LED产业发展现状及趋势王钢 教授中山大学佛山研究院 院长中山大学.ppt

ledled产业发展产业发展现状及趋势现状及趋势 王钢 教授 中山大学佛山研究院 院长 中山大学半导体照明系统研究中心 主任 广州，2010.11.29 提纲 ledled技术概发展概况技术概发展概况 中国中国ledled产业发展现状与趋势产业发展现状与趋势 广东广东ledled产业发展现状与趋势产业发展现状与趋势 结论结论 2 提纲 ledled技术发展概况技术发展概况 中国中国ledled产业发展现状与趋势产业发展现状与趋势 广东广东ledled产业发展现状与趋势产业发展现状与趋势 结论结论 3 led及发展历程 关于led v led：利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管 v 半导体照明：以发光二极管(led)为光源的新型照明 中功率led 大功率led 小功率led 指示led led产业链 衬底外延生长 蓝宝石 sic si mocvd 外延片 光电 表面 测试磨 片 划 片 目 检 分 选 包 装 退火 光刻 刻蚀 电极蒸发 合金化 介质膜 芯片制备 在线芯片 测试 包 装 烘 烤 点 荧 光 粉 及 注 胶 目 检 引 线 贴 片 封装 led 检测 分选 老 化 白光照明 显示/指示 汽车灯 交通信号 背光源 组装 电路板 电子元件 机械件 光学件 应用产品 气源 高纯氮/氨 三甲基镓 二乙基铟 快速检测 及对 mocvd生 长的反馈 上游产业中游产业 下游产业 上 游 主 宰 中 下 游 大功率白光led光源 xlamp(r) mc-e led 光利用率达80% 对不同光色的芯片,有很高的混光特性 六芯片封装,可以在1a电流下工作 低热阻率,rth =3.6 k/w 寿命达50000小时 linear optic ceramos reflector led 5”-20”背光的理想方案 厚度仅为2mm 白光led光源技术演进趋势 高亮度,大功率,多芯片封装 (lumileds,cree,osram) 芯片级别的封装 (lumileds,cree,osram) 更薄,更小 (cree,seoul,nichia) 集成化趋势 (seoul,lumileds) 模块面向应用 (osram,nichia) 优势：节能，高效，环保 节能：白炽灯(10-20lm/w) 荧光灯(50-100lm/w) led(200lm/w) 环保：美国能源部预测，在未来的20年间，固态照明产品可节约1488兆 瓦时的能源，相当于节约1200亿美元，同时固态照明灯具可望减少2.46亿 吨的二氧化碳排放量。 新型led固态电光源 资资料来源：美国doe 白光led发光效率不断提高 白光led光源的成本不断降低 分类类指标标参数单单位2009201020122015 暖白led（2800- 3500k,cri85， 350ma） 光效lm/w8397114138 价格$/klm4625114 冷白led（4100- 6500k,cri 60-70， 350ma） 光效lm/w132147164188 价格$/klm251362 oem灯具 价格$/klm1301016128 美国led发展路线图 提纲 ledled技术发展概况技术发展概况 中国中国ledled产业发展现状与趋势产业发展现状与趋势 广东广东ledled产业发展现状与趋势产业发展现状与趋势 结论结论 12 中国led产业发展历程 19812003 产业起步期 早期由国外直接进口芯片 90年代开始引进外延，从事芯片工艺 2002年与axt合作，吸纳海外人才，有效提高产量 2002年初步形成产业规模，厂商达450家，九成属封装企业 2002年与axt合作，吸纳海外人才，有效提高产量 20032006 产业成长期 启动国家半导体照明工程，led产业列为“十五”国家科技发展重大项 目，并形成五大照明基地 初步形成从外延、芯片、封装以及应用较完整的产业链 19651980 发展初期 由中国科学院主导led研究 中科院长春光机所开发第一颗红光led 几乎无规模量产 20062010 关键技术发展期 十一五规划及863计划将“半导体照明工程”列为重点发展项目，旨在突破核心技术 着重建立创新与特色的产业群，完善半导体照明产业链，使其具有国际竞争力 2010 关键技术发展期 十二五规划及863计划仍将“半导体照明工程”列为重点发展项目，着重 在150lm/w的技术突破 产业链基本完整，关键设备与原材料仍依赖进口 厂商材料/设备 厦门三安、大连路美、杭州士蓝明芯、上海蓝 光、深圳方大、上海蓝宝、山东华光、江西联 创、深圳世纪晶源、广州晶科、扬州华夏集成 等。 mocvd：veeco、axtron、ts sapphire substrate：kyocera(日本)、晶向(台)等厂 商 other substrate：进口居多，北京金属研究所 mo source：进口居多(如shipley、akzo nobel等厂 商) ，江苏南大光电部分供应 air：进口居多(如air product 、日本昭和等厂商)， 大连光明研究所及利科德部分供应 外商/独资：台商、港商、韩商(三星、 ssl)二三元晶粒：本土供应商与台湾进口 上市或国营企业：联创、苏州半导体厂、天津天星 、厦门华联、镇江稳润、宁波升谱等厂商 四元及gan晶粒：台湾供应达60%以上，美国cree 供应高阶市场(强调esd能力)，大陆本土部分供应 民营或私人企业：佛山国星、深圳瑞丰、深圳超亮 、中山木林森、厦门光圃、珠海力丰、广州鸿利等 厂商 荧光粉、支架、环氧树脂等封装材料：中高阶生产 用进口或台湾供应。低阶产品本土供应 自动化机台以进口及台湾供应为主，手动机台大陆 厂商供应 中国led产业主要厂家 中国半导体照明产业基地分布 国内led产业呈集群发展形成区域竞争力 四大产业基地： p 珠三角地区：广州、深 圳争锋； p 长三角地区：上海、江 苏、宁波三足鼎立； p 闽三角地区：厦门、江 西强势崛起； p 北方地区：发力产业化 基地优势：政策环境、市场、自身产业、资源、成本 资料来源：国家半导体照明工程研发及产业同盟 国内led照明市场构成 交通信号led 车用led 中大尺寸面板背光 近程市场前景看好 显示看板led 成长商机显著市场 可显示产品，如手机 目前主流市场 照明led 远程市场前景看好 国家半导体照明工程推动国内led产业发展 p 持续不断的资金投入； * 2003-2005: 1.4亿 * 2005-2010: 3.5亿 * 2010-2015: 10.0亿 p 研发经费的合理引导：重视 产业化技术和基础研究及应 用； p 以企业为主体、科研院校参 与的支持模式； p 支持方向由健全产业链逐渐 转向核心技术开发，以期形 成核心竞争力。 p 以重大工程为导向，合力推 动 国家半导体照明工程研发经费分配比例 资料来源：中国半导体照明工程研发及产业联盟 国家半导体照明工程参与主体 中国led产业前景 2009年，金融危机；2010年，市场复苏；2010后，前景靓丽。 资料来源：工研院iek 政府积极拉动半导体的持续发展 直接政策-扶持产业 n 资金支持，直接入股厂 商 n 投入研发经费，“十一 五”期间补助经费约10-15 亿人民币 n 建立半导体照明基地 n 建立非关税贸易障碍 * 国内led路灯自定规范 *自定产业与产品标准 间接政策-创造市场 n 推动亮点工程，创造需 求 *城市景观照明及公共工程(如交 通标志，2008奥运等) n 十城万盏计划 *led道路照明、隧道照明、车 厢及地铁月台、地下停车场、加油 站照明、室内照明等功能性照明 *鼓励led照明产品与可再生能 源如太阳能、风能结合使用 目标：2015年世界半导体照明产业三强 提纲 ledled技术发展概况技术发展概况 中国中国ledled产业发展现状与趋势产业发展现状与趋势 广东广东ledled产业发展现状与趋势产业发展现状与趋势 结论结论 20 广东发展led照明产业的优势 我省是led产品的主要集散地，直接面对国内外 市场的庞大市场需求。 广东地区的led应用在全国市场也占据着重要地位，尤其 是led室内装饰的应用尤为突出，仅以中山一镇为例，其 每年灯饰产品产量几乎占全国灯饰总市场的60%，从而极 大地带动了led在灯饰领域的应用市场的迅速壮大。 我省是led的封装、应用产品的主要制造基地，具 有较强的制造优势。 封装产品方面：包括白光led、功率型led、 smd led封装 。led封装企业超千家，几乎涵盖了下游应用的各个领域。 封装销售额占国内的约6070%,珠三角地区已成为世界led 封装中心。 应用产品方面：涉及背光源、显示屏、大面积彩显幕墙、 太阳能led、景观照明、特种工作灯、信号灯、矿灯、射灯 、装饰灯、民用台灯等，应用领域涉及广泛。特色产品具 有相当的市场规模。 我省已经初步形成了完整的led产业链，具备良好 的发展基础。 原材料？ 衬底材料？ 外延 材料 南海旭 瑞； 江门真 明丽等 。 mocvd 装备？ 封装 佛山国 星光电 ； 广州鸿 利光电 子； 深圳量 子光电 ； 中山木 林森电 子； 南海昭 信光电 等。 应用 广东亚一光电 ； 中大中鸣； 广东济胜光电 ； 东莞勤上光电 ； 河源粤兴； 深圳中放光电 ； 鹤山真明丽等 等。 划片 封装 系统 集成 芯片 广州晶 科； 东莞福 地等。 荧光粉 中山大学 ； 广州有色 院 制成 上游 中游 下游 在产业链的上游外延生长和芯片制成方面，我省的力 量仍十分薄弱，需要继续加强前瞻性技术研究，特别是 上游核心技术的创新研究。 广东国内国际 骨干企业 优势科研 机构 led上游产业、研发状况 上海蓝光、 山东华光、 大连路美、 厦门三安 南昌晶能 南海旭瑞、 江门真明丽、 广州普光 日本日亚 日本丰田合成 美国lumileds 美国cree 德国osram 中山大学 华南师大 深圳大学 中科院半导体所 北京大学 清华大学 山东大学 南京大学 南昌大学 日本德岛大学 日本名城大学 日本名古屋工业大学 日本千叶大学 美国ucsb 德国ahen工大 广东发展广东发展ledled照明产业面临挑战照明产业面临挑战 mocvd、自动封装设备和功率型封装设备等核心装备的 研发、制造几乎处于空白状态，与我省的装备制造业大 省的地位严重脱节。 led器件封装和应用产品集中在景观照明、信号灯、矿 灯、射灯、装饰灯、民用台灯等小功率中低档市场，特 别是在大功率高亮度白光led光源产品方面缺少核心技 术、专利和标准。 广东发展广东发展ledled照明产业面临挑战照明产业面临挑战 广东广东ledled产业化推广路径（方案建议）产业化推广路径（方案建议） 基础能源 科学 产业化关键 技术、重大装备 研究开发 高效大功率 led照明器具 开发 目标：给市场提 供节能、高性价 比灯具产品 政府采购等 政策的配套 4、构建产业公共技术支撑平台，建立完善的技术创新体系，提升产业持续 创新的能力:白光led光源产品研发平台、测试平台、公共服务平台 2、以重大技术产品，重大装备为导 向，攻克产业化共性关键技术，掌握 自主知识产权，实现led照明光源的 低成本制造： 150lm/w产业化及封装技术 mocvd设备的国产化 led路灯、led室内普通照明产品开 发及示范 1、加强基础研究 ，实现新材料、新 技术领域重大科学 问题的源头创新： gan