我国LED产业现状及展望

LED(Light-Emitting-Diode)是一种能够将电能转化为可见光的半导体，大致可以分为可见光和不可见光两种，其下游应用产品主要是平板显示、手机显示屏、照明、红外线LED和OLED等领域的市场。可见光包括常见的红光LED(包括比较常见，自然界中易于获取的其他颜色，如黄色等)、蓝/白光LED。其中蓝/白光LED的材料以GaN为主。不可见光LED主要是发射红外线为主的发射器和检测器等。

　　在上世纪末和本世纪初，光电产业尤其是LED市场经历了一个大发展阶段，但2001年后由于受全球经济尤其是电子信息行业不景气的影响，市场增长乏力。2003年随着LED市场规模的再次提升，全球光电业将逐步复苏，但普遍认为仍无法迅速回复到三年前的水准。

　　在原料市场方面，对常见的可见光LED产品的原材料，我国已掌握，并能够自己生产。因此已经形成了完整的产业链，由原料生产到下游的封装都有大量的企业。GaN材料前景良好，国家对以GaN为代表的蓝光材料产业扶持的力度相当大。目前对于GaN基LED的投资相对较多，但成本的居高不下。

　　目前，我国LED产业已经初步形成珠江三角洲、长江三角洲、东南地区、北京与大连等北方地区四大区域，每一区域基本形成了比较完整的产业链。总体而言，我国的LED产业格局南方产业化程度较高，而北方依托众多高校和科研机构产品研发实力较强。在这部分产业中，以LED照明产业最为成熟。

　　蓝/白光LED技术主要被日本日亚公司垄断，我国尚未掌握核心技术。虽然市场前景广大，但较高的价格以及专利费用等制约了其发展。就2003年与2004年而言，蓝/白光LED实现技术突破并迅速完成产业化的时间过于紧迫，实现可能性较小。因而，预计还是主要依靠规模效应来降低成本。

　　中国拥有巨大的照明工业和照明市场。我国现在是世界照明电器生产大国和出口大国之一。通过“863”计划等科技计划的支持，我国已经初步形成从外延片生产、芯片制备、器件封装集成应用的比较完整的产业链，现在全国从事半导体LED器件及照明系统生产的规模以上的企业有400多家，封装在国际市场上已占有相当大的份额。在装饰照明、汽车照明市场、交通信号灯方面，LED照明都有巨大的潜力。目前，市面上还没有出现大功率的LED，过高的价格都阻碍LED在照明领域的发展。

　　红外线LED发射器和检测器的使用量是显示器及指示器LED用量的3倍多。市场人士预测，内地的红外线今后3年年增长率可能高达22%。内地红外线LED主要供应国内市场。随着市场竞争的日趋激烈，红外线LED价格仍将会继续下跌。预计2004年其价格将会保持稳定，当然，今后几个月内也可能会出现2%的微幅下滑。

　　就LED显示屏而言，中国的设计和生产技术水平基本与国际同步。一些具有实力和影响的企业把LED显示屏作为经营战略发展的重要内容，涉足LED显示屏产业，中国加入WTO、北京申奥成功等，成为LED显示屏产业发展的契机。预计在近年内，我国的LED显示屏产业将会有较大的发展。就整个LED显示屏系统而言，中国与国际处于同一水平，国内产品性价比高，市场占有率在90%以上。

　　我国LED产业现状及展望

　　1968年我国第一批发光二极管开始进入市场，至今已有30多个年头，在光学光电子新兴产业中极其影响，在显示技术领域始终占有一席之地，我国政府在电子基础产品发展中，坚持树立大市场观念，以国民经济现代化、信息化为目标，实现产品专业化大生产为重点，扩大出口创汇能力，首选光电子器件等五种新型电子元器件作为发展目标，LED产业是光电子器件发展中的重点，在产值、产量、规模效应等占有优势，虽然在世界光电设计中占有很小的份额，但是我国巨大的市场潜力，使得制造厂商纷纷参与，扩张投资增加产能。

　　近三年来LED产业平均增长率大于30%，尤其是1996年之后增长较快，1998年实现销售收入22.44亿元，比上年增长13.44%，产量65.09亿只，比上年增长5.2%，产值35.89亿元。行业资料显示，目前我国从事生产经营、科研教育等单位有100多个，从业人员约15000人，其中工程技术人员占二成，行业资产3.5亿元，初步形成了产业规模，同时产业发展也带动了周边支持产业的发展，除LED芯片之外，主要原材料，零部件，所需的仪器设备国内都有生产供应，国内许多高校、研究所在发光材料、新型结构、新器件、新应用等方面做了大量的研究工作，取得了很多成果，1998年完成科研开发，技术改造250余项，某些成果达到国际先进水平。在众多生产商中，后道封装工厂主要有佛山光电、宁波爱米达、厦门华联、天津天星、苏州半导体、深圳超亮等20余家;在芯片制作方面有五家，南昌欣磊公司是目前唯一能够批量供货的芯片厂商，每月产能达到200KK，据悉该公司正在拟定扩产计划，目标是每月能达到200KK，据悉该公司正在拟定扩产计划，目标是每月产能500KK，欣磊公司的成功运作，改变了我国芯片唯一依靠进口局面，上海晶田的投产曾经给人鼓舞，但是之后的运作中经历了痛苦的合作历程，近期有一线转机，生产LED传统芯片，据称有供不应求趋势，出现市场紧销的局面，但是距离规模量产甚远，其余三个厂家仍处于试产阶段，很少有产品面市;在四次元芯片制造方面，也有三家企业投入，至今尚无产量销售;有六个厂商投入发光材料的开发和生产，其中三个工厂制作传统芯片的外延片，三个工厂利用MOCVD技术制作四次元的材料，目前进展不大，都处于试验阶段。

　　LED显示屏是发光二极管主要应用面之一，近年来发展迅速，目前LED显示屏制作技术先进，售价低，国外公司很难在大陆竞争市场，据不完全统计，1998年我国LED显示屏生产厂商有150多家，制造各类显示屏约五万平方米，实现产值14亿元，主要生产厂家有北京兰通、南京落普、上海信茂、上海三思科、东北微电子、西安青松、天津数据、深圳同洲等，这些公司生产的户外屏，全彩色室内外屏都能为用户接受，推动了信息显示市场发展;我国台湾地区发展LED产业取得了举世瞩目的成绩，近年来在产品结构，制作技术，产品质量，量产水平，市场占有方面，紧逼日本的态势，在世界LED产业中紧挨美国、日本之后，位居世界第三，五年来，每年平均增长达20%以上，1997年台湾十大光电产品中占第四位，产值18870百万元新台币，EpistarCorp已经开发成功用于全彩色灯和显示器的红色、绿色、蓝色芯片，这些芯片光强超过70mcd，一家正在投产的公司利用MOVPE技术，生产InGaAlp超亮度的发光材料和芯片;台湾有七家生产LED芯片的公司，生产各色传统芯片占世界产量的七成以上，主要厂商有光磊、鼎元、光宝、国联等，欧美、日本等著名光电公司也使用台湾芯片，台湾封装工厂有30余家，有10个是大公司，主要有光宝、亿光、今台等，这些厂商大多在大陆设厂，以扩大产量，降低成本，增加市场竞争能力。因此我国LED产业的整体实力雄厚，有望成为电子基础产品重要支柱产业。

　　发光二极管的应用十分普遍，由于工作电压低、耗电省、色彩丰富、价格低，因而受到电气工程师和科研人员的欢迎，早期传统的产品发光效率低，光强一般几个到几十个mcd，适宜使用在室内场合，在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等方面应用，由于应用技术日趋发展，传统产品出现新的应用商机，正在流行的LED圣诞灯，由于造型新颖，有鸭嘴型圣诞灯、多彩球型灯、珠廉窗灯，而且色彩丰富，不易碎破，低压使用的安全性，近期在香港等东南亚地区销势强劲，受到人们普遍的欢迎，正在威胁和替代现有电泡的圣诞市场;一种受到儿童欢迎的闪光鞋，利用走睡时LED闪铄发光，非常醒目，既有单色光，也有双色光，据浙江一家鞋业公司总经理介绍，仅温州地区一年要用去500KK的发光二极管;具有健康保健作用的牙刷，在发达国家使用普遍，利用发光二极管作为牙刷的电量指示十分方便，每把牙刷都带一个LED灯，据国内正在投产的制造商介绍，该公司已有保健牙刷少量上市，计划生产时需要300KK的发光灯;在工业产品方面，发光二极管型AD11指示灯在电源柜上普遍使用，这种产品采用多芯片集成组成光源，有红黄绿三种颜色，经电容降压后，可以使用220V、280V电源，江苏一家制造商介绍，该公司年销售达到10KK只以上，每年需要200KK-300KKLED芯片，市场还有扩张的潜力，由于主动发光指示清晰，寿命长，耗电少等特点，很受用户欢迎，不久可以全部替代电泡型AD11产品，总之传统发光二极管的市场不仅会随着原有应用面产品的成长而提升，而且新的应用面开拓了市场商机。

　　随着新材料及半导体工业技术的发展，自1994年起以新型可见光材料InGaAlP和InGaN为主流，实现了高亮度，多色化，加之封装技术的改进，显示信息大型化，出现了LED产品新的应用领域，带来了更多的市场商机，这些产品使得LED应用由室内使用提升到户外使用，能在阳光强烈的场合下清晰显示，发光效率极高，光强超过1000mcd，同时满足了全彩色显示和便携产品低功耗要求，这些先进的发光管包括：

　　1.蓝色、绿色发光二极管：蓝色LED材料有碳化硅(Suc)、氮化镓(GaN)及铟氮镓(InGaN)三元材料等，采用InGaN/AlGaN结构制成的蓝色发光灯峰值波长470nm，法向光强达到2000mcd，绿色发光灯峰值波长520nm，法向光强可达5000mcd，其中还有峰值波长500nm的蓝绿色(交通绿)发光灯，在蓝色发光的基础上，包封时在其芯片上添加几毫克的萤光物质转换成白色，白光二极管是微型白炽灯的最佳替代品，价格虽比电泡贵，但不易破碎，更加省电，工作时几乎不发热，可以连续照明10多年，这些产品在日本、德国、美国及台湾等著名的光电子公司生产并推向市场。

　　2.新颖的四次元发光二极管：八十年代后期开发上市的GaAlAs材料，制成红色发光管，首先实现超高亮度的要求，发光强度超过1000mcd，但是光衰较大，因此应用范围受到限制，九十年代开发成功的InGaAlP四次元材料，制成产品可以获得红、橙、黄、琥珀四种颜色，发光效率极高，并且高温性能很好，是户外使用的理想产品。

　　3.新品种LED及功率发光二极管：工作电流为70ma，发出极强的光束，视角较大，一般为40-70度，用于汽车标志灯;贴片式(SMD)LED在小电流下工作，一般为1-2ma有足够亮度，可节省便携式产品的耗电量;恒压发光二极管，制时将电阻封装在内部，使用时不需限流电阻，一般工作在12V以下，使用者十分方便，同样在封装时中进一块集成电路，一般在5V以下工作，当通电时会闪烁发光，可以作为状态显示，使用也很方便，这种集群LED芯片、器件，元件可以制成发光模块，实现特定的功能要求，利用LED多芯片的集群组成多彩色灯具，典型的红、绿、蓝三色可以组成全色灯，在三色中间交合处呈现白色光。

　　这些新器件出现拓展LED的应用领域，首先是交通讯号显示光源的应用，具有抗震耐冲击，光响应速度快，省电寿命长等特点，全国约有11个厂商在开发研制交通信号灯，其中有3家公司的产品通过了认证机构的检测，近期在北京、上海、天津城市都有交通讯号灯作现场试验，1997年北京第五届多国城市交通展览上，国内许多交通记号灯生产厂商展示了LED交通灯的样品;其次是汽车工业上的应用，汽车使用白炽灯不耐振动撞击，及易损坏，使用寿命短，经常需要换，1987年开始，我国开始在汽车上安装高位刹车灯，由于LED响应速度快，可以及早提醒司机刹车，减少汽车追尾事故，增加安全性，在汽车仪表板及各种照明部分的光源，都可有超高亮度发光灯来担当，在发达国家，使用LED制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件，美国HP公司在1996年推出的LED汽车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯;第三是LED背光源，特别是高效侧部发光的背光源最为引人注目，LED作为LCD背光源应用，具有寿命长，出光效率高，无干扰和性价比高等特点，有电子手表、手机、BP机、电子计算器、刷卡机等广泛应用，随着便携电子产品日趋小型化，LED背光源更具优势，在手机中都选用LED背光源，因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗，均匀一致方面发展，LED侧部背光板的厚度可做到0.7-3.5mm，出光效率达到50-70%，并且有绿色、红色、蓝色及各种混合色随客户选用，不久可能出现厚度相同于EL的超薄背光源;第四是人们最感兴趣的LED照明光源，直接目标是LED光源替代白炽灯和萤光灯，这种趋势已从局部领域和由小到大的开始替代，日本通产省号召全国节约能源，正在计划替代白炽灯的发光二极管项目(称为照亮日本的项目)，头五年的予算为50亿日元，如果LED替代半数的白炽灯和萤光灯，每年可节约相当于60亿升原油的能源相当于五个1.35×106KW核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生，改善人们生活居住的环境，因此人们正面临照明变革，期待LED给人们带来福音。

　　由于发光二极管产业不断涌现新技术、新产品、新的应用，呈现了朝阳工业的欣欣向荣的景象，相信在下世纪的头十年中，LED产业会得到持续发展：

　　1.制造厂商会在超高亮、全彩色技术面扩张投资，提升产能，从业人员会有增加，我国(包括台湾和香港地区)将成为世界LED的主要产地，预计占世界总量的六成以上，五年之后产值达到七十亿元，超高亮度LED会有30%速度增长，而传统LED也会有5%