我国LED产业发展与前景

我国LED产业发展与前景中国LED产业概况经过30多年的发展，中国LED产业已初步形成了较为完整的产业链。中国LED产业在经历了买器件、买芯片、买外延片之路后，目前已经实现了自主生产外延片和芯片。现阶段，从事该产业的人数达5万多人，研究机构20多家，企业4000多家，其中上游企业50余家，封装企业1000余家，下游应用企业3000余家。特别是2003年中国半导体照明工作小组的成立标志着政府对于LED在照明领域的发展寄予厚望，LED作为光源进入通用照明市场成为日后产业发展的核心。在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门和深圳等国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。“十五”期间国家发展LED产业的主要任务是通过建设半导体照明特色产业基地和示范工程，建立半导体照明技术标准体系和知识产权联盟，尽快形成我国半导体照明新兴产业，国家科技部已把“国家半导体照明工程”列入“十一五”科技发展规划，作为一项重点工作来抓。同时，根据我国自身半导体照明的发展现状，国家制定了符合自身发展的半导体照明产业发展计划和2006年技术发展路线图。在中国半导体照明产业发展计划中，规划到2008年达到单灯光通量300lm，可渗透到白炽灯照明领域。在LED上游外延片、芯片生产上，美国、日本、欧盟仍拥有巨大的技术优势，而中国台湾地区则已经成为全球重要的LED生产基地。目前全球形成了以美国、亚洲、欧洲为主导的三足鼎立的产业格局，并呈现出以日、美、德为产业龙头，中国台湾、韩国紧随其后，中国大陆、马来西亚等国家和地区积极跟进的梯队分布。虽然中国在LED外延片、芯片的生产技术上距离国际先进水平还有一定的差距，但是国内庞大的应用需求，给LED下游厂商带来巨大的发展机会，国内生产的如显示屏、景观照明灯具等LED应用产品已经出口到美国、欧盟等国家和地区。目前国内外延、芯片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。国内LED外延、芯片的主要企业有：厦门三安、大连路美、、杭州士蓝明芯、上海蓝光、深圳方大、上海蓝宝、山东华光、江西联创、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成等。国内主要封装企业有佛山国星光电、厦门华联电子、宁波爱米达、江西联创光电(10.14,-0.21,-2.03%)等；下游显示屏行业主要有上海三思、西安青松、北京利亚德。中国国内LED产业发展现状截至2006年12月，我国有十余家外延芯片厂商已经装备MOCVD，投入生产的总计数量为40台。按照各厂商的扩展计划，2007年预计有15台MOCVD陆续安装投入使用，使国内的GaNMOCVD设备增加到55台。2006年国内LED芯片市场分布如图5所示。其中InGaN芯片市值约占据43%，四元InGaAlP芯片市值约占据整个国内LED芯片的15%；其他种类LED芯片的市值约占据42%。从国内芯片产值上计算，2006年国内InGaN芯片产值4.5亿元，同期国内InGaN芯片需求总产值25亿元；国内非InGaN芯片(普亮和四元)总产值6亿元，同期国内非InGaN芯片需求总产值17亿元，合计国内芯片市场总需求42亿元。InGaN和高亮四元占国内芯片总量的58%，说明国内外延及芯片制造及应用市场发展到一定水平。目前，我国具有一定封装规模的企业约600家，各种大大小小封装企业已超过1000家，目前国内LED器件封装能力约600亿只/年，2006年国内高亮度LED封装产品的销售额约146亿元，比2005年的100亿元增长46%。从分布地区来看，主要集中在珠江三角洲、长江三角洲、江西、福建、环渤海等地区。(2005年统计国内LED产业总产值133亿元，其中封装封装产品的销售额约100亿)。在产能方面，随着国内相关企业生产规模的扩大及新的芯片公司的陆续进入，在国内需求市场的推动下，国内InGaN芯片产能已经由2003年的65KK/月倍增至2005年的400KK/月，2006年进一步提升至600KK/月，国内自产供应率逐年提升。预计未来几年国内InGaN芯片仍将保持30%左右的年复合增长率，至2010年国内将超过日本成为全球第二大GaN芯片生产基地，产能高达1650KK/月，实际上由于LEDMOCVD设备投入后产能提高特别快，这些估计有些保守。在产业技术发展方面，国内目前已研发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，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%。该成果取得突破性进展，通过“863”项目验收，并获得多项有自主产权的国际发明专利。该专利打破了目前日本日亚公司垄断蓝宝石衬底和美国Cree公司垄断碳化硅衬底半导体照明技术的局面，形成蓝宝石、碳化硅、硅衬底制成蓝光的半导体照明技术方案三足鼎立的局面，在产业化过程中不会受日亚和Cree蓝光专利的制约，且目前最成熟的白光合成方案是蓝光+YAG磷光粉的方式，即未来进入白光照明领域必须先掌握蓝光芯片技术，南昌大学的硅衬底蓝光专利具有极为广阔的市场前景。2007年2月1日上午，预计总投资高达7000万美元的晶能光电(江西)有限公司“硅衬底发光二极管材料及器件”产业化项目，正式在南昌高新技术产业开发区开建一期工程。该项目技术来源于南昌大学发光材料与器件教育部工程研究中心，并得到了金沙江、Mayfield和AsiaVest三家国际创业投资基金的大力支持。整个产业化项目分三期建设，一期建设预计将于今年年底完成，形成年产30亿粒硅衬底蓝、绿光LED芯片的生产能力；二期建设实现年产硅衬底蓝、绿光LED芯片140亿粒；三期建成上中下游产业链，实现LED产业集群，实现年产值50亿元。大连路美通过收购美国AXT公司获得40多项芯片核心技术专利，并获得整个技术团队，因此芯片技术研发能力国内最强，目前路美国内只有10台MOCVD，国内产能并不大，更多MOCVD设备在美国AXT；国内厦门三安规模最大，技术水平也处于前列，其它如士兰微(11.17,-0.08,-0.71%)旗下的士兰明芯近年在技术上取得较大进展，这些企业前景比较明朗。国内LED主要应用领域国内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。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，国内的配套能力比较强。在LED应用产品的关键配套LED驱动集成电路方面，目前已有士兰微、中电18所、上海贝岭、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。从国内LED应用市场看，建筑照明、显示屏及交通信号灯合计占比56%，这些市场总量增长比较快，但相对分散，技术标准也不统一；而在小尺寸背光与汽车上的应用合计只有7%。在LED应用市场上，手机背光市场、即将开发的大尺寸背光市场、汽车市场是目标市场比较集中的“整装”市场，技术要求比较高；未来通用照明市场在细分市场上比较集中，总体看比较分散，但整体规模庞大，进入技术门坎比较高，因此背光市场、汽车市场与通用照明市场有利于进入企业持续稳定地成长，这些领域的毛利也更高，国内企业应更多地参与到这类市场的布局中来，以赢得未来更广阔的成长空间。在照明驱动IC领域，国内企业还主要处于研发阶段，更没有做到一定规模，没有驱动IC，LED照明“灯泡”进不了千家万户，同样，LED照明的爆发必将促进驱动IC的大发展。中国照明网技术论文：LED：希望之星-中国LED产业发展与前景之三[]国内LED产业特点上游产业是技术资本密集型产业，投资强度大，工艺控制技术难度大，吸纳就业人员少。目前，我国上游产业的现状，一是参与单位多，主要单位有中科院半导体所、中科院物理所、石家庄第十三电子研究所、北京大学、清华大学、南昌大学、深圳大学、厦门三安、大连路明、士兰微、上海蓝光、上海蓝宝、江西联创、河北立德、山东华光等；目前问题不是参与单位为多，而是这些参与单位(特别是科研院所)都想建立自己产能，起始阶段产能都不大，整个产业看起来资源分散，没有规模；而且因为科研院所都想建立自己的产能，在技术输出上排外，自己产业化又需要时间，小规模产能建起来后世界技术又有新的发展，又跟不上，实际上各科研单位在某一时间突破的可能仅是产业技术链的某一环节，整体上产业化条件还不具备，这样虽然每年看起来各个方面的技术的都在突破，但产业化效率非常低，过了几年又落后了，又得追赶。很多研究机构都在拿“863”计划成果实施产业化，但有些国内“863”计划成果虽然在国内先进，但在国际上并不是一流，或者是国际先进，但单一项目实施产业化其规模不一定能做得大，受市场拖累，因此盲目实施产业化而不是转让或授权给促进作用更大的企业，先进技术也会随着时间消磨慢慢荒废，只会延缓整个国内行业发展。所以，国内企业应当转变观念，有成果不一定非要自己产业化去实现其价值；另一方面，公办科研院所，应当借鉴台湾工研院的模式，自身积极研发技术，为产业培养技术人才，技术成果及时授权转让给企业，特别是本身竞争力强的企业，研究机构不会为产业化进程拖累，行业研究成果得到有效整合，这里政府应作出一些规范，促进行业健康快速发展。二是与国际先进水平比较，整体上一般芯片的亮度、发光效率、抗静电能力、抗漏电能力以及品质控制水平与国际厂家仍有差距，这对国内企业而言，并不是什么十分难看的事，全球唯五大巨头技术最好，这五大巨头之间也各有千秋，其它外围企业都在跟踪，并不影响他们的产业化进程，关键是后续研发效率。三是能满足市场需要且规模化生产的企业少，封装所需芯片尤其高档芯片主要靠进口，其中高档蓝绿芯片和四元芯片从美国Cree、HP等公司进口，中高档蓝绿芯片和四元芯片从美国AXT(大连路明集团子公司)、UOE，台湾晶元，以及韩国公司进口。目前国内大连路美、厦门三安、杭州士兰微取得突破，不断接近海外中高档技术水平。下游封装产业从上个世纪六七十年代开始发展，传统引线型LED封装技术已相对成熟，但新型LED包括ChipLED、TopLED、PowerLED的封装起步不久，仍面临一些设备和技术问题需要克服。由于传统LED封装，设备投资强度适中(视生产线的自动化程度和设备精度)，对产品质量要求不高时，手工都可以作业，所以吸引了一批个体和民营企业进入，全国有数百家封装企业，尤以珠江三角洲地区密集，但规模都比较小。从封装技术水平，产品质量水平，设备自动化程度及生产规模等方面看，目前总体讲，中游产业技术上和国外差距不大，除PowerLED外，其他形式的LED都有企业能够批量生产，并且使用的设备和原材料基本与国外一致，但规模与国外大公司比较，差距巨大，比如ChipLED，大陆企业产能加起来也不如日本西铁城一家公司产能的十分之一。国内LE