江西省对外科技合作项目可行性报告

1、开昂公司对外科技合作项目可行性报告应用于投影及展示领域的半导体发光二极管的设计与生产江西开昂新能源科技有限公司2011-07-08 一、项目的目标、意义和必要性半导体照明产业目前存在最大的困难就是在机制上的差距，包括风险投资机制，至今为止还是非常不完善，原因就是这一高新技术产业难以获得大量的风险投资。目前国内在半导体照明领域的研发上比较混乱，并没有很统一的规划和分工，信息获取和整理方面也不到位。虽然每隔几年，国内的技术水平都会提高一个档次，但总体水平却没有大的提升，原因是国内研发单位都各自做着重复性研究，无法获得大的突破。半导体照明还只是个新兴产业，还有许多善待解决的未成熟的机制问题。一方面，

2、在技术上国内光、电、色、温等方面都有国家计量标准，但半导体照明的相关参数要从现有标准直接溯源存在技术差异，其中发热量和发光效率两个影响半导体发光技术的重要因素，发热量会影响节能灯的使用寿命，发光效率影响电能成本，而目前这方面的技术都在处于改进和摸索阶段；另一方面，在市场认知度上，目前中国老百姓对于用发光二极管作为照明使用的知识还是一片空白，当务之急的就是要培育市场，说普及化现在还是为时过早，只能慢慢地通过市场知识传播及灌输，通过政府采购来推动半导体照明产品的应用，并在应用过程中逐步解决标准系列化的问题，将是推动这个产业发展的重要途径。产业界的分工合作机制存在问题。这和研发领域的情况有些类似，国

3、内整个半导体照明产业还基本处于无序竞争的状态，缺乏统一协调机制，导致多数企业在低水平上进行重复性建设和竞争比如下游封装企业众多，但内地总产量加起来也不及日本西铁城一家公司产量的十分之一。而区域之间的定位与分工也还在某种程度上存在各自为政的局面，虽然形成了厦门、上海、南昌、大连四大产业基地，但各自的定位和分工并没有清晰的概念，加上当地政府普遍追求诸如几年内达到多少产值等短期利益，形成全国范围内的无序竞争。知识产权问题。目前国内在半导体衬底材料、外延晶片和芯片等制造的上游产业领域，与国际先进水平有较大差距，国内参与该领域研发的单位众多，包括中科院、清华大学、北京大学、南昌大学、深圳大学、厦门三安、

4、深圳方大、上海蓝宝、大连路明等，但突破性成果并不多。研发、应用、生产三者之间的关系问题。这是国内各行业普遍存在的老大难问题，好的链条，协调机制应该能使三者互动和互相促进，然而国内这方面还存在明显的问题。因此为了吸取教训及外国经验，开昂科技决定在与QPC合作的同时，学习国外同行的经验。目前国内学界、产业界对于半导体照明领域的关注大多集中在产业协作分工、自有知识产权等问题上，很少有人认真思考该产业实际的需求拉动力问题换句话说，对于美国能源部近期让人欢呼雀跃的预测，兴奋之余并没有多少人表示过质疑。众所周知，对于任何一个产业，最根本的推动力是市场需求，没有需求或者需求量不足都难以支撑一个市场和一个产业

5、，而需求量的大小和产品价格又密切相关。因此，决定半导体照明产业发展前景最主要的两个因素可以归结为：1、市场的内在需求；2、是否有足够成熟的产品以及产品的价格水平。任何新技术的推广，必然会遇到相应的阻力，这是一般规律。无论对于个人消费还是企业用户，成本都是必须考虑的重要因素，只有在新技术的优势明显到足以补偿推广和替换成本时，新技术才能够将技术优势转化为实际应用。根据目前的数据推算，一般白炽灯的发光效率为10-15流明/瓦，普通荧光灯为60-80流明/瓦，节能型荧光灯则可以达到100流明/瓦，从一般意义上考虑，半导体灯的光效至少应达到160-200流明/瓦，才能够形成足够的替换优势这还是在价格相若

6、的情况下。但事实上，目前一般的白光LED的发光效率仅为20流明/瓦，略高于白炽灯，与荧光灯尤其是节能型荧光灯相比，还有相当大的差距，而且价格高昂，目前仅有部分用于笔记本背光灯等特殊场合。为了提高“半导体灯”的发光效率，降低生产成本，和加速拉动半导体照明市场大规模的需求，对传统照明灯具形成实质性的冲击，真正达到绿色高效节能，开昂科技正加大科研力度和投资，争取在2013年为产品带来突破性科研成果，为国内LED市场增添新的光彩。2、 与国内外同类产品或技术的比较2.1 全球LED产业的分布格局近两年，全球LED产业群集中于欧洲美洲地区，主要由美国、德国为代表；亚洲地区日本在技术市场方面占据主要地位，

7、以蓝光、白光和大功率的外延片与芯片产业占有绝对优势，技术先进；韩国、台湾紧紧相随，大踏步转向上游产业。仅台湾，MOCVD设备多达近500台。中国大陆与马来西亚等地区，由于电子基础良好也正大力发展LED产业；不过，目前的重心仍为封装、应用等下游产业，中国大陆的MOCVD设备仅为台湾的十分之一。从LED产品市场份额来看，几乎95%以上均被日本、台湾、美国、欧洲所垄断，其中日本占51%，台湾占21%，美国占14%，欧洲占10%。在世界市场上，高亮与白光LED发展迅速，仅中国大陆，这类产品的增长率就超过50%。当然，美国与德国作为LED产业的核心国家，与日本相比，LED的制造技术显得各有千秋，三国始终

8、处于激烈的竞争状态，水平不相上下。LED产业链总体分为上、中、下游，分别是LED外延芯片、LED封装及LED应用。作为LED产业链中承上启下的LED封装，在整个产业链中起着无可比拟的重要作用。基于LED器件的各类应用产品大量使用LED器件，如大型LED显示屏、液晶显示器的LED背光源、LED照明灯具、LED交通灯和汽车灯等，LED器件在应用产品总成本上占了40%至70%，且LED应用产品的各项性能往往70%以上由LED器件的性能决定。 2.2 产品差异 中国是LED封装大国，据估计全世界80%数量的LED器件封装集中在中国，分布在各类美资、台资、港资、内资封装企业。在过去的五年里，外资LED封

9、装企业不断内迁大陆，内资封装企业不断成长发展，技术不断成熟和创新。在中低端LED器件封装领域，中国LED封装企业的市场占有率较高，在高端LED器件封装领域，部分中国企业有较大突破。随着工艺技术的不断成熟和品牌信誉的积累，中国LED封装企业必将在中国这个LED应用大国里扮演重要和主导的角色。下面从LED封装产业链的各个环节来阐述这些差异。 2.2.1封装生产及测试设备差异 LED主要封装生产设备包括固晶机、焊线机、封胶机、分光分色机、点胶机、智能烤箱等。五年前，LED自动封装设备基本是国外品牌的天下，主要来自欧洲和台湾，中国只有少量半自动固晶、焊线设备的供应。在过去的五年里，中国的LED生产设备

10、制造业有了长足的发展，如今自动固晶机、自动封胶机、分光分色机、自动点胶机、智能烤箱等均有厂家供应，具有不错的性价比。 LED主要测试设备包括IS标准仪、光电综合测试仪、TG点测试仪、积分球流明测试仪、荧光粉测试仪等及冷热冲击、高温高湿等可靠性试验设备。除标准仪主要来自德国和美国外，其它设备目前均有国产厂家生产供应。 目前中国LED封装企业中，处于规模前列的LED封装企业均拥有世界最先进的封装设备，这是后发优势所决定的。就硬件水平来说，中国规模以上的LED封装企业是世界上最先进的。当然，一些更高层次的测试分析设备还有待进一步配备。 2.2.2LED芯片差异 目前中国大陆的LED芯片企业约有十家左

11、右，起步较晚，规模不够大，最大的LED芯片企业年产值约3个亿人民币，每家平均年产值在1至2个亿。 这两年中国大陆的LED芯片企业发展速度较快，技术水平提升也很快，中小尺寸芯片(指15mil以下)已能基本满足国内封装企业的需求，大尺寸芯片(指功率型W级芯片)还需进口，主要来自美国和台湾企业，不过大尺寸芯片只有在LED进入通用照明后才能大批量应用。 LED封装器件的性能在50%程度上取决于LED芯片，LED芯片的核心指标包括亮度、波长、失效率、抗静电能力、衰减等。 2.2.3封装辅助材料差异 封装辅助材料包括支架、金线、环氧树脂、硅胶、模条等。辅助材料是LED器件综合性能表现的一个重要基础，辅助材

12、料的好坏可以决定LED器件的失效率、衰减率、光学性能、能耗等。 目前中国大陆的封装辅助材料供应链已较完善，大部分材料已能在大陆生产供应。但高性能的环氧树脂和硅胶以进口居多，这两类材料主要要求耐高温、耐UV、优异折射率及良好膨胀系数等。三、 项目的具体内容、研究方法和路线 目前的投影机光源-高压汞灯存在寿命短、色温高、存在有害光线、发热集中等缺点,严重制约了投影机进入应用领域.发光二极管的最近发展为其作为高压汞灯的替代光源提供了可能性,本项目提出了一种由一个发光二极管、一个准直镜、一个前蝇眼透镜和一个后蝇眼透镜组成的用于投影机的发光二极管照明单元,由数个照明单元加上会聚透镜则构成一个基本的照明系

13、统.发光二极管的发光经准直镜压缩光束发散角后被前蝇眼透镜分割为多个细光束,会聚透镜将每个细光束都叠加会聚到显示芯片上,实现光能量的会聚和光场再分布,以满足投影机对光通量和光场均匀性等方面的要求,后蝇眼透镜用于与后续光路的匹配。下图为原理图 和 结构示意图。四、 合作的必要性（指与合作方进行合作的原因）2009年6月Laser Operations收购了QPC公司，可以说Laser Operations是一家相对年轻的公司。但是原QPC公司的产品线历史背景悠久且实力雄厚。      QPC由Jeffrey Ungar博士创立。从加州理工学院毕业后

14、，Jeffrey Ungar博士作为高级技术总监在Ortel公司工作了17年。2000年，在Ortel公司被Lucent收购后，他决定组建一个专注于高功率半导体激光器的公司，并带来了由在一起工作时间超过20年的研究人员和科学家们组成的核心团队。这个团队包括世界顶级的设计专家，可以完成从600 nm (AlGaAs)到2000 nm(InP)的半导体激光器的生长和工艺等。2001年，公司搬到了现在所在的Sylmar（位于美国加利福尼亚州的洛杉矶），厂房占地4万平方英尺，设备与设施包括最先进的MOCVD生长室、晶圆表征、光刻、晶圆加工工具等。2004年，关键的芯片技术Brightlase（为提高亮

15、度和稳定性而开发的发光面保护技术）以及Brightlock（提高光谱亮度，增强对温度的稳定性，以及提高波长精确度等的内蚀光栅技术）的发布，促进了QPC光纤耦合模块和高功率半导体激光堆栈的问世。      从一开始起，QPC就定位并逐步成为一家从事高亮度和高功率半导体激光器研发、设计及生产的世界领先并持续创新的公司。 2006年，公司发布了第一个纤芯100 m的高功率半导体激光模块，第一个功率达到500 mW的1550 nm半导体激光器，以及第一个在“人眼安全”波长范围内功率超过100 W的模块， 2007年产品开始应用在医疗手术上。2008年，

16、公司拓展了其产品的波长范围，增加了一个紧凑、波长可见的RGB激光器生产线，并已在显示和医疗方面应用。去年的Ultra-G系列产品被美国西部光电展选为年度最具创新意义的激光产品。      在财务运营方面，公司于2006年在美国股票市场上市，这在给予公司保持新的快速增长所需要的更多资金的同时，也给公司带来了沉重的资源和财务负担，使得公司在2008年的全球经济危机中经营困难。随后，QPC在2008年夏季进行了重要的改革，削减了部分员工，把发展战略聚焦到一些重点产品线上。在一些重点战略客户的帮助下，这一次改革帮助公司走出了2008年金融风暴的困境，并

17、使得公司所有资产在2009年6月被Laser Operations LLC顺利收购。开昂科技选择与QPC激光科技有限公司合作，旨在避免产业趋同和低水平重复建设，解决在产业成长过程中如何提供相关配套产业设备和人才，以及提高LED产品性能和优化LED产品封装及使用寿命等问题。下图为QPC激光科技有限公司的全球领先产品美国Laser Operations 公司作为QPC 激光器产品的生产制造商，因其Ultra-GTM系列激光器而荣获2009年度激光玲珑奖（Laser Prism Award）。Ultra-GTM是一个基于其独特的 BrightLock® 单芯片波长稳定技术的强大而超紧凑型绿

18、激光（532 纳米）产品系列。公司及其具有突破性技术的产品被一个由行业专家组成的独立工作组评选出来，并在2010 年1 月27 日旧金山美国西部光电展期间举行的盛大仪式上予以突出表彰。为纪念激光器诞生 50 周年，此次激光玲珑奖（Laser Prism Award）由特德梅曼（Ted Maiman）的夫人凯瑟琳梅曼（Kathleen Maiman）颁发。在1960 年，特德梅曼（Ted Maiman）演示了世界上第一台激光器。  “Ultra-GTM系列激光器作为一种人眼安全的产品，其在体积大小及性能指标上都达到了一个新的高度，并己引起了多个行业的用户前所未有的兴趣。

19、60;“Ultra-GTM系列激光器独特的技术创新体现在固体激光器技术和单泵浦波长稳定技术上。 Ultra-GTM系列激光器是专为那些在医疗、军事及国防领域要求在极紧凑的自然散热情况下使用高功率绿激光的。五、 合作的基础（指项目承担人员、单位的合作与交流情况，合作各方是否有过合作与交流经验，以及合作环境、条件与交流机制等） 美国QPC Laser Operations LLC公司作为QPC激光器产品的集成生产制造商，是世界上设计和生产高功率半导体激光器的领导厂商，其激光器产品广泛应用于国防、工业、消费电子及医疗领域。公司研发出了具有专利的基于高亮度芯片的独特激光技术，这一技术可有效缩

20、小产品的尺寸、降低成本，从而上十倍地减少了激光器的重量，并且显着地提高了能源使用效率和激光器产品的可携性。开昂公司项目负责人布莱德·米勒在来开昂公司之前就和美国QPC Laser Operations有很多合作项目，合作的项目都获得了成功，奠定了双方的合作基础。开昂公司项目负责人布莱德·米勒目前正在美国洽谈合作的具体工作安排。开昂公司董事长杨旸博士和美国QPC Laser Operations许多高级管理人员有良好的个人交往和信任度。作为光电子方面的专业博士，杨旸博士在美国斯坦福大学读博士期间，经常到美国QPC Laser Operations的实验室进行相关的实验。在项目

21、签订的同时，双方约定了定期会晤的交流机制，并指定了具体各项工作的联系人。六、 合作方式及合作双方的任务分工开昂公司项目负责人布莱德·米勒带领技术经理NICK参与项目的研发，项目研发成功后，由开昂公司负责产品的最终成品制造并购买合作成果，进行全球推广。 美国QPC Laser Operations安排三位资深工程师进入研发团队。Quintessence是美国QPC Laser Operations的全资子公司，合作项目的主要研发人才Michael smith 是Quintessence的负责人。具体分工如下：Bradley Wayne Miller副总裁.兼研发顾问开昂新能源科技有限公

22、司负责整个项目的组织、沟通及分工安排。WayneNike副总工程师开昂新能源科技有限公司负责项目LED芯片研发Jason Lim副总工程师开昂新能源科技有限公司负责项目测试及测试结果分析报告。Michaelsmith首席工程师QPC LASERS INC (QPC 激光有限公司)负责设计并研发项目产品外观、发光效果、光源的设计及效果分析报告。John C. Byrne副总工程师QPC LASERS INC (QPC 激光有限公司)负责项目测试及测试结果分析报告。Jack. Harper. Collins副总工程师QPC LASERS INC (QPC 激光有限公司)负责项目LED芯片研发七、

23、合作双方的基本情况（包括在与项目相关领域的国内外学术地位、专业技术优势） 美国QPC Laser Operations LLC公司作为QPC激光器产品的集成生产制造商，是世界上设计和生产高功率半导体激光器的领导厂商，其激光器产品广泛应用于国防、工业、消费电子及医疗领域。公司研发出了具有专利的基于高亮度芯片的独特激光技术，这一技术可有效缩小产品的尺寸、降低成本，从而上十倍地减少了激光器的重量，并且显着地提高了能源使用效率和激光器产品的可携性。 江西开昂新能源科技有限公司位于江西省新余市高新技术开发区，是开昂集团核心企业之一。公司首期投资1亿人民币，占地面积68000平方米，厂房超过20000平方

24、米。公司现有员工600余人，其中研发人员30余人，管理人员80余人，工程技术人员100余人。     公司主营业务为太阳能光伏发电、太阳能LED路灯、LED半导体照明系列产品和新一代太阳能光电生物杀虫灯、虫情预防及农林生态远程实时监控系统系列产品。     开昂科技致力于新能源及农业高科技产品的开发应用，是一家集科研、生产、销售与服务于一体的高科技企业，依托其美国硅谷开昂科技公司在新能源、太阳能、光电子、芯片设计等领域的技术优势，不断开发新的低碳、节能、减排及新能源科技产品。公司目前拥有十多项国

25、内国际专利，开发了多项填补国内空白的新能源与农业高科技产品。     公司汇集了中国科学院、清华大学、美国华盛顿大学、斯坦福大学、中国照明学会、美国物理学会等30多位海内外高级工程师、高级研究员、业界资深专家、博士。雄厚的专业基础使公司研发的产品处于世界先进水平。八、 课题负责人的基本情况Brief introduction of Bradley Miller Bradley Miller is an investor and Vice President, Business Development at Kionax Inc., an alt

26、ernative energy company based out of Jiangxi, China. Prior to joining Kionax Mr. Miller founded and remains chairman of the board of the public company Eastern World Solutions (NASDAQ: ESRN.OB). Mr. Miller is also the founder of Sino Charter, Inc. (NASDAQ: VLOV.OB.) and Venditio Corp., a consultation company based out of the U.S. From 2007-2009 Mr. Miller brought multiple companies to the U.S. small cap stock exchang