关于组建LED生产线的方案的报告(修订)

目 录一. LED 产业的背景介绍1 LED 的发光原理与特点2 LED 产业的历史、现状与发展趋势3 LED 的生产工艺与技术装备二.公司自产 LED 的必要性三.公司自产 LED 的经济效益分析(略四.拟建 LED 生产线的技术装备水平与产能规模五.所需设备、场地和人员投入六.原材料供应渠道七.单位产品的成本构成八.其它九.结论一. LED 产业的背景介绍1 LED 的发光原理与特点LED(Light Emitted Dioe是一种新型固态冷光源,它是利用电子在外加电 场作用下从 PN 结的 N 区一侧运动到 P 区一侧与 P 区的空穴复合,其能态由 较高的导带跃迁到较低的价带,多余的能量以光子形式释放的原理发光,选 用禁带宽度 (导带下限与价带上限能量之差 合适的材料, 则可得到各种颜色的 可见光 .LED 光源与传统光源相比,具有如下优点:功耗低:LED 的光电转换效率比传统光源高,自身发热较少,符合节约 能源的世界潮流,同时也更能保障安全。特别是与彩色灯泡相比,节能效果 更加显著。寿命长:LED 属于固态器件,耐振动冲击,能适用于各种恶劣环境;在 正常使用条件下的寿命可达十万小时,可大大节省维护费用。响应快:LED 不需要灯丝预热时间,其响应时间在毫秒数量级,比灯泡 的响应时间大为缩短。颜色丰富:LED 的发光颜色从波长最短的紫色到最长的红色涵盖了整个 可见光光谱范围,颜色表现更加丰富。2 LED 产业的历史、现状与发展趋势LED 的产业化始自上世纪七十年代,最初只是 GaP (磷化镓材料所做 的 570nm 的黄绿色和 700nm 的红色两种颜色, 发光亮度只有零点几个 mcd 到 几个 mcd 。整个行业的发展演变基本以技术突破为主轴,同时辅之以市场需 求的拉动。技术的发展在两个方向展开,一个是提高 LED 的发光亮度和发光 效率,另一个是实现光谱范围的全覆盖。到目前为止,在光谱范围的全覆盖 方面,随着上世纪九十年代中期 GaN 和 SiC 蓝光的开发成功,已经实现。在 提高发光亮度和发光效率方面, 已经从二元素 GaP 的几个 mcd 、 三元素 GaAsP 的十几个 mcd 到三元素 GaAlAs 的几十个 mcd 再到四元素 InAlGaP 和 InAlGaN 的一百、两百个 mcd ,封装成成品,法向光强已达十到几十个 cd ,发光效率已达到 1525lm/W,超过白炽灯而接近日光灯的水平。LED 行业内部一般分为上游、中游和下游产业,上游生产外延片,中游 制作电极并切割出晶粒,下游进行封装。上游产业最关键,技术含量最高, 外延片制作完成后, PN 结已形成,产品性能已经确定,主要设备是 MOCVD (金属氧化物化学气相淀积系统 ,其价格在接近千万元数量级,上游产业主 要集中在日本、美国,主要厂商有夏普、日立、日亚、丰田、 HP 、 CREE 等, 近年台湾厂商也占不少份额,主要有晶元、国联等。中游产业主要分布在台 湾,主要厂家有晶元、国联、光磊、鼎元等。下游产业的最大份额在台湾和 中国大陆, 但高端市场主要由日、美企业占有, 日亚的蓝绿色和 HP 的红黄色 在全球领先,全球销售额最大的 LED 企业是夏普和 STANLY ,台湾主要是中 高档产品,主要厂商有光宝、亿光、李洲等,大陆主要是中低档产品。 LED 的封装有两种形式,一种是普通的插件安装形式,一种是 SMD 形式, SMD 主要由外资和台资生产。LED 产业的市场规模,光是国内市场, 一年约在几百亿只,销售额约 在几十亿元人民币,且在快速增长之中。LED 的应用领域随着 LED 性能的提高而不断扩展,从低端的玩具、仪 表,到中高档的电子显示屏、交通信号灯、汽车灯具、室外灯饰。 LED 的下 一个应用领域也是最大的一个领域是普通照明,取代日光灯和节能灯,为实 现这一目标,上游厂家正在开发大功率高效率的发光晶粒,两年前, HP (Aglient 已展示一款可通过 700mA 电流的特殊封装的产品,其亮度相当于 12W 台灯,现在的问题只是价格何时降下来。为适应 LED 介入照明领域后的 竞争格局的变化,全球三大照明公司菲律普、通用电气和欧司朗已分别与半 导体厂家结盟,研发 LED 照明技术和产品。一旦 LED 照明实用化, LED 厂 家和灯饰照明厂家将会面临重新洗牌。国内 LED 封装工厂的技术装备水平有自动化和手动两个层次, 技术复杂 的自动固晶机和自动焊线机的供应商有美国 ASM 、 K &S 、日本松下三家,以 ASM 较普遍, 自动封胶机和自动测试机的供应商主要选择台湾惟昌、 长裕等。 手动设备供应商主要有深圳伟天星、中山小榄嘉荣、中山小榄雄纳、苏州松 陵电器等。3 LED 的生产工艺与技术装备LED 的产品结构如下图所示: LED 的生产过程可以概括为用固晶、焊线的方法将晶粒的正负极分别与 外电路连接起来并封胶予以保护,它具有微细加工、洁净生产的特点。主要 生产工序有点胶、固晶、焊线、封胶、半切、测试、全切、分光、包装,主 要原材料有晶粒、支架、银胶、金线、环氧胶、模粒,生产设备依自动、手 动方式而不同。各工序的功能、材料及设备见表一所示:表一 LED 生产工艺一览表 二. 公司自产 LED 的必要性在灯饰照明产品逐步改用 LED 的大背景下,作为国内灯饰行业大型企业 的伟来灯饰,从技术和市场的角度分析,公司自产 LED 产品确有必要。 1. 自己生产 LED ,可以根据灯饰、灯具的开发需要来设计制造 LED ,减少中间环节,加快市场反应速度。2. LED 作为灯饰、灯具的核心部件,由公司自己生产,更能保证产品质 量。3. LED 晶粒生产商往往对行业动向了解得更加及时、更加全面,多与 LED 晶粒厂家沟通, 有助于准确把握市场动向, 也可以获得厂家的技术支持, 加深对 LED 的认识和了解。三.公司自产 LED 的经济效益分析(略四.拟建 LED 生产线的技术装备水平与产能规模1 . 根据公司投资意向,拟建的 LED 生产线的技术装备水平为全自动, 即自动固晶、自动焊线、自动封胶、自动分光,同时配备部分手动生产能力 (设备、人员、场地 ,以平衡产能或生产特殊订单。2 . 根据最新资料 , 自动固晶机的作业速度可达每小时 7K, 自动焊线机为 每小时 18K (单线产品或 12K (双线产品 ,自动封胶机为每小时 7K ,自动 分光机为每小时 10K 。按照产能均衡的原则,应购置 2台自动固晶机、 1台自 动焊线机、 2台自动封胶机、 2台自动分光机。如果全部是单线产品,自动焊 线机的产能会有部分闲置,如果全部是双线产品,则自动焊线机的产能会有 不足,如果是单线产品与双线产品各占一半,则各工序产能基本平衡,每小 时 14K ,每天两班 20小时,每月 25个工作日,一个月总产量为 7KK 。 (上述 配置下,自动分光机的产能看似会有闲置,但考虑到如果使用未分档的大圆 片晶粒,产品分光会有两到三遍,则分光能力可能仍有不足。 另外,为生产一些不宜使用自动机的特殊订单,需要建立一条手动生产 线,工位设置为点胶 2、固晶 4、焊线 4、封胶 3(1台机 ,生产能力为单班 120K ,按每月 25个工作日计算,则一个月总产量为 3KK (单班 。如果将手动生产线只是作为自动线的补充,则两条生产线的总产能大约 为每月 7KK 到 10KK 之间。五.所需设备、场地和人员投入(一 设 备需求上述方案所需的设备投入分别如表二、表三所示(自动线和手动线可以 共用的设备列在自动线 :表二 全自动 LED 生产线所需设备一览表 表三 手动 LED 生产线所需设备一览表 (二 场 地需求自动线需 240平方米,手动线需 40平方米,仓库 80平方米,办公室 15平方米,考虑到今后发展,可安排 600-800平方米的场地。场地要求坚固洁净、无震动、防静电、相对集中。因工艺需要,生产场 地要分隔使用,大致可分为自动固晶焊线、自动封胶、切脚测试、自动分光、 手动固晶焊线、手动封胶、烤箱房、仓库、办公室等几个区间,分隔后的空 间布局要合理,人流、物流要尽量与工艺流程保持一致。生产场地的防静电施工及其它装修大约需 20万元人民币。(三 人员需求按照上述生产规模, LED 生产线所需的人员如表四所示: LED 行业内 , 以每天工作 9-10小时 , 每月工作 26-27天计 , 熟手作业员与检 验员的工资在 1000元 , 自动机维修技工的工资在 3000元左右 .(四 需 固定资产投入自动线设备及试验设备 454万手动线设备 23万场地装修 20万总计 497万元人民币六.原材料供应渠道LED 主要原材料基本都从台湾进口 , 但这些厂家在大陆深圳和上海两地 都有代理和经销商 , 具体见表五所示 : 关于 LED 生产线组建方案的报告 八其它 1ASM 机器的交货期为 3 个月，其它设备的交期为 1 个月或