LED的前景分析

CIR预测，全球LED市场 将从2004年的32亿美元，增长至2008年的56亿美元；据悉，

2006年我国LED的产值为140亿元，预计2008年应用市场规模将达到540亿 元，到2010年国内LED产业的规模将超过1000亿元；不仅如此，LED除了在传统射灯、广告应用、户外照明、节日产品上得到大力推广外，未来最大的 应用是普通照明。很多国家都在加紧立法，鼓励使用节能型光源。欧盟、澳大利亚和美国分别将从2009、2010和2020年开始禁用白炽灯泡。国际主要照 明厂商和第三方咨询机构都预测，至2010年LED将广泛应用于室内照明。以LED占普通照明市场10%计，届时LED普通照明市场的潜在规模将达250 亿美元。

显然，LED风正以势不可挡的趋势向我们吹来，国内企业纷纷蠢蠢欲动，希望抢占出口市场先机，争取最大的市场份额。

核心技术需提升

核心技术的缺乏，是目前我国LED产业及出口面临的一个巨大问题。在LED产业链中，包括LED外延片的生产、LED芯片的生产、LED芯片的封装以及LED产品的应用等四个环节，其中外延片的技术含量最高，芯片次之。长期以来， 我国是LED封装出口大国，企业主要集中在下游技术含量不高的封装领域，依靠绝对的价格优势在出口市场取得地位。而上中游领域只在近几年才逐渐发展，国内 的LED芯片供应能力目前远不能满足需要，许多LED制造商还在大量 进口。这大大制约了我国LED出口的发展。国内从事芯片研发和生产的企业只有少数，大 多也是政府扶持的企业，早期比较出名的是厦门的三安集团、大连的路美集团。而占LED出口量较大的中山，也只有银雨等大型企业涉及芯片制造。

在LED 芯片产业发展中，高亮度LED芯片是企业生产的投资重点。专业人士预 测，2008年高亮度芯片产量将超过普通亮度芯片，LED芯片产业进入高亮度时代。然而，据厦门三安集团中山市宝安照明有限公司总经理王波介绍，目前国内 对于高亮度芯片的研发和生产还存在很大难度，主要是成本提升的压力。在提高产品技术、质量的同时，设备、人力、技术引进、综合资源上的投入给企业造成很大 困扰。目前，国家扶持、外商投资的带动、行业共同和谐发展，成为促进LED芯片产业发展的推动力量。

国际阻力不容忽视

随着LED市场的不断扩大，各大国都希望在出口市场分得蛋糕，国际贸易摩擦将 不可避免。近年来，由于看好LED的潜在市场，一些外资企业纷纷进入我国设厂，并已从早期的以封装厂为主转向技术含量更高的芯片环节。未来几年，我国大陆 地区将成为继日本及我国台湾地区之后另一个LED产业基地。这对我国LED的生产和出口起到了带动作用。然而，国外技术壁垒的频繁设置，成为出口的一大阻 碍。据悉，针对LED芯片出口，日本设置有日亚、CREE专利，由此我国的LED芯片不能出口至日本；而近期即将出台的美国UL标准，也对国内LED出口 企业造成很大压力。从LED出口的发展趋势看来，国外技术壁垒的设置将会越来越多。所以国内企业最重要的是要练足内功，保障出口产品的质量。

另一方面，近年来，美国ＧＥ、荷兰飞利浦、德国欧司朗这三大世界照明生产巨 头，纷纷与半导体公司合作组建半导体照明公司，加速产业扩张，提升竞争优势，寻找新的经济增长点，这对我国出口企业影响颇大。虽然这类出口集团多出口高新 技术含量、高附加值的产品，但它们的封装、应用类LED同样会在海外市场占有一定份额，而它们惯用的手段是与出口市场当地强势力量合作，取得绝对优势。据 行业人士透露，在印度，飞利浦、欧司朗就曾与当地政府签定led出口协议，限制印度市场只使用他们的某类LED产品。这直接导致我国出口损失惨重，有些企 业不得不放弃海外市场。专业人士指出，当此类情况发生时，企业大多通过避开市场，开拓其他市场的方式解决；还有一部分企业未雨绸缪，通过自主创新，开发不 同于竞争激烈的产品来争取海外市场。

低价竞争恶化行业环境

LED 出口行业内最严重的现象就是低价竞销。我国作为LED下游产业的出口大 国，大多数中小LED出口企业依靠低成本在海外市场获利。由于行业竞争的加剧，出口企业通过低价竞销来赢取市场。据调查，通过低价出口的企业为了赢回成本 差价，在产品质量上没有保障，造成许多海外消费者的投诉。他们对我国的LED产品质量产生怀疑，严重影响了我国LED出口的美誉度，恶化了行业出口环境， 给国内出口企业带来了很大影响。

假冒伪劣产品 在海外市场的泛滥也是出口市场一大问题。鹤山银雨照明电器有限公 司就遇到过这样的现象，推出的专利产品柔性霓虹灯，被别的厂家效仿，在技术条件完全不具备的情况下，一些粗制滥造的仿制“柔性霓虹灯”混淆视线，欺骗消费 者。在国外，有些厂家打着别人品牌包装的灯饰，却是劣质产品，这严重损坏了国内出口企业品牌的声誉。诸如此类的事件，归根到底，是因为国内出口企业存在知 识产权意识不强、法制观念薄弱的问题。现在，行业人士都呼吁国家有关部门采取措施，例如通过进出口商检局、技术监督局加大质量监督，对出口产品质量严格把 关。

推动LED产业的国家政策

2008年，财政部、国家发改委联合发布《高效照明产品推广财政补贴 资金管理暂行办法》，将重点支持高效照明产品替代在用的白炽灯和其他低 效照明产品，主要包括普通照明用自镇流荧光灯、三基色双端直管荧光灯(T8、 T5型)和金属卤化物灯、高压钠灯等电光源产品，半导体(LED)照明产品，以 及必要的配套镇流器。国家采取间接补贴方式进行推广，即统一招标确定高 效照明产品推广企业及协议供货价格，财政补贴资金补给中标企业，再由中 标企业按中标协议供货价格减去财政补贴资金后的价格销售给终端用户。 《暂行办法》规定，大宗用户中央财政按中标协议供货价格的30%给予补贴； 城乡居民用户中央财政按中标协议供货价格的50%给予补贴

LED的芯片认识

LED芯片有两种基本结构，水平结构（Lateral）和垂直结构（Vertical）。横向结构LED芯片的两个电极在LED芯片的同一侧，电流在n-和p-类型限制层中横向流动不等的距离。垂直结构的LED芯片的两个电极分别在LED外延层的两侧，由于图形化电极和全部的p-类型限制层作为第二电极，使得电流几乎全部垂直流过LED外延层，极少横向流动的电流，可以改善平面结构的电流分布问题，提高发光效率，也可以解决P极的遮光问题，提升LED的发光面积。

制造垂直结构LED芯片技术主要有三种方法：

一、采用碳化硅基板生长GaN薄膜，优点是在相同操作电流条件下， 光衰少、寿命长，不足处是硅基板会吸光。

二、利用芯片黏合及剥离技术制造。优点是光衰少、寿命长，不足 处是须对LED表面进行处理以提高发光效率。

三、是采用异质基板如硅基板成长氮化镓LED磊晶层，优点是散热 好、易加工。

垂直型芯片性能介绍

由于当前芯片主要是垂直型的和水平型的两种。 垂直型产品以CREE芯片为代表特点主要是： 光效高：最高可达 161 lm\\w，节能； 电压低：蓝光在2.9~3.3V；

热阻小：芯片本身的热阻小于 1 „C/W;

亮度高：由于采用垂直结构，电流垂直流动，电流密度均匀， 耐冲击型强；同一尺寸芯片，发光面宽，亮度高。 光型好：85%以上光从正面发出，易封装，好配光； 唯一的缺点就是：不方便集成封装。若要集成封装，芯片需 做特殊处理。

水平型芯片性能介绍

水平型产品以普瑞芯片为代表，芯片的主要特点是： 光效一般：最高在 100 lm\\w左右； 电压高：蓝光在3.4~4V；

热阻高：使用蓝宝石衬底导热性差。芯片本身的热阻在 4~6 „C/W; 亮度一般：由于采用水平结构，电流横向动，电流密度不均，容易局 部烧坏；为弥补这一缺陷，在芯片的上表面做ITO.ITO将以 减少出光为代价。同一尺寸芯片，发光面窄，亮度低。 光利用率低：65%左右的光从正面发出，35%的光从侧面发出，靠反射来 达到出光，利用率低。

唯一的优点就是：便于集成封装。不过，它也是缺点，由于没解决好散 热，所以集成封装只有加速它的衰减，不可取。

LED芯片制造流程

总的来说，LED制作流程分为两大部分：

首先在衬底上制作氮化镓（GaN）基的外延片，这个过程主要是在金属有机化学气相沉积外延片炉(MOCVD)中完成的。准备好制作GaN基外延片所需的材料源和各种高纯的气体之后，按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底，还有GaAs、AlN、ZnO等材料。

MOCVD是利用气相反应物（前驱物）及Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3在衬底表面进行反应，将所需的产物沉积在衬底表面。通过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例，从而控制镀膜成分、晶相等品质。MOCVD外延炉是制作LED外延片最常用的设备。 然后是对LED PN结的两个电极进行加工，电极加工也是制作LED芯片的关键工序，包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨；然后对LED毛片进行划片、测试和分选，就可以得到所需的LED芯片。如果芯片清洗不够乾净，蒸镀系统不正常，会导致蒸镀出来的金属层（指蚀刻后的电极）会有脱落，金属层外观变色，金泡等异常。 蒸镀过程中有时需用弹簧夹固定芯片，因此会产生夹痕（在目检必须挑除）。黄光作业内容包括烘烤、上光阻、照相曝光、显影等，若显影不完全及光罩有破洞会有发光区残多出金属。

芯片在前段工艺中，各项工艺如清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨等作业都必须使用镊子及花篮、载具等，因此会有芯片电极刮伤情形发生。