從上世紀(jì)高亮度LED(發(fā)光二極管)發(fā)明以來，經(jīng)過十幾年的努力，已經(jīng)達(dá)到功能性照明階段，并逐步進(jìn)入普通照明領(lǐng)域，已形成較完整的產(chǎn)業(yè)鏈，受到各國及相關(guān)大集團(tuán)公司的重視。我國也緊跟世界科技領(lǐng)域的前沿，加快了LED研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作。 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 高亮度LED增長快速 近幾年LED器件、芯片的產(chǎn)量增長很快，特別是高亮度LED芯片和器件增長更快。根據(jù)中國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會光電器件分會統(tǒng)計和測算，目前全國從事LED的企業(yè)約2000多家，其中從事外延生長、芯片制造的研究和生產(chǎn)單位有40多家，器件封裝企業(yè)約600家，其中有一定規(guī)模的封裝企業(yè)約100家，應(yīng)用產(chǎn)品和配套企業(yè)有1700多家。從原材料、外延生長、芯片制造、器件封裝、應(yīng)用產(chǎn)品和配套到設(shè)備儀器，我國已形成較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。 外延、芯片技術(shù)獲突破 LED的核心技術(shù)是高亮度LED的外延生長和芯片制造技術(shù)，近幾年政府和相關(guān)研究機(jī)構(gòu)高度重視LED核心技術(shù)的開發(fā)，投入了大量資金和人力加以研究，主要研究機(jī)構(gòu)有北大、清華、南昌大學(xué)、中科院半導(dǎo)體所、中科院物理所、中電科技集團(tuán)第13研究所等。在外延生長、芯片制造方面，如在不同襯底(Al2O3、Si、SiC、AlN)上外延生長GaN材料，已開發(fā)出圖形化襯底外延、非極性或半極性外延、襯底轉(zhuǎn)移、激光剝離、共晶焊接、ITO電極、表面粗化和光子晶體等，提高內(nèi)量子效率和外量子效率方面，取得很好的研究成果，已研發(fā)出AlGaN深紫外(260nm～400nm)發(fā)光二極管，還研發(fā)出1W的LED藍(lán)光芯片，做成白光的LED發(fā)光效率超過80lm/W，并研制出四元系A(chǔ)lGaInP紅光功率LED器件，發(fā)光效率約40lm/W。南昌大學(xué)研制出了有自主知識產(chǎn)權(quán)的在硅襯底上生長GaN，并做出藍(lán)、綠LED芯片，現(xiàn)已產(chǎn)業(yè)化。 國內(nèi)LED外延生長和芯片制造的主要企業(yè)有廈門三安、大連路美、上海藍(lán)光、上海藍(lán)寶、山東華光、杭州士藍(lán)明芯、江西晶能光電、河北同輝、沈陽方大、廈門乾照、江西聯(lián)創(chuàng)、南昌欣磊、上海大晨、上海宇體、深圳世紀(jì)晶源、深圳奧倫德、揚(yáng)州華夏集成、廊坊清芯、甘肅新天電、武漢迪源、西安中為、廣州普光、東莞福地，以及外資企業(yè)如武漢華燦、廈門晶宇、廈門明達(dá)和晉江晶藍(lán)等，這些企業(yè)在芯片結(jié)構(gòu)和工藝改進(jìn)方面做了大量工作，在提高產(chǎn)品性能、成品率、工藝重復(fù)性，提高抗光衰能力和可靠性等方面均取得較大成果。2008年高亮度LED芯片超過300億只，其中藍(lán)、綠芯片80億只～100億只。而2007年國內(nèi)生產(chǎn)高亮度芯片超過210億只，增長率為75%，其中藍(lán)、綠芯片約為65億只，增長率為62.5%。 LED封裝企業(yè)規(guī)模小數(shù)量多 國內(nèi)LED封裝企業(yè)的特點(diǎn)是規(guī)模小、數(shù)量多，為500家～600家，具有一定規(guī)模，銷售在千萬元以上的企業(yè)約100家，主要封裝企業(yè)有廈門華聯(lián)、佛山國星、江蘇穩(wěn)潤、廣州鴻利、寧波升譜、江西聯(lián)創(chuàng)、天津天星、廊坊鑫谷、深圳瑞豐、深圳雷曼、深圳光量子、珠海力豐等?？煞庋b的器件品種齊全，包含單管、復(fù)合管、像素管、數(shù)碼顯示器、各種背光源、SMD-LED、微型LED、矩陣顯示器、專用顯示器、白光LED、功率LED和大功率LED模塊等，具有實(shí)力的封裝企業(yè)，投入較大的研發(fā)力量，在改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)、提高散熱性能、提高出光效率、提高抗光衰和可靠性等方面均取得很好效果?，F(xiàn)可批量封裝1WLED，其發(fā)光效率達(dá)100lm/W，熱阻可控制在10℃/W以內(nèi)。中電科技集團(tuán)第13研究所開發(fā)出了具有自主產(chǎn)權(quán)的大功率LED封裝產(chǎn)品，另外，還開發(fā)具有自主產(chǎn)權(quán)的垂直結(jié)構(gòu)無焊線功率LED封裝新產(chǎn)品，為功率LED封裝產(chǎn)業(yè)作出了貢獻(xiàn)。 國內(nèi)LED封裝材料和配件的配套能力是很強(qiáng)的，除個別材料外，絕大部分材料均為國內(nèi)提供，主要有金絲、硅鋁絲、環(huán)氧樹脂、硅膠、銀膠、導(dǎo)電膠、支架、條帶、塑料件、封裝模具和工夾具等，已形成一定規(guī)模，企業(yè)主要集中在珠江三角洲和寧波地區(qū)。另外封裝白光LED用的熒光粉，國內(nèi)也是十幾家企業(yè)正在研究和生產(chǎn)，已大量用于白光LED封裝，大連路明開發(fā)出了有自主知識產(chǎn)權(quán)的硅酸鹽熒光粉，另外，還開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的藍(lán)光激發(fā)紅光和綠光的氮化物熒光粉，可由RGB三基色組成白光LED，效果很好，為白光LED封裝作出了貢獻(xiàn)。 標(biāo)準(zhǔn)和檢測平臺建設(shè)進(jìn)展快 國內(nèi)近幾年在制定半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面取得較大進(jìn)展，國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)組在協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)制定以及收集半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面卓有成效。我國相關(guān)協(xié)會還積極參加國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織CIE及IEC，參與專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，與美國、日本等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織聯(lián)絡(luò)交流。隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用產(chǎn)品不斷成熟，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將會不斷出臺。 在推動半導(dǎo)體照明檢測平臺的建設(shè)方面，也取得較大進(jìn)展，在原來基礎(chǔ)較好的北京、石家莊、上海和廈門等地檢測機(jī)構(gòu)正在進(jìn)一步擴(kuò)大，檢測項(xiàng)目和內(nèi)容正在不斷完善?？萍疾恐攸c(diǎn)支持的上海和廈門檢測平臺建設(shè)，現(xiàn)已初具規(guī)模，可為半導(dǎo)體照明產(chǎn)品提供檢測服務(wù)。為推進(jìn)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供較好的公共檢測平臺，應(yīng)進(jìn)一步與國際相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)展開樣品檢測校準(zhǔn)。另外，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，同意廈門市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所籌建“國家半導(dǎo)體發(fā)光器件(LED)應(yīng)用產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”，在原有基礎(chǔ)上再投資5000萬元進(jìn)行建設(shè)，將于2009年11月建成驗(yàn)收。 國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)投入加大 近年來，國內(nèi)加大投入LED產(chǎn)業(yè)，主要在兩個方面，一是國家及地方政府扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。政府相關(guān)部門加大資金投入，扶持半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的研究和發(fā)展，如教育部投入大學(xué)的基礎(chǔ)研究項(xiàng)目資金、中科院投入研究所的研發(fā)項(xiàng)目資金、科技部對“863”項(xiàng)目投入的研發(fā)資金等。許多省、市也以各種形式投入資金發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，有十幾個省、市將半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)作為本地區(qū)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)加以發(fā)展。二是企業(yè)增資擴(kuò)產(chǎn)及籌建新企業(yè)。國內(nèi)相關(guān)企業(yè)集團(tuán)和私營資本近幾年積極投資半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，有人估計投資額超過100億元。國內(nèi)LED前工序企業(yè)，近年新購置MOCVD設(shè)備40臺～50臺及芯片制造設(shè)備幾百臺套，擴(kuò)大企業(yè)產(chǎn)能。國內(nèi)最大的5家LED封裝企業(yè)均在近兩年內(nèi)投資建設(shè)了新廠房，并先后搬進(jìn)新廠房，增資購置自動化封裝設(shè)備，擴(kuò)大企業(yè)產(chǎn)能。另外，由于各方投資增加，這兩年還增加了很多新企業(yè)。 應(yīng)用市場 應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大應(yīng)用產(chǎn)品不斷增多 LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等特點(diǎn)，還具有體積小、驅(qū)動電壓低、色彩豐富可調(diào)、聚光性能好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，LED的應(yīng)用面正在不斷擴(kuò)大，應(yīng)用產(chǎn)品也在不斷增多。 高亮度芯片缺口大 雖然高亮度LED芯片在2007年產(chǎn)量超過210億只，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)市場需求，進(jìn)口芯片占很大比例，特別是高性能LED芯片和功率LED芯片幾乎全部靠進(jìn)口。2008年高亮度芯片產(chǎn)量超過300億只，但仍不能滿足國內(nèi)市場需求，仍需大量進(jìn)口。 高亮度LED器件產(chǎn)量，雖然2007年達(dá)250億只，但實(shí)際需求超過300多億只，特別是高性能LED器件，幾乎全部依賴進(jìn)口。 國內(nèi)LED應(yīng)用產(chǎn)品市場目前的重點(diǎn)與國外不一樣，國際上現(xiàn)階段LED主要用于背光源、汽車及信息顯示部分，而國內(nèi)目前主要用于信息顯示、景觀裝飾照明、交通信號燈及部分功能性照明，如手電筒、臺燈、日光燈、射燈、筒燈和路燈等，特別是城市景觀照明和路燈的開發(fā)應(yīng)用，目前正在成為熱點(diǎn)。有人估計2008年LED應(yīng)用產(chǎn)品的產(chǎn)值將達(dá)540億元，加上LED芯片、器件、模塊和配套原材料等，整個LED產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值超過1000億元。 五類產(chǎn)品市場潛力大 目前LED應(yīng)用產(chǎn)品的品種很多，根據(jù)LED應(yīng)用產(chǎn)品的應(yīng)用范圍來劃分可以分為五大類： 第一，信息顯示。 電子儀器、設(shè)備、家用電器等的信息顯示、數(shù)碼顯示和各種顯示器，以及LED顯示屏(信息顯示、廣告、記分牌等)。目前市場份額有100多億元，潛在市場有幾百億元。 第二，交通信號燈。 城市交通、高速公路、鐵路、機(jī)場、航海和江河航運(yùn)用的信號燈等，現(xiàn)有市場份額有幾十億元，潛在市場有上百億元。 第三，汽車用燈。 汽車內(nèi)外燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、霧燈、前照燈、車內(nèi)儀表顯示及照明等，目前市場份額有十幾億元，潛在市場有上百億元。 第四，LED背光源。 小尺寸背光源：小于10英寸，主要用于手機(jī)、MP3、MP4、PDA、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)和健身器材等。 中等尺寸背光源：10英寸～20英寸之間，主要用于手提電腦、計算機(jī)顯示器和各種監(jiān)視器。 大尺寸背光源：大于20英寸，主要用于彩色電視的LCD顯示屏。 所有這些背光源目前市場份額有幾十億元，潛在市場有幾百億元。 第五，半導(dǎo)體照明。 根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，可分為六類：一是室外景觀照明：護(hù)欄燈、投射燈、LED燈帶、LED異型燈、數(shù)碼燈管、地埋燈、草坪燈、水底燈等，目前市場份額有幾十億元，潛在市場有上百億元。二是室內(nèi)裝飾照明：壁燈、吊燈、嵌入式燈、射燈、墻角燈、平面發(fā)光板、格柵燈、日光燈、筒燈、變幻燈等，目前市場份額有十幾億元，潛在市場有上百億元。三是專用照明：便攜式照明(手電筒、頭燈)、低照度燈(廊燈、門牌燈、庭用燈)、閱讀燈、顯微鏡燈、投影燈、照相機(jī)閃光燈、臺燈、路燈等，現(xiàn)有市場份額有幾十億元，潛在市場有幾百億元。四是安全照明：礦燈、防爆燈、應(yīng)急燈、安全指示燈等，現(xiàn)有市場份額只有幾億元，潛在市場有幾十億元。五是特種照明：軍用照明燈、醫(yī)用無熱輻射照明燈、治療燈、殺菌燈、農(nóng)作物及花卉專用照明燈、生物專用燈、與太陽能光伏電池結(jié)合的專用LED燈等，目前市場份額不大，但具有很大意義和重要性，潛在市場有上百億元。六是普通照明：辦公室、商店、酒店、家庭用的普通照明燈等，雖然LED照明目前尚未正式進(jìn)入該領(lǐng)域，但隨著LED技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的不斷下降，預(yù)計近幾年內(nèi)將會逐步進(jìn)入普通照明領(lǐng)域，其潛在市場是最大的，具有上千億元。 發(fā)展策略 產(chǎn)業(yè)投資需規(guī)避風(fēng)險 從LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前景、市場需求來看，應(yīng)該要加大投入，但要充分考慮投資風(fēng)險。 LED產(chǎn)業(yè)是高科技產(chǎn)業(yè)，又是節(jié)能減排政策鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，它本身又是環(huán)保型的。從目前的半導(dǎo)體照明技術(shù)水平和市場需求來看，還有很大的發(fā)展空間，其前景是被看好的。該項(xiàng)技術(shù)的主要指標(biāo)，即發(fā)光效率目前實(shí)驗(yàn)室的水平已大于150lm/W(有報導(dǎo)過169lm/W，193lm/W)，其產(chǎn)業(yè)化水平達(dá)100lm/W，經(jīng)過幾年的努力完全可以達(dá)到150lm/W～200lm/W的水平。這樣做成的光源在照明方面是非常節(jié)能的，比現(xiàn)在的照明燈起碼節(jié)省電能一半以上。另外LED的應(yīng)用面是非常廣的，主要在顯示和照明兩大領(lǐng)域，目前是剛開始推廣應(yīng)用的起步階段，其應(yīng)用的前景可觀，市場前景非?？春谩? LED產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈主要可分四部分：即LED外延生長、芯片制造、器件封裝和應(yīng)用產(chǎn)品及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)。投資方可根據(jù)自身的現(xiàn)有條件和實(shí)力，以及市場需求情況，可選擇投資產(chǎn)業(yè)鏈四個部分中的任何一種或多種組合或全部產(chǎn)業(yè)鏈。其中LED的應(yīng)用產(chǎn)品范圍很廣、品種很多，要擇優(yōu)投資。 投資風(fēng)險也需注意。由于半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)是屬于高科技產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)有1萬多個專利，對投資者來說，要充分了解該技術(shù)領(lǐng)域的專利保護(hù)和專利糾紛問題，不要隨意介入，引發(fā)投資風(fēng)險。 如要投資LED外延生長和芯片制造部分的投資者，要充分考慮其核心技術(shù)的來源，最好投資有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，否則重復(fù)投資LED的中、低檔產(chǎn)品，其風(fēng)險較大。 在市場開拓上，要充分考慮市場競爭，特別是我國臺灣省，其目前LED的技術(shù)水平比我國大陸高一些，LED產(chǎn)量多一些，在市場競爭方面，對投資者具有很大的挑戰(zhàn)性。 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究改變中低檔為主局面 雖然我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，但其技術(shù)水平與國際上的差距還是較大的，主要是缺乏有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，高性能LED和功率LED產(chǎn)品均依賴進(jìn)口，其產(chǎn)品以中、低檔為主，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模偏小，缺乏競爭能力。為此，就如何加速發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)，提出如下三點(diǎn)建議： 第一，加大政府支持力度和調(diào)控能力。重點(diǎn)支持國家級半導(dǎo)體照明研發(fā)平臺建設(shè)，對分散重復(fù)的研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行整合調(diào)整，分工合作，真正支持有自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)和創(chuàng)新項(xiàng)目的研發(fā)工作。 用政府引導(dǎo)和宏觀調(diào)控辦法，對LED前工序規(guī)模偏小和有條件的后工序封裝企業(yè)要引導(dǎo)投資、重點(diǎn)扶植，進(jìn)行整合、合資、合并，集中資源擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，使企業(yè)在國際上具有一定的競爭能力。 第二，加強(qiáng)LED技術(shù)基礎(chǔ)研究開發(fā)。加強(qiáng)LED外延、芯片的研究開發(fā)，主要是提高發(fā)光的內(nèi)量子效率和外量子效率，提高產(chǎn)品性能、穩(wěn)定性、一致性和可靠性，要有創(chuàng)新成果和自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。 加強(qiáng)白光LED和功率LED封裝技術(shù)的研發(fā)，主要是提高出光效率、出光均勻性、一致性，改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)，提高襯底散熱性能、降低熱阻，提高抗光衰能力和可靠性。 加強(qiáng)LED主要原材料、配套件和制造LED的關(guān)鍵設(shè)備的基礎(chǔ)研究開發(fā)，主要是指襯底、有機(jī)源、環(huán)氧樹脂、硅膠、熒光粉、驅(qū)動IC和MOCVD設(shè)備等。 加強(qiáng)LED的光、電、色、熱學(xué)及照明參數(shù)的測試研究，并對LED光源的可靠性開展研究。 加強(qiáng)LED應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)工作，要有創(chuàng)新意識，開發(fā)出市場需求的新產(chǎn)品。 第三，擴(kuò)大LED推廣應(yīng)用和市場。 雖然LED產(chǎn)品的應(yīng)用面很廣，在推廣應(yīng)用和市場開拓上，目前要重點(diǎn)抓住如下三個方面：一是加強(qiáng)中等尺寸和大尺寸LED背光源的研發(fā)工作，該市場潛力巨大，技術(shù)上逐步成熟，要抓住時機(jī)，盡快進(jìn)入市場。二是加大用于汽車上的各種LED燈和顯示的研發(fā)工作，其技術(shù)已成熟，市場潛力很大，要盡快進(jìn)入市場。三是加強(qiáng)開發(fā)半導(dǎo)體照明的應(yīng)用，特別是開發(fā)專用照明和特種照明，該照明產(chǎn)品系列的技術(shù)已逐步成熟，正是開發(fā)應(yīng)用的好機(jī)會，市場潛力也很大，要盡快進(jìn)入市場。