半导体照明概况

1、固态照明概况火人类的文明灯延续历史几千年二、电光源的历史荧光灯将电光源带入新天地三、半导体发光二极管半导体照明概述半导体照明概述一、半导体照明一、半导体照明 半导体照明是指用全固态发光半导体照明是指用全固态发光器件（发光二极管，即器件（发光二极管，即LED，是由，是由半导体材料制成的光电器件，可将半导体材料制成的光电器件，可将电能直接转换为光能）作为光源的电能直接转换为光能）作为光源的照明，具有高效、节能、环保、寿照明，具有高效、节能、环保、寿命长、易维护等显著特点，是近年命长、易维护等显著特点，是近年来全球最具发展前景的高新技术领来全球最具发展前景的高新技术领域之一，是人类照明史上继白炽灯、

2、域之一，是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一场照明光源的革荧光灯之后的又一场照明光源的革命。命。半导体照明 (LED)二、二、LED（Light Emitting Diode ） LED，是一种固态的半导体器件，是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。它可以直接把电转化为光。LED的心的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，整个晶片被环氧树附在一个支架上，整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是成，一部分是P型半导体型半导体，空穴占主，空穴占主导地位，另一端是导地位，另一端是N型半导体型

3、半导体，主要，主要是电子。这两种半导体相连就形成一是电子。这两种半导体相连就形成一个个“P-N结结”。当电流通过导线作用。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在区，在P区里电子跟空穴复合，然后区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。发光的原理。LED构造图 三、三、LED产业链产业链 LED产业链大致可分为五部分：原材料，产业链大致可分为五部分：原材料，LED上游产业，上游产业，LED中游产业，中游产业，LED下游产业，测试仪器和生产设备。下游产业，测试仪器和生产设备。1、原材

4、料、原材料 LED的原材料包括衬底材料砷化镓、氮化铝、的原材料包括衬底材料砷化镓、氮化铝、磷化镓、磷砷化镓、磷化镓、磷砷化镓、铟镓铝磷、铟镓氮铟镓铝磷、铟镓氮等。它们大部分是等。它们大部分是IIIV族化合物半导体单晶，生族化合物半导体单晶，生产工艺比较成熟。原材料的纯度一般都要在产工艺比较成熟。原材料的纯度一般都要在6N以上。以上。 2、LED上游产业上游产业 主要是指主要是指LED发光材料外延制造和芯片制造。由于外延工艺的发光材料外延制造和芯片制造。由于外延工艺的高度发展，器件的主要结构如发光层、限制层、缓冲层、反射层高度发展，器件的主要结构如发光层、限制层、缓冲层、反射层等均已在外延工序中

5、完成，芯片制造主要是做正、负电极和完成等均已在外延工序中完成，芯片制造主要是做正、负电极和完成分割检测。分割检测。 3、LED中游产业中游产业 是指是指LED器件封装产业。根据用于现实、照明、通信等不同场器件封装产业。根据用于现实、照明、通信等不同场合，封装出不同颜色、不同形状的品种繁多的合，封装出不同颜色、不同形状的品种繁多的LED发光器件。发光器件。4、LED下游产业下游产业 是指应用是指应用LED作为显示或照明器件后形成的产业。主要的应用作为显示或照明器件后形成的产业。主要的应用产业有产业有LED显示屏、显示屏、LED交通信号灯、交通信号灯、LED航标灯、航标灯、 LED景观灯景观灯饰、

6、液晶背光源、饰、液晶背光源、LED车灯、车灯、LED特殊照明等。特殊照明等。水立方景观照明鸟巢景观照明篔筜湖畔的LED照明 中山路商业街的LED照明 位于湖滨北路的中闽大厦 5、测试仪器和生产设备、测试仪器和生产设备 测试仪器主要有：外延材料方面的测试仪器主要有：外延材料方面的X射线双晶衍射仪、荧射线双晶衍射仪、荧光谱仪、卢瑟福背散射沟道谱仪等；芯片、器件测试仪器方光谱仪、卢瑟福背散射沟道谱仪等；芯片、器件测试仪器方面的面的 LED光电特性测试仪、光谱分析仪等。光电特性测试仪、光谱分析仪等。 生产设备包括金属有机化合物化学气相淀积仪生产设备包括金属有机化合物化学气相淀积仪(Metal-orga

7、nic Chemical Vapor DePosition ，缩写缩写MOCVD) 、液相外镀炉、液相外镀炉、光刻机、划片机、全自动固晶机、金丝球焊机、硅铝丝超声光刻机、划片机、全自动固晶机、金丝球焊机、硅铝丝超声压焊机、灌胶机、真空烘箱、芯片计数仪、芯片检测仪、倒压焊机、灌胶机、真空烘箱、芯片计数仪、芯片检测仪、倒膜机、光色点全自动分选机等。膜机、光色点全自动分选机等。 厦门为中国七大厦门为中国七大LED产业基地之一，首批产业基地之一，首批4个半导体照明工程个半导体照明工程产业化基地之一（产业化基地之一（大连、上海、南昌和厦门大连、上海、南昌和厦门 ），已经成为中国大陆地），已经成为中国大陆

8、地区光电产业快速发展的重要城市区光电产业快速发展的重要城市 。 厦门生产厦门生产LED外延片、芯片的企业有四家，即厦门三安光电、外延片、芯片的企业有四家，即厦门三安光电、联厦光电、明达光电、乾照光电，芯片总产量约占祖国大陆自产联厦光电、明达光电、乾照光电，芯片总产量约占祖国大陆自产芯片的芯片的25%。封装企业有十几家，下游应用企业有。封装企业有十几家，下游应用企业有50多家，还有多家，还有与之配套的荧光粉、环氧树脂、塑料镜头、蓝宝石外延材料、各与之配套的荧光粉、环氧树脂、塑料镜头、蓝宝石外延材料、各种辅助材料和模具等生产厂，形成了较完整的产业链。种辅助材料和模具等生产厂，形成了较完整的产业链。

9、 2009年厦门市光电产业实现产值年厦门市光电产业实现产值404.39亿元，首次突破亿元，首次突破400亿亿元，销售收入元，销售收入398.72亿元。亿元。2009年，产值及销售同时超亿的厦门年，产值及销售同时超亿的厦门市光电企业有市光电企业有29家。家。2009年厦门市节能灯照明出口占有量继续保年厦门市节能灯照明出口占有量继续保持全球市场持全球市场20%以上，为全球高端节能照明的制造和出口基地。以上，为全球高端节能照明的制造和出口基地。四、厦门市四、厦门市LED产业简介产业简介LED光源的特点光源的特点 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用

10、高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80% 适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境 稳定性：10万小时，光衰为初始的50% 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级 对环境污染：无有害金属汞 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色 价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而

11、通常每组信号灯需由上300500只二极管构成。 深圳宝安国际机场A楼出发大厅LED显示媒体近景屏幕显示面积：屏幕显示面积：5.3米 X 3.5米 = 18 平方米 深圳宝安国际机场A楼出发大厅LED显示媒体实景四、第三代半导体材料GaN基LED外延片MOCVD系统 目前国际上目前国际上MOCVD的价格在每台的价格在每台440万美元左右，按人民币万美元左右，按人民币计算接近计算接近3000万元万元 。生产企业主要有：德国的。生产企业主要有：德国的Aixtron公司、公司、美国的美国的Emcore公司、英国的公司、英国的Thomas Swan公司等。公司等。GaN基蓝绿光LED芯片GaN基大功率蓝光LED芯片蓝、绿、白光LED室外大LED全彩色屏幕LED交通信号灯城市建筑装饰灯光工程花旗银行大厦中国汉级核潜艇索尼全球首台蓝光DVD刻录机BDZ-S7 五、半导体照明的来临六、半导体