超高亮度及白光LED行业解析

1、超高亮度及白光LED行业解析超高亮与白光led产业链处于起步阶段 超高亮度及白光LED行业，近几年来发展非常迅速，无论在技术上或产品产业化方面，均已有很大突破。据报道现已做出发光效率达120lm/w的白光LED，超高亮度LED市场2001年为12亿美元，2002年市场约为16亿美元，世界主要发达国家及相关大公司均已投入大量资金和人力，力争在近几年内实现半导体白光照明产业化。国内LED行业也正处于高速发展阶段，随着我国改革开放政策的进一步实施，来华投资LED的公司愈来愈多，这将对我国LED产业发展起到积极的推动作用，我们要很好地利用这些有利条件。经过几年的发展，中国有可能成为世界LED产业的基地

2、之一。 国内LED产业的发展从20世纪70年代开始，早期由中科院长春物理所、厦门大学物理系、中国电子科技集团公司第13所、浙江大学等几个高校、研究所开展研究工作，当时原电子工业部重点扶植七四六厂(南昌)、苏州半导体厂和长春半导体厂等几个重点企业。这些单位主要以Gap、GaAlAs材料为主，开展气相、液相外延生长，芯片制造和后工序环氧封装，他们做出了以Gap为主的红、橙、黄、绿色LED，并开发出GaAlAs高亮度红、橙色LED。在应用上开展各种显示器的研发，能基本满足国内仪器|仪表仪表、设备和各种显示器的要求，特别在屏幕显示方面，做了很多拓展应用的工作，开发各种大、中、小屏幕显示器，这些产品能满

3、足各种不同要求的屏幕显示用途，并逐步形成一支强大的队伍。在红外LED方面，有中电科技集团公司第13所、上海冶金所、中国电子科技集团公司第44所等单位进行研究开发，主要是以GaAs和GaAlAs材料为主，开发出多种近红外LED，并取得很多研究成果，均已达到产业化水平。 经过十几年的努力，到目前已形成年产30亿只普通led芯片的能力(主要是南昌欣磊公司)，并在后工序封装、LED应用以及配套等方面形成普通led产品的产业链。从20世纪90年代开始，由于AlGaInp红、橙、黄色超高亮度LED及GaN基蓝光LED的出现，国内更多的高校、研究所加入研究开发的行列，特别是近几年有很多有实力的企业投入超高亮

4、度及白光LED行业，逐步形成现在的发展状况。据初步了解，国内从事LED产业的单位超过400家(外商除外)，从业人员超过5万人，其中技术人员超过5000人。2002年LED产量超过150亿只，产值超过80亿元；2003年LED产值超过100亿元，产量约200亿只，其中超高亮度LED有几十亿只。近几年LED的发展速度超过30%，其中超高亮度LED的发展速度超过50%。 自中国改革开放以来，境外不少LED企业投资我国，初步估计这些与LED相关的企业已超过100家，对我国LED产业的发展起了很大的推动作用。他们的加入也使这一行业的竞争更为激烈，从而加快了LED产业的发展进程。随着中国改革开放政策的进一

5、步实施，世界LED产业的制造部分，有可能在今后若干年内大量投资我国，尤其是日本、韩国等国家和地区，大举投资我国LED产业的可能性更大，加上我国LED产业的自身快速发展，我国有可能成为世界LED产业的主要基地之一。 超高亮度LED主要指AlGaInp的红、橙、黄色LED，GaN基蓝、绿、紫和紫外光LED，在20世纪90年代，我国部分高校及研究机构已投入这些领域进行研究、开发，并与企业合作，开展产业化工作，取得了可喜的成绩。到目前为止，国内四元系AlGaInp的红、橙、黄色芯片已经可以批量生产，估计每年可提供8亿10亿只，GaN基蓝、绿色芯片已可以小批量生产，估计每年可提供3亿只左右，白光LED(

6、小功率)封装产品已批量生产，芯片以进口为主，估计年产约为5亿8亿只。 超高亮与白光LED前工序取得初步进展 20世纪90年代，国际上对四元系AlGaInp和GaN基的研究获得了超高亮度LED，与此同时，我国部分大学及研究机构也投入该领域进行研究和开发。在高校、研究所和企业之间，合作形式有产学研结合，也有转让科技成果。经过多年的努力，取得很多可喜的成果。 四元系AlGaInp超高亮度LED 早期投入研究开发的有13所、山东大学、中科院半导体所等单位，主要在材料外延方面取得突破，并同时研发红、橙、黄色超高亮度LED芯片，现已通过相关部门的鉴定，并与企业合作开展产业化工作。接着，山东华光光电子|激光

7、器件公司、13所、厦门三安公司在材料外延和芯片制造的产业化方面都取得进展，能批量提供红、橙、黄色超高亮度LED外延片和芯片。在芯片制造方面，还有上海大晨公司、南昌欣磊公司和深圳普光公司等多家企业均能够批量提供超高亮度AlGaInp红、橙、黄色LED芯片。 就目前国内能提供的四元系AlGaInp红、橙、黄色LED芯片来看，总产量太少，还远不能满足市场的需求，目前这几种芯片大部分还是依靠进口。此外，国内企业还无法提供发射功率较大的高档次芯片，而芯片参数的一致性、抗光衰、可靠性指标等有待进一步提高。GaN基蓝、绿色LED 在GaN基蓝、绿色LED方面，早期投入研究、开发的有北京大学、清华大学、南昌大

8、学、中科院半导体所、物理所等单位。由于这些高校、研究机构的条件较好，高级人才相对集中，经过他们的努力，都分别研制出GaN基蓝光LED芯片，有的单位还研制出GaN基绿色、紫外LED芯片，而且通过了相关部门的鉴定。接着这些研究机构与企业结合或转让科研成果，逐步进行产业化。北大与上海有关方面合作成立了上海北大蓝光公司，清华大学与山东有关方面合作成立山东英克莱公司，物理所与有关单位合作成立上海蓝宝公司，半导体所、南昌大学分别把科研成果有偿转让给深圳方大公司，厦门三安公司与美国某公司谈判合作事宜，大连路明科技公司与美国AXT公司合作成立新公司。 一些单位在上述基础上还开发了白光LED，都取得很好的研究成

9、果。这些企业目前均能小批量提供GaN基蓝、绿色LED芯片，他们正在逐步解决蓝、绿LED产业化过程中所出现的各种技术、工艺和管理问题。另外，他们均在寻找合作对象，希望增加资金投入，扩大产业化规模。相信他们将很快批量提供蓝、绿色和紫外光LED芯片，为我国白光照明事业做出贡献。 目前，国内GaN基蓝、绿色LED仍然存在以下问题：芯片未能批量提供，大功率芯片尚未突破，芯片的参数一致性、抗光衰和可靠性指标等有待进一步提高。 基础研究开发 除了上述提到的那些单位之外，还有很多单位对-族半导体化合物材料做了不少基础研究工作，如南京大学、华南师范大学、复旦大学、浙江大学、厦门大学、西安交大、中国电子科技集团公

10、司第55所等单位都做出很多成果并发表很多论文，有的申请了专利，这将对AlGaInp和GaN基的超高亮度LED发展起到很大的推动作用。另据了解，目前有6个到8个单位，即高校、研究所及合作企业，在开展大功率LED芯片的研发工作，他们开发的内容包括功率为1瓦到几瓦的LED器件，倒装芯片及封装技术等，而且将在近期内做出样品，这将加速白光照明的发展。 超高亮及白光LED后工序有发展潜力 国内LED产品的后工序封装能力应该说是很强的。据初步了解，国内有LED封装厂300家以上，其中很多厂家为私营企业，规模较小，分布相对集中，例如，在珠江三角洲一带，LED封装厂就超过100家，整体封装能力每年超过200亿只

11、。国内超高亮度及白光LED，2003年封装数量估计为50亿只左右，其增长率超过50%，LED加工出口的量也很多，每年至少有几十亿只出口。 后工序封装情况 国内LED封装的能力较强，封装的品种也较全，可封装各种外形尺寸和不同颜色的led显示器件，包含各种单管、复合管、数码显示器、专用显示器、背光源和SMD器件等。大部分企业均可封装AlGaInp超高亮度红、橙、黄色LED，而对需要一定投入和技术支持的GaN基蓝、绿色及白光LED，只有部分实力较强的企业可以封装，总体来说，白光LED的封装技术有待提高。 从封装企业的规模来看，很多封装企业投资较少，规模偏小，以手工设备为主。封装LED的质量和一致性较

12、差。具有一定实力的后工序封装企业，投资较多，具有一定规模，一般都配备全自动装片机、全自动压焊机、全自动封装设备、全自动测试设备，还有几家已配备SMD全套自动封装设备，这些企业封装出来的LED产品的质量、一致性和可靠性很高，是国内封装企业的主力。 国内实力较强的企业主要包括：佛山光电、厦门华联、宁波爱米达、惠州华岗、江西联创、天津天星和江苏稳润等。另据了解，已有部分有实力的企业正在开展功率LED和白光LED封装的研发工作，并取得了一定的成果。这将为led白光照明产业的发展起到推动作用。 LED封装的配套件 国内为LED封装的各种配套能力也是很强的，这里指的是主要原材料和配套件，如金丝、硅铝丝、环

13、氧树脂、银浆、支架、条带、电镀、塑料框架和各种塑料件、封装模具、各种金属件及工夹具等。据了解，这些配套企业已超过200家，主要分布在珠江三角洲和浙江省宁波市及其周边地区。 荧光粉 白光LED目前主要材料还有荧光粉，有用蓝光激发的黄、绿色荧光粉、红色及绿色荧光粉，还有用紫外光激发的三基色荧光粉。虽然目前广东、浙江有几个企业也在提供，但其性能和使用寿命有待提高。国内有些有实力的企业，如厦门通士达公司正在努力研发相应的产品，中科院长春物理所、北京有色院、北京大学化学系均对荧光粉做了很多工作，相信经过他们的努力一定会出现性能更好的荧光粉，为LED白光照明产业化做出贡献。 超高亮及白光LED封装存在的问

14、题 超高亮及白光LED封装存在3个主要问题，其一，封装企业数偏多，企业规模偏小，几个有一定实力的企业，年封装能力也只有2亿4亿只。而只有年封装能力达到每年10亿只以上，才能参与国际市场竞争。其二，目前超高亮度LED芯片主要依靠进口，高档次、性能较好的芯片很难购进。大功率LED封装刚处于开发阶段，主要是苦于没有大功率LED芯片，很难在封装上有所突破。其三，对于封装白光LED来说，目前几种荧光粉性能有待尽快提高。 超高亮度及白光LED热点应用领域 由于超高亮度LED具有非常广泛的用途，特别是蓝光LED的出现，给应用面带来更丰富的内容。目前国内有几百个单位在开发、生产超高亮度LED的各种应用，热点应

15、用主要包括以下几个主要方面:大、中、小屏幕显示器：各种广告牌、体育记分牌、金融和交通指示牌等，分为全色、三色、单色显示屏|显示器件，全国共有100多个单位在开发生产，现已成立led显示屏分会，2002年全国市场超过20亿元，几乎全部采用国产显示屏。 汽车用灯：包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯、头灯等均在逐步采用LED显示。据报道，2001年全世界超高亮度LED在汽车上的用量占26%的份额，一部汽车可用LED芯片(或管子)200只到300只，我国汽车工业正处于大发展时期，是推广超高亮度LED的极好时机。 背光源：主要是液晶LCD显示器上用的背光源，

16、有白色和其他各种颜色，现阶段手机背光源用量非常大，一年要用35亿只LED芯片。据报道，全世界2001年超高亮度LED在背光源上的用量占30%的份额。目前我国手机生产量很大，而且大部分LED背光源还是进口的，对于我国LED产品来说，这也是个极好的市场机会。 交通信号灯：主要用超高亮度红、绿、黄色LED，因为采用LED信号灯既节能，可靠性又高，所以在全国范围内，交通信号灯正在逐步更新换代，而且推广的速度很快，市场需求量很大，是个很好的市场机会。 景观照明、装饰灯及各种专用显示器：市场用量很大，估计每年用量为几十亿只芯片。 白光照明：已开始从小功率白光LED灯用起，如安全照明灯、显微镜灯、白光背光源、手电筒、特种白光照明等，并逐步向白光照明迈进。 这里要指出的是在超高亮度及白光LED应用方面要抓住北京2008年奥运会相关照明显示工程中LED的项目，这是个推动LED照明业发展的极好机会。另外，只有加快在超高亮度及白光LED这个领域的推广应用，才能给该领域的发展打下坚实的基础，才能加快发展的速度，为早日实现白光照明产业化提供保证。 全球2008年LED销售额将逾56亿美元 行业分析机构CIR的研究报告预测，全球发光二极管的市场销售额将从2004年的32亿美元增至2008年的56亿美元。 CIR的报告称，在2004年到200