在美国，绿色意味着金钱。在英语中，绿色也可以同妒忌联系在一起，正如蓝色意味着悲伤一样。但是化合物半导体工业正将这些颜色同积极的情感状态相连，比如热情与激动。在20世纪90年代，在蓝绿激光器领域发生了令人难以想象的突破——以ZnSe为基的蓝绿激光的实现以及以氮化物为基的蓝光LED的开发与商品化。在本文中，让我们看一看商业目的——使人们对短波长发光二极管（LED）感兴趣的最重要的应用。

1. 数据存贮

在蓝光激光器可想象出的应用中，光数据存贮被称为最基本的应用，这也是驱使诸如IBM、菲利浦、索尼等大公司涉足蓝光激光器开发的驱动力。预计到1997年，光数据存贮器的销售量将达到51亿美元。

以光技术为基础和以磁技术为基础的价值在于面密度——被存贮的数据密度（以bit/in²计）。目前，两者都达到500 Mbit/in²然而磁存贮技术发展很快，磁面密度以每年40~60%的速度增长，其原因是磁头的改进以及更敏感的磁记录材料的出现。而且，到本世纪末，这个领域并不要求技术突破来维持目前这个速度，到2000年，磁存贮面密度将达到10 Gbit/in²。

蓝色激光技术是使光存贮跟上磁存贮步伐的重要部分。目前的工业标准基于红外发射激光二极管，已经有科学工作者把这个标准下降到红光发射范围，然而真正希望的是达到蓝光发射的激光二极管（波长450 nm）。IBM Almaden研究中心的光存贮技术经理比尔伦斯说 :“通过使用蓝光和向蓝光方向优化的磁光介质，光存贮密度将于本世纪末达到10 Gbit/in²

IBM公司和Coherent Inc已经向人们展示了一个原型系统。用一个蓝光激光器，这个系统能以2.5 Gbit/in²的面存贮密度运行——比目前的磁或光面密度大5倍。然而，尽管技术上可行，由于体积大，成本高，这是一个不经济的系统。在另一方面，半导体激光器的成本只有几美元，而且包装干净整齐。

光数据存贮的好处在于光数据存贮允许使用可移动媒介。光读/写头与盘间的距离是1 mm量级，而磁头与磁盘间的距离是100 nm量级（估计当面密度达到10 Gbit/in²时，磁头和磁盘几乎准接触了）。这就意味着到本世纪末，对于数据存贮要求大于5-10 Gbit的应用，或者要求多层光盘，或者要求多层的磁性硬盘驱动器，从成本角度讲，前者比后者更有效一一正是这个差异，以及预先存贮的信息可以以压缩盘的形式低廉地大量复制这个事实，驱动了光存贮市场，反过来驱使人们对蓝光半导体激光器的需要。

尽管这个应用看起来很有前途，但是存在两个值的考虑的问题 :第一个是材料与器件技术的不成熟性，第二个是化合物半导体扮演了使可能技术的角色，即这个体系的价值蕴含于其它领域，光数据存贮只是应用的主要例子。例如：考虑到现在的37亿美元的光数据存贮市场，日本的《激光焦点世界》杂志估计，1994年用于光数据存贮的激光二极管的价值约为6700万美元——一个可敬的数字，但却占据一个很小的比例。正是这种数字说明了为什么目前蓝色激光领域的主要努力不是来自独立的激光制造商，而是来自于制造数字存贮系统的公司。

2. LED和显示

3，050，000个LED！这不是某些制造商的年生产量或某个经济部门的使用量，而是用在世界上最大的LED显示屏——中国天津的摩天屏幕上的用量。这个屏幕高14米，长40米，用了68万块红光LED，68万块蓝光LED，170万块绿光LED，尽管这些数字很大 · 它只代表了预计的200亿到300亿的LED年产量的一个很小的部分。

全色显示要求红、蓝、绿光——即三基色，通过各种组合，可用来产生任何其它颜色的光，包括白光。直到几年前，这三种颜色主要由AlGaAs LED工作于680~650 nm得到红光，GaPLED工作于555 nm得到绿光，SiC LED工作于470 nm得到蓝光。适用干室内外显示的AlGaAs红光LED非常明亮，大约比以GaP为基的绿光LED亮8倍，比以SiC为基的蓝光LED亮100倍。从这些相对亮度可以很明显地看出，全色显示（特别是用于室外的全色显示）链条中的薄弱环节在于绿光和蓝光LED。这种情况在1993年随着日本日亚化学工业公司生产的商品化蓝光LED的出现而大为改变。这些以GaN为基的器件的亮度可与最亮的红光LED比美。

目前世界范围的LED销售量是15亿美元到75亿美元。日本《光谱》杂志估计到2000年，约有25亿美元的LED用于显示，其中蓝光LED约占20%（$40，000，000）。在日亚公司的以GaN为基的LED出现以前，蓝光LED的主要来源是以SiC为主的LED，非常适用于室内。日亚公司的ShijiNakamura（以GaN为基的蓝光LED发光器件的研制者）说：“目前，日亚公司的蓝光LED的生产量是每月100万只。”这代表了每年$30，000，000的销售量，只占几十亿美元的LED市场的一个很小的部分。

具有这样大的销售潜力，许多制造商开始进入GaN蓝光市场。现在Cree公司开始提供一种新型的以GaN为基的生长于SiC上的蓝光LED，以芯片方式出售。这种LED比老式的SiC器件亮30倍，每个LED 0.75美元。开始的产量估计为每月100万只，一年内产量将高达每个月800万到1000万。不像制造于兰蓝石绝缘衬底上的日亚公司器件，Cree公司的器件生长于可导电的SiC衬底上，因此允许背面接触。这种器件的外形类似于AlGaAs红光LED。这使它非常适合用于显示，目前，日亚化学工业公司的LED寿命是60，000小时，而Cree公司的LED是100，000小时。这就意味着现在使用的蓝光LED可持续运行10年以上。这反映了一个事实——技术已经好到足以制造可靠的部件，要想使这些器件像红光LED那样被开发与使用，这些器件的单价必须下降到10美分。

尽管GaN LED在LED竞技场上占主导地位，另外一种制造方式也值得考虑。在导电的ZnSe衬底上生长Ⅱ-Ⅵ族LED。目前对于Ⅱ-Ⅵ族LED的最大挑战是由于在器件使用中缺陷倍增而使它们的寿命减少。要想使这些器件同以GaN为基的蓝光LED竞争，必须使它们的寿命大幅度增加。

不像光数据存贮市场，在那个市场上，激光作为“使可能技术”，驱动更昂贵的存贮设备的销售，在蓝光LED市场上，人们将会看到大量屏幕显示销售直接面对LED制造商。

3. 其它应用

现在，LED灯已亮得足以使人们考虑用它代替白炽交通灯。为了使日本用上绿色LED交通灯，日本的日亚公司正积极开发500 nm GaN LED市场。然而，如果他们想打通全世界绿色交通灯市场的话，日亚和其它的以GaN为基的LED制造商必须增加LED中的Zn含量，以使工作波长到达真正的绿光范围。这的确是一个技术性挑战，因为增加Zn含量会导致张力的出现，张力会降低器件的性能。考虑到全世界1000万到2000万绿色交通灯市场，及每个灯要求500~750个单独的LED，这个应用的LED数目接近100亿。

另一个潜在的大市场是汽车工业。目前已开始用红光LED替换指示灯。人们正考虑将绿光和蓝光LED用于汽车内部和显示板，对于在显示板后安装可靠的知寿命LED，汽车工业已经表现出很大的兴趣。为了找到一个10美分的破裂白炽灯而移动整个显示板实在太贵，太不方便。蓝光LED在摄谱仪探测上也有重要应用。从医学上用于分析血液或控制氧含量到战场内外使用蓝光感应器嗅出生物试剂和毒剂都可使用到蓝光LED。

最后，也是最撩人的应用是用红光、绿光和蓝光led合成白光。可以想象出固态光源的许多应用——用于白炽灯容易破裂的恶劣环境下安全闪光灯，急救人员和车辆的明亮的白色光源，军事车辆的内部灯光、探矿操作、水下操作等。但是在所有这些可想象出来的市场中最大的是家用100 W照明灯。它足以使其它光源相形见绌。已经表明，如果将白炽交通灯换成LED灯，将减少85%的能量损耗。如果对于白光LED有相同的值，美国每年家用灯将节约能源350亿美元，这将是一个要求10¹²个单元的市场，一个用另一个美国比喻——“蓝天”来描述的拥有无限可能性的市场，但是可能也意味着完全脱离现实。时间会告诉我们这个比喻是否合适。