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1、我国我国 LEDLED 产业链现状解析未来产业链现状解析未来 LEDLED 照明市场趋势照明市场趋势作为近年来最具有革命性意义的技术发明形成的产业,LED 被称为继明火和 白炽灯之后的第三次照明革命，有着广阔的发展前景。很多国家和地区相继出 台各种政策扶持 LED 产业的发展，以期该产业能够成为国家重要产业的重要组 成部分。目前，我国半导体 LED 作为节能、环保的主要技术，已被纳入国家中长期 科技发展规划与“十一五”国家“863”高新技术产业化重大项目，并得到了大 力支持。然而，我国目前 LED 产品开发应用领域依然存在许多不足。我国自主的 LED 芯片、外延片产量仍有限，产品以中、低档为主
2、，与国外差距很大。产业 化规模偏小,只能满足国内封装企业需求量的 20%-30%,大部分高性能的 LED 和 大功率 LED 产品均要依赖进口。此外，在 LED 的应用市场方面，也存在着由于 产品种类、品种参差不齐问题而引起的制约，尤其是在通用照明领域，由于存 在的技术不足，使其无法进行规模化普及应用。因此，推广对 LED 封装技术的 发展力度,提升自身核心技术并实现规模量产是 LED 产业发展的最关键一步。一、全球 LED 产业链的现状与分析LED 产业链组成分为上游芯片、中游封装、下游灯具三个部分。全球 LED 产业主要分布在日本、中国大陆、中国台湾地区、欧美及韩国等国家和地区。 其中，日
3、本最大，台湾次之。2008 年日本 LED 产值达 48.7 亿美元，占据全球 LED 产值的 30左右，预计 2009-2010 年间日本 LED 产值的年均增长约为 6，至 2009 年日本 LED 产值约达 52 亿美元。欧美地区的 LED 产值 2008 年约 为 34 亿美元，预计 2009 约增长 8，达 37 亿美元。2009-2010 年产值会维持 在 44 亿美元左右。1、各国政策比较结论1.1 各国和地区 LED 产业政策都以国家项目的名义组织和实施；1.2 高技术产业和节能减排等与政府目标结合;1.3 根据各自的产业基础确定研发重点方向；1.4 技术共享平台模式被普遍采用
4、；1.5 投资、培养人才，协力标准制定和促进市场扩容是主要政策关节点。2、区域竞争格局美国和日本企业利用其在新产品和新技术领域中的创新优势，主要从事高 附加价值产品的生产；欧洲企业则利用其在应用技术领域的开发和善于吸收最 新技术的转换优势，主要从事高附加价值产品生产。我国大陆和台湾地区 LED 产业近年来迅速崛起，其封装产量占据世界第一，产值位居全球第二。欧美及日本对前段荧光粉专利授权日趋软化，转向注重后段封装专利。近 几年欧洲的蓝光芯片产能逐年减少，2006 年年均衰退 14，美日两国 2006 年 年均增速虽然达 10左右，但仍低于全球的平均增长率 12.9，亚洲国家将可 直接受惠；200
5、3 年开始，台湾地区在蓝光芯片扩产能力上高于其他国家和地区， 且在制造技术上优于中国大陆及韩国，国际大厂开出的订单大部分流入台湾。3、中国 LED 产业现状2008 年，我国 LED 产业市场达到 80 亿美元，平均每年增长 20%-30%。随着 LED 应用范围的增加，这一资料有不断增加的趋势。预估到 2010 年，整个中国 市场 LED 产业产值将超过 1500 亿元。3.1LED 外延片、芯片行业现状目前，我国从事 LED 外延及芯片研发生产的公司约有 50 家左右，70左右 的公司是在 1999 年后成立的，规模普遍较小。2003 年后，随着国内对 LED 芯 片需求的迅速提高，产能增
6、加比较快。近几年来，海外华人专家的归国创业大 大提高了我国 LED 外延及芯片的产业化能力和产品品质。虽然在外延和芯片研 究与开发方面取得了一定成果，但一些关键的技术问题尚未解决：产业链处于 低端，上游产业国内规模偏小，其芯片可靠性不能得到保障；主要设备依靠进 口，对外依赖性强，配套基础产业薄弱；研发和产业存在脱节，不能很好地形 成竞争合力。在 LED 产业链中，由于芯片跟外延晶片(外延片)对技术要求极高，目前我 国可以批量生产的芯片以及外延片企业只有 10 来家，其中可以生产外延片的大 概占到一半。由于外延片技术要求很高，中国市场很多的芯片厂商基本上到国 外以及台湾购买外延片然后加工成芯片，
7、但是由于根本材质的区别和上游龙头 企业核心技术的专利垄断，目前我国市场的芯片厂商生产的芯片品质与国外相 比，至少有 5 年以上的差距，尤其亮度、光效等核心参数。另一方面，国际上 游企业在迅速发展，当地政府和企业均把精力和资金都投入在其 LED 产业链中 具有核心技术及竞争力的一方，然后带动其它链同步发展。中国市场的芯片、 外延片产量很有限，虽然近两年国家对国内上游企业的投资力度不小，但是技 术进度很慢，产量和技术虽略有提高，但也只能满足国内封装企业需求量的 5%-10%。3.2LED 封装行业现状我国市场 LED 封装已经发展多年，技术上跟国外的差距不再明显，而且产 量已经跃居世界首位。目前
8、LED 的发展情况是：小功率 LED 总量所占比重很大， 但竞争加剧，利润较前几年有了很大的降低；大功率这两年发展势头强劲，发 展速度相当快，技术水平提高明显。2008 年中国市场 LED 封装产品大概达到 1020 亿只，每年增长率大概为 30%-40%,产值达到 168 亿元。3.3LED 应用行业情况近两年来，许多做传统灯具及 LED 小功率的厂家转型，开始转做大功率 LED 灯具。其本身基础薄弱，而且在一个技术不成熟的平台下，通过原有的市 场渠道和背景，对应用灯具是否具备稳定、成熟、优秀的 LED 光源核心技术的 大前提于不顾。为了自己的短视利益，纷纷扬言自己的技术已经各有特点，甚 至
9、在某些方面已经达到世界领先水平众说纷纭，其实，其实际应用效果收 效甚微，初装时效果可以，但是不久后就由于散热、整体热阻、荧光粉等核心 问题原因，产生光飘、光衰等现象，衰减甚至超过 30-70。LED 整体灯具本身并不能保证其使用寿命，加上初期投入费用很高。怎样 才能体现 LED 的节能？这样的结论会影响我国 LED 整个产业健康、有序的发展， 如果照此以往，将严重地违背我国科学发展观的中心思想，导致我国 LED 照明 整个行业目前的无序性与混乱性。因此，LED 目前还停留在主要应用于手机、交通信号、显示屏、景观装饰、 特种照明以及汽车等功能性要求不高的应用市场。暂时还未能真正地大规模进 入通用
10、照明市场。二、LED 照明产业发展趋势与分析1、大功率的高亮 LED 增势迅猛，逐渐成为主流产品2008 年，全球 LED 市场规模达到 80 亿美元，所占整个 LED 产品的市场比 例由 2001 年的 40增长到 2005 年的 70以上，其中高亮度 LED 在 1995-2004 年间的年均增长率达到 46。美国市场研究公司 CommunicationsIndustryResearchers（CIR）预测，全球 LED 的市场规模年均 增长率超过 30，2009 年市场规模将超过 100 亿美元。1998 年起手机开始使用高亮度 LED 作为手机按键背光源(Keypad)，带动全 球高亮
11、度 LED 市场呈现第一波成长高峰；20002001 年受到全球经济增长迟缓 的影响，加上台湾 LED 厂商大幅扩充产能，导致市场供需失调，全球高亮度 LED 市场规模呈现小幅衰退；2002 年起手机开始大量采用蓝光 LED 作为手机面 板背光源(side-view)，使得高亮度 LED 市场呈现第二波成长高峰。近年来，随 着 LED 在照明、小尺寸面板背光源以及室内照明等新应用领域逐渐扩展，高亮 度 LED 过去数年一直处于高速增长阶段，在 LED 中的比重将逐步加大，已成为 LED 主流产品。2、通用照明实现技术突破，照明升级工程产业机会巨大通用照明占照明领域的 90的市场份额。半导体照明
12、作为继白炽灯、荧光 灯、节能灯后，具有革命性意义的第四代新型高效固体光源，具有寿命长、节 能、绿色环保等显著优点。但目前 LED 的应用领域主要在特种照明，目前美国、 日、韩、欧洲、中国及台湾在 LED 科技攻关方面都已启动专项国家规划，如果 用于通用照明的技术一旦成熟，将面临一个对 500 亿美元照明市场份额的重新 瓜分，因此照明升级工程产业机会巨大。3、中国 LED 照明产业应该向封装高档产品和光源产品升级方向努力在 LED 领域，主要有三个环节，即发光半导体外延片的生长、芯片和封装。 目前国内三个环节都有，在中低端的应用领域还有一定基础。但是在关键环节， 尤其是外延片的生长环节，与世界一
13、流水平还有较大的差距。3.1 必要性目前我国的产业优势主要在封装，从封装产值区域分布来看，我国在 2008 年封装产值约 25 亿美元，已经超越日本、台湾成为全球最大的封装地区，并具 备市场与技术核心竞争能力。但是政府对此的重视却不多，如果台湾和日本等 国家地区从经济危机中缓解或走出，随时可能会形成日本独大、台湾地区与美 国齐进、欧韩中“平分秋色”的分布格局，我们将再一次失去主导权和先机。 因此我们应在已有的产业优势上升级,向封装的高档产品努力，同时在通用照明 技术方向上多下功夫，突破 LED 产业的技术专利壁垒，培育新兴市场的竞争优 势。3.2 目的性(1)目前国家对于整个 LED 产业链的
14、重点工作放在上游外延、芯片及下游灯 具应用方面。上游投资资金很大，但收效甚微，反而与国际上游龙头的差距越 来越大。下游产品又因为产品质量问题，参差不齐，难以保证稳定的长寿命使 用效果。这样会造成使用者对我国 LED 产品产生怀疑并多持保守和负面的态度。(2)目前整个行业内尚未有一个关于 LED 光源的标准。如果我们先进的 LED 光源企业和单位，尤其是具有核心技术先进性的大功率 LED 光源企业和单位，在政府的支持和推动下，组织科研人员，对此进行全新的技术标准的设计与制 定，坚持科学实践和创新发展的基本原则，将会在全球 LED 行业至少是中上游 这一块取得实质性的突破。如果能在国际上参与和指导
15、最后国际标准的制定， 将会是中国科学技术力量继航天科学技术之后又一次的科学创举，从而直接使 我国在 LED 行业的国际影响力得到根本认识的改观，达到一个新的高度。三、大功率 LED 光源的核心技术与优势LED 一般上来说是由外延片、芯片、光源、灯具四个环节组成，在 LED 产 业中下游应用上关键点是怎么解决热阻和结温等问题的前提条件下，保持芯片 稳定的有效光输出。一直以来，LED 光源在一般照明应用中存在着光源的高导热金属材质问题、 应用的热平衡问题、长效荧光粉问题和配光问题等四个核心技术瓶颈：核心技术 1：高导热金属材质目前上游企业，比如 CREE 已经做到的芯片光效可以达到 130-150
16、lm/W。但 是 LED 结温高低直接影响到 LED 出光效率、器件寿命、可靠性、发射波长等。 保持 LED 结温在允许的范围内，是大功率 LED 芯片制备、器件封装和器件应用 等每个环节都必须重点研究的关键因素，尤其是 LED 器件封装和器件应用设计 必须着重解决的核心问题。现在主流的应用技术材质是用铝基板来封装，但是铝基板封装的芯片散热 和光转换效率都存在技术核心瓶颈，不能有效地控制结温和稳定地维持高功率 的光输出，并且应用会因为芯片光效越高，所需的铝基板面积就越大，会加大 成本和应用体积，极为不便。所以如何走出此误区另辟新路是新的技术核心特 点。核心技术 2：热平衡技术LED 器件采用专利热平衡散热结构关键技术，在保持低成本和被动散热方 式的前提下，利用高导热介质，通过崭新的器件/灯具整体结构，成功降低热阻， 有效降低 PN 结结温，使 PN 结工作在允许工作温度内，保持最大量光子输出。 其特点入下：(1)超低热阻材料，快速散热整体结构技术；(2)高导热、抗 UV 封装技术；(3)应用低环境应力结构技术；(4)整体热阻20K/W，结温80 度
