LED产业发展及技术现状

R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院半导体照明技术现状及发展趋势百香科技有限公司半导体照明研究院半导体照明系统研究中心R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院2LED产业链国际国内产业状况LED光源发展和应用趋势LED光源技术现状LED灯具技术问题LED室内照明应用案例R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院3LED产业链R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院46%54%中国大陆专利量中国台湾专利量问题2：在大功率高亮度白光LED光源产品方面缺少核心技术、专利和标准等国内台湾与大陆专利量比例上、中游企业占产业链总数1.8%（70家左右）下游企业占产业链总数98.2%●国内LED企业在产业链发展上存在的问题（全国LED企业：4000余家）254.51760102030405012非InGaN芯片产值国内InGaN芯片产值国内芯片需求总产值国内芯片产值65%市场流失82%市场流失问题1：国内在产业链的上游外延生长和芯片制备技术方面，力量仍十分薄弱亿元上游LED外延中游LED芯片下游LED封装、应用产品检测标准制定R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院5上游中游下游封装及应用产品外延片芯片封装类型LED应用产品AlGaInP红光黄光LED贴片（SMD）LED单管（Lamp）大功率LEDLED数码管数码显示、车灯、交通灯电器、汽车、轻工、旅游、交通等背光源（TFT彩屏的背光）IT（手机、电脑等）室内外装饰景观照明室外景观照明等GaN蓝光绿光特种照明矿灯、探照灯、闪光灯等大型显示屏LED显示屏等LED产业链各环节涉及的产品R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院6LED下游应用十分广泛照明生物作用信号显示背光源屏幕显示医疗作用景观照明普通照明特种照明动物光作用植物光作用交通信号仪表显示安全信号灯箱背光源单色屏幕电视电脑手机双色屏幕光疗微型光源全彩屏幕R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院7LED配套产业超纯气体MO源衬底检测设备芯片设备透明导电薄膜金属电极荧光粉环氧树脂导热导电胶LED支架外延设备封装设备原材料设备驱动电路R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院8国际国内产业状况R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院9国际巨头R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院10我国产业现状产业链环节2009年产值（亿元）年增长率2010年产值（亿元）企业数量家)外延芯片23117%5060封装20423%2501000应用60050%9002500•在国内产业政策和国际市场需求的双重拉动下，我国成为全球半导体照明产业发展最快的区域。•截至到2010年底，中国LED相关企业达4000多家，从业人员超过50万人，LED器件年产量超过400亿只，LED产业市场规模超过1200亿元，中国大陆成为产业发展最快、市场潜力最大的地区。根据“十二五”规划，到2015年LED产业规模达到5000亿元，相关企业面临着巨大商机。严重缺乏上游外延和芯片核心技术；下游起步较早，但未形成核心自主知识产权；严重阻碍LED产业向高端延伸。瓶颈R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院我国国家级半导体照明产业基地分布一览R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院我国环渤海地区半导体照明规划长江三角洲地区半导体照明规划R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院珠江三角洲地区半导体照明规划江西和福建地区半导体照明规划R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院其它地区半导体照明规划R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院我国LED产业呈上窄下肥状态2008~2010年大陆LED产业链产值分布2008~2010年大陆LED产业链产值比重分布值得注意：2010年国内LED产业总投资额约为人民币300亿元，其总产值为人民币1,200亿元，换句话说，该年度所投资的1块钱，可创造出4块钱的产值。另外，2010年国内LED产业就业人口数达85万人，亦即1个员工该年度所创造产值为人民币14.1万元。R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院2008~2010年我国LED各产业链产值年成长率变化虽以LED产值观点来看，2008~2010年国内LED芯片产值偏低，然若以年成长率变化来看，2010年LED芯片年成长率高达117.4%，高出国内LED整体产业产值成长率45%，亦超过LED应用年成长率50%，及LED封装年成长率22.5%。此显示国内在LED芯片投入资源有大幅增加趋势。R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院2011年上半年我国上下游LED厂商家数分布2011年上半国内从事LED产业的业者高达近4,000家，其中，约2,500家集中在LED下游应用产品制造，约1,200家属于LED封装领域。相对的，大陆从事LED芯片业者约有35家，筹建中的业者约36家，主要原因是2010年国内实施MOCVD机台补贴政策，吸引许多新进业者投入LED芯片领域。虽2011年上半国内LED芯片业者数占总厂商数仅约2%，但与其它国家地区别相较实属偏多，因此，我国十二五规划其中目标是采精兵策略，至2015年将LED晶片业者数精简至3~5家。R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院我国LED各产业链特点我国SMD型封装厂商规模分布R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院中国LED产业发展前景预测R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院交通信号LED目前主流市场车用LED目前主流市场中大尺寸面板背光近程市场前景看好显示看板LED成长商机显著市场可显示产品，如手机目前主流市场照明LED远程市场前景看好R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院21LED历史及发展R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院上世纪末白光LED的出现引起各国政府及企业的关注，它成为光电子、照明工程科技领域中的一个热点。今年白光LED的研发和应用取得举世瞩目的成绩。人们期望白光LED成为第四代新型固态照明光源，达到节能的绿色照明目的。两个战略发展目标：1.2015商业化白光LED的光效达到150lm/w以上，全面进入家庭照明；2.2020年达到200lm/w以上，开始全面替代传统照明光源。中村秀二发明了GaN蓝光LED白光LED是节能、绿色的新型固态照明光源R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院白光LED照明（半导体照明）的优势发光效率高，节约能源绿色环保冷光源，不易破碎，没有电磁干扰，产生废物少寿命长理论寿命可达10万小时，实际也达上万个小时固体光源，体积小，重量轻，方向性好单个单元尺寸只有3~5mm可以耐各种恶劣条件低电压，小电流，响应速度快IndoorLightingOutdoorLightingProjectorLCDBacklightAutomobileLEDDeviceR&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院LED封装历程关于LEDLED：利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管半导体照明：以发光二极管(LED)为光源的新型照明中功率LED大功率LED小功率LED指示LEDPmax~3-40W5K/W2010EvercoreHCOBR&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院LED材料外延/芯片制作和封装80%30%100lm/W55%R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院无论大功率还是小功率芯片的器件，最终都走上了集成化之路大功率LED封装趋势：从单管封装到集成封装R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院白光LED制作方式R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院28LED光源技术现状R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院下图是白光LED发光效率与传统光源的对比情况，可以预测，在不久的未来LED将成为照明市场的主流产品之一。LED的光效日益提高R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院部分国际厂商的产品化最高亮度（单颗1W）LumiledsK2March2007115lm/WNichiaJUPITERSeptember2007134lm/WOsramPlatinumDragonJuly2008136lm/WCREE7090October2008157lm/WCitizenElectronicsCL-L102-C3January200890lm/WCAOGroupDynastyFebruary2007100lm/WEdisonKLC8December200685lm/WSeoul-SemiZ-PowerNov.2008120lm/W2010年2月4日，CREE宣布白光大功率LED获得新的实验室纪录，光效达到208lm/W，打破了2个月前CREE对外宣布的实验室纪录186lm/W。六月283lm/w，实验室。以上数据统计于2008年以前R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院白光LED光源技术演进趋势高亮度,大功率,多芯片封装(Lumileds,Cree,Osram)芯片级别的封装(Lumileds,Cree,Osram)更薄,更小(Cree,Seoul,Nichia)集成化趋势(Seoul,Lumileds)模块面向应用(Osram,Nichia)R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院大功率白光LED封装(Lumileds)•业内首款1ALED•大功率多芯片紧密型封装•在更高驱动电流下很容易就超过220lm•在高温环境下环境中还能稳定工作并保持高效率LUXEON®K2CoolWhiteLUXEONK2withTFFC-Specifications:Bin&TestCurrent1000mAMaximumCurrent1500mAThermalResistance5.5°C/WMaxJunctionTemperature150°CR&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院大功率白光LED封装(Cree)XLamp(R)MC-ELEDXLampMC-ELEDfluxcharacteristics@350mA•模块体积小,面积为7mmx9mm•在9.8W下,可获得色温为6000K的白光790lm•配合新型铜基板模组(左图)R&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院大功率白光LED封装(Osram)XLamp(R)MC-ELED•光利用率达80%•对不同光色的芯片,有很高的混光特性•六芯片封装,1A电流下可达到1000lm•低热阻率,Rth=3.6K/W•寿命达50000小时LinearOpticCERAMOS™ReflectorLED•5”-20”背光的理想方案•厚度仅为2mmR&DDivisionNovember2008©2008中山大学佛山研究院大功率白光LED封装(Seoul)P7与荧光灯和白炽灯的比较:SeoulP7•全球首个交