東莞市半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告.doc

分報(bào)告之五東莞市半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)東莞市數(shù)碼產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)北京樸慧咨詢有限責(zé)任公司2008年9月48目 錄1.重要意義11.1 全球能源形勢(shì)發(fā)展的必然11.2 我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵11.3 東莞產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需求22.基本知識(shí)32.1 LED產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成32.2 LED分類33.世界LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)43.1 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)43.1.1 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀43.1.2 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)63.2 LED技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢(shì)73.3 LED產(chǎn)品成本發(fā)展趨勢(shì)93.4先進(jìn)國(guó)家LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)104. 我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)154.1 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)154.2 LED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)204.2.1 LED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀204.2.2 LED技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)224.4主要地區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)234.5國(guó)家采取的支持行動(dòng)265.東莞市LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀285.1 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀285.2 LED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀285.3 LED產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)295.4與國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)的比較305.5存在的差距與問題346.東莞市發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)的路徑386.1發(fā)展定位與目標(biāo)386.1.1定位386.1.2總目標(biāo)396.2技術(shù)方案396.3發(fā)展重點(diǎn)406.3.1擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模、提升出口能力406.3.2增強(qiáng)系統(tǒng)集成和制造能力406.3.3啟動(dòng)應(yīng)用市場(chǎng)416.3.4研發(fā)能力建設(shè)和關(guān)鍵技術(shù)研究426.4重大項(xiàng)目建議426.4.1高亮度LED產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目426.4.2建立東莞LED技術(shù)研究院436.4.3示范工程436.4.4產(chǎn)業(yè)園建設(shè)446.5政策建議44參考文獻(xiàn)461.重要意義1.1 全球能源形勢(shì)發(fā)展的必然伴隨全球石油、天然氣及煤炭等傳統(tǒng)化石型能源消耗量的逐年增加，能源危機(jī)與環(huán)境保護(hù)已成為全球可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注焦點(diǎn)，節(jié)能環(huán)保與可再生能源開發(fā)利用熱潮正在全球掀起。在全球能源危機(jī)與環(huán)保壓力日益凸顯的形勢(shì)下，半導(dǎo)體（LED） LED為發(fā)光二極管（Light Emitting Diode）的英文簡(jiǎn)寫,半導(dǎo)體照明（LED照明）亦稱固態(tài)照明，是以LED為光源的新型照明模式。LED誕生于20世紀(jì)60年代初，具有體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、可靠性高等特點(diǎn)。最早的紅色LED主要用于顯示，隨著第三代半導(dǎo)體材料氮化鎵的出現(xiàn)和發(fā)展，在上世紀(jì)90年代研制成功藍(lán)色LED，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了紅、黃、綠、藍(lán)和白光LED的生產(chǎn)，發(fā)光效率提高了近千倍，半導(dǎo)體照明得到快速發(fā)展。照明作為第三代照明技術(shù)，具有節(jié)能環(huán)保、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，正在全球范圍內(nèi)孕育著一場(chǎng)新的產(chǎn)業(yè)革命。在近年來，美國(guó)、日本、歐盟、韓國(guó)等國(guó)家相繼推出國(guó)家LED照明計(jì)劃，以搶奪技術(shù)與產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，從而促進(jìn)了LED產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。面對(duì)LED的市場(chǎng)巨大商機(jī)，世界各主要公司的不斷研發(fā)新技術(shù)，推動(dòng)了LED技術(shù)不斷取得突破性進(jìn)展，加快了LED照明技術(shù)創(chuàng)新的步伐，以及LED產(chǎn)業(yè)格局的形成。1.2 我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵十七大報(bào)告指出：要增強(qiáng)發(fā)展協(xié)調(diào)性，努力實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，加強(qiáng)能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力。為確保經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了一系列措施來促進(jìn)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)。國(guó)家“十一五”國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)規(guī)劃提出了2006-2010年期間單位GDP能耗降低20左右、主要污染物排放總量減少10的約束性指標(biāo)。可見，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，資源和環(huán)境因素的影響及壓力逐漸加大，節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)、改善能源結(jié)構(gòu)已迫在眉睫。因此，LED產(chǎn)業(yè)可節(jié)能減排、促進(jìn)環(huán)境保護(hù)的特點(diǎn)，以及其產(chǎn)業(yè)潛在的巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，勢(shì)必在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。 1.3 東莞產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需求東莞作為全國(guó)的百?gòu)?qiáng)城市、廣東省的主要地市，經(jīng)過20多年高速發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折時(shí)期，以往的勞動(dòng)密集型、外向型、加工型為主要特點(diǎn)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致過度的資源消耗、嚴(yán)重的環(huán)境污染以及缺乏產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)等系列問題愈發(fā)凸現(xiàn)，未來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整勢(shì)在必行。目前，全球制造業(yè)產(chǎn)業(yè)分工格局已呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)，后發(fā)展地區(qū)和國(guó)家承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的能力逐漸增強(qiáng)，高端制造業(yè)和服務(wù)業(yè)逐步向有條件的地區(qū)和國(guó)家轉(zhuǎn)移。因此，發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式從粗放型、外延型向集約型、內(nèi)涵型轉(zhuǎn)變，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從加工制造環(huán)節(jié)為主的紡錘型向加工制造與研發(fā)服務(wù)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)發(fā)展的啞鈴型轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)資源利用從線型經(jīng)濟(jì)向循環(huán)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，已成為東莞未來發(fā)展經(jīng)濟(jì)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)方向。半導(dǎo)體照明（LED）產(chǎn)業(yè)作為新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，高效、節(jié)能、環(huán)保等的特點(diǎn)，適應(yīng)了緩解全球能源危機(jī)、減少溫室氣體排放、應(yīng)對(duì)全球氣候變暖的需求，成為當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點(diǎn)。據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè)：2010年LED燈有望進(jìn)入家庭照明，逐步取代白熾燈、熒光燈，我國(guó)整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超過1500億元的規(guī)模，成為我國(guó)乃至于全球新經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)點(diǎn)，同時(shí)也為東莞未來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了巨大的、難得的發(fā)展機(jī)遇。2.基本知識(shí)2.1 LED產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成LED產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游產(chǎn)業(yè)為設(shè)備、原材料制造及外延材料生長(zhǎng)等，中游產(chǎn)業(yè)為芯片制造，下游產(chǎn)業(yè)為L(zhǎng)ED封裝。在封裝以后，LED在各種應(yīng)用領(lǐng)域得到具體應(yīng)用，包括普通照明、景觀裝飾照明、背光源、汽車照明、信號(hào)燈、顯示屏等應(yīng)用。LED產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)具體如下圖1所示。圖1 LED產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖2.2 LED分類目前，LED的分類方式主要按照LED的發(fā)光顏色、出光面特征、結(jié)構(gòu)以及光強(qiáng)度和工作電流等進(jìn)行分類。具體如下：（1）按發(fā)光管發(fā)光顏色分成紅色、橙色、綠色(又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠)、藍(lán)光等。另外，有的LED中包含二種或三種顏色的芯片。根據(jù)LED出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型，其中散射型發(fā)光二極管不適合做指示燈用。（2）按發(fā)光管出光面特征LED中分為圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm及20mm等。國(guó)外通常把3mm的LED記作T-1；把5mm的記作T-1(3/4)；把4.4mm的記作T-1(1/4)。由半值角大小可以估計(jì)圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情況。從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來分有三類：高指向性、標(biāo)準(zhǔn)型、散射型。（3）按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。（4）按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分，有普通亮度的LED(發(fā)光強(qiáng)度小于10mcd)；超高亮度的LED(發(fā)光強(qiáng)度大于100mcd)；將發(fā)光強(qiáng)度在10100mcd間的稱作高亮度發(fā)光LED。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下(亮度與普通發(fā)光管相同)。3.世界LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)3.1 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)3.1.1 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 世界LED產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了以美國(guó)、亞洲、歐洲三足鼎立的全球產(chǎn)業(yè)格局。LED主要廠商分布在美國(guó)、日本、歐盟等地，由于擁有核心技術(shù)專利，在 GaN基藍(lán)、藍(lán)光LED、白光技術(shù)方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面也具有優(yōu)勢(shì)。目前，由于世界LED產(chǎn)業(yè)鏈中企業(yè)分布不均，導(dǎo)致MOCVD設(shè)備廠商較少，主要是德國(guó)的AIXTRON和美國(guó)的VEECO兩家企業(yè)為主；外延和芯片的生產(chǎn)通常在同一家公司，也有部分廠商只擁有芯片生產(chǎn)能力，但其上游外延片的供應(yīng)往往依靠關(guān)聯(lián)公司提供；封裝企業(yè)數(shù)量較多，主要分布在我國(guó)臺(tái)灣及日本等國(guó)家和地區(qū)，通常國(guó)際性的LED外延和芯片大廠也都有封裝生產(chǎn)；應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)分散在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，數(shù)量非常多，分布非常廣，重點(diǎn)領(lǐng)域包括手機(jī)背光、信號(hào)燈、顯示屏、儀表、家電、燈具、玩具等行業(yè)。近幾年來，全球LED的市場(chǎng)規(guī)模年均增長(zhǎng)率超過20，2005、2006年分別達(dá)到57億美元和66億美元。高亮度LED增長(zhǎng)更加迅速，在1995-2005年10年間年均增長(zhǎng)率達(dá)到46，2006年、2007市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到52億美元和64億美元。高亮LED占LED產(chǎn)品的市場(chǎng)比例由2001年的40增長(zhǎng)到2007年的80以上。2006年日本LED產(chǎn)值達(dá)30億美元，占據(jù)全球LED產(chǎn)值的50左右，2006-2008年間日本LED產(chǎn)值將保持約6的年均增長(zhǎng)，至2008年日本LED產(chǎn)值預(yù)計(jì)約達(dá)33億美元；臺(tái)灣（包括臺(tái)灣島內(nèi)及大陸分廠生產(chǎn)）LED產(chǎn)值2006年達(dá)14億美元，2006、2007年YOY均約增長(zhǎng)19，2007年產(chǎn)值將首度超越歐美市場(chǎng)；歐美地區(qū)的LED產(chǎn)值2006年約為15億美元，而后兩年不會(huì)有明顯增長(zhǎng)，產(chǎn)值維持在15億美元附近。 另外，從世界LED芯片產(chǎn)能來看，臺(tái)灣AlGaInP系、GaN系芯片產(chǎn)能均為全球第一，全球市占分為75、37，CAGR保持20增長(zhǎng)；日本GaN系芯片居全球第二。其中，全球GaN芯片產(chǎn)能由2003年1662KK/月增長(zhǎng)至206年的3326KK/月，年均復(fù)合增速（CAGR）達(dá)26。2007年，全球GaN芯片達(dá)到4650 KK/月，增長(zhǎng)更是接近40，其中主要的增長(zhǎng)來自中國(guó)的大陸和臺(tái)灣、韓國(guó)等區(qū)域?？傊?dāng)前世界LED產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局已經(jīng)形成。其中美國(guó)和日本企業(yè)利用其在LED新產(chǎn)品和新技術(shù)領(lǐng)域中的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，主要從事最高附加值LED產(chǎn)品的生產(chǎn)；而歐洲企業(yè)則利用其在應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)和善于吸收最新技術(shù)的轉(zhuǎn)換優(yōu)勢(shì)，主要從事高附加值LED產(chǎn)品生產(chǎn)。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)LED產(chǎn)業(yè)近年來迅速崛起，其芯片產(chǎn)量及封裝產(chǎn)量占據(jù)世界第一，產(chǎn)值位居全球第二。日本、歐美的LED產(chǎn)業(yè)主要集中在生產(chǎn)規(guī)模大、技術(shù)壟斷性強(qiáng)的集團(tuán)化企業(yè)；而臺(tái)灣地區(qū)的LED產(chǎn)業(yè)較為分散，企業(yè)數(shù)量多，相對(duì)日本、歐美企業(yè)而言大多為中小企業(yè)，上中下游分工明確，產(chǎn)業(yè)鏈供銷穩(wěn)定。3.1.2 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)伴隨LED照明技術(shù)逐步得到驗(yàn)證，單瓦流明數(shù)超百，單流明成本低于一美分，單燈流明過千已只是時(shí)間問題，業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)形成了共識(shí)，綠色環(huán)保節(jié)能LED照明光源必將超越其它任何光源，走向?qū)拸V的普通照明市場(chǎng)。目前，盡管LED的價(jià)格下降的速度較為緩慢，但隨著應(yīng)用領(lǐng)域和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，全球的LED市場(chǎng)規(guī)模也將保持10以上的增長(zhǎng)。特別是隨著大功率LED制造和應(yīng)用技術(shù)的逐步成熟，2010年LED市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到100億美元左右，2010年后 LED市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)速度將進(jìn)一步加快。預(yù)計(jì)全球的高亮度LED市場(chǎng)在接下來13年內(nèi)增長(zhǎng)幅度逐步擴(kuò)大，到2011年全球高亮度LED市場(chǎng)規(guī)模將高達(dá)90億美元以上。從LED產(chǎn)品的應(yīng)用視角看，當(dāng)前高亮度LED主要應(yīng)用于手機(jī)等小尺寸面板背光源、顯示屏、汽車、交通信號(hào)、景觀裝飾、特種工作照明等領(lǐng)域。其中汽車照明用目前主要集中在第三剎車燈及尾燈等部分，近幾年基本維持在16的市場(chǎng)份額，照明（主要為特種照明）呈現(xiàn)逐年小幅增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2006年約占據(jù)10的份額。隨著LED發(fā)光效率的提高及成本的下降，LED產(chǎn)品已從顯示向照明，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)將根據(jù)LED光效的提高與價(jià)格的下降而逐步啟動(dòng)，農(nóng)業(yè)、軍事、航空等新的應(yīng)用領(lǐng)域也將被逐步開發(fā)出來。預(yù)計(jì)未來幾年在中大尺寸LCD背光源、車燈及照明領(lǐng)域所占的市場(chǎng)份額的增幅較大。另外，LED白光照明一直被認(rèn)為是LED最重要、最具發(fā)展前景的應(yīng)用。2003 年到2006 年可以看作LED 照明的移動(dòng)和通信時(shí)代，LED白光的主要市場(chǎng)為背光應(yīng)用。2007年開始，LED白光照明將步入電力時(shí)代，在路燈、商業(yè)照明中的應(yīng)用將迅速提升，2010年后將開始在家庭照明中大規(guī)模應(yīng)用，并可望成為一般照明市場(chǎng)的主要應(yīng)用光源。具有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：2006年，LED照明市場(chǎng)產(chǎn)值約達(dá)4.1億美元，同比2005年增長(zhǎng)78.6；到2010年，LED將可大舉進(jìn)入普通照明市場(chǎng)，預(yù)計(jì)產(chǎn)值高達(dá)26億美元。據(jù)此，LED白光照明在未來將具有更加廣闊的市場(chǎng)。3.2 LED技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢(shì) 目前，白光LED是半導(dǎo)體照明發(fā)展的重中之重。LED的白光技術(shù)也被認(rèn)為是半導(dǎo)體照明最重要的技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。自1993年GaN系藍(lán)光LED成功開發(fā)以來，使得白光LED成為實(shí)際可行的產(chǎn)品。通常情況下，產(chǎn)生白光的LED主要有以下六種方式：其中藍(lán)色LED芯片結(jié)合可被藍(lán)光激發(fā)發(fā)黃光的熒光粉、紅綠藍(lán)三基LED芯片合成兩種方式較為成熟，基于藍(lán)光技術(shù)的藍(lán)光LED激發(fā)黃色熒光粉仍然是目前最為成熟、應(yīng)用最廣的LED產(chǎn)生白光的方式，已逐步商業(yè)應(yīng)用；紫外光LED芯片激發(fā)紅綠藍(lán)三基色熒光粉被認(rèn)為是下一步產(chǎn)業(yè)化研發(fā)重點(diǎn)；其它方式還處于實(shí)驗(yàn)室水平，真正的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)還需要取得重大突破性進(jìn)展。外延設(shè)備方面，MOCVD設(shè)備主要被國(guó)外的各大廠商壟斷。其中，德國(guó)愛思強(qiáng)(Aixtron)國(guó)際市場(chǎng)份額的70，美國(guó)維易科(Veeco) 占據(jù)20，日本大陽酸素(Sanso) 占據(jù)7，但是僅在本國(guó)銷售。另外，國(guó)際上GaN研究和生產(chǎn)最成功的企業(yè)是日本日亞公司(Nichia)和豐田合成公司(Toyota Gosei)，均使用自行研發(fā)的MOCVD設(shè)備。韓國(guó)企業(yè)在政府的支持下，已通過引進(jìn)英國(guó)Thomas Swan的技術(shù)，仿制出MOCVD設(shè)備并開始銷售。LED外延片生長(zhǎng)技術(shù)方面，日本、美國(guó)、德國(guó)的公司，掌握了目前國(guó)際上最先進(jìn)的高亮度LED外延生長(zhǎng)和芯片、封裝、白光和應(yīng)用技術(shù)，并且各有不同的特點(diǎn)，但都利用各自原創(chuàng)性核心專利在世界范圍內(nèi)設(shè)立了專利網(wǎng)，僅與GaN相關(guān)的專利就有4000多項(xiàng)，美、日GaN藍(lán)、綠光LED專利有500多項(xiàng)。隨著世界主要半導(dǎo)體照明公司在藍(lán)光結(jié)合黃色熒光粉取得的重大進(jìn)展，以Nichia、Cree、Lumileds為代表的公司發(fā)布的最高技術(shù)指標(biāo)的產(chǎn)品將逐步進(jìn)入市場(chǎng)：2006年7月，Cree開發(fā)出發(fā)光效率達(dá)131lm/W的白光LED；2006年12月，Nichia 白光LED的實(shí)驗(yàn)室效率已達(dá)到150lm/W；2007年1月，Philips Lumileds大功率白光LED已達(dá)到115 lm/W的新性能?？傊?，世界LED技術(shù)的進(jìn)步，將推動(dòng)LED器件及產(chǎn)品的效率逐步提高，使LED產(chǎn)品的品質(zhì)逐漸趨于完美。有科學(xué)家預(yù)測(cè)，按照目前的技術(shù)水平和發(fā)展趨勢(shì)，半導(dǎo)體普通照明市場(chǎng)啟動(dòng)時(shí)間，約在未來5-10年間。3.3 LED產(chǎn)品成本發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)比較緩慢的主要原因是受制于LED產(chǎn)品的發(fā)光效率及成本。其中具體而言，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）。可見，芯片成本成為L(zhǎng)ED產(chǎn)品的主導(dǎo)。表1給出了節(jié)能燈、白熾燈、熒光燈、LED燈四種燈具的性價(jià)指標(biāo)。表1 LED照明與常用照明方式性價(jià)比較 單燈功率(W)價(jià)格(元)壽命（h）發(fā)光效率（lm/w）購(gòu)買成本(元/1000lm）耗電成本(分/1000lm.h）綜合使用成本(分/1000lm.h）節(jié)能燈1120100008022.70.632.90白熾燈6021000152.23.333.52熒光燈管181480006012.90.830.99LED燈(L)13050000605000.881.88LED燈(H)136100000903880.550.94注：照明電價(jià)按照0.5元/kw.h計(jì)算, LED燈(H)數(shù)據(jù)按照勤上光電提供數(shù)據(jù)計(jì)算從表1可以發(fā)現(xiàn)：勤上光電等優(yōu)秀的LED燈的綜合使用成本現(xiàn)在已經(jīng)低于熒光燈,大大低于白熾燈、節(jié)能燈等。目前,主要的問題是初期投資的成本是其它燈具的17倍以上,隨著LED性能的提高和價(jià)格的再降低，LED將逐步進(jìn)入照明領(lǐng)域，即有可能成為主流照明光源。在美國(guó)的“LED照明國(guó)家研究項(xiàng)目”中，計(jì)劃用10年時(shí)間，耗資5億美元開發(fā)半導(dǎo)體照明，并提出明確的發(fā)展目標(biāo)（見表2）：為了使美國(guó)在未來照明光源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，領(lǐng)先于日本、歐洲及韓國(guó)等競(jìng)爭(zhēng)者，計(jì)劃2002年LED發(fā)光效率實(shí)現(xiàn)20 lm/W，2007年75 lm/W，2012年150 lm/W。表2 美國(guó)半導(dǎo)體照明光源發(fā)展目標(biāo)指 標(biāo)2002年2007年2012年2020年發(fā)光效率(lm/W)2575150200壽命(h)20,00020,000100,000100,000光通量(lm)2520010001500輸入功率(W)12.76.77.5光通價(jià)格($/klm)2002052照明成本($)5453顯色指數(shù)75808080數(shù)據(jù)來源： AnOIDATechnologyRoadmapupdate2002從2000年到2020年，美國(guó)LED照明計(jì)劃到2010年，55的白熾燈和熒光燈被半導(dǎo)體燈取代，到2025年，固態(tài)照明光源的使用將使照明用電減少一半，每年節(jié)電額達(dá)350億美元；形成一個(gè)每年產(chǎn)值超過500億美元的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)；帶來高質(zhì)量的數(shù)以百萬計(jì)的工作機(jī)會(huì)。因此，美國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展代表了世界LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體趨勢(shì)，LED產(chǎn)品價(jià)格的總體趨勢(shì)為：LED產(chǎn)品的發(fā)光效率將逐步提高，其成本價(jià)格將逐年降低。3.4先進(jìn)國(guó)家LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)世界各國(guó)LED的發(fā)展實(shí)踐證明：LED照明產(chǎn)業(yè)蘊(yùn)涵巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為推動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與壯大，許多國(guó)家和地區(qū)紛紛制定LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃，投資力度不斷加大，推動(dòng)了LED產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。具體如下：（1）美國(guó)實(shí)施“國(guó)家LED照明研究計(jì)劃”美國(guó)2000年啟動(dòng)“國(guó)家LED照明研究計(jì)劃”。按此計(jì)劃，美國(guó)將在2000年2010年耗資5億美元發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)。美國(guó)的這一發(fā)展規(guī)劃在時(shí)間上分為三個(gè)階段，發(fā)光效率的指標(biāo)定位分別是 2002年20lm/W、20022007年75lm/W、20072012年150lm/W和20122020年200lm/W；其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)LED的通用照明應(yīng)用，希望半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展能夠在節(jié)省能源消耗量、節(jié)約開支和減少發(fā)電廠、環(huán)境保護(hù)、使人的視覺感受更加豐富和更為舒適三方面對(duì)美國(guó)產(chǎn)生巨大的影響。另外，2007年初，美國(guó)能源部又發(fā)布了一個(gè)關(guān)于LED照明的“能源之星計(jì)劃”的草案，描述了產(chǎn)品如何對(duì)準(zhǔn)通用照明市場(chǎng)，包括家庭、商業(yè)、工業(yè)和室外照明，并要求與固態(tài)照明計(jì)劃相協(xié)調(diào)。（2）歐盟設(shè)立“彩虹計(jì)劃”2000年7月，歐盟設(shè)立“彩虹計(jì)劃”，通過歐盟的補(bǔ)助金推廣白光LED的應(yīng)用，此計(jì)劃成為歐盟至今最為完整的半導(dǎo)體制照明發(fā)展計(jì)劃。歐盟的“彩虹計(jì)劃”希望通過應(yīng)用半導(dǎo)體照明實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、不使用有害環(huán)境的材料并能夠達(dá)到自然光相似的目標(biāo)。2004年7月，“彩虹”計(jì)劃的后續(xù)固態(tài)照明研究項(xiàng)目也隨之啟動(dòng)。歐洲國(guó)會(huì)也于2006年8月批準(zhǔn)500億歐元資金，計(jì)劃用于2007-2013年（第七個(gè)框架工作計(jì)劃）的研究和發(fā)展，其中包括資助歐洲LED企業(yè)進(jìn)行的創(chuàng)新活動(dòng)。（3）日本出臺(tái)“21世紀(jì)光計(jì)劃” 1998年，日本出臺(tái)“21世紀(jì)光計(jì)劃”，整個(gè)計(jì)劃的財(cái)政預(yù)算為60億日元，成為全球第一個(gè)以LED技術(shù)為主的國(guó)家發(fā)展計(jì)劃。2002年“21世紀(jì)光計(jì)劃”結(jié)束后，并未有以技術(shù)研發(fā)為主體大型國(guó)家計(jì)劃出現(xiàn)，而是針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域推出產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動(dòng)計(jì)劃。由此可見，日本LED政策走向由過去以協(xié)助技術(shù)成長(zhǎng)為主，轉(zhuǎn)向于培育和推動(dòng)市場(chǎng)需求、協(xié)助LED標(biāo)準(zhǔn)制定等方式來推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。（4）韓國(guó)部署“GaN半導(dǎo)體開發(fā)計(jì)劃” 韓國(guó)早在2000年以前，就部署了一個(gè)關(guān)于光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展計(jì)劃，目標(biāo)是使韓國(guó)光產(chǎn)業(yè)在2008年后上成為全球光產(chǎn)業(yè)前五名國(guó)家。2002年，韓國(guó)產(chǎn)業(yè)資源部又制定光電子產(chǎn)業(yè)分支GaN半導(dǎo)體發(fā)光計(jì)劃，計(jì)劃在2004年2008年由政府投入4.72億美元，企業(yè)投入7.36億美元，希望到2008年，LED發(fā)光效率達(dá)80 lm/W。韓國(guó)的半導(dǎo)體照明發(fā)展計(jì)劃的發(fā)展主要通過支持大公司來實(shí)現(xiàn)，例如Samsung、LG、首爾半導(dǎo)體等公司。在LED相關(guān)計(jì)劃的帶動(dòng)下，各國(guó)均采用適宜本國(guó)的LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，推進(jìn)并加速其LED產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展與壯大。美國(guó)、日本的LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要是依靠其較成熟的市場(chǎng)體制、完善的技術(shù)創(chuàng)新體系以及強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，通過掌握LED產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)、專利等方式設(shè)立壁壘，通過技術(shù)壟斷優(yōu)勢(shì)來控制全球LED產(chǎn)業(yè)鏈的利潤(rùn)流向，并占據(jù)LED技術(shù)領(lǐng)先者地位。其主要特點(diǎn)如下：（1）選擇科技創(chuàng)新作為產(chǎn)業(yè)突破口，成為產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)先者美國(guó)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心路線是“通過科技突破帶動(dòng)市場(chǎng)、加速市場(chǎng)滲透速度”。事實(shí)上，美國(guó)LED產(chǎn)業(yè)是典型的技術(shù)領(lǐng)先者發(fā)展模式，其產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)主要集中在LED產(chǎn)業(yè)鏈上游，大多屬于產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)。作為技術(shù)領(lǐng)先者，美國(guó)可以通過所控制的核心技術(shù)，周期性提升芯片的性能，從而能夠基本上控制全球LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，同時(shí)也控制了整個(gè)市場(chǎng)的利潤(rùn)流向。因?yàn)閾碛屑夹g(shù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的公司，可以利用壟斷的優(yōu)勢(shì)不斷推出新產(chǎn)品；同時(shí)，通過合同生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，越來越多的公司將生產(chǎn)以及和生產(chǎn)相關(guān)程序委托給企業(yè)外部的合作方去生產(chǎn)和管理，公司集中力量進(jìn)行技術(shù)開發(fā)和市場(chǎng)營(yíng)銷，可以獲得產(chǎn)業(yè)鏈中80的利潤(rùn)。與美國(guó)一樣，日本在 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展上也是實(shí)施技術(shù)領(lǐng)先型發(fā)展戰(zhàn)略，而且也是以基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)為重點(diǎn)。這與日本以前的通常做法有所區(qū)別，在歷史上，日本的國(guó)家技術(shù)研發(fā)體系一般以應(yīng)用性開發(fā)為主，而美國(guó)則更加側(cè)重于基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)；但在LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展上，兩個(gè)國(guó)家都選擇了以基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)為基礎(chǔ)的技術(shù)領(lǐng)先型發(fā)展戰(zhàn)略。（2）垂直整合度高，產(chǎn)業(yè)鏈完整美國(guó) LED企業(yè)在發(fā)展初期，基本都是從LED產(chǎn)業(yè)中一個(gè)特定環(huán)節(jié)開始的，但很快就進(jìn)入了垂直整合階段，而且整合程度較高。在LED企業(yè)個(gè)體進(jìn)行垂直整合的過程中，美國(guó)很多企業(yè)形成了包括“襯底外延芯片封裝應(yīng)用產(chǎn)品”的完整LED產(chǎn)業(yè)鏈。日本 LED產(chǎn)業(yè)也是依靠市場(chǎng)的高度集中，由幾家大型公司領(lǐng)導(dǎo)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)鏈上游，主要形成龍頭企業(yè)、廠商，在封裝及下游應(yīng)用領(lǐng)域，主要?jiǎng)t由大型專業(yè)LED照明廠開發(fā)照明市場(chǎng)，構(gòu)建從上游到下游應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈。為此，相對(duì)嚴(yán)整的產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)，不僅大幅度降低了成本，提供高品質(zhì)和可靠性高的LED最終應(yīng)用產(chǎn)品，為R&D活動(dòng)提供了便利，更將產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵的兩環(huán)節(jié)核心技術(shù)和營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)牢牢控制在手中，形成極大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。（3）在市場(chǎng)調(diào)節(jié)方面，自由競(jìng)爭(zhēng)和壟斷相結(jié)合美國(guó)是一個(gè)以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為主的國(guó)家，通常大都鼓勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)，通過優(yōu)勝劣汰的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)使美國(guó)產(chǎn)業(yè)保持旺盛的生命力。在LED產(chǎn)業(yè)上，美國(guó)的市場(chǎng)集中度非常高。產(chǎn)業(yè)鏈上的每一個(gè)環(huán)節(jié)都由一家主要廠商把握著，從而領(lǐng)導(dǎo)著美國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展趨勢(shì)。在國(guó)際市場(chǎng)上，美國(guó)LED公司利用技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占有壟斷性的地位，例如，CREE公司掌握著LED襯底兩大主流技術(shù)之一 SiC襯底，在全球LED產(chǎn)業(yè)中占有4的市場(chǎng)份額。（4）發(fā)達(dá)的資本市場(chǎng)一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和其資本市場(chǎng)的發(fā)達(dá)程度密切相關(guān)。除了政府的投入，資本市場(chǎng)也是企業(yè)發(fā)展資金的重要來源，這對(duì)高科技產(chǎn)業(yè)尤其重要。美國(guó)、日本發(fā)達(dá)的資本市場(chǎng)為 LED產(chǎn)業(yè)注入了發(fā)展資金。以CREE公司為例，該公司由兩個(gè)名不見經(jīng)傳的年輕人在1987年成立，到1993年就上市，產(chǎn)值從1994年的5000萬美元增長(zhǎng)為2003年的3億美元。（5）政府支持是LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要驅(qū)動(dòng)力由于“固態(tài)照明市場(chǎng)的演變需要政府主動(dòng)的贊助”（摘自 LEDs for General Illumination Update 2002-Full Edition），為此美國(guó)政府從宏觀規(guī)劃、技術(shù)研發(fā)、政府采購(gòu)、協(xié)會(huì)支持等四方面對(duì)LED產(chǎn)業(yè)給予了強(qiáng)有利的支持。日本政府也使用了大量特定的技術(shù)創(chuàng)新政策鼓勵(lì)、刺激產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，其中主要是經(jīng)濟(jì)資助政策和組織協(xié)調(diào)政策。日本的經(jīng)濟(jì)資助政策包括財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠和貸款優(yōu)惠三大政策。4. 我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)4.1 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了購(gòu)買器件、芯片、外延片之路后，通過引進(jìn)國(guó)外LED材料與外延、芯片制備方面的先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備，并進(jìn)行消化、吸收、再創(chuàng)新，LED產(chǎn)業(yè)已初步形成了包括外延片的生產(chǎn)、芯片的制備和封裝，以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系。（1）LED產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)初具規(guī)模目前，我國(guó)LED產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用開發(fā)能力逐漸提高，器件可靠性研究位置愈發(fā)突出，測(cè)試方法與標(biāo)準(zhǔn)也漸行漸近，所有這一切均標(biāo)志著中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，并已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。圖2給出我國(guó)LED市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)率變化。圖2 我國(guó)LED市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)率變化截至2006年，我國(guó)LED產(chǎn)量達(dá)660多億只，LED產(chǎn)品市場(chǎng)銷售額為146億元人民幣（其中高亮LED為98億元），1995年-2006年期間銷售值平均增長(zhǎng)率達(dá)到30（圖2所示）。2007年，LED產(chǎn)量為780億只，同比2006年增長(zhǎng)18；市場(chǎng)銷售額達(dá)168億元（其中高亮LED為125億元），同比2006年增長(zhǎng)15。其中，LED芯片產(chǎn)能方面，已經(jīng)由2003年的65KK/月倍增至2006年的600KK/月，自產(chǎn)供應(yīng)率逐年提升。2007年，我國(guó)InGaN芯片產(chǎn)能增已達(dá)960KK/月，同比2006年增長(zhǎng)高達(dá)58。另外，我國(guó)下游器件封裝已實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，成為世界重要的中低端LED封裝生產(chǎn)基地；憑借優(yōu)勢(shì)勞動(dòng)力資源和完備的產(chǎn)業(yè)配套體系，應(yīng)用產(chǎn)品制造業(yè)形成了非常強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，在景觀、玩具、氣氛照明、便攜燈具、顯示、信號(hào)、指示等領(lǐng)域成為全球制造基地。（2）LED產(chǎn)業(yè)格局逐步形成據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：到2007年底，我國(guó)共有LED企業(yè)千余家，但大部分企業(yè)分布在封裝及應(yīng)用領(lǐng)域，規(guī)模較小。其中，上中游的外延及芯片生產(chǎn)商有25家左右，下游封裝企業(yè)約有600家，應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)1000家以上。在企業(yè)的資本結(jié)構(gòu)中，民營(yíng)和合資企業(yè)占到企業(yè)總數(shù)的75，國(guó)營(yíng)企業(yè)主要有傳統(tǒng)的LED國(guó)有企業(yè)和研究院所轉(zhuǎn)變而來。從我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的分布看，LED產(chǎn)業(yè)整體分布相對(duì)比較集中，初步形成了珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、北方地區(qū)、江西及福建地區(qū)四大區(qū)域，每一區(qū)域都初步形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈, 85以上的LED企業(yè)分布在這些地區(qū)。我國(guó)國(guó)家LED照明工程首批批準(zhǔn)的LED體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地為上海、廈門、大連、南昌和深圳，基本反映了這種產(chǎn)業(yè)格局?？v上所述，我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)已具有一定的規(guī)模，產(chǎn)業(yè)的整體格局、產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成，但是我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)上游、中游產(chǎn)業(yè)與國(guó)外先進(jìn)水平相比存在較大的差距，尤其在外延材料制備、大功率芯片生長(zhǎng)、制造及相關(guān)設(shè)備等關(guān)鍵領(lǐng)域差距較大；同時(shí)，由于受制于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平、企業(yè)規(guī)模、市場(chǎng)渠道、關(guān)鍵原材料供應(yīng)等多種因素，企業(yè)在高端產(chǎn)品的開發(fā)和制造能力家較弱，整體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)不強(qiáng)，LED產(chǎn)品一直處于整個(gè)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的中低端。（3）LED產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)未來LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將遵循世界LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體趨勢(shì)。隨著我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展與壯大，LED市場(chǎng)規(guī)模將逐步擴(kuò)大。其中就LED芯片生產(chǎn)而言，芯片將以GaN基為主線，不斷地提升產(chǎn)能和品質(zhì)；封裝將以白光LED的發(fā)展為主，重點(diǎn)將集中在表面貼裝器件（SMD）、大功率產(chǎn)品等領(lǐng)域。預(yù)計(jì)在未來的幾年內(nèi)，InGaN芯片仍將保持30左右的年復(fù)合增長(zhǎng)率，至2010年國(guó)內(nèi)將可能超過日本，成為全球第二大GaN芯片生產(chǎn)基地，產(chǎn)能接近2500KK/月（圖3所示），2012年則有望超過3000KK/月。圖3 我國(guó)LED市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)率變化另外，隨著我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)高亮度LED需求的增加，其市場(chǎng)發(fā)展的規(guī)模將逐漸擴(kuò)大。預(yù)計(jì)2007-2012年，高亮度LED的發(fā)展將明顯高于LED產(chǎn)業(yè)整體的發(fā)展速度，年均增長(zhǎng)率在25左右，2010年市場(chǎng)將超過200億元人民幣，2012年超過300億元人民幣（圖4所示）。圖4 我國(guó)高亮LED市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)在LED產(chǎn)業(yè)鏈的下游應(yīng)用產(chǎn)品中，交通信號(hào)燈，手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等用小尺寸背光，大屏幕顯示、景觀照明等特殊照明市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)；同時(shí)，中大尺寸液晶背光源、汽車燈市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，功率型白光應(yīng)用產(chǎn)品市場(chǎng)正在逐步形成。因此，LED應(yīng)用近期將仍以景觀、裝飾、顯示、家電儀表、特殊照明燈為主，手機(jī)背光、LCD背光、汽車、照明等應(yīng)用則是國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)需求突破的重點(diǎn)，也是決定我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力及產(chǎn)業(yè)地位的關(guān)鍵所在。根據(jù)我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，預(yù)計(jì)到2008年LED應(yīng)用產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到500億元，2010年將達(dá)到1000億元左右，2012年有望達(dá)到1500億元左右（圖5所示），重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ㄕ彰?、背光模組、景觀裝飾、汽車、顯示屏、手機(jī)等。其中照明應(yīng)用、背光模組等白光LED應(yīng)用產(chǎn)品將成為增長(zhǎng)最快、最具發(fā)展前景的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是白光照明應(yīng)用，包括通用照明、特殊照明和部分景觀照明有希望成為具備較強(qiáng)全球競(jìng)爭(zhēng)了的產(chǎn)業(yè)。圖5 LED應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)4.2 LED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)4.2.1 LED技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過30多年的研發(fā)歷程，特別是“國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、科技攻關(guān)計(jì)劃”等計(jì)劃，給予我國(guó)LED的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的大力支持，相繼實(shí)施LED相關(guān)材料及產(chǎn)業(yè)技術(shù)的研發(fā)，推動(dòng)了使我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，并使LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化取得了顯著的進(jìn)展。目前，我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)已經(jīng)形成了包括外延材料生長(zhǎng)、芯片制備、器件封裝、集成應(yīng)用在內(nèi)的比較完整的LED研發(fā)體系，這些領(lǐng)域代表了LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)的未來發(fā)展方向。從LED外延材料的生長(zhǎng)看，襯底材料是外延材料生長(zhǎng)的基石，當(dāng)前能用于批量生產(chǎn)外延片的襯底材料僅有藍(lán)寶石（Al2O3）、碳化硅（SiC）、硅（Si）襯底，其它諸如GaN、ZnO襯底還處于研發(fā)階段，距產(chǎn)業(yè)化還有一定的距離；LED芯片技術(shù)方面，襯底剝離技術(shù)、表面粗化技術(shù)、大功率大尺寸芯片及提高側(cè)向出光的利用效率技術(shù)等已取得實(shí)質(zhì)性突破；封裝方面，解決散熱、二次光學(xué)設(shè)計(jì)、靜電防護(hù)、篩選與可靠性保證等關(guān)鍵技術(shù)已有明顯的進(jìn)展，并逐步轉(zhuǎn)向大面積芯片封裝、大功率紫外光LED、新型熒光粉和涂敷工藝、多芯片集成封裝等方向的研發(fā)。截至2007年底，我國(guó)LED功率型芯片和LED功率型白光封裝已達(dá)到國(guó)際產(chǎn)業(yè)化先進(jìn)水平，發(fā)光功率和發(fā)光效率分別達(dá)到189mW和47.5lm/W，建成8條芯片示范生產(chǎn)線和10條封裝中試線，LED功率型芯片填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。隨著上中游關(guān)鍵技術(shù)的相繼突破，下游應(yīng)用市場(chǎng)也在逐步拓展，包括LED車燈（7個(gè)新車型上采用）、礦燈、功率型臺(tái)燈、太陽能庭院燈、手電等在內(nèi)的4大類140多種新產(chǎn)品陸續(xù)開發(fā)成功，已建成了46條應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)并有部分產(chǎn)品出口。另外，攻關(guān)課題單位已申請(qǐng)專利241項(xiàng)，包括申請(qǐng)發(fā)明專利152項(xiàng)、申請(qǐng)國(guó)外專利17項(xiàng)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)投資近20億元，從而在一定程度上實(shí)現(xiàn)了LED相關(guān)技術(shù)的有效集成，推進(jìn)了我國(guó)LED照明快速走上產(chǎn)業(yè)化的道路。以藍(lán)白光GaN系LED為例，我國(guó)LED產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)接近國(guó)際相關(guān)指標(biāo)。其中功率型芯片及功率型白光LED（1mm1mm）發(fā)光功率230mW（350mA），白光發(fā)光效率80lm/W（350mA），我國(guó)國(guó)產(chǎn)LED芯片封裝后發(fā)光效率達(dá)60-68 lm/W （350mA），進(jìn)口芯片封裝后發(fā)光效率70-80lm/W（350mA）。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)芯片及標(biāo)準(zhǔn)白光LED（0.3mm0.3mm）的發(fā)光功率為15-20mW（20mA），白光發(fā)光效率100lm/W （20mA），產(chǎn)業(yè)化發(fā)光功率15-20mW（20mA），白光發(fā)光效率70-80lm/W（20mA）。主要的應(yīng)用領(lǐng)域遍布各種檔次的系列產(chǎn)品，但未能大規(guī)模進(jìn)入手機(jī)等主流應(yīng)用領(lǐng)域；在汽車、LCD背光等方面落后較大，其他領(lǐng)域技術(shù)相當(dāng)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。總之，我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)在政府的積極支持以及企業(yè)的積極投入下，已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，但是從LED產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的整體看，LED產(chǎn)業(yè)上游、中游產(chǎn)業(yè)與國(guó)外先進(jìn)水平相比存在較大的差距。其中，由于LED外延材料與芯片的制備對(duì)技術(shù)、設(shè)備的要求極高，其核心技術(shù)及專利主要由各大LED知名廠商壟斷，MOCVD設(shè)備、芯片工藝設(shè)備、芯片檢測(cè)設(shè)備等等關(guān)鍵設(shè)備主要依賴進(jìn)口，導(dǎo)致我國(guó)LED芯片廠商生產(chǎn)的芯片在亮度、光效方面普遍明顯落后于國(guó)外；LED外延片產(chǎn)量也只能滿足國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)需求量的20%30%。我國(guó)LED封裝整體技術(shù)水平與國(guó)外的差距不大，但是LED封裝環(huán)節(jié)涉及的高效熒光粉、高純MO源和氣體主要仍依靠進(jìn)口；雖然我國(guó)LED封裝產(chǎn)品產(chǎn)量已居于世界第一，但是小功率LED所占的比重相對(duì)較大，而大功率、高亮度的LED的產(chǎn)量相對(duì)較小。4.2.2 LED技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)隨著LED照明技術(shù)發(fā)展的逐步成熟，全球LED照明產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入到一個(gè)全新的時(shí)代。據(jù)此，我國(guó)的LED照明技術(shù)將緊隨全球LED技術(shù)發(fā)展的步伐，逐步實(shí)現(xiàn)通用照明技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化，開拓更加廣闊的普通照明市場(chǎng)?；诘谒膶弥袊?guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（CHINA SSL）的結(jié)果，我國(guó)未來LED照明技術(shù)的總體發(fā)展趨勢(shì)如下：從LED外延材料制備看，當(dāng)前以藍(lán)寶石（Al2O3）、硅（Si）等為襯底材料制備氮化鎵（GaN）的技術(shù)路徑，在比較近的未來（3-5年）不可能被替代，依此技術(shù)路線，在2010年有望實(shí)現(xiàn)100130lm/W目標(biāo)，現(xiàn)有的LED外延材料、芯片及工藝等技術(shù)在3-5年內(nèi)也不會(huì)有更新的突破性進(jìn)展，單純依靠通過改善襯底材料等方法提高器件的發(fā)光效率已不能適應(yīng)現(xiàn)階段LED發(fā)展的需求。當(dāng)前，制約LED發(fā)展的最大技術(shù)問題是“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”。相對(duì)而言，由于LED器件出光效率、成本等的原因，使LED應(yīng)用的領(lǐng)域受到限制，進(jìn)而使LED白光照明取代白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)照明受到較大的障礙。另外，據(jù)LED業(yè)內(nèi)人士的研究結(jié)果表明：?jiǎn)渭円揽拷档屯庋硬牧系木w缺陷，并不能最大限度的提高內(nèi)量子效率、降低光衰，而垂直結(jié)構(gòu)的LLO-LED和低成本Si襯底的薄膜生長(zhǎng)技術(shù)對(duì)解決LED器件的出光效率效果較好，激光剝離大尺寸垂直結(jié)構(gòu)LED也是實(shí)現(xiàn)高亮度、功率型白光LED的最佳方案。另外，由于在LED外延/芯片成本中，襯底材料、MO源、氣體以及MOCVD設(shè)備等的相關(guān)成本所占的比例較大，造成重大裝備及原材料的國(guó)產(chǎn)化成為降低LED成本的重要因素。LED的封裝技術(shù)方面，我國(guó)與國(guó)外領(lǐng)先國(guó)家沒有較大的明顯的差距，有可能在此領(lǐng)域占據(jù)創(chuàng)新的制高點(diǎn)。但是以往研發(fā)投入的力度不足，對(duì)封裝技術(shù)可靠性的研究不夠，導(dǎo)致大功率共晶封裝技術(shù)、相應(yīng)的配套材料膠、支架特別是裝備依賴進(jìn)口。我國(guó)在封裝技術(shù)領(lǐng)域由于已經(jīng)具有較好的技術(shù)基礎(chǔ)，景觀照明、顯示屏、LED燈具制造、太陽能LED照明等方面發(fā)展較好，對(duì)于未來在直接白光封裝技術(shù)、提高LED封裝可靠性技術(shù)以及新型封裝材料的研制等方面提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4.4主要地區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)作為繼明火和白熾燈之后的第三次照明革命，LED已成為21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一。我國(guó)在“LED照明工程”、“863計(jì)劃”等的支持下，首批包括北京、上海、廈門、大連、南昌、深圳六個(gè)LED體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地已經(jīng)建成，并在珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、北方地區(qū)、江西及福建等地區(qū)形成了相對(duì)比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈, 85以上的LED企業(yè)分布在這些地區(qū)。現(xiàn)以天津?yàn)槔?，總結(jié)地區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。具體如下：（1）LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展初期，主要是從LED產(chǎn)業(yè)中一個(gè)特定環(huán)節(jié)切入，并逐漸完成產(chǎn)業(yè)的垂直整合階段，形成相對(duì)完整的LED產(chǎn)業(yè)鏈體系。天津的LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，得益于天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的摩托羅拉、三星電子顯示器、羅姆電子等對(duì)LED產(chǎn)品巨大的配套需求，以此為切入點(diǎn)，天津開始發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，天津通過對(duì)襯底材料、芯片、封裝以及相關(guān)科研單位等的垂直整合，逐步形成“襯底外延芯片封裝應(yīng)用產(chǎn)品” 相對(duì)完整的LED產(chǎn)業(yè)鏈（如圖6所示），將LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的核心技術(shù)及市場(chǎng)牢牢地掌握在手中，提升了天津LED產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，推進(jìn)了LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與壯大。襯底：中電46所（SiC、GaN）、河北工業(yè)大學(xué)（GaN）、天津賽法（Al2O3）；襯底材料生長(zhǎng)爐：中電46所（單晶爐）；氣源：法國(guó)液化空氣集團(tuán)熒光粉：天津大學(xué)理學(xué)院、天津理工大學(xué)芯片：天津大學(xué)半導(dǎo)體照明研究室（功率型GaN芯片）封裝：天星電子（10KK/M）、光寶（20KK/M）、三星電子（20KK/M）、首爾半導(dǎo)體；LCD背光模組：三星SDI、韓國(guó)NANO LCD、手機(jī)背光、摩托羅拉三星；車燈：天津斯坦雷電氣、天星電子（為夏利提供10萬套/aLED車燈模組）上游材料與設(shè)備 中游 下游封裝與集成應(yīng)用上游產(chǎn)業(yè)主要以科研為主，在研究攻關(guān)方面富有創(chuàng)新與特色，積累了有待產(chǎn)業(yè)化的科研成果與索恩照明、天星電子公司開展合作，擬將成果規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。企業(yè)封裝能力在華北居前，LED熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域天津本地配套潛力很大，但終端需求客戶均為大型跨國(guó)公司。圖6 天津市半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)鏈分布與特征（2）依靠LED技術(shù)儲(chǔ)備，形成產(chǎn)學(xué)研的有機(jī)結(jié)合，逐步取得相對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為其LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供支撐。天津市以賽法晶片、中電46所、天津大學(xué)、天津理工、河北工大為代表的企業(yè)與科研院所在襯底材料與熒光粉，單晶爐與檢測(cè)設(shè)備方面，積累并儲(chǔ)備了較為豐富的科研技術(shù)成果，為L(zhǎng)ED的產(chǎn)業(yè)提供了良好的技術(shù)支持。同時(shí)，以封裝為主的天津天星電子（1991成立）、光寶電子(天津)（1995年成立）及龍騰光電等，在產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹鞯乃鞫鳎ㄌ旖颍┱彰鞯龋约霸诎雽?dǎo)體照明工程系統(tǒng)集成面，光電星球陽光顯示、沙舟電子燈飾、威凱達(dá)公司等服務(wù)商，與相關(guān)的科研院所、高等院校形成產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，推動(dòng)并促進(jìn)了天津LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成熟。（3）確立LED產(chǎn)品的市場(chǎng)定位，以應(yīng)用拉動(dòng)市場(chǎng)。LED產(chǎn)品發(fā)展的初期，一般是將國(guó)內(nèi)需求作為“創(chuàng)新服務(wù)與產(chǎn)品”的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，并作為推動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的助推力。例如，韓國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的崛起，主要是韓國(guó)手機(jī)廠商對(duì)LED產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)作用，同時(shí)也促成了中國(guó)臺(tái)灣LED產(chǎn)業(yè)的興起。對(duì)天津而言，利用本地區(qū)發(fā)展電子產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，LED產(chǎn)品的市場(chǎng)定位于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等產(chǎn)品的小尺寸的背光源，以其較大的市場(chǎng)需求拉動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)了景觀照明、汽車車燈等相關(guān)產(chǎn)品的發(fā)展。（4）政府給予的支持是LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展動(dòng)力來源于政府強(qiáng)有力的支撐，LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也不例外。例如，美國(guó)政府從宏觀規(guī)劃、技術(shù)研發(fā)、政府采購(gòu)、協(xié)會(huì)支持等四方面支持LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；日本政府則使用大量特定的技術(shù)創(chuàng)新政策鼓勵(lì)、刺激LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，其中主要是經(jīng)濟(jì)資助政策和組織協(xié)調(diào)政策，包括了財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠和貸款優(yōu)惠三大政策。我國(guó)國(guó)家主要從實(shí)施“863計(jì)劃”、“LED照明工程”，發(fā)布高效照明產(chǎn)品推廣財(cái)政補(bǔ)貼資金管理暫行辦法等方面，給LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展予以支持，從而形成我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展助推力，加速了我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與壯大。4.5國(guó)家采取的支持行動(dòng)我國(guó)LED照明技術(shù)的發(fā)展，最初始于1994年，當(dāng)時(shí)主要是針對(duì)GaN基藍(lán)、綠、紫光LED相關(guān)材料及器件進(jìn)行研究；1999年，“863計(jì)劃”在新材料領(lǐng)域立項(xiàng)開始LED白光的研究。2003年6月，科技部與信息產(chǎn)業(yè)部、建設(shè)部、教育部、中國(guó)科學(xué)院、發(fā)展改革委員會(huì)、中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)等單位，聯(lián)合啟動(dòng)“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程”，大力發(fā)展具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的中國(guó)LED照明新興產(chǎn)業(yè)。2004年，我國(guó)LED照明工程首批50個(gè)項(xiàng)目正式啟動(dòng)，陸續(xù)建立了廈門、上海、南昌、大連等4個(gè)LED照明產(chǎn)業(yè)化基地。2006年頒布的國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年），將高效節(jié)能、長(zhǎng)壽命的半導(dǎo)體照明列入第一重點(diǎn)領(lǐng)域（能源）的第一優(yōu)先主題（工業(yè)節(jié)能）?！笆晃濉逼陂g，國(guó)家“863計(jì)劃”在新材料技術(shù)領(lǐng)域的“半導(dǎo)體照明工程”項(xiàng)目，總資金投入經(jīng)費(fèi)額達(dá)3.5億元，支持我國(guó)LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具體包含如下7個(gè)重點(diǎn)方向： 第三代寬禁帶半導(dǎo)體外延材料生長(zhǎng)及器件技術(shù)研究； 130lm/W半導(dǎo)體白光照明集成技術(shù)研究； 100lm/W功率型LED制造技術(shù)； MOCVD裝備核心技術(shù)及關(guān)鍵原材料產(chǎn)業(yè)化技術(shù)； 半導(dǎo)體照明重大應(yīng)用開發(fā)； 半導(dǎo)體照明工程化系統(tǒng)集成技術(shù)研究； 半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究及標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)體系建設(shè)；2008年1月，財(cái)政部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布高效照明產(chǎn)品推廣財(cái)政補(bǔ)貼資金管理暫行辦法，這是我國(guó)政府加大力度推廣高效照明產(chǎn)品，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的又一重要舉措。財(cái)政補(bǔ)貼重點(diǎn)支持高效照明產(chǎn)品主要是普通照明用自鎮(zhèn)流熒光燈（俗稱節(jié)能燈）、三基色雙端直管熒光燈（、型）和金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等電光源產(chǎn)品，半導(dǎo)體（）照明產(chǎn)品，以及必要的配套鎮(zhèn)流器?！笆晃濉逼陂g將通過財(cái)政補(bǔ)貼方式確保實(shí)現(xiàn)推廣高效照明產(chǎn)品1.5億只，可節(jié)電290億千瓦時(shí)，減少二氧化碳排放2900萬噸。另外，2008年6月，為了促進(jìn)我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)上下游、產(chǎn)學(xué)研合作，加快我國(guó)LED照明專利戰(zhàn)略的建立，國(guó)家半導(dǎo)體照明研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專利池工作組完成收集入池專利收集工作。根據(jù)“誰參與誰受益，不參與難受益”的原則，由國(guó)家資助項(xiàng)目中申請(qǐng)的專利自愿提供，以及適當(dāng)考慮對(duì)外購(gòu)買等形式；其次是繪制專利地圖，建立我國(guó)的半導(dǎo)體照明專利戰(zhàn)略，工作組聯(lián)合技術(shù)專家、專利律師，先從支持“337調(diào)查”等類似專利糾紛應(yīng)訴開始；最后是專利池的建設(shè)有助于搭建標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)無縫銜接的平臺(tái)，為國(guó)內(nèi)企業(yè)帶來國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。5.東莞市LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀5.1 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀東莞市是全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的地區(qū)之一，經(jīng)濟(jì)的年增長(zhǎng)率歷年達(dá)到20%以上，電子信息產(chǎn)業(yè)是東莞市的支柱產(chǎn)業(yè)。東莞市的LED照明生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)是在東莞市原有的電子信息產(chǎn)業(yè)類企業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，少數(shù)企業(yè)是引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。目前，東莞市有LED封裝和應(yīng)用照明企業(yè)200多家，有LED芯片生產(chǎn)分切企業(yè)兩家。LED照明產(chǎn)業(yè)2005年、2006年和2007年分別實(shí)現(xiàn)銷售收入8.74 億元、9.05億元和16.00億元。LED照明產(chǎn)業(yè)銷售收入每年以35.2 %左右的速度快速增長(zhǎng)。東莞市LED封裝照明業(yè)以東莞市勤上光電股份有限公司發(fā)展較快，2007年銷售額達(dá)到2.5億元,成為在我國(guó)LED照明領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，東莞市今年3 月17日出臺(tái)關(guān)于實(shí)施東莞市路燈節(jié)電改造工程的意見，爭(zhēng)取三年內(nèi)完成全市路燈的半導(dǎo)體照明技術(shù)改造，新安裝路燈原則上要采用LED路燈，逐步向黨政機(jī)關(guān)、事業(yè)單位推廣。據(jù)悉，市區(qū)選擇市管的“五路一廣場(chǎng)”中一段道路進(jìn)行LED路燈試點(diǎn)，鎮(zhèn)街