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半导体照明与LED产业

2013-06-19 11:56
林契于宸
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外延片的生产技术难度大,科技含量高,初期资金投入也大。外延材料的品质对LED的质量影响极大,几乎是带根本性的。当前用于生产外延片的设备主要是一种称为“金属有机物化学汽相沉积”的系统,简称为MOCVD(MetalOrganicChemicalVaporDeposition)。外延片也可以用一种称为“分子束外延”的系统生产,该系统简称为MBE(MolecularBeamEpitaxy)。以上两种设备均很复杂,也很昂贵。

  中游企业是指LED芯片的生产企业。芯片是LED发光的核心部位。小功率芯片通常是个边长为0.2~0.3mm的正方形薄片;大功率芯片的尺寸大约是1mm2或几个mm2。芯片制造的技术含量也很高,其工艺对LED的质量影响也很关键。芯片制造所用的设备与一般微电子行业所用的设备差不多。设备所需投入略次于外延片制造的设备投入。

  下游企业是指LED的封装企业,也就是将芯片、电极等封装成一个LED器件的生产企业。虽然封装过程技术含量相对较低,设备也相对简单,但是封装材料与封装工艺对LED质量的影响也很大。实际上还有不少与封装有关的技术、工艺与材料问题很值得进一步研究。

  应用企业则是制造各种半导体照明灯和光源的企业。这类企业生产的产品是直接面对用户的,其涵盖面很宽,从普通照明灯、景观灯、指示灯、信号灯,便携灯,到显示屏、背光源等等,几乎涵盖了所有用光场合所需要的光源。这类企业可大可小,投资弹性较大。

  更加完整的半导体照明产业链还包括衬底材料生产企业(衬底是外延片赖以生长的基底)、特种气体生产企业、荧光粉生产企业、封装材料以及引线支架等主要原材料和配件的生产企业,以及LED生产设备的制造企业等等。

  显而易见,半导体照明产业必将发展成为一个超千亿元的大产业,经济效益十分显著。更为重要的是,该产业的发展必将促进半导体照明的推广应用,节约大量的电能,产生节能减排的巨大社会效益。

  二.半导体照明产业国内外发展概况

  自从上世纪90年代普通亮度白光LED问世以来,半导体照明就被世界各国所高度关注。十多年来,LED的综合性能大大提高,LED的产量和应用市场都得到了长足的发展。下面对国际、国内LED产业现状与动态作一简单概括。

  1.国际现状与动态

  (1)市场总体态势

  据统计,2006年全球LED市场销售额超过70亿美元,其中高亮度发光二极管(HBLED)市场总值约为42亿美元。业内预估,到2010年,HBLED市场将增至83亿美元,年平均增长率为18.3%,到2012年,HBLED市场将超过100亿美元。未来5~10年半导体照明市场如按预期启动,则将形成500~1000亿美元的潜在市场。

  到目前为止,在LED的各种应用中,手机应用仍是LED最大的市场,但增长率已开始下降,笔记本电脑(NB)和液晶电视背光灯已经成为LED市场新的增长点。

  显而易见,普通照明是推动LED产业成长的最大推动力。用于普通照明的LED主要是高亮度和超高亮度白光LED。普通亮度LED市场几年前就已经进入了平稳态势,销售额增长缓慢。高亮度LED在经历了近10年的高速增长后,2005年前后开始进入缓慢增长期,此后超高亮度LED开始成为增长的主要动力,未来LED产业的发展将主要靠超高亮度LED来带动。

  (2)主要国家和地区LED产业发展战略

  ①日本日本于1998年在世界率先开展“21世纪照明”计划,旨在通过使用长寿命GaN基高效蓝光和紫外LED技术,使能量转换效率提高为传统荧光灯的两倍。整个计划的财政预算为60亿日元,有4所大学、13家公司和1个协会参与。从1998-2002年,是耗资50亿日元的第一期目标,现已完成。日本日亚公司于2007年9月宣布,其新型LED实验型产品在正向电流为350mA的条件下,光通量可达145lm,发光效率约为134lm/W。现在,日本正在实施第二期计划。

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