LED应用领域.docx
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LED应用领域
一、产业格局及应用领域
经过30多年的发展，中国LED产业已初步形成了较为完整的产业链。
中国LED产业在经历了买器件、买芯片、买外延片之路后，目前已经实现了自主生产外延片和芯片。
现阶段，从事该产业的人数达5万多人，研究机构20多家，企业4000多家，其中上游企业50余家，封装企业1000余家，下游应用企业3000余家。
特别是2003年中国半导体照明工作小组的成立标志着政府对于LED在照明领域的发展寄予厚望，LED作为光源进入通用照明市场成为日后产业发展的核心。
在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门和深圳等国家半导体照明工程产业化基地。
长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。
“十五”期间国家发展LED产业的主要任务是通过建设半导体照明特色产业基地和示范工程，建立半导体照明技术标准体系和知识产权联盟，尽快形成我国半导体照明新兴产业，国家科技部已把“国家半导体照明工程”列入“十一五”科技发展规划，作为一项重点工作来抓。
同时，根据我国自身半导体照明的发展现状，国家制定了符合自身发展的半导体照明产业发展计划和2006年技术发展路线图。
在中国半导体照明产业发展计划中，规划到2008年达到单灯光通量300lm，可渗透到白炽灯照明领域。
1、国内产业链格局
在LED上游外延片、芯片生产上，美国、日本、欧盟仍拥有巨大的技术优势，而中国台湾地区则已经成为全球重要的LED生产基地。
目前全球形成了以美国、亚洲、欧洲为主导的三足鼎立的产业格局，并呈现出以日、美、德为产业龙头，中国台湾、韩国紧随其后，中国大陆、马来西亚等国家和地区积极跟进的梯队分布。
虽然中国在LED外延片、芯片的生产技术上距离国际先进水平还有一定的差距，但是国内庞大的应用需求，给LED下游厂商带来巨大的发展机会，国内生产的如显示屏、景观照明灯具等LED应用产品已经出口到美国、欧盟等国家和地区。
目前国内外延、芯片主要研究机构有北大、清华、南昌大学、中科院半导体所、物理所、中电13所、华南师大、北京工大、深圳大学、山东大学、南京大学等，在技术上主要解决硅衬底上生长GaN外延层、GaN基蓝光波长漂移、提高内量子效率和出光效率、提高抗光衰能力和功率芯片的散热水平等等。
国内LED外延、芯片的主要企业有：
厦门三安、大连路美、、杭州士蓝明芯、上海蓝光、深圳方大、上海蓝宝、山东华光、江西联创、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成等。
国内主要封装企业有佛山国星光电、厦门华联电子、宁波爱米达、江西联创光电（10.14,-0.21,-2.03%）等；下游显示屏行业主要有上海三思、西安青松、北京利亚德。
2、国内LED主要应用领域及市场分析
应用一：
显示屏是LED主要应用市场，全彩显示屏增势强劲。
我国LED显示屏市场起步较早，市场上出现了一批具有很强实力的LED显示屏生产厂商。
目前LED显示屏已经广泛应用到车站、银行、证券、医院。
在LED需求量上，LED显示屏仅次于LED指示灯名列第二，占到LED整体销量的23.1%。
由于用于显示屏的LED在亮度和寿命上的要求高于LED指示灯，平均价格在指示灯LED之上，这就导致显示屏用LED市场规模达到32.4亿元，超过指示灯位居榜首成为LED的主要应用市场。
凭借着独特优势,LED全彩显示屏广泛应用在体育场馆、市政广场、演唱会、车站、机场等场所。
应用二：
小尺寸背光源市场放缓，中大尺寸将成为新关注点。
LED早已应用在以手机为主的小尺寸液晶面板背光市场中，手机产量的持续增长带动了背光源市场的快速发展。
特别是2003年彩屏手机的出现更是推动白光LED市场的快速发展。
但随着手机产量进入平稳增长阶段以及技术提升导致用于手机液晶面板背光源LED数量减少，使得LED在手机背光源中用量增速放缓，2005年背光源用LED数量超过12亿只，未来几年增长率也将保持在个位数。
数量增速的放缓加上平均价格的不断下降，最终导致小尺寸背光源市场增长乏力，同时，中大尺寸背光源市场虽为厂商新宠，但在2006年还不能形成规模。
在上述两个因素的影响下，背光源市场将在2006年出现1%的负增长。
2005年背光源市场规模超过15亿元。
应用三：
汽车车灯市场潜力大，但短期内市场很难启动。
2005年中国LED汽车应用市场规模为0.29亿元，其中汽车车灯市场规模为0.21亿元。
从整个LED应用市场看，汽车应用市场还处于萌芽状态，市场规模很小。
LED作为汽车车灯主要得益于低功耗、长寿命和相应速度快的特点。
有统计显示，在汽车以100公里的时速行驶下，装有LED刹车灯的车辆较没有装LED刹车灯的车辆刹车距离将减少7英尺。
目前，LED已经逐步应用在汽车的第三刹车灯上。
虽然LED目前还面临着单位瓦数流明低以及相关政策的限制，在进入汽车尾灯及前灯市场还需要一定的时间，但是随着成本性能比的下降以及发光效率的提升，最终LED将逐步实现从汽车内部、后部到前部的转移，最终占据整个汽车车灯市场。
凭借着汽车的巨大产能，LED车灯市场面临着巨大的发展潜力。
应用四：
室内装饰灯市场逐步启动，交通灯市场进入平稳增长期。
室内装饰灯市场是LED的另一新兴市场。
通过电流的控制，LED可以实现几百种甚至上千种颜色的变化。
在现阶段讲究个性化的时代中，LED颜色多样化有助于LED装饰灯市场的发展。
LED已经开始做成小型装饰灯，装饰幕墙应用在酒店、居室中。
2005年室内装饰灯市场规模达到1.58亿元。
经过多年的替换工作，全国主要城市由传统交通灯替换为LED交通灯的工作已经接近尾声。
LED交通灯市场在经历了多年的高速成长期后，2005年市场规模达到15.2亿元。
但是随着替换工作的完成，
LED交通灯市场将不会再维持高速增长，预计2006年LED交通灯市
场只实现5.8%的增长达到16.1亿元。
应用五：
景观照明市场快速发展，2007年市场增速达到高峰。
景观照明市场主要以街道、广场等公共场所装饰照明为主，推动力量主要来自于政府。
受到2008年北京奥运会和2010年上海世博会的影响，北京、上海等举办地加快了景观照明的步伐，由于LED功耗低，在用电量巨大的景观照明市场中具有很强的市场竞争力。
目前，LED已经越来越多地应用到景观照明市场中。
2005年中国景观照明市场规模超过7亿元，在上述两个主要活动的带动下，景观照明市场会在2007年达到72%的高增长率。
此外，奥运会和世博会的主要作用远远不再于自身带动景观照明市场的成长，更重要的是其榜样作用。
为了迎接奥运会和世博会的召开，北京、青岛、上海等地将建成一批LED景观照明工程，这些工程在装饰街道的同时还将起到示范作用。
其他城市在看到LED在景观照明中的出色表现会减少对于LED景观照明的使用顾虑，加快使用LED在景观照明中的应用。
LED将会从一级城市快速向二级、三级城市扩展。
应用六：
通用照明市场路漫漫，任重而道远。
对于进入通用照明市场而言，功率白光LED除面临着诸如发光效率低、散热不好、成本过高等问题外，还将面临到光学、机构与电控等的整合以及LED照明产品通用标准的制订。
解决上述问题需要很长
的一段时间，赛迪顾问预计LED在2010年前还不能进入通用照明市场。
由于酒店、商务会馆、高档商用写字楼等商用场所相对于价格的敏感度低。
同时这些高档场所更注重于彰显品位与尊贵的地位，对于新兴产品抱有更大的兴趣度。
这些都降低了LED照明进入的门槛。
赛迪顾问预计LED照明将率先进入商用市场，逐步向民用市场扩展。
此外LED的主要配套件，如驱动电路、支架、灯具、灯管、接插件、塑料件和金属件等，国内的配套能力比较强。
在LED应用产品的关键配套LED驱动集成电路方面，目前已有士兰微、中电18所、上海贝岭、北京航天鳞象科技、南京微盟和大连杰码等十几个单位正在开发生产，其产品可针对LED不同功率和不同连接方式进行恒压、恒流驱动，特别是可直接驱动功率LED的驱动电路已经批量生产，这将大大推动LED应用的发展。
二、国内LED产业特点
上游产业是技术资本密集型产业，投资强度大，工艺控制技术难度大，吸纳就业人员少。
目前，我国上游产业的现状，一是参与单位多，主要单位有中科院半导体所、中科院物理所、石家庄第十三电子研究所、北京大学、清华大学、南昌大学、深圳大学、厦门三安、大连路明、士兰微、上海蓝光、上海蓝宝、江西联创、河北立德、山东华光等；目前问题不是参与单位为多，而是这些参与单位（特别是科研院所）都想建立自己产能，起始阶段产能都不大，整个产业看起来
资源分散，没有规模；而且因为科研院所都想建立自己的产能，在技术输出上排外，自己产业化又需要时间，小规模产能建起来后世界技术又有新的发展，又跟不上，实际上各科研单位在某一时间突破的可能仅是产业技术链的某一环节，整体上产业化条件还不具备，这样虽然每年看起来各个方面的技术的都在突破，但产业化效率非常低，过了几年又落后了，又得追赶。
很多研究机构都在拿“863”计划成果实施产业化，但有些国内“863”计划成果虽然在国内先进，但在国际上并不是一流，或者是国际先进，但单一项目实施产业化其规模不一定能做得大，受市场拖累，因此盲目实施产业化而不是转让或授权给促进作用更大的企业，先进技术也会随着时间消磨慢慢荒废，只会延缓整个国内行业发展。
所以，国内企业应当转变观念，有成果不一定非要自己产业化去实现其价值；另一方面，公办科研院所，应当借鉴台湾工研院的模式，自身积极研发技术，为产业培养技术人才，技术成果及时授权转让给企业，特别是本身竞争力强的企业，研究机构不会为产业化进程拖累，行业研究成果得到有效整合，这里政府应作出一些规范，促进行业健康快速发展。
二是与国际先进水平比较，整体上一般芯片的亮度、发光效率、抗静电能力、抗漏电能力以及品质控制水平与国际厂家仍有差距，这对国内企业而言，并不是什么十分难看的事，全球唯五大巨头技术最好，这五大巨头之间也各有千秋，其它外围企业都在跟踪，并不影响他们的产业化进程，关键是后续研发效率。
三是能满足市场需要且规模化生产的企业少，封装所需芯片尤其高档芯片主要靠进口，其中高档蓝绿芯片和四元芯片从美国Cree、HP等公司进口，中高档蓝绿芯片和四元芯片从美国AXT（大连路明集团子公司）、UOE，台湾晶元，以及韩国公司进口。
目前国内大连路美、厦门三安、杭州士兰微取得突破，不断接近海外中高档技术水平。
下游封装产业从上个世纪六七十年代开始发展，传统引线型LED封装技术已相对成熟，但新型LED包括ChipLED、TopLED、PowerLED的封装起步不久，仍面临一些设备和技术问题需要克服。
由于传统LED封装，设备投资强度适中（视生产线的自动化程度和设备精度），对产品质量要求不高时，手工都可以作业，所以吸引了一批个体和民营企业进入，全国有数百家封装企业，尤以珠江三角洲地区密集，但规模都比较小。
从封装技术水平，产品质量水平，设备自动化程度及生产规模等方面看，目前总体讲，中游产业技术上和国外差距不大，除PowerLED外，其他形式的LED都有企业能够批量生产，并且使用的设备和原材料基本与国外一致，但规模与国外大公司比较，差距巨大，比如ChipLED，大陆企业产能加起来也不如日本西铁城一家公司产能的十分之一。
国内LED封装材料及配件的配套能力较强。
除个别材料外，绝大部分材料均为国内提供，主要有金丝、硅铝丝、环氧树脂、硅胶、银胶、导电胶、支架、条带以及塑封料、封装模具和工夹具等，已形成一定规模的产业链。
在白光LED封装用荧光粉方面，国内研发和生产企业有几十家。
研究单位有北京有色院、中山大学化学系、中科院化学所、长春物理所等单位，这些单位近年来开展研究提高黄色荧光粉的光激发效率、抗光衰性能等，取得很好的成果。
同时开发出红色荧光粉和紫外光激发三基色荧光粉，对推动国内白光LED的发展起积极作用。
目前已知涉足下游的企业一百多家，产品主要有草坪灯、地埋灯、轮廓灯、射灯、景观灯、车用灯等，其中LED和太阳能结合，衍生出一大类产品。
但下游产业目前处于发展初期，产品五花八门，缺乏统一的行业标准；LED和其他技术的结合，比如和控制技术、电源技术、太阳能技术等的结合，有待进一步完善；低质低价、恶性竞争的苗头开始出现。
值得一提的是，经过多年的发展，我国LED显示屏厂商已经具有了很强的实力，虽然拥有DAK、Lighthouse、Darco等知名显示屏厂商的竞争，但国内LED显示屏厂商还是占据了国内市场的大部分份额，国内已经涌现了一批如上海三思、北京利亚德、西安青松等优秀企业，国内显示屏市场吸收了很大一部分芯片产能，对促进国内上中游发展壮大起了重要作用。
三、中国国内LED产业发展现状
1、产业规模
截至2006年12月，我国有十余家外延芯片厂商已经装备MOCV，D投入生产的总计数量为40台。
按照各厂商的扩展计划，2007年预计
有15台MOCV陆D续安装投入使用，使国内的GaNMOCV设D备增加到55台。
2006年国内LED芯片市场分布如图5所示。
其中InGaN芯片市值约占据43%，四元InGaAlP芯片市值约占据整个国内LED芯片的15%；其他种类LED芯片的市值约占据42%。
从国内芯片产值上计算，2006年国内InGaN芯片产值4.5亿元，同期国内InGaN芯片需求总产值25亿元；国内非InGaN芯片（普亮和四元）总产值6亿元，同期国内非InGaN芯片需求总产值17亿元，合计国内芯片市场总需求42亿元。
InGaN和高亮四元占国内芯片总量的58%，说明国内外延及芯片制造及应用市场发展到一定水平。
目前，我国具有一定封装规模的企业约600家，各种大大小小封装企业已超过1000家，目前国内LED器件封装能力约600亿只/年，2006年国内高亮度LED封装产品的销售额约146亿元，比2005年的100亿元增长46%。
从分布地区来看，主要集中在珠江三角洲、长江三角洲、江西、福建、环渤海等地区。
（2005年统计国内LED产业总产值133亿元，其中封装封装产品的销售额约100亿）。
在产能方面，随着国内相关企业生产规模的扩大及新的芯片公司的陆续进入，在国内需求市场的推动下，国内InGaN芯片产能已经由2003年的65KK/月倍增至2005年的400KK/月，2006年进一步提升至600KK/月，国内自产供应率逐年提升。
预计未来几年国内InGaN芯片仍将保持30%左右的年复合增长率，至2010年国内将超过日本成为
全球第二大GaN芯片生产基地，产能高达1650KK/月，实际上由于LEDMOCV设D备投入后产能提高特别快，这些估计有些保守。
2、技术发展
在产业技术发展方面，国内目前已研发1W的功率LED芯片可产业化，其发光效率为30lm～40lm/W，最高可达47.5lm/W，单个器件发射功率为150mW，最高可达189mW。
南昌大学近年来开展在硅衬底上生长GaN外延材料研究，已研发的蓝光芯片发射功率达7mW～8mW，最好为9mW～10mW，芯片成品率为80%，功率LED芯片在350mA下发射功率为100mW～150mW，最好可达150mW。
在500mA、1000小时通电试验下，蓝光的光衰小于5%。
该成果取得突破性进展，通过“863”项目验收，并获得多项有自主产权的国际发明专利。
该专利打破了目前日本日亚公司垄断蓝宝石衬底和美国Cree公司垄断碳化硅衬底半导体照明技术的局面，形成蓝宝石、碳化硅、硅衬底制成蓝光的半导体照明技术方案三足鼎立的局面，在产业化过程中不会受日亚和Cree蓝光专利的制约，且目前最成熟的白光合成方案是蓝光+YAG磷光粉的方式，即未来进入白光照明领域必须先掌握蓝光芯片技术，南昌大学的硅衬底蓝光专利具有极为广阔的市场前景。
2007年2月1日上午，预计总投资高达7000万美元的晶能光电（江西）有限公司“硅衬底发光二极管材料及器件”产业化项目，正式在南昌高新技术产业开发区开建一期工程。
该项目技术来源于南昌大学发光材料与器件教育部工程研究中心，并得到了金沙江、Mayfield和AsiaVest三家国际创业投资基金的大力支持。
整个产业化项目分三期建设，一期建设预
计将于今年年底完成，形成年产30亿粒硅衬底蓝、绿光LED芯片的
生产能力；二期建设实现年产硅衬底蓝、绿光LED芯片140亿粒；三期建成上中下游产业链，实现LED产业集群，实现年产值50亿元。
大连路美通过收购美国AXT公司获得40多项芯片核心技术专利，并获得整个技术团队，因此芯片技术研发能力国内最强，目前路美国内只有10台MOCV，D国内产能并不大，更多MOCV设D备在美国AXT；国内厦门三安规模最大，技术水平也处于前列，其它如士兰微（11.17,-0.08,-0.71%）旗下的士兰明芯近年在技术上取得较大进展，这些企业前景比较明朗。
四、进出口情况
1、芯片
2007年芯片进口额约4亿美元。
2002年前国内led芯片完全依赖进口，2003年国家半导体照明工程启动后，GaN功率型芯片从无到有，并带动了小功率芯片的发展，逐步替代进口。
2006年国内LED芯片需求量660亿只，进口370亿只，国产化率已达到44%。
预计2007年国产白光照明用小功率GaN芯片将达到80亿只，国产化率超过30%，功率型GaN芯片国产化率将达到20%。
2、封装
2007年封装出口额约11亿美元。
2006年国内LED封装产量600亿只（不含台资、港资封装企业），销售额146亿元，预计2007年将达到200亿元，出口额约1亿美元。
另外，台湾企业在大陆以出口
为主的封装产量每年在300亿只以上，出口额超过10亿美元。
我国已成为世界LED封装的重要基地，占世界市场的20%，并且国际封装业有向我国转移的趋势，有望成为世界最大的LED封装产品生产和出口基地。
3、应用
2007年应用产品出口额超过15亿美元。
中国已成为世界重要的LED显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品的生产和出口国。
2006年LED显示屏行业产值约50亿元，出口额约1亿美元，预计2007年产值将超过60亿元，出口额超过1.5亿美元。
2006年太阳能LED灯具产值约10亿元，2007年产值将超过30亿元，其中90%以上出口，出口额约4亿美元。
2007年，景观照明灯具出口额约2.5亿美元，led手电筒出口额约1亿美元，其他便携式灯具（自行车灯、行人示位灯、旅游灯等）出口额约1.5亿美元，装饰、礼品及玩具等led产品出口额约2.5亿美元，家电、电子产品显示模块、背光及指示等产品出口额约2亿美元。
第四章中国大陆LED发展前景
LED巨大的市场注定其将发展成一个庞大的产业。
总体来看，国内在规模产业的发展上一直不尽人意，典型案例就是集成电路产业与液晶面板产业，国内到现在集成电路产业还是夹着尾巴做人，液晶面板产业也是百病缠身，技术复杂、投资大、基础薄弱是主要原因，而
LED产业将打破这个魔咒，并且可以带动相关产业的提升，如国内驱动芯片产业在液晶驱动上根本做不起来，因为液晶面板产业不在国内，由于有巨大市场支撑，LED驱动芯片预计在国内得到蓬勃发展，促进国内相关企业做大做强，这反过来又会促进国内LCD驱动芯片或其它驱动芯片的发展。
中国大陆目前LED产业发展的劣势在于，一、国内企业LED产品技术水平与海外还是有一定差距，在争取高端客户方面处于劣势；二、国内集成电路制造基础相较日本、韩国及台湾地区这些LED强势地区而言薄弱，LED外延、芯片制造能力、工艺水平及外围材料配套能力差一些，学习曲线长一些，需要一段时间培育；三、国内LED企业的规模还比较小，大多没有超过100kk/月产能（蓝绿光），这种状况在未来两年将有改善；四、国内研发多集中在大学和科研院所，生产在各企业，缺乏研发成果产业化的快速转换机制，这方面应借鉴台湾工业研究院的技术成果授权机制，加快技术成果转换速度，科研院所不能为自己产业化而不将最新的技术成果及时转移到产业界，政府应制定相关政策规范相关行为；五、国内核心专利缺乏，特别在关系到产业长远发展的蓝光核心专利及白光专利缺乏，这将使国内产业的长期发展受制。
中国本土企业现阶段主要还是处于起步阶段，企业规模较小，对掌握专利的大厂构不成威胁，专利问题还不是很突出。
但是随着国内企业的发展壮大，一旦规模扩大到一定程度，实施“走出去”发展战略，专利问题将成为隐患。
目前对国内企业而言，壮大规模、
提高产品质量与技术水平是首要任务，提高未来取得大厂专利授权时的要价能力，或逐步通过研发突破核心专利。
LED产业在国内有良好的发展前景，基于以下几点：
一、就技术而言，LED具有技术成长瓶颈高，学习门坎低特性，国内在半导体领域长期积累的研究资源都可以用得上，具备较好的研究基础。
尽管国内集成电路制造基础比较薄弱，工艺水平比较低，但国内一些企业通过聘请海外技术人员加盟，在技术上不断取得突破，国内好的企业技术水平已经与台湾大厂的技术水平相差不大，与国际大厂的整体差距也在不断拉近；二、LED的投资额比较小，初始投资1亿就可建厂，国内企业进入门槛低，容易实现滚动发展，这与集成电路制造及液晶面板制造动辄几十亿到上百亿人民币的投资而言显得“微不足道”，国内企业容易进入形成产业集群，当然，也可能造成恶性竞争，发展到一定阶段需要市场整合；三、国内市场巨大，LED未来主要市场是通用照明市场，市场容量大，终端消费市场比较分散，不易形成垄断，国内企业生存空间广阔；四、国内一些企业拥有核心知识产权，如晶能光电的硅衬底氮化镓蓝光项目，大连路美的芯片领域核心技术，都具有全球竞争力，这些企业在技术发展上容易形成示范效应，促进国内企业市场健康成长；五、技术成熟后，LED下游封装和器件生产属于劳动密集型，大陆具备发展的劳动力成本优势。
从LED产业发展进程看，全球LED按销售额计目前最大市场是手机背光市场，随着手机销量增长的趋缓，以及手机OLED屏对TFT-LCD屏的渗透加深，全球LED的增速下降。
由于技术进步带来的成本降低
目前（乃至2010前）还不足以让LED全面进入一般通用照明市场，全球接下来的增长点将在笔记本、液晶电视的背光市场以及汽车内饰背光与车后灯市场。
由于目前全球前五大液晶面板厂（LG飞利浦、三星、友达、奇美及夏普）
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