2007半導(dǎo)體照明技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展最新動(dòng)態(tài)及趨勢(shì)(精)

1、2007 半導(dǎo)體照明技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展最新動(dòng)態(tài)及趨勢(shì) 在國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA 承辦的第四屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo) 體照 明論壇（CHINA SSL 期間,經(jīng)過(guò)對(duì) 140 篇論文，論壇 54 位演講人的報(bào)告分 析,以及選 擇海內(nèi)外 24 位嘉賓重點(diǎn)采訪（分四組采訪，會(huì)前進(jìn)行了采訪提綱交 流，4 個(gè)分會(huì)的 現(xiàn) 場(chǎng)問(wèn)卷及互動(dòng)式研討（尤其是外延/芯片分會(huì)，在會(huì)議的互動(dòng)式研討環(huán)節(jié)，特別設(shè)計(jì)了 一個(gè)調(diào)查問(wèn)卷，通過(guò)臺(tái)上 7 位嘉賓與 45 位在場(chǎng)人員 互動(dòng)討論，與會(huì)代表們 大膽地對(duì) 未來(lái)技術(shù)的發(fā)展做出了預(yù)測(cè)，以及中外企業(yè)合作與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)話等形式的調(diào)研、歸納、 分析后,對(duì)國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體照明技術(shù)與產(chǎn)業(yè) 發(fā)展最新

2、動(dòng)態(tài)及趨勢(shì)總結(jié)整理 如下： （一技術(shù)最新動(dòng)態(tài)及發(fā)展路線圖 1、現(xiàn)有的技術(shù)路線（藍(lán)寶石襯底在比較近的未來(lái)（3-5 年不可能替代，依此路線, 在 2010 年有望實(shí)現(xiàn) 130-150lm/W 目標(biāo)，現(xiàn)有的外延材料、芯片及 工藝等技術(shù)在 3-5 年內(nèi)不會(huì)有新的突破性進(jìn)展。 單純通過(guò)改善襯底材料等方法提 高流明瓦并非是現(xiàn) 階段 LED 發(fā)展的最大課題。 襯底材料中藍(lán)寶石和與之配套的垂 直結(jié)構(gòu)的襯底剝離 技術(shù)仍將在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)占統(tǒng)治地位。 2、目前 LED 最大的技術(shù)問(wèn)題是兩高兩低，即提高內(nèi)量子效率和出光效率，降低 光衰（提高壽命與降低成本。LED 最終的功率效率是整個(gè)生產(chǎn)流程中電注 入效 率、內(nèi)量子效率

3、、出光效率、封裝效率、光轉(zhuǎn)換效率和斯托克斯效率的乘積。 內(nèi)量子效率和出光效率兩大指標(biāo)亟需大幅度 提高。光效 Droop （LED 在大電流條 件下出現(xiàn)光電效率的衰減是比較大的問(wèn)題。成本成為 LED 取代傳統(tǒng)照明的最大 障礙。加之 LED的售價(jià)相對(duì)于其成倍 于傳統(tǒng)燈具的使用壽命并不高，盡管可節(jié)省 后期使用的更換和維護(hù)等費(fèi)用，但起始費(fèi)用往往直接受制于購(gòu)買預(yù)算。重大裝備和 原材料的國(guó)產(chǎn)化是降低成本的重要且有 效的途徑之一。如在生產(chǎn)一只 1W 大功率 LED 的成本中，芯片成本占整個(gè)器件的 57%-87%（外延用原材料約占芯 片成本 37%, MOCVD 設(shè)備折舊及動(dòng)力 約占芯片成本 13%。 3、

4、目前解決出光效率的技術(shù)首選垂直結(jié)構(gòu)和光子晶體 （3-5 年。垂直結(jié)構(gòu)的 LLO-LED 和低成本的 Si 襯底的薄膜生長(zhǎng)技術(shù)在短期內(nèi)仍將保持其優(yōu)勢(shì)。 激光剝 離的大尺寸垂直結(jié)構(gòu) LED 是目前實(shí)現(xiàn)高亮度、功率型白光 LED 的最佳方案。與 傳統(tǒng)工藝相比，不僅出光效率高、正向壓降小、遠(yuǎn)場(chǎng)輻射好，而且其出光 效率不會(huì)隨 管芯尺寸的增加顯著降低，是提高內(nèi)量子效率的首選。 在大流注入 的情況下,垂直 結(jié)構(gòu) LED 的光電轉(zhuǎn)換效率衰減的趨勢(shì)也比原有工藝緩很多。 光子晶體是提高外量 子效率的必由之路。 4、 未來(lái)技術(shù)趨勢(shì)是非極性面外延（5-8 年、GaN 襯底外延（8-10 年。非極性面 生長(zhǎng)技術(shù)能有效降

5、低內(nèi)建極化場(chǎng)，為提高內(nèi)量子效率提供了一個(gè)新的選擇,有望突破 目前三基色 LED 的集成最大障礙 綠光 LED 高功率效率的問(wèn)題。 這使得實(shí)現(xiàn)暖色調(diào)以及可調(diào)色調(diào)的白光 LED 照明成為可能。GaN 襯底生長(zhǎng) 技術(shù)能有效減少缺陷，控制非均勻性，是從根本上提高內(nèi)量子效率的有效方法，專家 們認(rèn)為 GaN襯底技術(shù)的應(yīng)用能有效抑止大電流條件下出現(xiàn)的光電效率的衰減趨 勢(shì), 預(yù)計(jì)需要 8-10 年能有所突破。 5、 封裝及應(yīng)用。國(guó)內(nèi)封裝與國(guó)外相比沒(méi)有明顯的差距，是最有可能通過(guò) 自主 創(chuàng)新占據(jù)制高點(diǎn)的領(lǐng)域。但是研發(fā)投入不夠，特別是對(duì)可靠性的研究不夠，如大功率 共晶封裝技術(shù)。相應(yīng)的 配套材料膠、支架，特別是裝備依

6、賴進(jìn)口。在半導(dǎo)體照明全 球產(chǎn)業(yè)鏈中,我國(guó)在景觀照明、顯示屏、LED 燈具制造、太陽(yáng)能 LED 照明等方面 已有較好基礎(chǔ)。 （二應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì) 1、 市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模式。由市場(chǎng)應(yīng)用刺激和帶動(dòng)研發(fā)將成為今后發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)不 同 應(yīng)用需求采用不同技術(shù)和優(yōu)化不同參數(shù)指標(biāo)，會(huì)成為今后 LED 技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用相 結(jié)合的重要方式。特殊照明如交通信號(hào)、 景觀、汽車照明成為最具贏利可能的 領(lǐng) 域，并將在今后 10 年內(nèi)持續(xù)增長(zhǎng)。 2、 大尺寸 LCD 背光源是最大的潛在市場(chǎng)之一。 背光源是中國(guó)在平板顯示中 的最后一個(gè)機(jī)會(huì)，該技術(shù)的突破與推進(jìn)涉及面很廣，需要以下四個(gè)方面的共同努 力:LCD 面板設(shè)計(jì)、制造（甚至涉及到 LC

7、D 基礎(chǔ)理論及 工藝的研究；LED 芯片制造 及封裝;LCD 電視整機(jī)業(yè)；LED 視頻顯示核心控制技術(shù)及集成電路設(shè)計(jì)技術(shù) 等。聯(lián) 合攻關(guān)需要有技術(shù)牽頭人、需要一條利益的紐帶、需要政府按市場(chǎng)規(guī)律來(lái)辦事。 3、 中國(guó)對(duì) LED 產(chǎn)品的需求巨大。2008 年奧運(yùn)會(huì)被認(rèn)為是一個(gè)向世界展示 LED 應(yīng)用的重要契機(jī)。在道路照明領(lǐng)域推廣半導(dǎo)體照明技術(shù) ，將有效地減少電費(fèi) 支 出、降低電纜鋪設(shè)費(fèi)用、降低維護(hù)成本、提高道路出行安全 ，同時(shí)將有助于各 級(jí)政 府完成節(jié)能減排指標(biāo)。 4、 5-10 年進(jìn)入普通照明。 何時(shí) LED 可以全面進(jìn)入普通照明，有的認(rèn)為 3 年， 有的認(rèn)為 5 年,有的認(rèn)為更長(zhǎng);但是，各位專家

8、對(duì) LED 遲早對(duì)傳統(tǒng)照明構(gòu)成 較大威脅 意見(jiàn)一致。專家認(rèn)為，在將 LED 與傳統(tǒng)光源進(jìn)行比較時(shí)，要講究整個(gè) 燈具系統(tǒng)效率 的比較,而不是單個(gè) LED 發(fā)光光效與單個(gè)其它光源光效的比較。 目前 LED 燈具系 統(tǒng)的利用效率實(shí)際已經(jīng) 比節(jié)能燈高出 1.5-2 倍，另外,由于 LED 的應(yīng)用設(shè)計(jì)可塑性強(qiáng), 這也決定了它具有更大的應(yīng)用范圍。 (三產(chǎn)業(yè)趨勢(shì) 1、2007 年半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入到一個(gè)全新的時(shí)代 (1 半導(dǎo)體照明技術(shù)已得到驗(yàn)證。 單瓦流明數(shù)超百，單流明成本低于一美 分,單 燈流明過(guò)千已只是時(shí)間問(wèn)題，人們終于形成了共識(shí)，少則一年，多則二年， 綠色環(huán)保節(jié)能半導(dǎo)體照明光源必將超越其它任何光源

9、，走向?qū)拸V的普通照明市 場(chǎng)。 (2 特殊照明產(chǎn)品已經(jīng)成熟，三大特點(diǎn)顯現(xiàn)。目前半導(dǎo)體照明的應(yīng)用來(lái) 說(shuō)，新應(yīng) 用的主體正逐步延伸到室內(nèi)外照明，飛利浦、Osram、Cree 等都在這一領(lǐng)域投入 了巨大力量，并有眾多針對(duì)性地產(chǎn)品推出。LED 窄帶光譜的特點(diǎn)構(gòu)成 了 LED 照明 的光譜自由可塑性、LED 接近點(diǎn)光源的性質(zhì)與很小的體積構(gòu)成 LED 在空間上的 自由可塑性以及 LED潛在的高光效,這三者構(gòu)成了 LED 未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng) 域?qū)⒏訌V 闊。 (3 市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，從顯示向照明，從特殊照明向普通照明轉(zhuǎn)變。 道路照明、隧 道照明等室外照明市場(chǎng)將隨著 LED 光效的提高與價(jià)格的下降而逐步啟 動(dòng)，農(nóng)業(yè)、軍

10、事、航空等新的應(yīng)用領(lǐng)域也將被逐步開(kāi)發(fā)出來(lái)，而市場(chǎng)空間更大的 室內(nèi)照明的雛形 也在逐步形成。 2、中國(guó)的地位 (1 國(guó)內(nèi)封裝和應(yīng)用企業(yè)依靠?jī)r(jià)格優(yōu)勢(shì)和快速的市場(chǎng)適應(yīng)能力 ，占據(jù)了全 球的中 低端市場(chǎng)。在封裝和應(yīng)用領(lǐng)域中國(guó)已經(jīng)完全有可能、 有能力在高端市場(chǎng)占 據(jù)一席 之地但必須加大產(chǎn)品的創(chuàng)新、加強(qiáng)品牌戰(zhàn)略和品牌的培育。此外 ，封裝及應(yīng)用，尤其 是應(yīng)用產(chǎn)品的生產(chǎn)加工國(guó)際上有向中國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。 (2 國(guó)內(nèi)上游企業(yè)仍處于努力提升技術(shù)和擴(kuò)大規(guī)模的原始積累階段，除擁有市場(chǎng) 但不占有市場(chǎng)外，仍處于劣勢(shì)。2007 年上半年，月產(chǎn)芯片規(guī)模在 200KK-500KK/月的 臺(tái)灣企業(yè)中，如燦圓、泰谷均虧損，而華上也僅盈

11、利 3000 萬(wàn)臺(tái)幣。而國(guó)內(nèi)的全部 GaN 芯片產(chǎn)能只有 500KK/月，顯見(jiàn)，國(guó)內(nèi)上游企業(yè)簡(jiǎn)單的 擴(kuò)容己不能大幅提升企業(yè) 的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，特別是投資效益。如何生存與發(fā)展己成為值得深思的問(wèn)題，盲目 的投資和錯(cuò)誤的或過(guò)時(shí)的企業(yè)策劃將會(huì)在新一波的產(chǎn)業(yè)重組中淘汰。 (3 裝備及關(guān)鍵原材料的工業(yè)化配套能力匱乏。 隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和結(jié)構(gòu)的 變化,設(shè)備對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響也更加明顯。 如芯片的價(jià)格主要受制于設(shè)備的 購(gòu)置費(fèi) 用太高。同時(shí),高價(jià)格的設(shè)備也使得國(guó)內(nèi)芯片廠商利潤(rùn)較低，無(wú)法投入較 大的研發(fā) 資金。這在一定程度上也增加了國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體照明對(duì)國(guó)外芯片的依賴。 3、LED 是 全球性的產(chǎn)業(yè) (1 全球進(jìn)入并購(gòu)、 重組的重要階段。國(guó)際大公司通過(guò)縱連，即通過(guò)并購(gòu)來(lái) 快 速實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一市場(chǎng)營(yíng)銷策略下的上中下游整合 ，形成超強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 如飛利浦 全資擁有 Lumileds 并購(gòu) Color Kinetics。臺(tái)灣企業(yè)借憑強(qiáng)大的規(guī)模制造、 產(chǎn)業(yè)集 聚和代工優(yōu)勢(shì)，通過(guò)橫合，即通過(guò)互利互惠的股份重組，合并同類企業(yè)，快速形成巨大 的生產(chǎn)規(guī)模和快速搶占市場(chǎng)份額。如晶元與國(guó)聯(lián)、聯(lián)銓、元砷和 連勇合并等。 (2中國(guó)企業(yè)開(kāi)始成為外資合作的目標(biāo)與對(duì)象。半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的全