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中国半导体照明产业的发展状况

作者:不详来源:网络浏览:2007-11-30 15:41:44

   一、我国LED产业高速发展

   我国LED产业起步于上世纪70年代。经过30多年的发展,我国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。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LED外延片生产和LED芯片制备企业约50余家,封装企业1000余家,LED产品应用企业3000余家。如果仅仅考虑LED制造企业,封装企业在其中占据了绝大多数,其中具有一定规模的封装企业约600家。

我国LED总体产量和销售额增长较快。如图7所示,2001至2006年的销售额复合增长率为38%。高于国际市场同期增长水平。

我国高亮度LED(HB-LED)增长速度明显快于LED整体产业的增长水平。2005年和2006年的高亮度LED器件增长率都达到了50%。2006年中国封装的高亮度LED器件达到250亿只左右。而同期LED产业的整体增长速度分别为20%和26.7%,差别显著。

同时,从2005、2006年的数据可以看出:芯片增长速度快于器件增长速度,高亮度芯片的增长速度高于LED芯片整体增长速度。2006年高亮度芯片产量突破百亿片大关,比2005年增长了100%,占全部芯片产量的近50%。这反映了我国LED产品整体走向高端的趋势。2003年至2005年,我国高亮度LED产量的增长率持续超过100%。

2007年,我国LED芯片的产能将进一步提高。以生产LED芯片的关键设备MOCVD为例,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。预计2007年预计另有15台MOCVD陆续安装投入使用,国内的GaN MOCVD设备将增加到55台左右。LED外延片的生产是LED产业链中技术含量最高的环节。MOVCD设备数量的提高,对提高我国LED产业整体产能产生积极的影响。

在中国本土企业LED产能不断扩大的同时,外商也加大了在国内的投资力度。投资建厂的类型也由早期的以封装厂为主转向技术含量更高的芯片环节。但现阶段,在外延片生产环节,欧美,日本以及中国台湾厂商在中国大陆进行投资较少,除广州普光为港资企业以外,其余基本上全部为本土企业。预计在未来几年中将会有更多的外资企业进入中国设厂,而本土企业产能也将会有进一步的提升,届时中国将成为继日本、韩国以及中国台湾地区之后又一个LED产业基地。

二、技术水平与专利我国半导体照明产业

在半导体照明工程的支持下,技术水平提高较快,形成了包括外延材料生长、芯片制备、器件封装、集成应用在内的比较完整的研发体系。国产MOCVD正在研制中,在封装方面也开发出了一些具有自主知识产权的技术。早在2005年,我国研发的蓝光芯片发射功率就达到9-10mW;功率LED芯片在350mA下发射功率为100mW~150mW,最好可达150mW。目前,不少企业产品的发光效率已经超过了40lm/W。

市场需求和政府的大力支持促进了我国LED产业的发展。但不可否认的是,现阶段我国LED产业仍然存在核心技术缺乏、专业人才短缺、产品质量不高、设备自主生产能力偏弱等发展制约因素。国内的技术水平与国外相比还存在很大的差距,这一点在专利方面的体现尤其突出。我国上游专利申请量少,并以外围发明专利为主,下游申请量虽大,但大部分都是实用新型专利。专利是LED产业不能忽视的影响因素。虽然国内在芯片、荧光粉等方面还没有明显的感受到来自Nichia、Gree等拥有专利大企业的压力,但随着芯片及封装产能的进一步扩大,国内企业越来越多地参与国际竞争,也将更多地面临专利难题。只有解决好专利问题,我国企业才能持续稳定地发展。

2006年,根据我国半导体照明产业的发展现状,有关部门制定半导体照明产业发展计划和2006年技术发展路线图提出,对于LED芯片的投资将占LED产业投资的20%,研究重点将放在GaN芯片的生产以及功率芯片的研发上。我国参与LED研发的科研院所比较多,这是我国LED产业发展的一个有利因素。主要的研究机构包括北大、清华、南昌大学、中科院半导体所、物理所等。不少研究机构与企业建立起良好的合作关系,实现了产、学、研相结合,这对我国LED产业发展和技术水平的提高有很大帮助。随之带来的一个问题,就是如何避免重复投资,如何发挥各研究机构的整体优势,更快、更高效地提升我国LED的技术和制造水平。

三、产业链特点

2001年前,我国的高亮度LED器件基本整体依赖进口。随着我国LED技术水平的提高和制造能力的增强,我国LED产业从封装开始向芯片、外延片等上游领域延伸。外延和芯片厂商正在崛起,如厦门三安、大连路美等。到现在,上、中、下游产业链已经基本形成。国产LED芯片已经部分替代了进口。

但总体来看,国内企业主要集中在下游技术含量不很高的封装领域,而上中游领域只在近几年开始逐渐发展,国内的LED芯片供应能力目前远不能满足需要,还必须大量进口。比较而言,LED封装对资金和技术的要求相对较低,更容易得到更快的发展。但我国LED封装产业的设备大都依赖进口,企业规模不大,封装工艺研究投入不足,工艺水平总体不高,这些因素制约了产业的发展。此外,封装业与下游应用存在脱节现象。对于封装企业来说,还须加大封装用设备的研发和产业化力度,深入开展封装工艺技术的研究,坚持自主创新,增加自身的竞争力。

四、产业的地域分布

我国LED产业已经初步形成珠江三角洲、长江三角洲、闽三角(东南地区)、北京与大连等北方地区四大区域,每一区域基本形成了比较完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下,建立了上海、大连、南昌、厦门和深圳等国家半导体照明工程产业化基地。不同的产业区域具有不同的特点,地处南方的区域,位于产业链各个环节的企业相对完备,产业化程度较高;北方区域则依托高校和科研机构而具备了较强的产品研发实力。

四大产业区域特点如下:

在这些市场需求中,对高端LED芯片的需求增长速度快于低端产品。虽然国内LED应用稍滞后于国际市场,但是整体趋势与国际市场保持一致。我国LED产品结构升级步伐逐渐加快。高端LED产品的比重将持续上升。作为LED产业链下游环节的封装业的发展将带动上游环节的进步,为LED芯片提供了更广阔的市场,促进LED外延片制造和LED芯片制造业的发展。总体来看,国产LED的数量与国内市场整体需求还有较大差距。据统计,国内四元LED、InGaN LED、普亮LED的国产化率分别是30.0%、30.0%、65.4%。如果国内厂商具备了相当的竞争实力,市场潜力将是巨大的。

五、我国LED产业发展前景

从目前来看,我国LED产业发展动力强劲。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将半导体照明产品明确列为“重点领域及优先主题”,提出“重点研究高效节能、长寿命的半导体照明产品”。节约能源是建设节约型社会的基础之一。“十一五”期间我国将开展十大节能工程,“绿色照明工程”是其中之一。LED照明产品的应用是一个重要的方面。2006年10月,科技部启动“十一五”半导体照明工程“863”计划,将对半导体照明产业以更大的支持。很多地方政府也以各种形式投入不少资金发展本地区的LED产业。我国逐步在新型衬底植被、外延材料生长、MOCVD设备等方面取得突破。

同时,应该看到我国在发展LED产业方面有不少优势。首先,我国有很大的市场需求。例如,普通照明是LED未来应用的一个重要领域。而我国有3亿家庭,如果LED普通照明技术和生产得到突破,市场将会非常巨大。此外,城市景观照明、城市亮化工程对LED也有很大需求。2008年北京奥运会和2010年上海世博会对LED的城市照明应用进程起到促进作用。其次,从资源角度看,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。再有就是半导体照明产业是一个技术密集型和劳动密集型的产业,比较适合我国的国情。如果我们能够在外延、芯片的制备以及自主封装技术方面坚持自主创新,完全有可能实现我国半导体照明产业的跨越式发展。据有关预测,2010年我国整个LED产业的产值将超过千亿元。(完)

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