东莞市半导体照明产业发展报告.doc

分报告之五东莞市半导体照明产业发展报告中国机械工程学会东莞市数码产业协会北京朴慧咨询有限责任公司2008年9月48目 录1.重要意义11.1 全球能源形势发展的必然11.2 我国经济社会发展的关键11.3 东莞产业结构调整的需求22.基本知识32.1 LED产业链构成32.2 LED分类33.世界LED产业发展态势43.1 LED产业发展现状及趋势43.1.1 LED产业发展现状43.1.2 LED产业发展趋势63.2 LED技术现状与趋势73.3 LED产品成本发展趋势93.4先进国家LED产业的发展经验104. 我国LED产业发展态势154.1 LED产业发展现状及趋势154.2 LED技术发展现状及趋势204.2.1 LED技术发展现状204.2.2 LED技术发展趋势224.4主要地区的发展经验234.5国家采取的支持行动265.东莞市LED产业发展现状285.1 LED产业发展现状285.2 LED技术发展现状285.3 LED产业的优势与特点295.4与国内先进地区的比较305.5存在的差距与问题346.东莞市发展LED产业的路径386.1发展定位与目标386.1.1定位386.1.2总目标396.2技术方案396.3发展重点406.3.1扩大产业规模、提升出口能力406.3.2增强系统集成和制造能力406.3.3启动应用市场416.3.4研发能力建设和关键技术研究426.4重大项目建议426.4.1高亮度LED产业化项目426.4.2建立东莞LED技术研究院436.4.3示范工程436.4.4产业园建设446.5政策建议44参考文献461.重要意义1.1 全球能源形势发展的必然伴随全球石油、天然气及煤炭等传统化石型能源消耗量的逐年增加，能源危机与环境保护已成为全球可持续发展的关注焦点，节能环保与可再生能源开发利用热潮正在全球掀起。在全球能源危机与环保压力日益凸显的形势下，半导体（LED） LED为发光二极管（Light Emitting Diode）的英文简写,半导体照明（LED照明）亦称固态照明，是以LED为光源的新型照明模式。LED诞生于20世纪60年代初，具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、可靠性高等特点。最早的红色LED主要用于显示，随着第三代半导体材料氮化镓的出现和发展，在上世纪90年代研制成功蓝色LED，现已实现了红、黄、绿、蓝和白光LED的生产，发光效率提高了近千倍，半导体照明得到快速发展。照明作为第三代照明技术，具有节能环保、应用广泛等优点，正在全球范围内孕育着一场新的产业革命。在近年来，美国、日本、欧盟、韩国等国家相继推出国家LED照明计划，以抢夺技术与产业制高点，从而促进了LED产业的迅猛发展。面对LED的市场巨大商机，世界各主要公司的不断研发新技术，推动了LED技术不断取得突破性进展，加快了LED照明技术创新的步伐，以及LED产业格局的形成。1.2 我国经济社会发展的关键十七大报告指出：要增强发展协调性，努力实现经济又好又快发展，加强能源资源节约和生态环境保护，增强可持续发展能力。为确保经济和社会可持续发展，我国已经出台了一系列措施来促进节能减排和环境保护。国家“十一五”国民经济和社会规划提出了2006-2010年期间单位GDP能耗降低20左右、主要污染物排放总量减少10的约束性指标。可见，我国国民经济的持续高速发展，资源和环境因素的影响及压力逐渐加大，节能减排、环境保护、改善能源结构已迫在眉睫。因此，LED产业可节能减排、促进环境保护的特点，以及其产业潜在的巨大经济效益和社会效益，势必在促进经济又好又快发展和社会可持续发展方面发挥关键性的作用。 1.3 东莞产业结构调整的需求东莞作为全国的百强城市、广东省的主要地市，经过20多年高速发展，已经进入经济发展的重要转折时期，以往的劳动密集型、外向型、加工型为主要特点的产业结构，导致过度的资源消耗、严重的环境污染以及缺乏产业核心技术等系列问题愈发凸现，未来的产业结构调整势在必行。目前，全球制造业产业分工格局已呈现出新的发展趋势，后发展地区和国家承接产业转移的能力逐渐增强，高端制造业和服务业逐步向有条件的地区和国家转移。因此，发展高技术产业，推进经济增长方式从粗放型、外延型向集约型、内涵型转变，推进产业结构从加工制造环节为主的纺锤型向加工制造与研发服务环节协调发展的哑铃型转变，实现资源利用从线型经济向循环经济转变，已成为东莞未来发展经济、调整产业结构的主导方向。半导体照明（LED）产业作为新兴的高技术产业，高效、节能、环保等的特点，适应了缓解全球能源危机、减少温室气体排放、应对全球气候变暖的需求，成为当前低碳经济发展的热点。据有关预测：2010年LED灯有望进入家庭照明，逐步取代白炽灯、荧光灯，我国整个LED产业产值将超过1500亿元的规模，成为我国乃至于全球新经济的增长点，同时也为东莞未来经济的发展提供了巨大的、难得的发展机遇。2.基本知识2.1 LED产业链构成LED产业链主要包括上游产业为设备、原材料制造及外延材料生长等，中游产业为芯片制造，下游产业为LED封装。在封装以后，LED在各种应用领域得到具体应用，包括普通照明、景观装饰照明、背光源、汽车照明、信号灯、显示屏等应用。LED产业链结构具体如下图1所示。图1 LED产业链结构图2.2 LED分类目前，LED的分类方式主要按照LED的发光颜色、出光面特征、结构以及光强度和工作电流等进行分类。具体如下：（1）按发光管发光颜色分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外，有的LED中包含二种或三种颜色的芯片。根据LED出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型，其中散射型发光二极管不适合做指示灯用。（2）按发光管出光面特征LED中分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm及20mm等。国外通常把3mm的LED记作T-1；把5mm的记作T-1(3/4)；把4.4mm的记作T-1(1/4)。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：高指向性、标准型、散射型。（3）按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。（4）按发光强度和工作电流分，有普通亮度的LED(发光强度小于10mcd)；超高亮度的LED(发光强度大于100mcd)；将发光强度在10100mcd间的称作高亮度发光LED。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。3.世界LED产业发展态势3.1 LED产业发展现状及趋势3.1.1 LED产业发展现状 世界LED产业经过多年的发展，已经形成了以美国、亚洲、欧洲三足鼎立的全球产业格局。LED主要厂商分布在美国、日本、欧盟等地，由于拥有核心技术专利，在 GaN基蓝、蓝光LED、白光技术方面具有领先优势，同时在产业规模方面也具有优势。目前，由于世界LED产业链中企业分布不均，导致MOCVD设备厂商较少，主要是德国的AIXTRON和美国的VEECO两家企业为主；外延和芯片的生产通常在同一家公司，也有部分厂商只拥有芯片生产能力，但其上游外延片的供应往往依靠关联公司提供；封装企业数量较多，主要分布在我国台湾及日本等国家和地区，通常国际性的LED外延和芯片大厂也都有封装生产；应用产品的开发和生产分散在各个行业领域，数量非常多，分布非常广，重点领域包括手机背光、信号灯、显示屏、仪表、家电、灯具、玩具等行业。近几年来，全球LED的市场规模年均增长率超过20，2005、2006年分别达到57亿美元和66亿美元。高亮度LED增长更加迅速，在1995-2005年10年间年均增长率达到46，2006年、2007市场规模达到52亿美元和64亿美元。高亮LED占LED产品的市场比例由2001年的40增长到2007年的80以上。2006年日本LED产值达30亿美元，占据全球LED产值的50左右，2006-2008年间日本LED产值将保持约6的年均增长，至2008年日本LED产值预计约达33亿美元；台湾（包括台湾岛内及大陆分厂生产）LED产值2006年达14亿美元，2006、2007年YOY均约增长19，2007年产值将首度超越欧美市场；欧美地区的LED产值2006年约为15亿美元，而后两年不会有明显增长，产值维持在15亿美元附近。 另外，从世界LED芯片产能来看，台湾AlGaInP系、GaN系芯片产能均为全球第一，全球市占分为75、37，CAGR保持20增长；日本GaN系芯片居全球第二。其中，全球GaN芯片产能由2003年1662KK/月增长至206年的3326KK/月，年均复合增速（CAGR）达26。2007年，全球GaN芯片达到4650 KK/月，增长更是接近40，其中主要的增长来自中国的大陆和台湾、韩国等区域。总之，当前世界LED产业竞争格局已经形成。其中美国和日本企业利用其在LED新产品和新技术领域中的创新优势，主要从事最高附加值LED产品的生产；而欧洲企业则利用其在应用技术领域的开发和善于吸收最新技术的转换优势，主要从事高附加值LED产品生产。我国台湾地区LED产业近年来迅速崛起，其芯片产量及封装产量占据世界第一，产值位居全球第二。日本、欧美的LED产业主要集中在生产规模大、技术垄断性强的集团化企业；而台湾地区的LED产业较为分散，企业数量多，相对日本、欧美企业而言大多为中小企业，上中下游分工明确，产业链供销稳定。3.1.2 LED产业发展趋势伴随LED照明技术逐步得到验证，单瓦流明数超百，单流明成本低于一美分，单灯流明过千已只是时间问题，业内人士已经形成了共识，绿色环保节能LED照明光源必将超越其它任何光源，走向宽广的普通照明市场。目前，尽管LED的价格下降的速度较为缓慢，但随着应用领域和规模的不断扩大，全球的LED市场规模也将保持10以上的增长。特别是随着大功率LED制造和应用技术的逐步成熟，2010年LED市场规模将达到100亿美元左右，2010年后 LED市场规模的增长速度将进一步加快。预计全球的高亮度LED市场在接下来13年内增长幅度逐步扩大，到2011年全球高亮度LED市场规模将高达90亿美元以上。从LED产品的应用视角看，当前高亮度LED主要应用于手机等小尺寸面板背光源、显示屏、汽车、交通信号、景观装饰、特种工作照明等领域。其中汽车照明用目前主要集中在第三刹车灯及尾灯等部分，近几年基本维持在16的市场份额，照明（主要为特种照明）呈现逐年小幅增长，预计2006年约占据10的份额。随着LED发光效率的提高及成本的下降，LED产品已从显示向照明，从特殊照明向普通照明转变。道路照明、隧道照明等室外照明市场将根据LED光效的提高与价格的下降而逐步启动，农业、军事、航空等新的应用领域也将被逐步开发出来。预计未来几年在中大尺寸LCD背光源、车灯及照明领域所占的市场份额的增幅较大。另外，LED白光照明一直被认为是LED最重要、最具发展前景的应用。2003 年到2006 年可以看作LED 照明的移动和通信时代，LED白光的主要市场为背光应用。2007年开始，LED白光照明将步入电力时代，在路灯、商业照明中的应用将迅速提升，2010年后将开始在家庭照明中大规模应用，并可望成为一般照明市场的主要应用光源。具有关统计数据：2006年，LED照明市场产值约达4.1亿美元，同比2005年增长78.6；到2010年，LED将可大举进入普通照明市场，预计产值高达26亿美元。据此，LED白光照明在未来将具有更加广阔的市场。3.2 LED技术现状与趋势 目前，白光LED是半导体照明发展的重中之重。LED的白光技术也被认为是半导体照明最重要的技术，是实现半导体照明实际应用的关键。自1993年GaN系蓝光LED成功开发以来，使得白光LED成为实际可行的产品。通常情况下，产生白光的LED主要有以下六种方式：其中蓝色LED芯片结合可被蓝光激发发黄光的荧光粉、红绿蓝三基LED芯片合成两种方式较为成熟，基于蓝光技术的蓝光LED激发黄色荧光粉仍然是目前最为成熟、应用最广的LED产生白光的方式，已逐步商业应用；紫外光LED芯片激发红绿蓝三基色荧光粉被认为是下一步产业化研发重点；其它方式还处于实验室水平，真正的产业化技术还需要取得重大突破性进展。外延设备方面，MOCVD设备主要被国外的各大厂商垄断。其中，德国爱思强(Aixtron)国际市场份额的70，美国维易科(Veeco) 占据20，日本大阳酸素(Sanso) 占据7，但是仅在本国销售。另外，国际上GaN研究和生产最成功的企业是日本日亚公司(Nichia)和丰田合成公司(Toyota Gosei)，均使用自行研发的MOCVD设备。韩国企业在政府的支持下，已通过引进英国Thomas Swan的技术，仿制出MOCVD设备并开始销售。LED外延片生长技术方面，日本、美国、德国的公司，掌握了目前国际上最先进的高亮度LED外延生长和芯片、封装、白光和应用技术，并且各有不同的特点，但都利用各自原创性核心专利在世界范围内设立了专利网，仅与GaN相关的专利就有4000多项，美、日GaN蓝、绿光LED专利有500多项。随着世界主要半导体照明公司在蓝光结合黄色荧光粉取得的重大进展，以Nichia、Cree、Lumileds为代表的公司发布的最高技术指标的产品将逐步进入市场：2006年7月，Cree开发出发光效率达131lm/W的白光LED；2006年12月，Nichia 白光LED的实验室效率已达到150lm/W；2007年1月，Philips Lumileds大功率白光LED已达到115 lm/W的新性能。总之，世界LED技术的进步，将推动LED器件及产品的效率逐步提高，使LED产品的品质逐渐趋于完美。有科学家预测，按照目前的技术水平和发展趋势，半导体普通照明市场启动时间，约在未来5-10年间。3.3 LED产品成本发展趋势当前，LED产业发展相对比较缓慢的主要原因是受制于LED产品的发光效率及成本。其中具体而言，生产一只1W大功率LED的成本中，芯片成本占整个器件的57-87（外延用原材料约占芯片成本37，MOCVD设备折旧及动力约占芯片成本13）。可见，芯片成本成为LED产品的主导。表1给出了节能灯、白炽灯、荧光灯、LED灯四种灯具的性价指标。表1 LED照明与常用照明方式性价比较 单灯功率(W)价格(元)寿命（h）发光效率（lm/w）购买成本(元/1000lm）耗电成本(分/1000lm.h）综合使用成本(分/1000lm.h）节能灯1120100008022.70.632.90白炽灯6021000152.23.333.52荧光灯管181480006012.90.830.99LED灯(L)13050000605000.881.88LED灯(H)136100000903880.550.94注：照明电价按照0.5元/kw.h计算, LED灯(H)数据按照勤上光电提供数据计算从表1可以发现：勤上光电等优秀的LED灯的综合使用成本现在已经低于荧光灯,大大低于白炽灯、节能灯等。目前,主要的问题是初期投资的成本是其它灯具的17倍以上,随着LED性能的提高和价格的再降低，LED将逐步进入照明领域，即有可能成为主流照明光源。在美国的“LED照明国家研究项目”中，计划用10年时间，耗资5亿美元开发半导体照明，并提出明确的发展目标（见表2）：为了使美国在未来照明光源市场竞争中，领先于日本、欧洲及韩国等竞争者，计划2002年LED发光效率实现20 lm/W，2007年75 lm/W，2012年150 lm/W。表2 美国半导体照明光源发展目标指 标2002年2007年2012年2020年发光效率(lm/W)2575150200寿命(h)20,00020,000100,000100,000光通量(lm)2520010001500输入功率(W)12.76.77.5光通价格($/klm)2002052照明成本($)5453显色指数75808080数据来源： AnOIDATechnologyRoadmapupdate2002从2000年到2020年，美国LED照明计划到2010年，55的白炽灯和荧光灯被半导体灯取代，到2025年，固态照明光源的使用将使照明用电减少一半，每年节电额达350亿美元；形成一个每年产值超过500亿美元的半导体照明产业市场；带来高质量的数以百万计的工作机会。因此，美国LED产业的发展代表了世界LED产业发展的总体趋势，LED产品价格的总体趋势为：LED产品的发光效率将逐步提高，其成本价格将逐年降低。3.4先进国家LED产业的发展经验世界各国LED的发展实践证明：LED照明产业蕴涵巨大的经济和社会效益，为推动LED产业的发展与壮大，许多国家和地区纷纷制定LED产业发展计划，投资力度不断加大，推动了LED产业的快速发展。具体如下：（1）美国实施“国家LED照明研究计划”美国2000年启动“国家LED照明研究计划”。按此计划，美国将在2000年2010年耗资5亿美元发展LED产业。美国的这一发展规划在时间上分为三个阶段，发光效率的指标定位分别是 2002年20lm/W、20022007年75lm/W、20072012年150lm/W和20122020年200lm/W；其最终目标是实现LED的通用照明应用，希望半导体照明技术的发展能够在节省能源消耗量、节约开支和减少发电厂、环境保护、使人的视觉感受更加丰富和更为舒适三方面对美国产生巨大的影响。另外，2007年初，美国能源部又发布了一个关于LED照明的“能源之星计划”的草案，描述了产品如何对准通用照明市场，包括家庭、商业、工业和室外照明，并要求与固态照明计划相协调。（2）欧盟设立“彩虹计划”2000年7月，欧盟设立“彩虹计划”，通过欧盟的补助金推广白光LED的应用，此计划成为欧盟至今最为完整的半导体制照明发展计划。欧盟的“彩虹计划”希望通过应用半导体照明实现高效、节能、不使用有害环境的材料并能够达到自然光相似的目标。2004年7月，“彩虹”计划的后续固态照明研究项目也随之启动。欧洲国会也于2006年8月批准500亿欧元资金，计划用于2007-2013年（第七个框架工作计划）的研究和发展，其中包括资助欧洲LED企业进行的创新活动。（3）日本出台“21世纪光计划” 1998年，日本出台“21世纪光计划”，整个计划的财政预算为60亿日元，成为全球第一个以LED技术为主的国家发展计划。2002年“21世纪光计划”结束后，并未有以技术研发为主体大型国家计划出现，而是针对不同的应用领域推出产业发展推动计划。由此可见，日本LED政策走向由过去以协助技术成长为主，转向于培育和推动市场需求、协助LED标准制定等方式来推动产业发展。（4）韩国部署“GaN半导体开发计划” 韩国早在2000年以前，就部署了一个关于光产业的发展计划，目标是使韩国光产业在2008年后上成为全球光产业前五名国家。2002年，韩国产业资源部又制定光电子产业分支GaN半导体发光计划，计划在2004年2008年由政府投入4.72亿美元，企业投入7.36亿美元，希望到2008年，LED发光效率达80 lm/W。韩国的半导体照明发展计划的发展主要通过支持大公司来实现，例如Samsung、LG、首尔半导体等公司。在LED相关计划的带动下，各国均采用适宜本国的LED产业发展模式，推进并加速其LED产业的不断发展与壮大。美国、日本的LED产业的发展主要是依靠其较成熟的市场体制、完善的技术创新体系以及强大的经济基础，通过掌握LED产业核心技术、专利等方式设立壁垒，通过技术垄断优势来控制全球LED产业链的利润流向，并占据LED技术领先者地位。其主要特点如下：（1）选择科技创新作为产业突破口，成为产业技术领先者美国LED产业发展的核心路线是“通过科技突破带动市场、加速市场渗透速度”。事实上，美国LED产业是典型的技术领先者发展模式，其产业技术研发主要集中在LED产业链上游，大多属于产业核心技术。作为技术领先者，美国可以通过所控制的核心技术，周期性提升芯片的性能，从而能够基本上控制全球LED产业的发展进程，同时也控制了整个市场的利润流向。因为拥有技术和产品标准的公司，可以利用垄断的优势不断推出新产品；同时，通过合同生产网络，越来越多的公司将生产以及和生产相关程序委托给企业外部的合作方去生产和管理，公司集中力量进行技术开发和市场营销，可以获得产业链中80的利润。与美国一样，日本在 LED产业发展上也是实施技术领先型发展战略，而且也是以基础技术研发为重点。这与日本以前的通常做法有所区别，在历史上，日本的国家技术研发体系一般以应用性开发为主，而美国则更加侧重于基础技术研发；但在LED产业发展上，两个国家都选择了以基础技术研发为基础的技术领先型发展战略。（2）垂直整合度高，产业链完整美国 LED企业在发展初期，基本都是从LED产业中一个特定环节开始的，但很快就进入了垂直整合阶段，而且整合程度较高。在LED企业个体进行垂直整合的过程中，美国很多企业形成了包括“衬底外延芯片封装应用产品”的完整LED产业链。日本 LED产业也是依靠市场的高度集中，由几家大型公司领导LED产业的发展。在产业链上游，主要形成龙头企业、厂商，在封装及下游应用领域，主要则由大型专业LED照明厂开发照明市场，构建从上游到下游应用的完整产业链。为此，相对严整的产业组织结构，不仅大幅度降低了成本，提供高品质和可靠性高的LED最终应用产品，为R&D活动提供了便利，更将产业发展关键的两环节核心技术和营销网络牢牢控制在手中，形成极大的竞争优势。（3）在市场调节方面，自由竞争和垄断相结合美国是一个以市场经济为主的国家，通常大都鼓励竞争，通过优胜劣汰的市场竞争使美国产业保持旺盛的生命力。在LED产业上，美国的市场集中度非常高。产业链上的每一个环节都由一家主要厂商把握着，从而领导着美国LED产业的整体发展趋势。在国际市场上，美国LED公司利用技术上的领先优势，在国际竞争中占有垄断性的地位，例如，CREE公司掌握着LED衬底两大主流技术之一 SiC衬底，在全球LED产业中占有4的市场份额。（4）发达的资本市场一个国家产业的发展和其资本市场的发达程度密切相关。除了政府的投入，资本市场也是企业发展资金的重要来源，这对高科技产业尤其重要。美国、日本发达的资本市场为 LED产业注入了发展资金。以CREE公司为例，该公司由两个名不见经传的年轻人在1987年成立，到1993年就上市，产值从1994年的5000万美元增长为2003年的3亿美元。（5）政府支持是LED产业发展重要驱动力由于“固态照明市场的演变需要政府主动的赞助”（摘自 LEDs for General Illumination Update 2002-Full Edition），为此美国政府从宏观规划、技术研发、政府采购、协会支持等四方面对LED产业给予了强有利的支持。日本政府也使用了大量特定的技术创新政策鼓励、刺激产业技术的发展，其中主要是经济资助政策和组织协调政策。日本的经济资助政策包括财政补贴、税收优惠和贷款优惠三大政策。4. 我国LED产业发展态势4.1 LED产业发展现状及趋势经过30多年的发展，我国LED产业在经历了购买器件、芯片、外延片之路后，通过引进国外LED材料与外延、芯片制备方面的先进技术、设备，并进行消化、吸收、再创新，LED产业已初步形成了包括外延片的生产、芯片的制备和封装，以及LED产品应用在内的较为完整的产业链体系。（1）LED产业市场初具规模目前，我国LED产品技术创新与应用开发能力逐渐提高，器件可靠性研究位置愈发突出，测试方法与标准也渐行渐近，所有这一切均标志着中国LED产业已初具规模，并已经进入了一个崭新的发展阶段。图2给出我国LED市场规模及增长率变化。图2 我国LED市场规模及增长率变化截至2006年，我国LED产量达660多亿只，LED产品市场销售额为146亿元人民币（其中高亮LED为98亿元），1995年-2006年期间销售值平均增长率达到30（图2所示）。2007年，LED产量为780亿只，同比2006年增长18；市场销售额达168亿元（其中高亮LED为125亿元），同比2006年增长15。其中，LED芯片产能方面，已经由2003年的65KK/月倍增至2006年的600KK/月，自产供应率逐年提升。2007年，我国InGaN芯片产能增已达960KK/月，同比2006年增长高达58。另外，我国下游器件封装已实现大批量生产，成为世界重要的中低端LED封装生产基地；凭借优势劳动力资源和完备的产业配套体系，应用产品制造业形成了非常强的国际竞争力，在景观、玩具、气氛照明、便携灯具、显示、信号、指示等领域成为全球制造基地。（2）LED产业格局逐步形成据有关统计数据：到2007年底，我国共有LED企业千余家，但大部分企业分布在封装及应用领域，规模较小。其中，上中游的外延及芯片生产商有25家左右，下游封装企业约有600家，应用产品生产企业1000家以上。在企业的资本结构中，民营和合资企业占到企业总数的75，国营企业主要有传统的LED国有企业和研究院所转变而来。从我国LED产业的分布看，LED产业整体分布相对比较集中，初步形成了珠江三角洲、长江三角洲、北方地区、江西及福建地区四大区域，每一区域都初步形成了比较完整的产业链, 85以上的LED企业分布在这些地区。我国国家LED照明工程首批批准的LED体照明工程产业化基地为上海、厦门、大连、南昌和深圳，基本反映了这种产业格局。纵上所述，我国LED产业已具有一定的规模，产业的整体格局、产业链已经形成，但是我国LED产业上游、中游产业与国外先进水平相比存在较大的差距，尤其在外延材料制备、大功率芯片生长、制造及相关设备等关键领域差距较大；同时，由于受制于产业结构、技术水平、企业规模、市场渠道、关键原材料供应等多种因素，企业在高端产品的开发和制造能力家较弱，整体产业竞争力相对不强，LED产品一直处于整个产业市场的中低端。（3）LED产业未来发展趋势我国未来LED产业的发展，将遵循世界LED产业发展的总体趋势。随着我国LED产业的不断发展与壮大，LED市场规模将逐步扩大。其中就LED芯片生产而言，芯片将以GaN基为主线，不断地提升产能和品质；封装将以白光LED的发展为主，重点将集中在表面贴装器件（SMD）、大功率产品等领域。预计在未来的几年内，InGaN芯片仍将保持30左右的年复合增长率，至2010年国内将可能超过日本，成为全球第二大GaN芯片生产基地，产能接近2500KK/月（图3所示），2012年则有望超过3000KK/月。图3 我国LED市场规模及增长率变化另外，随着我国国内市场对高亮度LED需求的增加，其市场发展的规模将逐渐扩大。预计2007-2012年，高亮度LED的发展将明显高于LED产业整体的发展速度，年均增长率在25左右，2010年市场将超过200亿元人民币，2012年超过300亿元人民币（图4所示）。图4 我国高亮LED市场发展预测在LED产业链的下游应用产品中，交通信号灯，手机、数码相机等用小尺寸背光，大屏幕显示、景观照明等特殊照明市场稳步增长；同时，中大尺寸液晶背光源、汽车灯市场增长迅速，功率型白光应用产品市场正在逐步形成。因此，LED应用近期将仍以景观、装饰、显示、家电仪表、特殊照明灯为主，手机背光、LCD背光、汽车、照明等应用则是国内产业需求突破的重点，也是决定我国LED产业国际竞争力及产业地位的关键所在。根据我国LED产业发展状况，预计到2008年LED应用产品市场规模将达到500亿元，2010年将达到1000亿元左右，2012年有望达到1500亿元左右（图5所示），重点应用领域将包括照明、背光模组、景观装饰、汽车、显示屏、手机等。其中照明应用、背光模组等白光LED应用产品将成为增长最快、最具发展前景的应用领域。特别是白光照明应用，包括通用照明、特殊照明和部分景观照明有希望成为具备较强全球竞争了的产业。图5 LED应用市场规模及预测4.2 LED技术发展现状及趋势4.2.1 LED技术发展现状经过30多年的研发历程，特别是“国家863计划、国家自然科学基金、科技攻关计划”等计划，给予我国LED的研发及产业化的大力支持，相继实施LED相关材料及产业技术的研发，推动了使我国LED产业技术的发展，并使LED产业技术的研发及产业化取得了显著的进展。目前，我国LED产业技术已经形成了包括外延材料生长、芯片制备、器件封装、集成应用在内的比较完整的LED研发体系，这些领域代表了LED产业技术的未来发展方向。从LED外延材料的生长看，衬底材料是外延材料生长的基石，当前能用于批量生产外延片的衬底材料仅有蓝宝石（Al2O3）、碳化硅（SiC）、硅（Si）衬底，其它诸如GaN、ZnO衬底还处于研发阶段，距产业化还有一定的距离；LED芯片技术方面，衬底剥离技术、表面粗化技术、大功率大尺寸芯片及提高侧向出光的利用效率技术等已取得实质性突破；封装方面，解决散热、二次光学设计、静电防护、筛选与可靠性保证等关键技术已有明显的进展，并逐步转向大面积芯片封装、大功率紫外光LED、新型荧光粉和涂敷工艺、多芯片集成封装等方向的研发。截至2007年底，我国LED功率型芯片和LED功率型白光封装已达到国际产业化先进水平，发光功率和发光效率分别达到189mW和47.5lm/W，建成8条芯片示范生产线和10条封装中试线，LED功率型芯片填补了国内空白。随着上中游关键技术的相继突破，下游应用市场也在逐步拓展，包括LED车灯（7个新车型上采用）、矿灯、功率型台灯、太阳能庭院灯、手电等在内的4大类140多种新产品陆续开发成功，已建成了46条应用产品生产线，实现批量生产并有部分产品出口。另外，攻关课题单位已申请专利241项，包括申请发明专利152项、申请国外专利17项，带动产业投资近20亿元，从而在一定程度上实现了LED相关技术的有效集成，推进了我国LED照明快速走上产业化的道路。以蓝白光GaN系LED为例，我国LED产品产业化技术指标已经接近国际相关指标。其中功率型芯片及功率型白光LED（1mm1mm）发光功率230mW（350mA），白光发光效率80lm/W（350mA），我国国产LED芯片封装后发光效率达60-68 lm/W （350mA），进口芯片封装后发光效率70-80lm/W（350mA）。对于标准芯片及标准白光LED（0.3mm0.3mm）的发光功率为15-20mW（20mA），白光发光效率100lm/W （20mA），产业化发光功率15-20mW（20mA），白光发光效率70-80lm/W（20mA）。主要的应用领域遍布各种档次的系列产品，但未能大规模进入手机等主流应用领域；在汽车、LCD背光等方面落后较大，其他领域技术相当，具有自主知识产权。总之，我国LED产业技术在政府的积极支持以及企业的积极投入下，已经取得了较大的进步，但是从LED产业链发展的整体看，LED产业上游、中游产业与国外先进水平相比存在较大的差距。其中，由于LED外延材料与芯片的制备对技术、设备的要求极高，其核心技术及专利主要由各大LED知名厂商垄断，MOCVD设备、芯片工艺设备、芯片检测设备等等关键设备主要依赖进口，导致我国LED芯片厂商生产的芯片在亮度、光效方面普遍明显落后于国外；LED外延片产量也只能满足国内封装企业需求量的20%30%。我国LED封装整体技术水平与国外的差距不大，但是LED封装环节涉及的高效荧光粉、高纯MO源和气体主要仍依靠进口；虽然我国LED封装产品产量已居于世界第一，但是小功率LED所占的比重相对较大，而大功率、高亮度的LED的产量相对较小。4.2.2 LED技术发展趋势随着LED照明技术发展的逐步成熟，全球LED照明产业将进入到一个全新的时代。据此，我国的LED照明技术将紧随全球LED技术发展的步伐，逐步实现通用照明技术的国产化，开拓更加广阔的普通照明市场。基于第四届中国国际半导体照明论坛（CHINA SSL）的结果，我国未来LED照明技术的总体发展趋势如下：从LED外延材料制备看，当前以蓝宝石（Al2O3）、硅（Si）等为衬底材料制备氮化镓（GaN）的技术路径，在比较近的未来（3-5年）不可能被替代，依此技术路线，在2010年有望实现100130lm/W目标，现有的LED外延材料、芯片及工艺等技术在3-5年内也不会有更新的突破性进展，单纯依靠通过改善衬底材料等方法提高器件的发光效率已不能适应现阶段LED发展的需求。当前，制约LED发展的最大技术问题是“两高两低”，即“提高内量子效率和出光效率，降低光衰（提高寿命）与降低成本”。相对而言，由于LED器件出光效率、成本等的原因，使LED应用的领域受到限制，进而使LED白光照明取代白炽灯、荧光灯等传统照明受到较大的障碍。另外，据LED业内人士的研究结果表明：单纯依靠降低外延材料的晶体缺陷，并不能最大限度的提高内量子效率、降低光衰，而垂直结构的LLO-LED和低成本Si衬底的薄膜生长技术对解决LED器件的出光效率效果较好，激光剥离大尺寸垂直结构LED也是实现高亮度、功率型白光LED的最佳方案。另外，由于在LED外延/芯片成本中，衬底材料、MO源、气体以及MOCVD设备等的相关成本所占的比例较大，造成重大装备及原材料的国产化成为降低LED成本的重要因素。LED的封装技术方面，我国与国外领先国家没有较大的明显的差距，有可能在此领域占据创新的制高点。但是以往研发投入的力度不足，对封装技术可靠性的研究不够，导致大功率共晶封装技术、相应的配套材料胶、支架特别是装备依赖进口。我国在封装技术领域由于已经具有较好的技术基础，景观照明、显示屏、LED灯具制造、太阳能LED照明等方面发展较好，对于未来在直接白光封装技术、提高LED封装可靠性技术以及新型封装材料的研制等方面提供了坚实的基础。4.4主要地区的发展经验作为继明火和白炽灯之后的第三次照明革命，LED已成为21世纪最具发展前景的高技术领域之一。我国在“LED照明工程”、“863计划”等的支持下，首批包括北京、上海、厦门、大连、南昌、深圳六个LED体照明工程产业化基地已经建成，并在珠江三角洲、长江三角洲、北方地区、江西及福建等地区形成了相对比较完整的产业链, 85以上的LED企业分布在这些地区。现以天津为例，总结地区的发展经验。具体如下：（1）LED产业的发展初期，主要是从LED产业中一个特定环节切入，并逐渐完成产业的垂直整合阶段，形成相对完整的LED产业链体系。天津的LED产业的发展，得益于天津经济技术开发区的摩托罗拉、三星电子显示器、罗姆电子等对LED产品巨大的配套需求，以此为切入点，天津开始发展LED产业。同时，天津通过对衬底材料、芯片、封装以及相关科研单位等的垂直整合，逐步形成“衬底外延芯片封装应用产品” 相对完整的LED产业链（如图6所示），将LED产业发展所需的核心技术及市场牢牢地掌握在手中，提升了天津LED产业的竞争力，推进了LED产业的发展与壮大。衬底：中电46所（SiC、GaN）、河北工业大学（GaN）、天津赛法（Al2O3）；衬底材料生长炉：中电46所（单晶炉）；气源：法国液化空气集团荧光粉：天津大学理学院、天津理工大学芯片：天津大学半导体照明研究室（功率型GaN芯片）封装：天星电子（10KK/M）、光宝（20KK/M）、三星电子（20KK/M）、首尔半导体；LCD背光模组：三星SDI、韩国NANO LCD、手机背光、摩托罗拉三星；车灯：天津斯坦雷电气、天星电子（为夏利提供10万套/aLED车灯模组）上游材料与设备 中游 下游封装与集成应用上游产业主要以科研为主，在研究攻关方面富有创新与特色，积累了有待产业化的科研成果与索恩照明、天星电子公司开展合作，拟将成果规模产业化生产。企业封装能力在华北居前，LED热点应用领域天津本地配套潜力很大，但终端需求客户均为大型跨国公司。图6 天津市半导体照明产业链分布与特征（2）依靠LED技术储备，形成产学研的有机结合，逐步取得相对技术优势，为其LED产业的发展提供支撑。天津市以赛法晶片、中电46所、天津大学、天津理工、河北工大为代表的企业与科研院所在衬底材料与荧光粉，单晶炉与检测设备方面，积累并储备了较为丰富的科研技术成果，为LED的产业提供了良好的技术支持。同时，以封装为主的天津天星电子（1991成立）、光宝电子(天津)（1995年成立）及龙腾光电等，在产品应用领域为主的索恩（天津）照明等，以及在半导体照明工程系统集成面，光电星球阳光显示、沙舟电子灯饰、威凯达公司等服务商，与相关的科研院所、高等院校形成产学研联合，推动并促进了天津LED产业发展的成熟。（3）确立LED产品的市场定位，以应用拉动市场。LED产品发展的初期，一般是将国内需求作为“创新服务与产品”的实验场，并作为推动LED产业发展以及进入国际市场的助推力。例如，韩国LED产业的崛起，主要是韩国手机厂商对LED产业的带动作用，同时也促成了中国台湾LED产业的兴起。对天津而言，利用本地区发展电子产品的竞争优势，LED产品的市场定位于手机、数码相机等产品的小尺寸的背光源，以其较大的市场需求拉动LED产业的发展，同时也带动了景观照明、汽车车灯等相关产品的发展。（4）政府给予的支持是LED产业发展的主要驱动力。一个产业的发展动力来源于政府强有力的支撑，LED产业的发展也不例外。例如，美国政府从宏观规划、技术研发、政府采购、协会支持等四方面支持LED产业的发展；日本政府则使用大量特定的技术创新政策鼓励、刺激LED产业技术的发展，其中主要是经济资助政策和组织协调政策，包括了财政补贴、税收优惠和贷款优惠三大政策。我国国家主要从实施“863计划”、“LED照明工程”，发布高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法等方面，给LED产业的发展予以支持，从而形成我国LED产业的发展助推力，加速了我国LED产业的发展与壮大。4.5国家采取的支持行动我国LED照明技术的发展，最初始于1994年，当时主要是针对GaN基蓝、绿、紫光LED相关材料及器件进行研究；1999年，“863计划”在新材料领域立项开始LED白光的研究。2003年6月，科技部与信息产业部、建设部、教育部、中国科学院、发展改革委员会、中国轻工业联合会等单位，联合启动“国家半导体照明工程”，大力发展具有国际竞争力的中国LED照明新兴产业。2004年，我国LED照明工程首批50个项目正式启动，陆续建立了厦门、上海、南昌、大连等4个LED照明产业化基地。2006年颁布的国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020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）。“十一五”期间，国家“863计划”在新材料技术领域的“半导体照明工程”项目，总资金投入经费额达3.5亿元，支持我国LED照明产业的发展，具体包含如下7个重点方向： 第三代宽禁带半导体外延材料生长及器件技术研究； 130lm/W半导体白光照明集成技术研究； 100lm/W功率型LED制造技术； MOCVD装备核心技术及关键原材料产业化技术； 半导体照明重大应用开发； 半导体照明工程化系统集成技术研究； 半导体照明产业发展战略研究及标准与评价体系建设；2008年1月，财政部、国家发展和改革委员会联合发布高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法，这是我国政府加大力度推广高效照明产品，促进实现节能减排目标的又一重要举措。财政补贴重点支持高效照明产品主要是普通照明用自镇流荧光灯（俗称节能灯）、三基色双端直管荧光灯（、型）和金属卤化物灯、高压钠灯等电光源产品，半导体（）照明产品，以及必要的配套镇流器。“十一五”期间将通过财政补贴方式确保实现推广高效照明产品1.5亿只，可节电290亿千瓦时，减少二氧化碳排放2900万吨。另外，2008年6月，为了促进我国半导体照明产业上下游、产学研合作，加快我国LED照明专利战略的建立，国家半导体照明研发及产业联盟专利池工作组完成收集入池专利收集工作。根据“谁参与谁受益，不参与难受益”的原则，由国家资助项目中申请的专利自愿提供，以及适当考虑对外购买等形式；其次是绘制专利地图，建立我国的半导体照明专利战略，工作组联合技术专家、专利律师，先从支持“337调查”等类似专利纠纷应诉开始；最后是专利池的建设有助于搭建标准和产业无缝衔接的平台，为国内企业带来国际竞争优势。5.东莞市LED产业发展现状5.1 LED产业发展现状东莞市是全国经济发展最快的地区之一，经济的年增长率历年达到20%以上，电子信息产业是东莞市的支柱产业。东莞市的LED照明生产企业多数是在东莞市原有的电子信息产业类企业的基础上发展起来的，少数企业是引进技术的基础上发展起来的。目前，东莞市有LED封装和应用照明企业200多家，有LED芯片生产分切企业两家。LED照明产业2005年、2006年和2007年分别实现销售收入8.74 亿元、9.05亿元和16.00亿元。LED照明产业销售收入每年以35.2 %左右的速度快速增长。东莞市LED封装照明业以东莞市勤上光电股份有限公司发展较快，2007年销售额达到2.5亿元,成为在我国LED照明领域的领军企业，东莞市今年3 月17日出台关于实施东莞市路灯节电改造工程的意见，争取三年内完成全市路灯的半导体照明技术改造，新安装路灯原则上要采用LED路灯，逐步向党政机关、事业单位推广。据悉，市区选择市管的“五路一广场”中一段道路进行LED路灯试点，镇街