江西省對外科技合作項目可行性報告

1、開昂公司對外科技合作項目可行性報告應用于投影及展示領域的半導體發(fā)光二極管的設計與生產江西開昂新能源科技有限公司2011-07-08 一、項目的目標、意義和必要性半導體照明產業(yè)目前存在最大的困難就是在機制上的差距，包括風險投資機制，至今為止還是非常不完善，原因就是這一高新技術產業(yè)難以獲得大量的風險投資。目前國內在半導體照明領域的研發(fā)上比較混亂，并沒有很統(tǒng)一的規(guī)劃和分工，信息獲取和整理方面也不到位。雖然每隔幾年，國內的技術水平都會提高一個檔次，但總體水平卻沒有大的提升，原因是國內研發(fā)單位都各自做著重復性研究，無法獲得大的突破。半導體照明還只是個新興產業(yè)，還有許多善待解決的未成熟的機制問題。一方面，

2、在技術上國內光、電、色、溫等方面都有國家計量標準，但半導體照明的相關參數(shù)要從現(xiàn)有標準直接溯源存在技術差異，其中發(fā)熱量和發(fā)光效率兩個影響半導體發(fā)光技術的重要因素，發(fā)熱量會影響節(jié)能燈的使用壽命，發(fā)光效率影響電能成本，而目前這方面的技術都在處于改進和摸索階段；另一方面，在市場認知度上，目前中國老百姓對于用發(fā)光二極管作為照明使用的知識還是一片空白，當務之急的就是要培育市場，說普及化現(xiàn)在還是為時過早，只能慢慢地通過市場知識傳播及灌輸，通過政府采購來推動半導體照明產品的應用，并在應用過程中逐步解決標準系列化的問題，將是推動這個產業(yè)發(fā)展的重要途徑。產業(yè)界的分工合作機制存在問題。這和研發(fā)領域的情況有些類似，國

3、內整個半導體照明產業(yè)還基本處于無序競爭的狀態(tài)，缺乏統(tǒng)一協(xié)調機制，導致多數(shù)企業(yè)在低水平上進行重復性建設和競爭比如下游封裝企業(yè)眾多，但內地總產量加起來也不及日本西鐵城一家公司產量的十分之一。而區(qū)域之間的定位與分工也還在某種程度上存在各自為政的局面，雖然形成了廈門、上海、南昌、大連四大產業(yè)基地，但各自的定位和分工并沒有清晰的概念，加上當?shù)卣毡樽非笾T如幾年內達到多少產值等短期利益，形成全國范圍內的無序競爭。知識產權問題。目前國內在半導體襯底材料、外延晶片和芯片等制造的上游產業(yè)領域，與國際先進水平有較大差距，國內參與該領域研發(fā)的單位眾多，包括中科院、清華大學、北京大學、南昌大學、深圳大學、廈門三安、

4、深圳方大、上海藍寶、大連路明等，但突破性成果并不多。研發(fā)、應用、生產三者之間的關系問題。這是國內各行業(yè)普遍存在的老大難問題，好的鏈條，協(xié)調機制應該能使三者互動和互相促進，然而國內這方面還存在明顯的問題。因此為了吸取教訓及外國經驗，開昂科技決定在與QPC合作的同時，學習國外同行的經驗。目前國內學界、產業(yè)界對于半導體照明領域的關注大多集中在產業(yè)協(xié)作分工、自有知識產權等問題上，很少有人認真思考該產業(yè)實際的需求拉動力問題換句話說，對于美國能源部近期讓人歡呼雀躍的預測，興奮之余并沒有多少人表示過質疑。眾所周知，對于任何一個產業(yè)，最根本的推動力是市場需求，沒有需求或者需求量不足都難以支撐一個市場和一個產業(yè)

5、，而需求量的大小和產品價格又密切相關。因此，決定半導體照明產業(yè)發(fā)展前景最主要的兩個因素可以歸結為：1、市場的內在需求；2、是否有足夠成熟的產品以及產品的價格水平。任何新技術的推廣，必然會遇到相應的阻力，這是一般規(guī)律。無論對于個人消費還是企業(yè)用戶，成本都是必須考慮的重要因素，只有在新技術的優(yōu)勢明顯到足以補償推廣和替換成本時，新技術才能夠將技術優(yōu)勢轉化為實際應用。根據(jù)目前的數(shù)據(jù)推算，一般白熾燈的發(fā)光效率為10-15流明/瓦，普通熒光燈為60-80流明/瓦，節(jié)能型熒光燈則可以達到100流明/瓦，從一般意義上考慮，半導體燈的光效至少應達到160-200流明/瓦，才能夠形成足夠的替換優(yōu)勢這還是在價格相若

6、的情況下。但事實上，目前一般的白光LED的發(fā)光效率僅為20流明/瓦，略高于白熾燈，與熒光燈尤其是節(jié)能型熒光燈相比，還有相當大的差距，而且價格高昂，目前僅有部分用于筆記本背光燈等特殊場合。為了提高“半導體燈”的發(fā)光效率，降低生產成本，和加速拉動半導體照明市場大規(guī)模的需求，對傳統(tǒng)照明燈具形成實質性的沖擊，真正達到綠色高效節(jié)能，開昂科技正加大科研力度和投資，爭取在2013年為產品帶來突破性科研成果，為國內LED市場增添新的光彩。2、 與國內外同類產品或技術的比較2.1 全球LED產業(yè)的分布格局近兩年，全球LED產業(yè)群集中于歐洲美洲地區(qū)，主要由美國、德國為代表；亞洲地區(qū)日本在技術市場方面占據(jù)主要地位，

7、以藍光、白光和大功率的外延片與芯片產業(yè)占有絕對優(yōu)勢，技術先進；韓國、臺灣緊緊相隨，大踏步轉向上游產業(yè)。僅臺灣，MOCVD設備多達近500臺。中國大陸與馬來西亞等地區(qū)，由于電子基礎良好也正大力發(fā)展LED產業(yè)；不過，目前的重心仍為封裝、應用等下游產業(yè)，中國大陸的MOCVD設備僅為臺灣的十分之一。從LED產品市場份額來看，幾乎95%以上均被日本、臺灣、美國、歐洲所壟斷，其中日本占51%，臺灣占21%，美國占14%，歐洲占10%。在世界市場上，高亮與白光LED發(fā)展迅速，僅中國大陸，這類產品的增長率就超過50%。當然，美國與德國作為LED產業(yè)的核心國家，與日本相比，LED的制造技術顯得各有千秋，三國始終

8、處于激烈的競爭狀態(tài)，水平不相上下。LED產業(yè)鏈總體分為上、中、下游，分別是LED外延芯片、LED封裝及LED應用。作為LED產業(yè)鏈中承上啟下的LED封裝，在整個產業(yè)鏈中起著無可比擬的重要作用?；贚ED器件的各類應用產品大量使用LED器件，如大型LED顯示屏、液晶顯示器的LED背光源、LED照明燈具、LED交通燈和汽車燈等，LED器件在應用產品總成本上占了40%至70%，且LED應用產品的各項性能往往70%以上由LED器件的性能決定。 2.2 產品差異 中國是LED封裝大國，據(jù)估計全世界80%數(shù)量的LED器件封裝集中在中國，分布在各類美資、臺資、港資、內資封裝企業(yè)。在過去的五年里，外資LED封

9、裝企業(yè)不斷內遷大陸，內資封裝企業(yè)不斷成長發(fā)展，技術不斷成熟和創(chuàng)新。在中低端LED器件封裝領域，中國LED封裝企業(yè)的市場占有率較高，在高端LED器件封裝領域，部分中國企業(yè)有較大突破。隨著工藝技術的不斷成熟和品牌信譽的積累，中國LED封裝企業(yè)必將在中國這個LED應用大國里扮演重要和主導的角色。下面從LED封裝產業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)來闡述這些差異。 2.2.1封裝生產及測試設備差異 LED主要封裝生產設備包括固晶機、焊線機、封膠機、分光分色機、點膠機、智能烤箱等。五年前，LED自動封裝設備基本是國外品牌的天下，主要來自歐洲和臺灣，中國只有少量半自動固晶、焊線設備的供應。在過去的五年里，中國的LED生產設備

10、制造業(yè)有了長足的發(fā)展，如今自動固晶機、自動封膠機、分光分色機、自動點膠機、智能烤箱等均有廠家供應，具有不錯的性價比。 LED主要測試設備包括IS標準儀、光電綜合測試儀、TG點測試儀、積分球流明測試儀、熒光粉測試儀等及冷熱沖擊、高溫高濕等可靠性試驗設備。除標準儀主要來自德國和美國外，其它設備目前均有國產廠家生產供應。 目前中國LED封裝企業(yè)中，處于規(guī)模前列的LED封裝企業(yè)均擁有世界最先進的封裝設備，這是后發(fā)優(yōu)勢所決定的。就硬件水平來說，中國規(guī)模以上的LED封裝企業(yè)是世界上最先進的。當然，一些更高層次的測試分析設備還有待進一步配備。 2.2.2LED芯片差異 目前中國大陸的LED芯片企業(yè)約有十家左

11、右，起步較晚，規(guī)模不夠大，最大的LED芯片企業(yè)年產值約3個億人民幣，每家平均年產值在1至2個億。 這兩年中國大陸的LED芯片企業(yè)發(fā)展速度較快，技術水平提升也很快，中小尺寸芯片(指15mil以下)已能基本滿足國內封裝企業(yè)的需求，大尺寸芯片(指功率型W級芯片)還需進口，主要來自美國和臺灣企業(yè)，不過大尺寸芯片只有在LED進入通用照明后才能大批量應用。 LED封裝器件的性能在50%程度上取決于LED芯片，LED芯片的核心指標包括亮度、波長、失效率、抗靜電能力、衰減等。 2.2.3封裝輔助材料差異 封裝輔助材料包括支架、金線、環(huán)氧樹脂、硅膠、模條等。輔助材料是LED器件綜合性能表現(xiàn)的一個重要基礎，輔助材

12、料的好壞可以決定LED器件的失效率、衰減率、光學性能、能耗等。 目前中國大陸的封裝輔助材料供應鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產供應。但高性能的環(huán)氧樹脂和硅膠以進口居多，這兩類材料主要要求耐高溫、耐UV、優(yōu)異折射率及良好膨脹系數(shù)等。三、 項目的具體內容、研究方法和路線 目前的投影機光源-高壓汞燈存在壽命短、色溫高、存在有害光線、發(fā)熱集中等缺點,嚴重制約了投影機進入應用領域.發(fā)光二極管的最近發(fā)展為其作為高壓汞燈的替代光源提供了可能性,本項目提出了一種由一個發(fā)光二極管、一個準直鏡、一個前蠅眼透鏡和一個后蠅眼透鏡組成的用于投影機的發(fā)光二極管照明單元,由數(shù)個照明單元加上會聚透鏡則構成一個基本的照明系

13、統(tǒng).發(fā)光二極管的發(fā)光經準直鏡壓縮光束發(fā)散角后被前蠅眼透鏡分割為多個細光束,會聚透鏡將每個細光束都疊加會聚到顯示芯片上,實現(xiàn)光能量的會聚和光場再分布,以滿足投影機對光通量和光場均勻性等方面的要求,后蠅眼透鏡用于與后續(xù)光路的匹配。下圖為原理圖 和 結構示意圖。四、 合作的必要性（指與合作方進行合作的原因）2009年6月Laser Operations收購了QPC公司，可以說Laser Operations是一家相對年輕的公司。但是原QPC公司的產品線歷史背景悠久且實力雄厚。      QPC由Jeffrey Ungar博士創(chuàng)立。從加州理工學院畢業(yè)后

14、，Jeffrey Ungar博士作為高級技術總監(jiān)在Ortel公司工作了17年。2000年，在Ortel公司被Lucent收購后，他決定組建一個專注于高功率半導體激光器的公司，并帶來了由在一起工作時間超過20年的研究人員和科學家們組成的核心團隊。這個團隊包括世界頂級的設計專家，可以完成從600 nm (AlGaAs)到2000 nm(InP)的半導體激光器的生長和工藝等。2001年，公司搬到了現(xiàn)在所在的Sylmar（位于美國加利福尼亞州的洛杉磯），廠房占地4萬平方英尺，設備與設施包括最先進的MOCVD生長室、晶圓表征、光刻、晶圓加工工具等。2004年，關鍵的芯片技術Brightlase（為提高亮

15、度和穩(wěn)定性而開發(fā)的發(fā)光面保護技術）以及Brightlock（提高光譜亮度，增強對溫度的穩(wěn)定性，以及提高波長精確度等的內蝕光柵技術）的發(fā)布，促進了QPC光纖耦合模塊和高功率半導體激光堆棧的問世。      從一開始起，QPC就定位并逐步成為一家從事高亮度和高功率半導體激光器研發(fā)、設計及生產的世界領先并持續(xù)創(chuàng)新的公司。 2006年，公司發(fā)布了第一個纖芯100 m的高功率半導體激光模塊，第一個功率達到500 mW的1550 nm半導體激光器，以及第一個在“人眼安全”波長范圍內功率超過100 W的模塊， 2007年產品開始應用在醫(yī)療手術上。2008年，

16、公司拓展了其產品的波長范圍，增加了一個緊湊、波長可見的RGB激光器生產線，并已在顯示和醫(yī)療方面應用。去年的Ultra-G系列產品被美國西部光電展選為年度最具創(chuàng)新意義的激光產品。      在財務運營方面，公司于2006年在美國股票市場上市，這在給予公司保持新的快速增長所需要的更多資金的同時，也給公司帶來了沉重的資源和財務負擔，使得公司在2008年的全球經濟危機中經營困難。隨后，QPC在2008年夏季進行了重要的改革，削減了部分員工，把發(fā)展戰(zhàn)略聚焦到一些重點產品線上。在一些重點戰(zhàn)略客戶的幫助下，這一次改革幫助公司走出了2008年金融風暴的困境，并

17、使得公司所有資產在2009年6月被Laser Operations LLC順利收購。開昂科技選擇與QPC激光科技有限公司合作，旨在避免產業(yè)趨同和低水平重復建設，解決在產業(yè)成長過程中如何提供相關配套產業(yè)設備和人才，以及提高LED產品性能和優(yōu)化LED產品封裝及使用壽命等問題。下圖為QPC激光科技有限公司的全球領先產品美國Laser Operations 公司作為QPC 激光器產品的生產制造商，因其Ultra-GTM系列激光器而榮獲2009年度激光玲瓏獎（Laser Prism Award）。Ultra-GTM是一個基于其獨特的 BrightLock® 單芯片波長穩(wěn)定技術的強大而超緊湊型綠

18、激光（532 納米）產品系列。公司及其具有突破性技術的產品被一個由行業(yè)專家組成的獨立工作組評選出來，并在2010 年1 月27 日舊金山美國西部光電展期間舉行的盛大儀式上予以突出表彰。為紀念激光器誕生 50 周年，此次激光玲瓏獎（Laser Prism Award）由特德梅曼（Ted Maiman）的夫人凱瑟琳梅曼（Kathleen Maiman）頒發(fā)。在1960 年，特德梅曼（Ted Maiman）演示了世界上第一臺激光器。  “Ultra-GTM系列激光器作為一種人眼安全的產品，其在體積大小及性能指標上都達到了一個新的高度，并己引起了多個行業(yè)的用戶前所未有的興趣。

19、60;“Ultra-GTM系列激光器獨特的技術創(chuàng)新體現(xiàn)在固體激光器技術和單泵浦波長穩(wěn)定技術上。 Ultra-GTM系列激光器是專為那些在醫(yī)療、軍事及國防領域要求在極緊湊的自然散熱情況下使用高功率綠激光的。五、 合作的基礎（指項目承擔人員、單位的合作與交流情況，合作各方是否有過合作與交流經驗，以及合作環(huán)境、條件與交流機制等） 美國QPC Laser Operations LLC公司作為QPC激光器產品的集成生產制造商，是世界上設計和生產高功率半導體激光器的領導廠商，其激光器產品廣泛應用于國防、工業(yè)、消費電子及醫(yī)療領域。公司研發(fā)出了具有專利的基于高亮度芯片的獨特激光技術，這一技術可有效縮

20、小產品的尺寸、降低成本，從而上十倍地減少了激光器的重量，并且顯著地提高了能源使用效率和激光器產品的可攜性。開昂公司項目負責人布萊德·米勒在來開昂公司之前就和美國QPC Laser Operations有很多合作項目，合作的項目都獲得了成功，奠定了雙方的合作基礎。開昂公司項目負責人布萊德·米勒目前正在美國洽談合作的具體工作安排。開昂公司董事長楊旸博士和美國QPC Laser Operations許多高級管理人員有良好的個人交往和信任度。作為光電子方面的專業(yè)博士，楊旸博士在美國斯坦福大學讀博士期間，經常到美國QPC Laser Operations的實驗室進行相關的實驗。在項目

21、簽訂的同時，雙方約定了定期會晤的交流機制，并指定了具體各項工作的聯(lián)系人。六、 合作方式及合作雙方的任務分工開昂公司項目負責人布萊德·米勒帶領技術經理NICK參與項目的研發(fā)，項目研發(fā)成功后，由開昂公司負責產品的最終成品制造并購買合作成果，進行全球推廣。 美國QPC Laser Operations安排三位資深工程師進入研發(fā)團隊。Quintessence是美國QPC Laser Operations的全資子公司，合作項目的主要研發(fā)人才Michael smith 是Quintessence的負責人。具體分工如下：Bradley Wayne Miller副總裁.兼研發(fā)顧問開昂新能源科技有限公

22、司負責整個項目的組織、溝通及分工安排。WayneNike副總工程師開昂新能源科技有限公司負責項目LED芯片研發(fā)Jason Lim副總工程師開昂新能源科技有限公司負責項目測試及測試結果分析報告。Michaelsmith首席工程師QPC LASERS INC (QPC 激光有限公司)負責設計并研發(fā)項目產品外觀、發(fā)光效果、光源的設計及效果分析報告。John C. Byrne副總工程師QPC LASERS INC (QPC 激光有限公司)負責項目測試及測試結果分析報告。Jack. Harper. Collins副總工程師QPC LASERS INC (QPC 激光有限公司)負責項目LED芯片研發(fā)七、

23、合作雙方的基本情況（包括在與項目相關領域的國內外學術地位、專業(yè)技術優(yōu)勢） 美國QPC Laser Operations LLC公司作為QPC激光器產品的集成生產制造商，是世界上設計和生產高功率半導體激光器的領導廠商，其激光器產品廣泛應用于國防、工業(yè)、消費電子及醫(yī)療領域。公司研發(fā)出了具有專利的基于高亮度芯片的獨特激光技術，這一技術可有效縮小產品的尺寸、降低成本，從而上十倍地減少了激光器的重量，并且顯著地提高了能源使用效率和激光器產品的可攜性。 江西開昂新能源科技有限公司位于江西省新余市高新技術開發(fā)區(qū)，是開昂集團核心企業(yè)之一。公司首期投資1億人民幣，占地面積68000平方米，廠房超過20000平方

24、米。公司現(xiàn)有員工600余人，其中研發(fā)人員30余人，管理人員80余人，工程技術人員100余人。     公司主營業(yè)務為太陽能光伏發(fā)電、太陽能LED路燈、LED半導體照明系列產品和新一代太陽能光電生物殺蟲燈、蟲情預防及農林生態(tài)遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)系列產品。     開昂科技致力于新能源及農業(yè)高科技產品的開發(fā)應用，是一家集科研、生產、銷售與服務于一體的高科技企業(yè)，依托其美國硅谷開昂科技公司在新能源、太陽能、光電子、芯片設計等領域的技術優(yōu)勢，不斷開發(fā)新的低碳、節(jié)能、減排及新能源科技產品。公司目前擁有十多項國

25、內國際專利，開發(fā)了多項填補國內空白的新能源與農業(yè)高科技產品。     公司匯集了中國科學院、清華大學、美國華盛頓大學、斯坦福大學、中國照明學會、美國物理學會等30多位海內外高級工程師、高級研究員、業(yè)界資深專家、博士。雄厚的專業(yè)基礎使公司研發(fā)的產品處于世界先進水平。八、 課題負責人的基本情況Brief introduction of Bradley Miller Bradley Miller is an investor and Vice President, Business Development at Kionax Inc., an alt

26、ernative energy company based out of Jiangxi, China. Prior to joining Kionax Mr. Miller founded and remains chairman of the board of the public company Eastern World Solutions (NASDAQ: ESRN.OB). Mr. Miller is also the founder of Sino Charter, Inc. (NASDAQ: VLOV.OB.) and Venditio Corp., a consultation company based out of the U.S. From 2007-2009 Mr. Miller brought multiple companies to the U.S. small cap stock exchang