年产2.4亿只大功率led半导体绿色照明系列产品技术改造项目可行性研究报告告.doc

目录第一章总论111项目及项目单位综述1111项目名称及项目单位1112项目单位概况1113可行性研究报告编制的依据、原则和范围112项目提出的背景及改造的必要性3121国家节能、照明产业政策规划和公司发展战略的需要3122适应市场发展需求5123激烈的市场竞争对企业提出了更高的要求513项目概况6131项目总资金6132建设内容与规模714可行性研究的主要结论及建议7141主要技术经济指标7142主要结论9第二章市场分析921项目产品及行业隶属922产品市场供应分析10221产品市场供应现状10222产品市场供应预测1123产品市场需求分析12231产品市场需求现状12232产品市场需求预测1424市场竞争力分析15第三章建设规模与产品方案1631建设规模1632产品方案17第四章建设条件1941建设用地1942交通运输2043外部配套协作条件20第五章技术、设备及工程方案2051技术方案20511技术改造主导思想20512技术改造后工艺流程分析21513项目采用的关键技术24514项目技术创新点2752主要设备方案2853工程方案29第六章主要原材料和能源供应3061主要原材料供应3062能源供应3163主要原材料、能源价格及年需要量31第七章总图运输与公用辅助工程3271总图布置32711总图布置原则32712场内外运输3372公用辅助工程33721给排水33722供电35733通风及降温35724维修及检验36第八章节能分析3781用能标准和节能规范3782能耗状况和能耗指标分析38821能源供应状况分析38822能源消耗种类和数量38823能耗指标分析3983节能措施和节能效果分析39第九章环境影响评价4191厂址环境条件4192项目建设和生产对环境的影响4193环境保护措施方案42931编制依据42932项目环境影响分析及治理对策4294环境保护投资4395环境影响评价43第十章劳动安全卫生与消防43101危害因素及危害程度43102安全措施方案441021基本原则441022职业安全防护措施451023装置个人卫生设施45103消防措施46104安全卫生与消防投资46第十一章企业组织机构和人员配置46111组织机构46112人员配置47113人员培训47第十二章项目实施进度48121总则48122项目实施进度安排48第十三章投资估算49131投资估算范围与依据49132投资估算49第十四章融资方案53141资本金筹措53142债务资金筹措53143融资方案分析53第十五章财务评价54151财务分析方法及说明541512投资估算541513资产形成541514成本费用估算541515收入和税金估算561516财务效益分析571518不确定性分析58152财务效益评价结论61第十六章国民经济评价72161经济效益分析72162宏观经济影响分析74第十七章风险分析76171经营风险分析76172管理风险分析76173技术风险分析76174防范和降低风险对策77第十八章可行性研究结论78第十九章附件和附图79第一章总论11项目及项目单位综述111项目名称及项目单位项目名称年产24亿只大功率LED半导体绿色照明系列产品技术改造项目项目单位名称注册资本项目单位地址项目单位法定代表人项目负责人联系电话项目建设地址可研报告编制单位112项目单位概况1企业概况2经济实力3技术实力4项目实施主体概况113可行性研究报告编制的依据、原则和范围1编制依据（1）产业结构调整指导目录2005年本（国发改委第40号令）；（2）关于建设国家电子信息产业基地和产业园的意见（信部规2003219号）；（3）投资项目可行性研究指南（试用版）（中国电力出版社2002年3月出版）；（5）关于加快推进广东新型工业化的意见（粤府办200344号）；（6）国家及地区的有关政策、法令和法规；（7）广东省A企业集团有限公司提供的部份资料；（9）广东省A企业集团有限公司关于委托广东省机电设备招标中心编制年产24亿只大功率LED半导体绿色照明系列产品技术改造项目可行性研究报告的委托合同。2、编制原则根据原国家计委委托中国国际工程咨询公司编制的投资项目可行性研究指南，进行可行性研究工作并编写可行性研究报告。1）认真总结国内外LED绿色照明领域的先进技术和工艺，做到技术先进可靠、方案优化合理，保证长周期稳定、高效益运行。2）企业运营要遵守环境保护法，以期实现经济效益、环境效益和社会效益的统一。3）充分利用广东省A企业集团有限公司现有的各种设施和人力资源，以节省投资，提高经济效益。3、可行性研究报告编制的范围本可行性研究报告编制的范围包括总论、市场分析、建设规模与产品方案、厂址选择、技术方案、设备方案和工程方案、主要原材料和能源供应、节能措施、环境影响评价、劳动安全卫生与消防、组织机构与人员配置、项目实施进度、投资估算、融资方案、财务评价、国民经济评价、社会评价、风险分析以及研究结论与建议。12项目提出的背景及改造的必要性121国家节能、照明产业政策规划和公司发展战略的需要1国家节能环保战略规划的需要LED作为一种新型的照明技术，具有耗电量少，发光效率高，显色性好，可靠性高，体积小重量轻，节能环保，使用寿命长等优点，被业界认为是未来照明技术的主要发展方向。由于LED是冷光源，半导体照明自身对环境没有任何污染，与白炽灯、荧光灯相比，节电效率可以达到90以上。在同样亮度下，耗电量仅为普通白炽灯的1/10，荧光灯管的1/2，其节能效益十分可观。为应对半导体照明产业的发展趋势，日本、美国、韩国和欧盟都将LED产业作为前沿产业或战略性产业给予高度重视，相继出台了各自的国家半导体照明计划，投入巨额资金进行研发。日本通产省在1998年制定了“21世纪光计划”，在19982002年投资50亿日元用于开发白光LED照明光源；美国2000年启动“国家半导体照明研究计划”，在20002010年耗资5亿美元发展半导体照明产业；2000年7月，欧盟设立“彩虹计划”，通过欧盟补助金委托6个大公司和2个大学推广LED的应用；2002年韩国产业资源部推出“GAN半导体开发计划”，在20042008年投入1亿美元用于支持LED的研究。我国于2003年启动“国家半导体照明工程”，在“十五”期间，累计投入引导经费一亿人民币。国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）将高效节能、长寿命的半导体照明列入第一重点领域（能源）的第一优先主题（工业节能），在国内外引起广泛关注。预计2010年，我国发电量将达到27万亿度，照明用电量约3000亿度；如果2010年半导体照明进入1/3的照明市场，可节电30，即年节电1000亿度，这就至少相当于一个三峡工程的发电量。2我国照明产业发展的需要目前，我国已经成为全球半导体照明产业发展最快的区域，已成为全球重要的LED器件封装基地，约占世界市场的15。同时，国内芯片的生产能力和品质都有了长足进步，国产化率已达到46，2007年全球GAN芯片新增产能的25在中国。2007年我国半导体照明应用产品产值已超过300亿元，成为LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国，新兴的半导体照明产业正在形成。值得指出的是，我国是全球最大的传统照明生产、消费和出口国，但照明工业大而不强。半导体照明的发展为我国传统照明创造了极好的产业提升机遇，结合太阳能、风能等新能源的利用，我国完全可以成为未来照明产业的强国；我国在北京奥运和上海世博会工程、以及道路照明中的半导体照明示范应用全球瞩目，也将大大推动国内产业的发展，预计2010年我国半导体照明及相关产业产值将达到1000亿元人民币。正是在上述背景下，广东A集团积极组织技术力量对LED大功率LED半导体绿色照明系列产品的科技攻关，提出实施年产24亿只大功率LED半导体绿色照明系列产品技术改造项目。项目的实施将推动广东A集团产业转型和升级，同时能够使项目单位企业发展战略规划与国家节能战略规划以及我国照明产业发展趋势相一致。项目的实施符合关于组织申报2009年资源节约和环境保护备选项目的通知中“一、节能方面”中“LED照明产业化示范项目”。本项目同时符合产业结构调整指导目录2005年本（国发改委第40号令）鼓励类项目（第一类鼓励类第二十四款信息产业第23条“新型电子元器件光电子器件制造”的政策条款范畴。本次项目的成功实施将有利于加快我国半导体照明产业的发展，有利于国家建设环保节约型社会的宏观战略的实施，经济和社会效益明显。122适应市场发展需求大功率LED产品覆盖了整个LED应用领域约75的市场份额。2010年我国半导体照明及相关产业产值预计将达到1000亿元，大功率LED照明产品市场销售额预计约450亿元。未来大功率LED将成为LED照明应用的主体，并将在背光源、汽车、景观装饰、特种工作照明、通用照明等领域全面取代传统照明光源，其在手机和中大尺寸LCD面板背光都有广泛的应用，市场潜力巨大。123激烈的市场竞争对企业提出了更高的要求在大功率LED照明行业中，日、美、德大型厂商处于领导地位，如日本的日亚、丰田合成、东芝，美国的LUMILEDS、CREE，德国的OSRAM公司等。但随着近年的电子信息产业的迅猛发展，在亚洲的韩国、台湾等国家和地区，大功率LED照明产品也得到了较快发展，生产厂家规模不断扩大，市场竞争变得激烈。虽然目前广东A集团已经掌握了大功率LED封装的核心技术，但由于缺乏与之配套的关键电子制造设备以致目前仍无法大批量生产该型产品，面对国际LED照明行业的快速发展，公司急需对原有大功率LED半导体照明产品生产线进行升级改造，以确实提高产品规格档次，全面提高产品市场竞争能力。近年来，LED照明产品市场需求量不断加大。国外及我国台湾地区的LED厂商为降低生产成本，纷纷到我国内地投资办厂。日本、台湾等外资和台资公司在国内所设的生产企业规模已迅速形成，在国内外市场均对项目单位形成一定的竞争威胁，项目单位如不对原有大功率LED半导体照明产品生产线进行快速升级改造，将有可能丧失市场竞争优势。而通过对该生产线的技术改造，将有利于增强以技术创新为支撑的核心竞争力，加快实现集团“做大、做强、做优”的发展战略。13项目概况131项目总资金项目总资金6000万元，其中建设投资4500万元，铺底流动资金1500万元。详见表11投资估算表。表11投资估算表单位万元序号项目金额1建设投资450011主体工程费用4200111机械设备40001111进口设备27301112国产设备1270112厂房改造20012辅助配套工程费用85121给排水6122供配电9123通风降温20124安全消防15125环保绿化3513预备费用215建设投资合计4500132建设内容与规模1建设内容项目拟新增2条大功率芯片自动封装生产线，3条高亮度白光生产线；3条背光源及模组生产线，1条公共照明（路灯、隧道灯）灯具及模组生产线；1条特种照明及装饰灯灯具及模组生产线。2建设规模根据市场导向以及企业原有各种生产要素条件，确定本项目建成后生产能力大功率LED芯片封装24亿只/年，包含大功率LED光源、高亮度白光LED、背光源模组；公共照明灯具及模组5万只/年；特种照明及装饰灯灯具及模组20万只/年。14可行性研究的主要结论及建议141主要技术经济指标表14主要技术经济指标一览表序号指标和数据名称单位指标和数据备注1项目总投资万元600011建设投资万元4500其中用汇万美元39012建设期利息万元013铺底流动资金万元15002资金来源21企业自筹万元600022投资借款万元03新增产品产量31大功率LED光源万只1000单价元/只85532高亮度白光万只18000单价元/只02633背光源模组万只5000单价元/只10334公共照明（路灯隧道灯）灯具及模组万只5单价元/只4273535特种照明及装饰灯灯具及模组万只20单价元/只260684销售总收入不含税万元25641达产年5销售税金及附加万元17033达产年6总成本费用万元2016314达产年7利润总额万元5308达产年8所得税万元1327达产年税后利润万元3981达产年10税收总额万元3234达产年101增值税万元170334达产年102销售税金及附加万元17033达产年103所得税万元1327达产年104堤围费万元3333达产年11财务盈利能力分析111财务内部收益率全部投资所得税前46987全部投资所得税后37833112财务净现值全部投资所得税前9420956IC10全部投资所得税后6038198IC10113静态投资回收期不含建设期全部投资所得税前年2663全部投资所得税后年3183114动态投资回收期不含建设期全部投资所得税前年3401全部投资所得税后年4282115总投资收益率8846116资本金净利润率6635117销售净利润率155312资产负债率3286最大值13盈亏平衡点4611达产年14厂区物料供应达产年141运进量吨50000142运出量吨4800015原材料消耗达产年151芯片万只40000152支架万只40000153透镜万只1000154其他配件及辅料16能源消耗万只达产年161水万吨2162电万千瓦时30017能耗指标171能源消耗折标煤量吨37042172万元产值能耗千克标煤/万元144518项目定员人48419全员劳动生产率万元/人/年5298142主要结论项目通过国内外市场分析、技术方案和工程方案论证、环境影响评价、投资估算和财务评价等专题分析，认为该项目符合国家产业政策和广东省A企业集团有限公司持续发展的需要。项目总投资6000万元，本项目完成后正常运营年份销售收入25641万元，相当于实现利润3981万元。项目税后财务内部收益率为3783，动态投资回收期为429年不含改造期，经济效益和社会效益明显。因此，本项目符合国家及地方的有关政策和发展方针,在环保、技术、工程、经济效益和社会效益上均可行。第二章市场分析21项目产品及行业隶属本项目产品为大功率LED半导体绿色照明系列产品，具体为大功率LED芯片、LED公共照明灯具和LED特种照明灯具。项目同时隶属于光电子器件及其他电子器件制造业（行业代码4059）和照明灯具制造业（行业代码3972）。根据国民经济行业分类与代码（GB/T47542002）确定。项目产品应用市场领域手电筒、矿灯、航标灯等均为大功率LED的重要应用范围。车用市场将是白光LED的高成长领域，汽车内外部照明均会采用到大功率LED。手机、数位相机用的闪光灯，将会进一步提高高率LED的利用率。路灯照明、灯饰、景观灯将会用高功率LED产品取代霓虹灯，可被视为重要市场。广东A企业集团已掌握项目实施相关的多项专利及专有技术，技术成熟并处于国际领先地位。图21大功率LED封装光、热、电、结构与工艺22产品市场供应分析221产品市场供应现状经过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。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，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。目前，我国具有一定LED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，2007年，国内LED器件封装能力约600亿只/年，超高亮度及白光LED封装产量约50亿只。功率型白光LED的发光效率从2003年的20LM/W提高到现在的80100LM/W，基本达到照明要求（日光灯为70LM/W）。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。但是，我国大功率LED封装产业由于发展时间短，仍存在一些问题，发展现状是从研发到生产，大多厂家只有一至两年时间，最长的不超过五年。厂家多、规模小，自动化程度低，技术水平低。大多数厂家停留于50K以下的产量，以手工化/半自动操作为主；自动化程度高、技术相对成熟、实际产量达500K/月以上的内资厂屈指可数。产品品种多，没有形成标准化的、公认的主流产品。专业技术人才缺乏，研发进展慢，产品设计和技术多流于模仿抄袭，缺乏自主研发和核心专利技术。产品品质参差不齐，性价比偏低，没有统一的检验标准。市场竞争异常惨烈。除了内资厂商之间的竞争之外，还屡屡被实力雄厚国外大品牌和外资厂打压。222产品市场供应预测在大功率、高亮度LED方面，国内企业的技术水平与国外相比还有相当大的差距，特别是大功率LED及高性能LED芯片仍需进口，有自主知识产权的技术还不多，产业化规模偏小等，这些因素将制约我过LED产业的进一步发展。考虑目前大功率LED照明行业厂商数量、规模、装备技术水平等因素，预计未来5年，我国大功率、高亮度LED照明产品供给增长速度将保持在1215之间，2013年，我国大功率LED照明产品供给量将达到100亿只以上。23产品市场需求分析231产品市场需求现状目前国内LED较为成熟的应用领域为建筑景观照明，大屏幕显示，交通信号灯，指示灯，手机及数码相机等用小尺寸背光源，太阳能LED照明，汽车照明，特种照明及军用等，其中建筑景观照明是我国LED最大的应用领域。（1）建筑景观照明由于LED光源具有节能环保、轻巧耐用、色彩丰富、简单易控、低压安全等一系列优点，在景观照明中具有广泛的应用市场，国内景观照明市场规模约在200亿元以上。厦门、重庆、上海、广州、沈阳和哈尔滨等城市已建成一批LED景观照明示范工程。在奥运和世博LED示范工程带动下，北京、青岛、上海等地将继续建设一批LED景观照明工程，这些工程扩大示范效应将进一步促进其他中小型城市采用LED景观照明，从而加快我国LED景观照明在不同地区与城市的大面积使用。（2）交通信号灯交通信号灯的市场规模达10亿元以上。目前，我国高亮度LED城市交通信号灯也已广泛应用。如上海市明确规定新上交通信号灯一律采用LED作为光源。另外，LED在铁路信号机上也有广阔的应用前景。传统信号机以双灯丝白炽灯泡为光源，灯泡寿命只有1000小时。我国政府计划未来平均每年新建1700公里铁路线，至2020年我国铁路线总长将达到10万公里，高可靠性、安全性及少维护的高亮LED将会大有作为。并且，手持信号灯、客车床头阅读灯、安全标志灯等铁路信号及照明产品也开始使用LED。我国处于高速发展的公路、机场、海港等领域的信号、标识类用灯，也是LED应用很有潜力的市场。（3）显示屏显示屏市场规模达50亿元。我国LED显示屏起步较早，市场上出现了一批具有较强实力的生产厂商，已经形成了一个配套齐全的成熟行业。目前我国LED显示屏已经广泛应用到车站、银行、证券、医院、体育场馆、市政广场、演唱会、车站、机场等公共场所。国内LED显示屏市场的国产率接近100。此外，随着智能交通系统的发展与成熟，信息的及时全面发布成为交通领域面向社会公众服务的重要内容，各类信息显示设备成为机场、火车站、码头、公交车站、高速公路、城市道路、停车场等发布信息的主导手段。LED显示屏以其高亮度、高可靠性等优点成为主要显示产品。（4）小尺寸LCD背光源国内小尺寸（7寸以下）背光源市场约50亿元。LED已在手机、MP3、MP4、DC/DV及PDA等小尺寸LCD面板领域取得了成熟广泛的应用与普及。随着彩屏手机，以及高像素拍照手机、大屏幕音影手机、多功能3G手机的盛行，预计每部手机所需LED颗数高达1218颗。因此，预计未来几年国内生产的手机所需LED颗数高达60亿颗左右。国内封装企业正在积极开展技术研发或引进设备，以提高生产能力和产品品质。特别是近年日本、韩国小尺寸液晶背光厂正在向中国转移。（5）汽车应用国内LED汽车灯具市场已超过20亿元。2006年中国汽车产销达72797万辆和72160万辆，同比增长3276和3002。随着LED发光组件技术水平的提高，产品价格的下降，LED组合尾灯、LED刹车灯、LED转向灯等将会成为我国轿车车灯的主流配置。预计2010年我国LED前装市场（OEM配套市场）,LED组合尾灯、LED中央高位刹车灯、汽车仪表背光以及其它LED灯的配套将达到60亿元。车用LED的下一应用趋势将是汽车前大灯。（6）太阳能LED照明国内太阳能LED照明产值超过30亿元。LED是低压、直流供电，与太阳能光伏电池低压、直流供电的方式非常匹配，两者结合不需要交流逆变器，真正实现新能源与新光源的结合。太阳能半导体照明草坪灯、庭院灯、信号指示灯等已开始在国内的小区、园林建设、农村地区道路照明中使用。232产品市场需求预测大功率LED产品覆盖了整个LED应用领域约75的市场份额。2010年中国LED照明产业市场销售额预计将达到1000亿元，大功率LED照明产品市场销售额预计约450亿元。未来大功率LED将成为LED照明应用的主体，并将在建筑景观照明、汽车照明、太阳能LED照明、显示屏市场、LCD面板背光源等领域全面取代传统照明光源。在这些细分市场中，建筑景观照明、汽车照明、太阳能LED照明、显示屏市场市场需求增长将保持20以上的增长速度,市场潜力巨大。2010年到2015年我国大功率LED照明市场规模预测见下页图。24市场竞争力分析1生产经营方面（1）产业链优势现代企业竞争已经从个别企业之间的竞争转变至各个核心集团之间的产业链竞争，已由传统的成本与质量的竞争演变为信息、资本、技术、经营模型、成本等等方面综合实力的竞争。在这场竞争中，拥有完整产业链的企业，能够调配更大范围的经济资源，具有明显的竞争优势和抗风险能力。相对于我国大功率LED封装产业厂家多、规模小这种竞争结构。广东A集团资源整合能力较强，下属各子公司之间已初步形成了具有互补性的LED照明产品产业链，具备显著的产业竞争优势。（2）先进工艺与有效管理的结合面对激烈的市场竞争，项目单位极为重视技术创新在企业发展中的重要性，投入大量资金，联合了一批国内顶级研究机构，致力于产品的更新换代和技术水平的不断提升。广东A集团技术力量雄厚，关键带头人由数位回国创业的留美博士和硕士以及国内在LED光电、封装、热学、材料等领域有丰富经验高级人才组成。2市场采购与销售（1）市场采购体系项目产品使用的原材料来源通过国内外市场采购。原材料主要是芯片（约占材料成本的6070）、支架及透镜（约占材料的2030）。芯片以美国CREE、BRIDGELUX、SEMILEDS，德国ORSRAM、台湾晶元，国内三安、路美、晶能、士兰、华光等生产商为主；支架、透镜、钢材及其他原材料以国内采购为主，有相对稳定的渠道体系。预计在未来一段时期内，汇率制度改革、人民币升值趋势有利于降低本项目原材料采购成本。（2）市场销售体系项目产品目前正处于国际国内市场的快速发展时期，市场需求和市场发展潜力巨大，项目产品市场定位于高端专业照明市场。项目单位致力于凭借产品性价比优势国内外市场开拓，提高市场占有率。广东省A企业集团有限公司已在国内外市场建立了稳定的分销体系。第三章建设规模与产品方案31建设规模1建设内容项目拟新增2条大功率芯片自动封装生产线，3条高亮度白光生产线；3条背光源及模组生产线，1条公共照明（路灯、隧道灯）灯具及模组生产线；1条特种照明及装饰灯灯具及模组生产线。2建设规模根据市场导向以及企业原有各种生产要素条件，确定本项目建成后生产能力大功率LED芯片封装24亿只/年，包含大功率LED光源、高亮度白光LED、背光源模组；公共照明灯具及模组5万只/年；特种照明及装饰灯灯具及模组20万只/年。表31产品生产纲领计划表产品名称单位2010年2011年2012年20132019年大功率LED光源万只4008001,0001,000高亮度白光万只7,20014,40018,00018,000背光源模组万只2,0004,0005,0005,000公共照明（路灯隧道灯）灯具及模组万只2455特种照明及装饰灯灯具及模组万只816202032产品方案1项目典型产品技术规格表32项目典型产品白光系列技术规格白光系列产品亮度（MCD）光通量（LM）色温（K）电压（V）3528系列10000105050系列1200020大功率1W系列2000060110直插LED1200240004月10日2838大功率3W系列30000180280080003042表33项目典型产品红光系列技术规格红光系列产品亮度（MCD）光通量（LM）波长（NM）电压（V）3528系列800/5050系列1200/大功率1W系列3000/直插LED1005000/大功率3W系列30000/6206501825表34项目典型产品绿光系列技术规格绿光系列产品亮度（MCD）光通量（LM）波长（NM）电压（V）3528系列1000/5050系列3000/大功率1W系列10000/直插LED200020000/大功率3W系列15000/5105302838表34项目典型产品蓝光系列技术规格蓝光系列产品亮度（MCD）光通量（LM）波长（NM）电压（V）3528系列600/5050系列800/大功率1W系3000/4554752838列直插LED2003500/大功率3W系列6000/目前LED原件暂时无国家标准可遵循，LED企业都以行业标准执行或参照LED领先企业标准。2项目产品大功率LED照明光源的特点（1）工作寿命长LED作为一种半导体固体发光器件，较之其他发光器具有更长的工作寿命。其亮度半衰期通常可达到十万小时。如用LED替代传统的汽车用灯，那么它的寿命将远大于汽车本体的寿命，具有终身不用修理与更换的特点。（2）耗电低LED是一种低压工作器件，因此在同等亮度下，耗电最小，可大量降低能耗，只有普通照明灯泡能耗的十分之一。随着今后工艺和材料的发展，将具有更高的发光效率。到2010年，我国照明用电估计就需3000亿度以上。三峡水电站三期工程全面完工以后，年平均发电量8468亿度。如果照明用电节约三分之一，则可节电1000亿度，相当于再建一座三峡电力工程。照明节电对环境保护十分有利。（3）响应时间快LED一般可在几十毫微秒NS内响应，因此是一种高速器件，这也是其他光源望尘莫及的。采用LED制作汽车的高位刹车灯在高速状态下，大大提高了汽车的安全性。（4）体积小、重量轻、耐抗击这是半导体固体器件的固有特点。采用LED可制作各类清晰精致的显示器件。（5）易于调光、调色、可控性大LED作为一种发光器件，可以通过流过电流的变化控制亮度，也可通过不同波长LED的配置实现色彩的变化与调节。因此用LED组成的光源或显示屏，易于通过电子控制来达到各种应用的需要，与IC电脑在兼容性无丝毫困难。另外，LED光源的应用原则上不受空间的限制，可塑性极强，可以任意延伸，实现积木式拼装。目前超大屏幕的彩色显示屏非LED莫属。（6）用LED制作的光源不存在诸如水银、铅等环境污染物，不会污染环境。因此人们将LED光源称为“绿色”光源。第四章建设条件41建设用地本项目拟在广东省A企业集团有限公司原有厂区基础之上实施，完全能够满足项目建设用地需求，不需要另外新征土地。该项目选址于佛山市南海区平洲沙尾桥工业西区（集团三家项目实施主体都位于该工业区内）。利用广东A企业集团下属三家项目实施主体原生产面积5万平方米。42交通运输项目所在地处于珠江三角洲腹地，毗邻港、澳，紧连广州，区内有直通香港的客运港集装箱码头及广佛高速公路、京珠高速公路、铁路等主要交通网络，交通便利。43外部配套协作条件该项目选址得当，外部交通便利，电力等外部配套设施能满足该项目需要。珠三角地区有约三千家照明灯具厂，已经形成了大规模的产业集群，为大功率LED半导体绿色照明系列产品提供了较为广阔的市场；物流、信息流快捷方便。第五章技术、设备及工程方案51技术方案511技术改造主导思想（1）针对原半导体照明产品生产线缺少生产大功率LED照明产品的关键自动固晶机、自动焊线焊接机、泛用型高速固晶机、点胶机、高速LED铝线焊机、自动测试机、自动包裝机等装备的现状，进行相应的改造，使之达到能进行大批量生产大功率LED半导体绿色照明系列产品。（2）基于上述前提，本次技改则要求高起点、高水平，采用先进的生产工艺，配备先进适用的工艺装备，建立合适的生产环境和管理制度。（3）通过技术改造，强化企业自身的产品开发技术平台，扩大产品的生产能力，进一步提高产品质量，使项目产品向技术含量更高、效益更好的方向发展。（4）项目在广东省A企业集团有限公司下属广东A光电科技有限公司、广东A金属制品有限公司、佛山市南海平洲电子厂有限公司原有生产场地内实施，形成大功率LED半导体绿色照明系列产品产业链。利用现有生产面积5万平方米，本次技改除购置所需工艺装备外，还需根据工艺生产要求进行水、电、气、汽及通风除尘、生产环境等方面的相应改造。（5）生产线按年产24亿只大功率LED光源和公共照明灯具及模组5万只、特种照明及装饰灯灯具及模组20万只的生产能力进行。（6）本着新增生产装备应与原有装备相适应的原则，项目中的关键设备拟进口国外的先进设备，以保证项目产品质量。（7）技术改造中依法执行消防、环境保护设施及职业安全卫生与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的“三同时”原则。512技术改造后工艺流程分析项目主导产品大功率LED光源工艺流程如图51。图51大功率LED光源封装工艺流程广东A集团针对不同的产品使用要求和不同的光电特性，主要采取以下几种LED封装工艺形式软封装主要应用于COB产品芯片直接粘结在特定的PCB印制板上，通过焊接线连接成特定的字符或阵列形式，并将LED芯片和焊线用透明树脂保护，组装在特定的外壳中。这种软封装常用于数码显示、字符显示或点阵显示的产品中。引脚式封装（主要应用于LAMP产品）常见的有将LED芯片固定在2000系列引线框架上，焊好电极引线后，用环氧树脂包封成一定的透明形状，成为单个LED器件。这种引脚或封装按外型尺寸的不同可以分成3、5直径的封装。这类封装的特点是控制芯片到出光面的距离，可以获得各种不同的出光角度15、30、45、60、90、120等，也可以获得侧发光的要求，比较易于自动化生产。微型封装即贴片封装（主要应用于SMD产品）将LED芯片粘结在微小型的引线框架上，焊好电极引线后，经注塑成型，出光面一般用环氧树脂包封。贴片式封装便于规模化生产，但加工设备投人较引脚式昂贵。双列直插式封装（主要应用于食人鱼产品）用类似IC封装的铜质引线框架固定芯片，并焊接电极引线后用透明环氧包封，常见的有各种不同底腔的“食人鱼”式封装和超级食人鱼式封装，这种封装芯片热散失较好，热阻低，LED的输入功率可达01W05W大于引脚式器件，但成本较高。功率型封装（主要应用于大功率POWERLED产品）大功率LED的封装形式也很多，它的特点是粘结芯片的底腔较大，且具有镜面反射能力，导热系数要高，并且有足够低的热阻，以使芯片中的热量被快速地引到器件外，使芯片与环境温度保持较低的温差。常见的功率LED的封装结构如图52所示，在这种封装结构中将LED功率芯片用合金法“烧结”在铜质碗腔内加以固定，引线经焊接将LED正、负电极与覆铜铝基板上的焊点连结起来，再用透明硅胶白光则用荧光粉覆盖芯片和引线，最后将根据要求的出光角度的透镜安装在铝基板上，构成一个功率LED器件。铝热沉的厚度与面积视LED功率大小的确定，可以有各种不同的尺寸和形式。图52图53由于用PC树脂作透镜，可以根据发光的要求的不同，设计出聚光型，发散型，侧光型等透镜。集成多芯片封装（主要应用于超高亮度面光源产品）这种封装形式就是将多个LED芯片组装在同一个基板上，根据使用要求用印刷技术使各个芯片连接成一定的串并结构，可以用多个使每个芯片出光角度为一定的小透镜，组成一个大尺寸的出光面，结构的实样示意图如图54。尽管LED芯片的封装流程视不同封装结构略有不同，但原则上为如图（51）所示的封装流程图。513项目采用的关键技术本项目将IC和MEMS封装技术应用于LED封装，提出其工艺力学框架，解决新的技术问题。围绕封装中的共性技术难点，本项目在封装材料、封装工艺、封装结构和可靠性测试四个方面开展了卓有成效的研究工作，对封装中的关键问题有了初步的研究成果。先后发表研究论文10余篇，申请国内外专利24项，在国内外具有广泛的影响。主要研究成果包括1单芯片高光效LED封装结构模拟设计通过理论研究，提出大功率LED封装必须在芯片设计和封装设计过程中，尽可能采用工艺较少的封装形式（PACKAGELESSPACKAGING），同时简化封装结构，尽可能减少热学和光学界面数，以降低封装热阻，提高出光效率。同时，利用光学软件，对反光杯的尺寸，荧光粉厚度、配比、位置，光学透镜的形状进行了优化设计，并开展了实验进行验证。所封装出的大功率白光LED色温50007000K，显色指数85，光效国内领先，如图54。图54单芯片LED封装模块光谱图2多芯片低热阻LED封装材料和封装工艺研究采用基于共晶键合的芯片固晶工艺，研究了在多芯片COB封装技术中采用铝基、铜基MCPCB板和陶瓷基板的LED封装工艺，如图55至57。硅胶反光杯LED芯片图55封装好的22LED阵列模块图56带散热器的LED模块照明系统图57带散热器的25W多芯片LED模组3应用于集成照明技术的高效散热系统A光电公司研发中心开发了大功率LED封装散热技术，该技术基于微加工和气密封装的双层微喷冷却系统，解决了超大功率LED光源的散热难题。参见超大功率LED微喷射流主动散热技术专利2005200471699，该专利主要是通过微喷主动散热技术有效解决超大功率LED散热问题，系统采用冲击换热，换热系数大，换热效果好，特别对高密度LED组能有效降温，系统采用主动系统，封闭的内循环冷却方式，控制比较灵活，可根据需要任意方向设置，适用在LED工况经常变化的场合进行冷却。大幅度降低LED芯片结温和材料老化速度，延长光衰时间。图58为超大功率LED光源的散热系统原理图和试验装置。研究过程中LED结点附近温度采用T型热电偶测量，并对上述散热系统进行了大量的实验研究，部分实验结果如图59所示。图58本项目组提出的封闭微喷散热系统图59实验测试部分结果在上述专利技术的基础上，前期研发中心的专家将该高效散热系统应用于研制的220W大功率LED光源和1500W超大功率LED超强光源，如图89。其中，1500WLED光源为目前世界上最大功率的LED光源，由于其良好的性能和超大功率，央视等主流媒体曾进行了专门报道。图8220W大功率LED光源图91500W超大功率LED光源此外，与广东A集团合作的武汉光电国家实验室所属的材料研究与测试中心，拥有高倍率光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）等测试仪器，可满足研究过程中微观结构分析的需要。该实验室已经建成光电测试中心，包括光电子材料与器件、光通信系统与网络、激光器与激光器应用系统、半导体照明器件与系统、光存储器件与系统和光电子产品环境与可靠性等6个测试平台，能满足半导体照明器件性能测试的需要。4可靠性实验及失效分析开展大功率LED可靠性研究，对全球著名半导体照明企业LUMILEDS、CREE、SEOULSEMICONDUCTOR等、国内领先的LED企业（EVERLIGHT、量子光电等）和实验室自己研制的大功率LED进行了700MA/1000小时强化老化测试、85/85RH加速实验、700MA/65/65RH加速实验等可靠性实验（如图510所示），建模分析了不同失效模式对LED性能的影响（包括湿热在复杂环境中的应力扩散模型），初步探究了LED中产生各种失效的物理机理，并针对性地对大功率LED封装制造中的关键工艺提出了改进。图510各种大功率LED模块强化老化评估本项目组建立了LED热应力、湿应力、光传输和热传导耦合模型，利用有限元分析和蒙特卡罗（MONTECARLO）光线追迹的模拟方法，对各种缺陷情况进行了模拟分析，模拟结果发现在LED芯片与散热基座连接界面局部区域存在应力集中点，容易产生脱层或空隙，这将会大大增加整个LED封装模块的热阻，当空隙达到30时，热阻将达到原来的5倍以上，芯片区域温度升高，从而降低LED芯片的内量子效率，减少出光（如图511所示）。同时，在LED芯片表面与荧光粉层界面或荧光粉层与硅胶界面的局部区域受湿气影响也存在应力集中点，会产生脱层或气泡，这会对LED的光能量输出产生影响，使输出光能量不到原来的80（如图512所示）。图511LED芯片与基座间脱层大小与热阻的关系图512LED封装模块不同位置产生脱层大小与出光效率的关系514项目技术创新点大功率白光LED封装技术是广东A集团大功率LED照明产业化最关键的技术，涉及光学、热学、电学、力学、机械、材料、半导体等多学科。该技术的目的是实现白光LED照明低热阻、高光效、长寿命的关键等影响封装性能的各种因素，通过模拟、设计、实验验证、工艺改进等手段，突破大功率白光LED封装的关键技术。基于以上认识，本项目主要关键技术包括（1）运用光学技术，利用透镜原理实现光斑控制，同时确保出光效率；（2）对热阻进行优化设计，确保散热效果；（3）运用机械结构设计分析和工艺技术，提高产品安全度和水密封效果。本项目的创新点包括通过采用具有微结构的基板、热沉和高导热的界面材料，开发出低热阻大功率LED封装技术和工艺；通过设计新型的多层LED封装结构，开发出高光效、高色度均匀性的LED封装技术；通过加速试验研究LED封装的失效机理，分析导致LED器件失效的主要因素，开发出高可靠性、长寿命的LED封装技术，并提出一种LED封装可靠性快速测试与评估方法；基于系统封装（SIP）和主/被动散热技术，开发出具有高集成度的多芯片白光LED模组。52主要设备方案广东省A企业集团有限公司已先后进行多次技术改造，引进了相类似的关键生产设备及先进的生产技术，已具有一定的基础。故本次技改将在充分利用原有的生产设备、检测仪器的基础上，新增设备选型尽量与原有设备相匹配。本项目新增工艺装备295台（套），其中进口装备70台（套），折合人民币2730万元；国产装备225台（套），使用人民币1270万元。本项目设备一览表如表52和53。表52进口设备一览表单位万元序号进口设备名称数量台单价万元金额1电浆清洗机14694692全自动高速银浆固晶机38911267333自动固晶机46767270684全自动银浆固晶机44087163485泛用型高速固晶机63082184926全自动银浆固晶机4301512067高性能金线焊接机64087245228全自动金球焊线机243558719自动焊线焊接机542212110510自动金线球焊接机446231849211自动金线球焊线机258291165812高速LED铝线焊机420180413差示扫描量热仪120120114涂布自动手21742348415点胶机22144428816HIGHPOWER自动测试分类AMPLED自动测试分类机41541616418PIRANHALED自动测试分类机22144428819片式元器件高速分选OPVIEWSMD自动测试机7335234521SMD自动包裝机430821232822片式元器件自动测试包装机154695469合计702730表53国产设备一览表单位万元序号设备名称数量（台）单价金额1全自动精密点胶机518902光电色测试仪3351053数字精密电源845364恒温恒湿试验机106605高低温循环试验机510506高低温冲击试验机330907大功率LED光色电半自动分光机534178空压机3852559精密气压式手动点胶机16069610半自动灌胶机12061573811自动灌胶机82016012手动动焊线机2024013手动焊线机1222414半自动食人鱼灌胶机5105015压PIN机61616精密热风烤箱600855117自动焊线机5157518手动焊线机81819测试机51520自动灌胶机1022021测试机1511522其他计225127053工程方案本项目使用原有的生产车间，进行洁净厂房改造，没有新增建筑物。项目利用原生产面积约5万平方米，洁净厂房改造费用约200万元，改造后主要从事大功率LED的设计、封装等，改造后确保符合生产要求。本项目需要少量的水电、消防、降温等配套安装工程。具体可见第七章总图运输与公用辅助工程的内容。第六章主要原材料和能源供应61主要原材料供应本项目产品使用的原材料来源通过国内外市场采购。原材料主要是芯片（约占材料成本的6070）、支架及透镜（约占材料的2030）。芯片以美国CREE、BRIDGELUX、SEMILEDS，德国ORSRAM、台湾晶元，国内三安、路美、晶能、士兰、华光等生产商为主；支架、透镜、钢材及其他辅助材料以国内采购为主，市场供应充裕，完全能够满足本项目的需求。62能源供应本项目所需主要能源是水、电。项目用水由佛山市南海区自来水公司供应。电由广东省电网公司南海分公司供应。项目单位拟投入一定资金用于水电配套设施改造，以满足项目生产生活使用的需要。63主要原材料、能源价格及年需要量1原辅材料项目产品使用的原材料主要是芯片、支架及透镜、芯片、支架、透镜、钢材及环氧树脂等辅助材料。年需要主要原附材料见表61表61主要原材料单位成本价格原辅材料来源年用量单价金额芯片国内/台湾40000万只012元4800万元支架国内采购40000万只0025元1000万元透镜国内采购1000万只2元2000万元环氧树脂及其国内采购75633万元他合计81000万只153633万元2能源价格本项目所需能源是电、水，由于生产能力扩大，各项能源需求量均要增加，执行政府指导价。见下表62表62新增主要能源价格序号名称来源用量单价金额1电市政300万千瓦时085元/千瓦时2552水市政2万吨20元/T43合计259项目实施后，生产能力大幅提高，对于原材料和能源的要求都相应有一定的提高。达产年预计项目新增主要原材料、辅料共计153633万元。所需能源动力达产年需259万元。第七章总图运输与公用辅助工程71总图布置711总图布置原则本项目充分利用项目单位原有设施，不改变原来总图设计。原来总图设计根据建设场地的地形、地质、气象等条件，本着有利于生产，方便管理，确保安全，节约用地的原则，综合考虑消防、环保、卫生等要求，并严格按照工业与民用建筑设计规范的有关规定及国家和地方的有关安全法令、法规的要求进行设计布置。712场内外运输1场内外运输本项目场内运输也极其便利。原厂区将生产区与生活行政区分开布置，方便生产生活不相干扰和便于管理。2场内外运输方式（1）生产物资（主要是原料和辅料等）及维修用备品备件，拟采取由销售方负责