1、专业术语解释LED :LED 是英文 Light Emitting Diode（发光二极管）缩写，是一种新型的用微弱的电能就能发光的高效固体光源。LED 最重要的组成部分是半导体晶体,其基本结构是一块电致发光的半导体晶体，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用。如果有电流通过，晶体就会发光，不同的半导体晶体会发不同颜色的光。LED 质量的好坏不仅取决于所用芯片等材料的质量好坏，封装技术的高低也起着决定性作用。发光强度（光度，I）:点光源在某一方向上的发光强度，即是发光体在单位时间内所射出的光量，也简称为光度，常用单位为烛光（cd，坎德拉）。光通量（）：光源或非点
2、光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量。光通量的单位为流明（简写 lm），1 流明（lumen 或 lm）；一英尺烛光是指距离一烛光的光源（点光源或非点光源）一英尺远而与光线正交的面上的光照度，简写为 1ftc（1 lm/ft2，流明/英尺2），即每平方英尺内所接收的光通量为 1 流明时的照度，并且 1ftc=10.76 lux)；一米烛光是指距离一烛光的光源（点光源或非点光源）一米远而与光线正交的面上的光照度，称为勒克斯（lux，也有写成 lx），即每平方公尺内所接收的光通量为 1 流明时的照度（流明/米 2）。照度（E）：被照物体单位受照面积上
3、所接受的光通量，或者说受光照射的物体在单位时间内每单位面积上所接受的光度，单位以米烛光或英尺烛光（ftc）表示。照度与光度、距离间的关系：E(照度)=I(光度)/r2(距离平方)。发光效率（）：单位（lm/w）。1.LED 市场前景由于 LED 的节能特点，世界各国对 LED 的研发生产都极为重视。日本已经实现 19982002 年耗费 50 亿日元推行白光照明，当时预计 2006 年完成用白光 LED照明替代 50的传统照明，整个计划的财政预算为 60 亿日元。美国 2000 年制定的“下一代照明计划”被列入了能源法案，计划从 20002010 年，投资 5 亿美元，用 LED 取代 55%
4、的白炽灯和荧光灯，当时预计到 2025 年，固态照明光源的使用将使照明用电减少一半，每年节电额达 350 亿美元，形成一个每年产值超过500 亿美元的半导体照明产业市场。我国在半导体照明领域已具备一定技术和产业基础。已经初步形成从外延片生产、芯片制备、器件封装集成应用的比较完整的产业链，现在全国从事半导体LED 器件及照明系统生产的规模以上的企业有 400 多家，且产品封装在国际市场上已占有一定的份额。另外，我国具有丰富的有色金属资源，镓、铟储量丰富，占世界储量的 70%80%，这使我国发展半导体照明产业具有资源上的优势。 据国家新材料行业生产力促进中心提供的资料，北京凯博信咨询整理的数据，目
5、前，我国 LED 上游生产企业主要有深圳方大、厦门三安、上海蓝光、大连路美、江西联创、江西欣磊等；中游生产企业主要有深圳量子、河北鑫谷、宁波升普、杭州创元、杭州中宙、北京睿源等；下游生产企业主要有厦门华联、佛山光电、宁波爱米达、天津天星等。通过启动国家半导体照明工程，我国在两年多时间内取得了一系列技术创新与产业化方面的突破。未来 5 年，我国也将把半导体照明作为一个重大工程进行推动；而科技部也已批准上海、大连、南昌、厦门、深圳 5 地作为 LED 产业化基地。按这 5 大产业基地预计目标，凯博信咨询估计，到 2010 年，整个中国 LED 产业产值将超过1500 亿元。2.LED 的发展2.1
6、 单色光 LED 的种类及其发展历史最早应用半导体 P-N 结发光原理制成的 LED 光源问世于 20 世纪 60 年代初。当时所用的材料是 GaAsP，发红光（p=650nm），在驱动电流为 20 毫安时，光通量只有千分之几个流明，相应的发光效率约 0.1 流明/瓦。70 年代中期，引入元素 In 和 N，使 LED 产生绿光（p=555nm），黄光（p=590nm）和橙光（p=610nm），光效也提高到 1 流明/瓦。80 年代初，出现了 GaAlAs 的 LED 光源，使得红色 LED 的光效达到 10 流明/瓦。90 年代初，发红光、黄光的 GaAlInP 和发绿、蓝光的 GaInN
7、两种新材料的开发成功，使 LED 的光效得到大幅度的提高。在 2000 年，前者做成的 LED 在红、橙区（p=615nm）的光效达到 100 流明/瓦，而后者制成的 LED 在绿色区域（p=530nm）的光效可以达到 50 流明/瓦。2.2 白光 LED 的开发 对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。1998 年发白光的 LED 开发成功。这种 LED 是将 GaN 芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN 芯片发蓝光（p=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含 Ce3+的 YAG 荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射，峰值 550nm。蓝光 LED 基片安装在碗形反射腔中，
8、覆盖以混有YAG 的树脂薄层，约 200-500nm。 LED 基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。现在，对于 InGaN/YAG 白色 LED，通过改变 YAG 荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K 的各色白光。2.2.1 白 色 LED 的 种 类1、 蓝色 LED InGaN/YAG InGaN 的蓝光与 YAG 的黄光混合成白光 蓝色 LED InGaN/荧光粉 InGaN 的蓝光激发的红绿蓝三基色荧光粉发白光；蓝色 LED ZnSe 由薄膜层发出的蓝光和在基板上激发出的黄光混色成白光；紫外 LED I
9、nGaN/荧光粉 InGaN 的紫外激发的红绿蓝三基色荧光粉发白光。2、 黄绿 LED InGaN、GaP 将具有补色关系的两种芯片封装在一起，构成白色LED；3、 AlInGaP 将发三原色的三种小片封装在一起，构成白色 LED；4、 多个多种光色的 LED InGaN、GaP；5、 AlInGaP 将遍布可见光区的多种光芯片封装在一起，构成白色 LED。2.3 相比较传统照明光源节能灯传统照明光源节能灯，如：金属卤素灯，钨丝灯，镁氖灯，日光灯，霓虹灯，冷阴极，下面就是 LED 和通常情况下常见光源的性能比较的参考数据。(图表一) 名称 耗电量（ W ） 工作电压（v ） 协调控制 发热量
10、可靠性 使用寿命（ h ）金属卤素灯 100 220 不易 极高 低 3000 霓虹灯 500 较高 高 高 宜室内 3000 镁氖灯 16W/m 220 较好 较高 较好 6000 日光灯 4-100 220 不易 较高 低 5000-8000 冷阴极 15W/m 需逆变 较好 较低 较好 10000 钨丝灯 15-200 220 不宜 高 低 3000 节能灯 3-150 220 不宜调光 低 低 5000 LED 灯 极低 直流 12-36V （可用 220V ） 多种形式 极低 极高 10 万 和其他光源的比较：如上表，LED 有以下比较特性：1 超长寿命 平均寿命大于 2 万小时。2
11、 可制成不同色温的白色照明及各种彩色装饰照明。3 光效高，是白炽灯的 5 倍（即比白炽灯节能 5 倍）。4 启动快，抗冲击性好，可用于连续多次交替变换灯光的场合及广告。5 由于寿命长，可用于不便更换灯具的场合，如饭店大厅、高层建筑外轮廓、地铁隧道注：A、发光效率，简称光效。它是电光源发出的光通量和它用电功率之比，单位是流明/瓦（lm/W），是评价电光源用电效率最主要的技术参数。光通量是指单位时间内光辐射量的大小，用流明来表示。光源单位用电功率发出的光通量越大、则电能转换光能的效率越高，即光效越高。B、显色指数的判定如下表：C、色温：光源色温不同，光色也不同：色温在 3300K 以下，光色偏红给
12、以温暖的感觉；有稳重的气氛，温暖的感觉；色温在 3000-6000K 为中间，人在此色调下无特别明显的视觉心理效果，有爽快的 感觉；故称为“中性“ 色温。色温超过 6000K，光色偏蓝，给人以清冷的感觉2.4 发展趋势发展规划在时间上从 2002 年起共分为三个阶段，前两个阶段都为 5 年，而第三个阶段长达 8 年；发光效率的指标定位分别是 2002 年 20lm/W、20022007年 75lm/W、 20072012 年 150lm/W 和 20122020 年 200lm/W。但从目前世界上白色 SSL-LED 的发光效率为 2030lm/W 来看，所定的指标已超过了目前的白炽灯泡的发光
13、效率（16lm/W）。而使用寿命是关系到这一技术发展前景的又一个关键性参数，该发展战略规划中定的目标为 20000100000h，这是目前为止任何非固体发光装置都望尘莫及的。最终的总付运成本远低于白炽灯、荧光灯和高强度放电灯的 5.63$/(Mlmh)、1.00$/(Mlmh)和 0.83$/(Mlmh)。仅这些指标就足以显示出半导体 SSL-LED 技术的优越性和终将取代白炽灯、荧光灯和高强度放电灯技术的前景。3.全球 LED 产业概况目前，半导体照明产业形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局，美国 Cree、Lumileds，日本日亚(Nichia)、丰田合成(
14、Toyoda Gosei)，德国 Osram 等垄断高端产品市场。五大企业在产品与市场方面各具特色，日亚化学和丰田合成在 LED 发展中占有重要地位，都形成了 LED 完整的产业链，其中日亚化学 1994 年第一个生产出蓝光芯片，并在专利技术方面具有垄断优势；Cree、GelCore 等都有自己成熟的技 术体系，但其在产业链上只集中在外延和芯片的制备上；Lumileds 则关注于大功率 LED 的研发，在白光照明领域实力雄厚。新加入业者的生产能力、技术能力与 LED 老将即将并驾齐驱。就像台湾已经是日美欧以外，白光 LED 的主要产地，更是蓝光 LED 芯片的重要量 产地。例如部分台湾业者在高
15、亮度蓝光 LED 芯片已 开发出 1700mcd，而 1400mcd 也达 到了出货阶段。所以就产品产出能力与质量技术而言，已经不逊色于传统 LED 大厂。3.1 芯片主力厂商介绍（1）日亚化工是 GaN 系的 开拓者，在 LED 和激光领域居世界首位。在蓝色、白色 LED 市场遥遥领先于其他同类企业。它以蓝色 LED 的开发而闻名于全球，与此同时，它又是以荧光粉为主要产品的规模最大的精细化工厂商。它的荧光粉生产在日本国内市场占据 70%的比例，在全球则占据 36%的市场份额。荧光粉除了灯具专用的以外，还有 CRT 专用、PDP 专用、X 光专用等类型，这成为日亚化工扩大 LED 事业的坚实基
16、础。除此以外，日亚化工还生产磁性材料、电池材料以及薄膜材料等精细化工制品，广泛地涉足于光的各个领域。在该公司 LED 的生产当 中，70%是白色 LED，主要有单色芯片型和 RGB 三色型两大类型。此外，该公司是世界上唯一一家可以同时量产蓝色 LED 和紫外线 LED 两种产品的厂商。以此为基础，日亚化工不断开发出新产品，特别是在 SMD(表面封装)型的高能 LED 方面，新品层出不穷。日亚以销售 LED 封装产品为主，并不对外销售外延或芯片产品，并通过对蓝光和白光 LED 专利的垄断来建构进入障碍，几乎垄断整个可携式产品的白光 LED 市场，并获取巨大利润。以蓝色、白色 LED 市场的扩大为
17、起爆剂，日亚化工的总销售额也呈现出逐年上升的势头，由 1996 年的 290 亿日元增长到 2006 年的 2000 亿日元。这期间，荧光粉的销售额每年基本稳定在 300 亿日元左右。2006 年全球 LED 市场约为 7335 亿日元，因此，日亚化工占据了约 27.3%的全球市场份额。（2）丰田合成(株)如果将 LED 比喻为汽车，那么可以说，日亚化工提出了车轮和发动机的概念，而丰田合成则提出了车体和轮胎的概念。1986 年，受名誉教授赤崎先生的委托，丰田合成利用自身在汽车零部件薄膜技术方面的积累，开始展开 LED 方面的研发工作。1987年，受科学技术振兴事业团的开发委托，丰田合成成功地在
18、蓝宝石上形成了 LED 电极。因此，把丰田合成誉为“蓝色 LED 的先锋”并不为过。丰田合成在近年来的发展速度也相当快。1998 年，其销售额为 63 亿日元，但到 2006年，已增长至 276 亿日元。在应用方面，手机占了 72%，此外应用较多的还有液晶背光、按键、背面液晶背光(3in1)等，信号设备 、大型显 示屏等方面的应用也比较多。此外，汽车导航系统和电脑专用液晶控制器、TV 专用大型液晶的背光等也是丰田化合的目标市场。照明应用方面的设计开发也正在紧锣密鼓之中。丰田化合的生产据点除了爱知县平和町的工厂以外，还在佐贺县武雄市建立了生产蓝色 LED 等 GaN LED 的第二个生产据点，其
19、设备投资总额达 156 亿日元，届时两个工厂的总生产能力可达到月产 4.2 亿个，其目标 是 2008 年 LED 的销售额达到1200 亿日元。（3）美国 Cree 公司建于 1987 年，位于美国加利福尼亚洲。主要从事 SiC，GaN 和 Si 衬底的开发，是美国宽禁带材料和器件的领导者，也是生产 GaN 材料的最大公司之一。最突出的还是他们对蓝光 LED 方面的贡献，公司在 SiC 衬底上生长 GaN 外延片制作蓝光上拥有专利，该专利不同于日亚以蓝宝石为衬底生长 GaN 外延制作蓝光的专利，而蓝光是生成白光的基础，因而在 LED 上游也占据核心地位。公司的产品包括绿光、蓝光和紫外光 LE
20、Ds，近紫外激光、射频和微波半导体设备，电源转换设备和半导体集成芯片。这些产品的目标应用包括固态照明、光学存储、无线基础和电路转换等。公司的大部分利润来自于 LED 产品和SiC、GaN 材料的生产，产品销往北美、欧洲和亚洲。（4）Lumileds 创建于 1999 年，Lumileds 照明是世界著名的 LED 生产商，在包括自动照明、计算机显示、液晶电视、信号灯及通用照明在内的固态照明应用领域中居领先地位。公司获得专利的 Luxeon 是首次将传统照明与具有小针脚、长寿命等优点的 LED 相结合的高功率发光材料。公司也提供核心 LED 材料和 LED 封装产品，每年 LEDs 的产品达数十
21、亿只，是世界上最亮的红光、琥珀光、蓝光、绿光和白光 LED 生产商。公司总部在加利福尼亚州的圣荷塞，在荷兰、日本和马来西亚有分支机构，并且拥有遍及全球各地的销售网络。(5) 国联光电于 1993 年 9 月成立于新竹科学工业园区 ，率先在台湾成功的以有机金属气相磊晶成长技术，开发出高亮度磷化铝镓铟红、橙、黄发光二极管，带动了台湾整个光电及通讯产业的蓬勃发展。公司现有员工人数约 850 人，在新竹科学工业园区拥有 2 处厂房，合计面积约 6,500 坪，公司于 1999 年 3 月在台南科学工业园区兴建南科三厂，初期使用面积约 15,000 坪，另于 2000 年 5 月购并原台湾光宝电子光电组
22、件事业部成立台北分公司，并于江苏无锡成立 100%投资之联欣达光电有限公司（6）Color Kinetics(CK)公司组建于 1997 年，总部位于马萨诸塞州的波士顿市，其在智能固态照明系统及技术设计、市场开发方面处于行业领先地位，并获得了相关技术的许可权。公司的获奖系列产品利用 LED 的实用及美观性能，在高性能灯具及 OEM 许可应用中，突破了传统光源的局限。其产品及技术优势使其在数码智能方面获得了一项称为Chromacore(R)的专利，这项专利可用来产生并控制数以百万计的 LED 灯光颜色及动态效果，应用于舞台照明和景观照明。CK 公司自 诞生以 来，智能特性一直是 CK 阵营的主要
23、手段，合作伙伴的战略能够提供给新加入者卓越的范例。当将数字智能技术用于基于高亮度二极管的数百万颜色的产生与控制时，CK 公司 显然是该领域的 驱动者，他们的智能文件夹包括 32 项已授专利和 120 多项正在申请的专利。CK 公司采取公开、积极的方式与那些认识到智能固体照明的价值及其普遍深入的应用前景的制造商形成委托加工与许可的关系，以促进刚刚起步的固体照明工业的发展。目前 CK 公司在英国、中 国都设有办事处，在日本还成立了一家合资公司。国内 LED 芯片厂商分析厦门三安 MOCVD 12 台，红黄芯片产能为 1000KK/月，蓝绿 200KK/月，国内最大，初步具备国际竞争规模；上市公司中
24、士兰微( 11.20,-0.05,-0.44%)MOCVD 目前 2 台，8 月再进 2 台，明年进两台，总数达 6 台，产能达到高亮蓝、绿、红芯片 300kk/月；联创光电MOCVD2 台，LPE 普亮红、绿机台 4 台，年产芯片 100 亿粒，其 MOCVD 机台目前主要用于研发；深圳方大 MOCVD 三台，年产外延 2.53 万片，年产蓝绿芯片约 3 亿粒，产能不大。其它未上市 LED 企业，产能统计比较困难，缺乏准确性，初步了解信息大连路美产能为蓝绿芯片 100kk/月，其主要产能可能在控股子公司美国 AXT；上海蓝光被彩虹集团并购后2008 年规划产 能 150kk/月蓝绿芯片，20
25、10 年达到 250kk/月。值得关注清华同方旗下“清芯光电”，该公司可自行研制 LED 生产线的核心设备 MOCVD 机台，这样其采购成本、维护成本大大低于原装进口设备，并且有助于公司提高产品研发能力(日本日亚就全部用自己改装的机台，由于熟悉设备性能，在外延制备上灵活性增强)。2006年 7 月，清芯光电的 MOCVD 设备调试一次通过，生产出合格产品；2006 年 8 月外延片、芯片生产线落成投产。据称目前公司能够批量生产发光效率平均达到 59lm/W 的白光LED，该 指标达 到国际产业化先进水平。2007 年 3 月同方股份( 34.89,0.27,0.78%)加大投入力度，通过增资取得控股地位。目前清芯光电有两台 MOCVD 设备，月产 1000 万粒芯片。根据公告，通过同方股份向其提供的不高于 2000 万美元的担保或资金支持，清芯光电将分批添置 13 台 MOCVD 设备，总共形成 15 条 生产线，最终形成年产 16 亿粒(12mil)高亮度 LED 管芯的产能3.2 封装主力厂商介绍
