi nhiều sáng tạo hơn trong thiết kế.

d) Công nghệ LED trắng ưu việt nhất trên thế giới hiện đang nằm trong tay các chuyên gia đầu ngành người Việt đang sinh sống ở nước ngoài.