LED产业初具规模 高亮度芯片增长快
2007-02-09
作者：admin
来源：照明工程师社区
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摘要： 高亮度及白光LED突出的三大优点是节能、环保、寿命长，因而应用领域不断扩大，已进入特种照明领域，因此国内外均投入很大力量进行研究和产业化
编者按：高亮度及白光LED突出的三大优点是节能、环保、寿命长，因而应用领域不断扩大，已进入特种照明领域，因此国内外均投入很大力量进行研究和产业化。国外LED技术和产业的发展，近几年发展非常迅速，特别在蓝光、白光、功率LED以及应用方面均有较大突破。但都集中在几个大集团公司，如日本日亚、丰田合成公司、美国Gree、Lumileds公司和德国Osram公司等。他们申请有关LED的专利有1万多项，形成了高度的技术垄断。在LED产业发展上，韩国和我国台湾后来居上，发展非常迅速，他们的LED产量占世界总量的30%以上。目前LED产量最大是日本。
近几年来，由于国家及部分地方政府的重视以及与LED行业相关的大学、研究所、企业均在资金、人力、物力方面投入较大，在LED技术上的研究成果及产业化方面均有很大的发展，但与国外先进水平相比还有一定的差距。
两类高亮度LED增长率逾50%
近年来我国内地LED产业发展迅速，高亮度及白光LED的发展动态引人注目。高亮度及白光LED是指四元系AlGaInP发红、橙、黄色的LED和GaN基发蓝、绿、紫、紫外光的LED以及由蓝(或紫、紫外)芯片加荧光粉或由多芯片组合而成的白光LED，这两类高亮度LED近年来在我国内地发展非常迅速，增长率均超过50%。
根据中国光学光电子行业协会光电器件分会的统计和分析估计，2005年全国从事LED的企业(不含外商投资企业)约2000多家，其中外延、芯片的研发和生产单位有30多家，封装企业约600家，应用产品和配套企业有1600多家。从LED的原材料、外延、芯片、封装、应用及相关配套件、设备仪表等，已形成较完善的LED产业链。无论是高亮度芯片或器件，发展速度都非常快，增长率分别超过100%和50%。
高亮度芯片产量将超120亿只
LED的核心技术是外延、芯片制造技术，特别是高亮度LED和功率LED的核心技术。有关政府部门及相关大学、研究所、企业均高度重视，投入大量资金、人力加以研究、开发和产业化，主要研究机构有北大、清华、南昌大学、中科院半导体所、物理所、中电13所、华南师大、北京工大、深圳大学、山东大学、南京大学等，在技术上主要解决硅衬底上生长GaN外延层、GaN基蓝光波长漂移、提高内量子效率和出光效率、提高抗光衰能力和功率芯片的散热水平等等。
目前已研发1W的功率LED芯片可产业化，其发光效率为30lm～40lm/W，最高可达47.5lm/W，单个器件发射功率为150mW，最高可达189mW。南昌大学近年来开展在硅衬底上生长GaN外延材料研究，该成果取得突破性进展，最近通过“863”项目验收，并获得多项有自主产权的国际发明专利。已研发的蓝光芯片发射功率达7mW～8mW，最好为9mW～10mW，芯片成品率为80%，功率LED芯片在350mA下发射功率为100mW～150mW，最好可达150mW。在500mA、1000小时通电试验下，蓝光的光衰小于5%。
国内LED外延、芯片的主要企业有：厦门三安、大连路美、深圳方大、上海蓝光、上海蓝宝、山东华光、江西联创、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、杭州士蓝明芯、杨州华夏集成，甘肃新天电公司等。这些企业近年来在研发和工艺技术改进方面做了大量工作，在提高产品性能、成品率、工艺重复性、抗光衰和可靠性等方面做了大量工作，取得较好成果，保障了LED芯片的批量生产。
2005年已生产LED芯片约180亿只，其中高亮度芯片达60多亿只，蓝光芯片20多亿只。2006年预计高亮度芯片超过120亿只，增长率为100%，其中蓝光芯片约为30多亿只。
应用范围不断扩大
由于LED不但具有三大优点，还具有体积小、驱动电压低、彩色可调、聚光性能好等优点，随着LED发光强度的不断提高，其应用范围也不断扩大，并逐步进入照明领域。因而介入高亮度及白光LED应用产品开发和生产的单位也愈来愈多，很多原来是LED封装企业和生产照明产品的企业也纷纷进入，据了解目前已超过1000家，主要集中在光色照明、特种照明和汽车灯的应用开发。
国内LED产品除了大量用于各种电器及装置、仪器仪表、设备的显示外，主要集中在：
一是大、中、小LED显示屏：室内外广告牌、体育场记分牌、信息显示屏等。
二是交通信号灯：全国各大、中城市的市内交通信号灯、高速公路、铁路和机场信号灯。
三是光色照明：室外景观照明和室内装饰照明。
四是专用普通照明：便携式照明(手电筒、头灯)、低照度照明(廊灯、门牌灯、庭用灯)、阅读照明(飞机、火车、汽车的阅读灯)、显微镜灯、照相机闪光灯、台灯、路灯。
五是安全照明：矿灯、防爆灯、应急灯、安全指标灯。
六是特种照明：军用照明灯(无红外辐射)、医用手术灯(无热辐射)、医用治疗灯、农作物和花卉专用照明灯。
有人估计，上述几项应用产品的产值约80亿元～100亿元/年，而且发展非常迅速。另外在应用方面，目前还有二个主要领域：背光源，主要瞄准手机、PDA、MP3、MP4和大尺寸显示器及彩电显示屏背光的开发应用。另一项是汽车灯：主要有前后灯、转向灯、侧灯、刹车灯及汽车内部照明灯和仪表盘显示等。
LED应用产品特别是半导体照明产品的主要配套件，如驱动电路、支架、灯具、灯管、接插件、塑料件和金属件等，国内的配套能力是很强的。在LED应用产品的关键配套LED驱动集成电路方面，目前已有中电18所、上海贝岭、厦门联创、北京航天鳞象科技、南京微盟和大连杰码等十几个单位正在开发生产，其产品可针对LED不同功率和不同连接方式进行恒压、恒流驱动，特别是可直接驱动功率LED的驱动电路已经批量生产，这将大大推动LED应用的发展。
封装企业规模小数量多
国内LED封装企业特点是规模小、数量多，据初步统计，全国有一定规模的LED企业约1000多家，包含小型封装企业超过600家。其封装LED器件能力达350亿只/年，若包含外商投资企业，其封装能力超过500亿只/年，其中出口量超过100亿只。主要封装企业有厦门华联、佛山国星、江苏稳润、惠州华岗、深圳光量子、宁波和谱、江西联创、天津天星、廊坊鑫谷、深圳瑞丰、深圳雷曼、珠海力丰等。这些企业均有一定的产品研发力量，较好的封装设备，产品产量较大，质量较好。
国内LED封装企业可封装各种LED产品，如各种外型尺寸的LED显示器件，包含单管、复合管、像素管、数码显示器、背光源、SMD-LED、微型LED、矩阵显示器、专用显示器、白光LED、功率LED和大功率LED模块等。近几年发展起来的白光LED和功率LED封装技术，不少有实力的封装企业均投入力量进行研究开发，如中电13所、厦门华联、佛山国星、深圳光量子、惠州华岗等，并逐步解决了相关技术问题，如提高封装出光效率，提高衬底散热性能，提高白光LED出光均匀性、一致性、色温、显色性、抗光衰能力、可靠性和相关的白光测试问题等。目前封装功率为1W的白光LED，其光效率达50lm～60lm/W，热阻为10℃/W以下。
国内LED封装材料及配件的配套能力也较强。除个别材料外，绝大部分材料均为国内提供，主要有金丝、硅铝丝、环氧树脂、硅胶、银胶、导电胶、支架、条带以及塑封料、封装模具和工夹具等，已形成一定规模的产业链。这里有必要介绍一下白光LED封装用荧光粉，国内研发和生产企业有几十家。研究单位有北京有色院、中山大学化学系、中科院化学所、长春物理所等单位，这些单位近年来开展研究提高黄色荧光粉的光激发效率、抗光衰性能等，取得很好的成果。同时开发出红色荧光粉和紫外光激发三基色荧光粉，对推动国内白光LED的发展起积极作用。
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