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      中国LED产业发展与前景(上)
      2016-5-15
      来源:未知
      点击数:  4853        作者:未知
      • 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,******可达47.5lm/W,单个器件发射功率为150mW,******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,******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,******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******,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。

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