半导体照明LED产业发展态势和广东发展的重点方向

杭州精英在线系列课件半导体照明/LED产业发展态势和广东发展的重点方向梅霆教授华南师范大学光电子材料与技术研究所所长提纲：⊙LED技术及产业简介⊙全球LED产业发展现状与趋势⊙国内LED产业发展现状及基础⊙广东LED产业发展重点及路径选择⊙广东LED产业发展对策与建议一、LED技术及产业简介（一）发光原理光源可以分为：⊙热效应发光（黑体辐射），如太阳光，白炽灯等，光随着温度的变化会改变颜色。⊙原子发光，荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光，此外霓虹灯的原理也是一样。原子发光具有独自的基本色彩。⊙同步辐射发光，将高能量粒子的动能转换为电磁辐射，日常生活中几乎接触不到。1、原子发光杭州精英在线系列课件激发（激励）2.电子跃迁高能量轨道（能级）3.电子返回初始能量轨道以光的形式释放多余能量1.激发（激励）2.电子跃迁高能量轨道（能级）3.电子返回初始能量轨道以光的形式释放多余能量荧光灯：移动粒子碰撞—电子和部分带电原子与气态汞原子碰撞光激励—汞原子释放的紫外线光子激发灯管磷粉产生可见光2、LED工作原理发光二极管（Light-emittingdiode，LED）是一种能把电能转化为光能的固体器件。3、LED材质与发光范围杭州精英在线系列课件（二）LED的发展历史1907年，HenryJosephRound开发出了世界上第一个LED（金属-SiC肖特基接触发光），在10V电压驱动下发黄光。1962年，NickHolonyakJr.开发出了第一个具有实用价值的红光LED，被称为“发光二极管之父”。1992年，IsamuAkasaki开发出第一个基于蓝宝石衬底的GaN基p-n结LED，发光效率为1%。1993年，ShujiNakamura开发出具有实用价值的GaN/InGaN量子阱结构的蓝光LED，发光效率为10%，随后还开发出了蓝光激光器和白光LED。（三）LED的结构LED经历了由小功率到大功率得发展，其基本结构包括芯片、反射杯、透镜、电极和散热部件。杭州精英在线系列课件（四）LED制造工艺杭州精英在线系列课件封装工艺是一个非常重要的环节，主要是完成输出电信号，保护管心正常工作，使其不受到机械、热、潮湿及其它的外部冲击，输出可见光的功能。LED的应用：显示、交通信号灯、背光源、城市亮化、投影、照明、其它。杭州精英在线系列课件（五）LED产业产业：产业链长，多学科、多领域交叉融合二、全球LED产业发展现状与趋势■各种光源性能比较■LED特点⊙耗能低⊙寿命长⊙无汞污染⊙低电压、安全、易集成化⊙响应速度快根据理论预期，半导体照明发光效率可以达到400lm/W左右，是节能灯预期效率的3—4倍。按照技术发展预期，如果半导体照明光源的发光效率达到200lm/W以上，并取代传统照明光源，则至少可使我国的照明用电每年节省1/3以上。按照当前的照明用电量计算，每年节电近1000亿度，超过三峡工程的全年发电量，并减少二氧化碳排放1亿多吨。杭州精英在线系列课件■人类的照明发展史■各种光源的发光效率■LED的海茨法则⊙海茨法则：每10年价格下降到原来的1/10，性能提高20倍。⊙光效每年增加30％，价格每年下降40％。■LED的光效及发展目标杭州精英在线系列课件■国内外的LED照明工程⊙美国：“能源之星”⊙欧洲：“彩虹计划”⊙日本：“21世纪光计划”⊙韩国：“GaN半导体发光计划”⊙中国：1996年“中国绿色照明工程”；2003年“国家半导体照明工程；2006年“十一五”863计划、“半导体照明工程”；2009年“十城万盏”绿色照明工程■全球企业在LED产业中的布局■全球LED封装产业发展情况■LED产业发展趋势⊙半导体照明有着巨大的市场和发展潜力◇全球半导体照明产业市场规模年均增长率超过20％◇2010年LED（管子、光源）市场规模将超过100亿美元◇2015年半导体照明产业规模可达1000亿美元⊙各国政府高度重视，加大研发投入，技术进步速度快杭州精英在线系列课件⊙世界照明工业巨头与半导体公司强势介入，形成激烈的竞争格局◇形成美、日、德为龙头，韩国、中国台湾与大陆奋起直追的竞争格局。⊙专利与标准已成为全球竞争的焦点◇主流产业化技术核心专利已被国际巨头垄断并交叉授权，中国企业已遭遇“337”起诉。随着应用领域的不断拓展，标准和检测已成为各国竞争的又一块战场。⊙应用结构将发生巨大的改变◇手机、显示屏、信号、指示的应用比例将逐步降低◇LCD背光、汽车、普通照明是未来潜力最大的三个应用领域⊙美国能源部将半导体照明纳入能源之星计划◇美国在2009年实施节能补贴推广LED■目前LED产业发展的特点⊙全球掀起LED产业投资热潮，发展LED照明产业成为全球市场的焦点。⊙技术创新步伐明显加快，知识产权及标准成为竞争热点。中国特色：道路照明先行，独一无二美国特色：户外户内并重，能源之星引领绿色照明日本特色：始于厅内车站商场内三、国内LED产业发展现状及基础■国内LED产业发展概况中国大陆LED产业发展，主要是以七大半导体照明工程产业化基地为主体，分别是：上海、大连、石家庄、扬州、厦门、南昌、深圳。⊙上海：高端应用产品，是全国最大的交通信号灯的研发生产基地。⊙大连：拥有国际化的研发技术团队。⊙南昌：基础技术较强，偏重于普通亮度的LED芯片。⊙厦门：在上中游的外延、芯粒生产规模居全国首位。⊙深圳：国内最完整的产业链，是国内最大的户外广告牌供应地，也是背光源、照明等应用产品的主要生产基地。■国内LED产业发展现状企业总数3000余家外延和芯片：62家封装：近1000家应用：2000余家产值近700亿元外延芯片：23亿元封装产品：204亿元应用产品：600亿元杭州精英在线系列课件数据来源：国家半导体照明工程研发及产业联盟■外延、芯片⊙2009年全国MOCVD已超过153台，年增长率25%⊙功率型芯片从无到有，产业化水平80lm/W，80%依赖进口产业水平十五末（2005）发光效率（lm/W）@350mA2009年底发光效率（lm/W）@350mA中国3080韩国、我国台湾地区4090美、日、欧60100■国内LED芯片企业数量数据来源：LEDinside■封装杭州精英在线系列课件数据来源：国家半导体照明工程研发及产业联盟■应用数据来源：国家半导体照明工程研发及产业联盟杭州精英在线系列课件■福建省LED产业发展概况⊙福建厦门是最早的半导体照明基地之一。⊙2008年，整个产业年产值达到100亿元，成为福建信息产业新的经济增长点，跃居全国前列。■湖南省LED产业发展概况2009年8月28日，全国最大的半导体照明产业化基地——湖南省华磊光电公司LED项目第一期工程竣工投产成功。■江西省LED产业发展概况⊙江西省半导体照明主要以南昌晶能光电为核心，晶能光电被认为是国内唯一一家具有自主知识产权LED生产企业。能有效降低LED的成本，产品很有竞争力。⊙该公司是世界上唯一一家在硅上生产氮化镓的公司，其生产的硅衬底氮化镓基LED材料与器件技术，改写了氮化镓基LED的历史，打破了日美等发达国家垄断LED核心技术的局面，走出了一条具有中国特色的LED发展之路。■长三角地区LED产业发展概况杭州精英在线系列课件⊙长三角LED产业线比较完整，从外延到应用都有大公司从事，如上海蓝光，上海蓝宝，杭州士兰微公司等等。⊙江苏扬州政府还宣布，凡LED企业每购一台MOCVD（LED芯片制造设备），都将获得800万元至1000万元的政府补贴，加速LED企业在当地的集聚效应。■环渤海经济圈的发展概况⊙研发力量比较强。目前，大连从事半导体照明工程企业40余家。■国内LED产业发展区域性形成珠三角、长三角、闽三角及北方地区四大产业集中区域。数据来源：国家半导体照明工程研发及产业联盟■国内LED产业的整合性■国内LED产业的示范性杭州精英在线系列课件次香山科学会议在北京召开，会议主题为“高效氮化物半导体白光照明材料及芯片基础问题”。■国内LED产业的不足与趋势⊙劣势◇国内企业普遍规模小◇技术受限，高端客户少◇LED上游产品制造基础薄弱，与国外还有一定差距◇核心专利缺乏限制产业国际化战略发展⊙未来市场发展趋势◇存在巨大的替代性市场◇技术和成本上的突破速度不断地超出预期四、广东LED产业发展重点及路径选择■广东省LED产业基本情况⊙中国乃至整个世界工业LED产业最为集中的地区◇据统计，广东省LED产值占到了全国的70%。⊙产业规模继续位居全国首位杭州精英在线系列课件■珠三角地区主要城市LED产业特点⊙广东省半导体照明产业集中在珠江三角洲，主要分布在深圳、广州、佛山、江门、中山、惠州、东莞等地市，有着各自的优势和核心企业。⊙珠三角的半导体照明产业链比较完善，覆盖了衬底材料、外延、芯片、封装、应用产品以及设备、配套产品（零部件、原辅材料）等各个产业环节，在封装和应用环节优势突出，在国内外都具有重要的地位和较强竞争力。⊙主要研发单位：华南师范大学、中山大学、华南理工大学、深圳大学、中科院能源所、清华大学深圳研究生院、中山大学佛山研究院等。⊙主要检测单位：广州电气安全检验所、中国赛宝实验室、中国电器科学研究院、广东省节能监察中心、家工业和信息化部电子四所（赛思）。主要企业：杭州精英在线系列课件⊙外延及芯片—深圳方大国科、广州欣磊（前广州普光）、广州晶科、深圳奥伦德、世纪晶源、惠州科锐、江门真明丽、东莞福地等。⊙封装—广州鸿利光电、佛山国星光电、中山木林森、惠州科锐、健隆达、深圳超亮、中山朗玛、深圳量子、东莞佰鸿等。⊙应用—江门真明丽、深圳海洋王、东莞勤上、帝光电子、联创仲和等。数据来源：LEDinside■广东省LED产业优势⊙在封装和应用方面具有产业优势，形成了若干龙头企业。⊙在传统照明上占有明显优势，为LED灯具提供良好的营销渠道；市场呈现多元化。■广东省LED产业劣势⊙企业研发投入不足⊙技术研发人才不足，发展后劲不够强⊙标准不建全，质量参差不齐⊙缺少检测认证平台■广东省LED产业机遇与挑战■SWOT分析：发展重点机遇⊙LED已成为大力发展的新兴战略产业⊙LED照明是传统产业转型和新兴产业培育的亮点挑战⊙必须面对国外企业的挑战⊙与兄弟省市的竞争日趋激烈⊙必须制定更积极的产业发展政策杭州精英在线系列课件五、广东LED产业发展对策与建议■加大政府支持引导力度⊙加大LED照明产品的政府采购力度⊙实施税收优惠政策⊙支持垂直整合和传统照明产业转型升级⊙完善LED照明市场标准规范■建立完善产学研架构■完善产业配套服务能力⊙推动产学研用合作⊙促进科技与金融结合⊙积极培育节能服务机构■关于转变经济发展方式几点思考⊙低附加值产业→高附加值产业（制鞋→制LED）=转变经济发展方式？⊙劳动密集型→知识密集型（DVD）=转变经济发展方式？杭州精英在线系列课件⊙产业链低端→产业链高端（封装应用→外延芯片）=转变经济发展方式？⊙转变经济发展方式是HOW还是WHAT的问题？◇知识不断更新，社会不断进步。◇如何追求所谓“先进”，而不做夸父追日？⊙从生产者角度看◇转变经济发展方式=制造→创造⊙从管理者角度