四川省LED产业的发展现状和前景.doc
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1、四川省LED产业的发展现状和前景一、LED简介LED是发光二极管(LightEmittingDiode)的简称,是光电领域中运用极为广泛的发光器件,其结构主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。当在电极上加上正向偏压后,使电子和空穴分别注入P区和N区,当非平衡少数载流子与多数载流子复出时,就会以辐射光子的形式将多余的能量转化为光能。其发光过程包括三个部份:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。LED常用的材料是砷化镓,磷化镓等半导体,不同的半导体材料在通以一定的电流的情况下可发出红、绿、黄、蓝等颜色的光。二、LED发展历程光的发展经历了三个阶段,从远古时代的火到油灯,一般称为第一代光源。从
2、1879年爱迪生发明电灯起,1938年荧光灯问世,1959年卤素灯、1961年高压钠灯、1962年金属卤化物灯、1973年三基色荧光灯发明出来,人们把这一阶段的光源称为第二代光源。而从1962开始,人类照明史上有了第三代革命性光源LED1962年,首只红光LED出现;1976年,绿色LED出现;1993年,蓝色LED出现;1999年,白色LED出现。白光LED的出现,使其迈进了日常照明领域;2000年,LED开始应用到室内照明。三、LED的特点1、高节能:直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率达90%以上,同样照明效果比传统光源节能80%以上;2、寿命长:LED为固体冷光源,环
3、氧树脂封装,因此无灯丝发光易烧、热沉积等缺点。3、电压低,使用寿命可达5万到10万小时,比传统光源寿命长5倍以上;4、利环保:冷光源、眩光小,无辐射,不含汞元素,生产和使用中均不发出有害物质,是真正的绿色照明产品;5、多变幻:LED光源可利用LED在电流瞬间通断发光无余辉和红、绿、蓝三基色原理,并发挥我们多年对LED显示屏控制技术的研究,采用LED显示屏控制技术实现色彩和图案的多变化,是一种可随意控制的动态光源;6、高新尖:与传统光源比,LED光源融合了计算机、网络、嵌入式控制等高新技术,具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。四、LED的运用LED作为第三代革命光源,其运用非常广泛,尤其是国
4、家半导体工程领导小组成立后,在推动半导体照明发展方面取得了极大的成就。目前LED的运用主要包括以下几个方面:1、景观照明市场:包括建筑装饰、室内装饰、旅游景点装饰等,主要用于重要建筑、街道、商业中心、名胜古迹、桥梁、社区、庭院、草坪、家居、休闲娱乐场所的装饰照明,以及集装饰与广告为一体的商业照明;2、汽车市场:车用市场是LED运用发展最快的市场,主要用于车内的仪表盘、空调、音响等指示灯及内部阅读灯,车外的第三刹车灯、尾灯、转向灯、侧灯等。背光源市场:LED作为背光源已普遍运用于手机、电脑、手持掌上电子产品及汽车、飞机仪表盘等众多领域。3、交通灯市场:由于红、黄、绿光LED有亮度高、寿命长、省电
5、等优点,在交通信号灯市场的需求大幅增加。厦门市自2000年采用第一座LED交通信号灯后,如今全市100多座交通信号灯已有近70%更换为LED;上海市则明文规定,新上的交通信号灯一律采用LED。4、户外大屏幕显示:由于高亮度LED能产生红、绿、蓝三原色的光,LED全彩色大屏幕显示屏在金融、证券、交通、机场、邮电等领域倍受青睐;近两年全彩色LED户外显示屏已代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等成为主流,尤其是在全球各大型体育场馆几乎已成为标准配备。5、特殊工作照明和军事运用:由于LED光源具有抗震性、耐候性、密封性好,以及热辐射低、体积小、便于携带等特点,可广泛应用于防爆、野外作业、矿山、军事行动等特
6、殊工作场所或恶劣工作环境之中。6、其它应用:LED还可用于玩具、礼品、手电筒、圣诞灯等轻工产品之中,我国作为全球轻工产品的重要生产基地,对LED有着巨大的市场需求。当然,最终LED的发展目标应该是进入千家万户的民用照明,这是最大的一块市场,也是以白光为代表的LED产业终端最后的技术堡垒。五、推动LED半导体照明工程的积极意义目前国际上普遍的看法是,光电子技术是21世纪的尖端科技。如果将21世纪具有代表意义的主导产业排序,第一是光电子产业,第二是信息通信产业,第三是健康和福利产业。而LED正是光电子产业中最重要的光电子材料和组件,是整个光电子产业的基础。光通信、光显示、光存储、光输出、光器件以及
7、激光技术、光子计算与光信息处理产业、光电子通信产业、光子集成器件产业、聚合物光纤光缆产业、聚合物光电器件产业和光子传感器产业等等,无不是以LED为代表的光电子材料和组件为基础。“如果在这场没有硝烟的战争中占领制高点,将鼓舞我国发展有国际竞争力的、拥有自主知识产权和核心专利的努力。”国家863计划半导体照明工程总体专家组成员李晋闽说,以半导体照明行业发展为契机,将带动其他相关原材料、设备制造、汽车等工业的发展。另外,拥有独立自主知识产权的白光LED技术,将大大提高我国半导体照明电器在国际上的竞争力和地位。半导体照明的直接关联产业主要为上游新材料产业,比如金属镓、稀土金属、蓝宝石/碳化硅/硅等,和
8、以LED为基础原器件的汽车制造、电子信息等下游产业。对上游新材料产业而言,生产高亮度LED照明器件的直接原材料为三甲基镓、稀土发光材料(如稀土荧光粉)、高纯氮、蓝宝石/碳化硅/硅、环氧树脂等,而这些原材料往前可追溯到的矿产资源主要是稀散元素镓、稀土金属、硅石、煤、铝等。因此,半导体照明的推广应用,一方面扩大了资源的应用领域;另一方面提高了资源的利用价值,推动这些上游产业快速发展。另外,从下游运用来讲半导体照明的好处是轻而易见的。专家预测2010年半导体照明将进入5%普通照明市场,可以年节电500亿度。相当于可少建装机容量为220万千瓦的火力发电厂10座,可节省电力建设资金1000到1200亿元
9、,扣除LED建设资金的投入,实际可为国家减少社会支出800到1000亿元。半导体照明产业的发展将促进太阳能光伏电池产业的发展,LED是低压、直流用电,与太阳能光伏电池低压、直流供电的方式非常匹配,两者结合不需要交流逆变器,并真正实现新能源与新光源的结合。目前中国已成为太阳能半导体照明产品的重要生产和出口基地,随着功率型LED的开发,太阳能半导体照明路灯已开始在国内的小区、园林建设中使用,而且中国西部许多乡村还没有电力供应,太阳能半导体照明将成为解决无电地区照明的有效途径,相应地将带动太阳能光伏电池产业的进一步发展。由此,半导体照明工程的实施将推动社会节能、环保的共识,为我国可持续发展奠定基础。
10、而且,推广使用半导体照明,将大大提高环保效益。由于节电,可减少电厂煤炭燃烧排放的二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮废气及粉尘对环境的污染。初步预测,每年减少二氧化碳排放量在600万吨以上,并且没有荧光灯、节能灯含汞等问题。所以说,半导体照明是我国有可能实现跨越式发展的战略性高科技产业,符合我国社会经济发展的重大需求,具有广阔的产业化发展前景。六、目前我国各地的LED产业发展状况自2003年科技部联合信息产业部、中科院、建设部、轻工业联合会、教育部等部委以及北京、上海等十一个地方政府,成立国家半导体照明工程领导小组以来,LED照明得到飞速的发展。尤其是东南沿海地区,不论从市场培育、政府规划、产业布局、
11、技术规范、人才聚集等方面,都远远走到了国内前列。1、上海上海正在形成以张江高科技园区为核心,辐射嘉定、松江、杨浦、漕河泾等区的半导体照明产业群,通过发挥各自优势,形成了在整个产业链上合理的布局和良性互动的格局,形成具有上海特色的半导体照明产业。张江高科技园区作为上海国家半导体照明产业基地的核心区域,近几年在光电子领域发展比较迅速,特别是在半导体照明、光通讯、光显示等方面,已有四十余家相关企业,园区已经初步形成完整的半导体照明产业链。同时,在上海市科委的指导下,制定了上海半导体照明产业规划和上海光科技规划。2003年上海地区LED产值约4-6亿人民币,初步形成了从上游的外延材料(如衬底、气体)、
12、外延片研发生产到中游芯片的制作,再到下游封装及应用,以及为封装和应用作配套的模具、支架、电镀等配套材料,已经形成比较完整的产业链。2005年LED产业形成产值20亿人民币。此外,上海市以标准引领产业发展,目前已申请专利50多项,其中发明专利40多项,实用新型专利10项,国际PCT专利1项,为上海半导体照明产业打下了坚实基础。制定了100多项光学行业的国家标准、行业标准和内部标准,承担了国家LED照明系统标准研究,有12家成员单位参加了信息产业部的“半导体照明技术标准工作组”。上海蓝光科技有限公司承担的国家“863”计划“功率型大尺寸蓝光发光二极管芯片”项目,在2004年10月份国家半导体照明项
13、目管理办公室主持的攻关项目节点评比中,获得了A级的优秀成绩。上海蓝宝光电材料有限公司LED研究开发项目列入国家科技部“863”、“973”计划,得到了科技部中小企业创新基金的资助,出色地完成了“863氮化镓基发光二极管外延片和器件制备的产业化关键技术项目”,建立了GaN-LED外延材料和器件完整的设备条件,现又开始新一轮的“863”滚动研发。中科院上海光机所、上海中科嘉浦光电子材料有限公司共同承担的“863”计划课题:“大尺寸蓝宝石衬底材料制备技术和产业化关键技术”,通过技术攻关,已申请发明专利多项,取得了突破性的成果。其中“大尺寸优质蓝宝石晶体研制”项目获得了2003年度国家科技进步二等奖。
14、另外,中科院上海微系统所完成了“863”计划“HVPE厚膜GaN自支撑衬底制备技术”项目,开发了衬底材料与外延膜的剥离技术,并实现了相关设备的自主研制,申请了发明专利3项。人才建设方面,上海目前已培养了一批相关的研发和生产高级技术人才,同时积极引进曾在日本、美国等发达国家多年从事相关研究和产业化工作的人才,通过与上海的高校和相关企业相结合,迅速掌握了材料制备和器件制造的关键技术,使研发和产业一体化缩短了与国际先进水平的差距,实现了高起点的跨越式发展。2、深圳尽管深圳只是第二批国家半导体照明产业基地,比第一批上海、厦门、大连和南昌批准建设基地晚了一年多,但是深圳在国内LED产业发展中有许多优势。
15、资料显示,深圳拥有上中下游产业链上的LED企业有300多家,占全国同行业企业总数的70以上,2004年深圳LED产值已经超过60亿元,特别是在产业链的下游封装方面,深圳LED封装企业就超过200家。事实上,在LED产业链中,上游是LED衬底晶片及衬底生产,中游是产业化的芯片制备,下游是LED封装和应用。深圳也已经形成了上中下游完整的LED产业链,在上游领域,深圳奥普和淼浩等公司在LED衬底晶片产业化方面在全国领先。在中游领域,深圳方大国科在国内率先研制成功GaN基蓝光LED芯片等产品。在下游领域,深圳方大国科的LED生产延续到产品开发、制造,直至终端市场推广整个下游产业链,其他封装和应用企业,
16、如深圳瑞丰、深圳沃科、联芯光电等企业也都很有实力,此外,深圳还有两百多家中小LED封装应用企业。为促进LED产业在深圳的快速发展,深圳市在2005年3月就已经出台六大政策扶植LED产业发展,包括成立深圳市半导体照明工程协调领导小组和半导体照明工程专家小组;将LED项目作为市科技计划项目的重大专项;发挥深圳大学光电子学研究所的公共技术平台及研发队伍作用;推动成立“官产学研资介”(即政府、企业、院所、公共平台、投资机构和科技中介)产业合作联盟以及依托高交会,为深圳半导体照明产业提供宣传展示、成果转化、交易交流平台。此外,在2005年4月正式批准的国家半导体照明产业基地建设蓝图中,深圳在宝安区规划3
17、平方公里土地建设深圳光电产业化基地。以亚太高科技投资、中洲科技投资等多方投资10亿元成立的世纪晶源公司为龙头,引进国内外先进LED项目,未来3-5年总投资可望达到200亿元,以半导体材料生长和芯片制作为龙头,以封装和器件应用为配套,形成完善的产业链。根据产业基地的规划,全面建成后预计产值超过千亿元,利税超过百亿元,提供近十万人的就业机会,将会成为亚洲乃至世界最大的半导体照明工程产业化基地。3、厦门厦门市目前从事半导体照明技术及产品研究、开发、生产、运用的企业已达80余家,直接运用的产业规模已达几十亿元,主要运用产品有数码显示、背光源、数码显微镜照明、特种军用照明灯、景观装饰照明灯、工作灯具、旅
18、游灯具等。自厦门成为”国家半导体照明基地”后,为大力推动产业市场格局,承接台湾LED产业转移,厦门市大规模改造城市夜景,LED亮化灯具遍布思明、湖里、海沧、集美四个区,既美化亮化了城市夜景,又大力拉动了LED产业发展。根据福建省近期出台的部署,到2010年前,全省LED和光伏产业在战略定位上将以厦门市为核心,辐射福州、漳州、泉州、龙岩,拓展到莆田、宁德、三明、南平等地区,形成海峡西岸半导体照明工程产业化基地。在未来几年的产业布局上,福建省LED外延片、芯片制造将以厦门为中心,着力培育壮大上游龙头企业;LED封装将以厦门、福州为重点,依托骨干企业,带动全省封装工艺技术水平的提升;LED应用产品生
19、产由厦门、漳州向福州、泉州、龙岩等地拓展,构建具有较强竞争力的LED应用产品生产基地。厦门LED产业发展主要集中在厦门火炬高新区,这里有台湾第一大LED厂商新晶元光电,以及台湾友达光电、金保利光电、台湾东元、中华映管、冠捷电子等光电产业知名企业纷纷落户火炬高新区,加上高新区内的戴尔、明达光电、厦华电子、宸鸿科技、建松电器和高卓立等企业,厦门火炬高新区已经形成多个龙头企业为主导的光电产业上下游产业链聚集的格局,成为大陆对接台湾光电产业、承接光电产业转移的最重要基地之一。预计到十一五末,厦门火炬高新区的光电产业产能将达到1000亿元,形成上中下游产业链、垂直整合的一体化产业集群。4、南昌南昌的LE
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