LED產業(yè)屬于半導體相關的高科技產業(yè)。縱觀如今的高科技產業(yè),特別是半導體相關的高科技產業(yè),如集成電路、通信、激光等,處于上游的芯片往往是整個產業(yè)的關鍵。這種關鍵作用不僅僅體現在上游芯片的性能和價格決定了中下游產品的性能和價格,還體現在芯片供應商往往控制著整個產業(yè)的專利及標準。LED照明芯片的性能很大程度上決定了整個產品的性能。
LED產業(yè)鏈上游主要技術包括襯底設計、外延片生成,最后形成芯片。根據對發(fā)光效率要求的不同,可以分為大功率芯片和小功率芯片。在應用方面,小功率芯片主要應用于手機、筆記本電腦和電視指示等對發(fā)光效率要求不是很高的領域,大功率芯片則主要應用于目前市場前景向好的路燈照明等領域。
LED路燈成主流應用領域
路燈是非常特殊的燈具,不僅要解決它的均勻度,還要解決它的亮度問題。路燈的配光有一定的要求,即覆蓋面積足夠大、光線可以向左右方向拉長。如果配光達不到要求,就會造成路燈下面是亮的,路燈與路燈之間是暗的,好似斑馬身上的花紋,所以有人形容LED路燈是‘斑馬線’.如果芯片的光效不能達到100lm/W以上,芯片本身的穩(wěn)定性及可靠性不好,即便散熱再好,光學設計再優(yōu)良,都很難達到照明的要求。所以,小功率芯片的LED路燈不僅遠遠達不到節(jié)能的效果,而且各廠家的產品相互之間不能通用,因此,大功率集成芯片將是未來LED路燈應用的主流。芯片集成的大功率芯片--將高亮度LED小芯片以集成電路的封裝技術封裝在鋁基板上,縮短了傳熱路徑,制成散熱性較佳的LED大功率芯片。
芯片企業(yè)增多市場曙光初現
LED產業(yè)研究機構LEDinside日前發(fā)布最新報告,截止2009年8月,中國大陸現存LED芯片生產企業(yè)達62個,近幾年呈快速上漲的勢頭。1999年是中國LED芯片企業(yè)開始飛速發(fā)展的開始,在98年中國僅有3個相關企業(yè),99年增加了6個,并從99年至2009年每年都有2-7個企業(yè)進入LED芯片行業(yè)。
從國內市場的收入來看,去年國產LED芯片銷售額是6500萬人民幣,這大大超過了2003的1000萬人民幣。在2008年LED應用收入(RMB450億)中,占最大部分的是封裝和芯片制造業(yè),分別是185億元人民幣及19億元人民幣。在下游應用領域需求的刺激預期之下,很多企業(yè)在開始擴產,三安光電今年將18臺MOCVD設備擴張到33臺。此外,一些在小芯片領域技術相對成熟的企業(yè),也開始準備上馬大功率芯片的項目。國產大功率LED芯片的光效增長越來越快。2005年,使用進口芯片封裝,中國最好的白光LED在350mA電流下光效達到了30?35lm/W,而使用國產芯片封裝的卻只有20-25lm/W.現在,國產LED芯片的封裝已達到了在350mA電流下光效為80?90lm/W。
企業(yè)自主量產少主要依賴進口
雖然中國的LED產業(yè)越來越強,但其高亮度產品的性能仍然落后于世界的領先水平。和海外制造商相比,中國公司是小規(guī)模的,在產品質量上還存在著巨大的差距。國產LED芯片的大多數應用在中低端的產品中,而85%的大功率芯片還得依靠進口。中國大陸62個LED芯片企業(yè)中至今真正大量生產的企業(yè)并不多,并且外延片主要還是依賴臺灣、美國等地區(qū)進口,LED芯片生產方面也更多的集中在小功率芯片。國內的LED企業(yè),每10家使用大功率芯片的企業(yè)中有8家用的是國外企業(yè)生產的芯片,每10家使用小功率芯片的企業(yè)中大約有5家用的是國產芯片。國內的出現了武漢迪源、廣州晶科、西安華新麗華等專注于大功率芯片生產的廠商,但從目前情況來看大功率芯片主要還是依賴進口。
大功率芯片研發(fā)存在技術難點
小功率芯片對外延片的材料質量要求不高,所以相對容易做,國內很多LED企業(yè)目前已經掌握小功率芯片技術。今年以來國內企業(yè)在技術上取得了比較明顯的進展,技術趨向于成熟。大功率LED芯片對外延材料要求很高,如果材料生長質量不高,就會導致芯片轉換效率不高,熱量多。
除了外延材料問題之外,大功率芯片的主要技術難點還有:二次光學設計、散熱設計和電源系統設計等。但是大功率市場目前國內的水平與國際領先技術的差距正在縮減。以三安光電為例,目前已經可以生產發(fā)光效率為80lm/W的水平。國際指標是發(fā)光效率為100lm/W,以此為標準,三安光電的水平與國際水平相差2-3年左右。此外,由于國外在核心基礎技術方面的專利陸續(xù)到期,業(yè)內分析人士也指出,對于上游的企業(yè)也將帶來減少使用成本等利好。
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