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2017年中国LED产业应用市场、发展状况分析

2017-04-17 08:35
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1、LED 产业概况

(1)LED 简介

LED 是“Light Emitting Diode”的缩写,中文译为“发光二极管”,是一种新型半导体固体发光器件,当两端加上正向电压时,半导体中的载流子发生复合引起光子发射从而产生光。不同材料制成的 LED 会发出不同波长的光,从而形成不同的颜色。LED具有能耗低、体积小、寿命长、无污染、响应快、驱动电压低、抗震性强、色彩纯度高等特性,被誉为新一代照明光源及绿色光源。

LED作为第四代半导体光源具有如下优点:

①光效率高、能耗小:光电转换效率可以达到 50%以上,而白炽灯仅为10%-20%。另外,LED 单体功率一般在 0.05-1W,通过集群方式可以量体裁衣地满足不同的需要,降低能耗,以其作为光源,在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的 1/8-1/10。

②寿命长:光通量衰减到 50%的理论寿命是 10 万小时。

③可靠耐用:没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件,非正常报废率很低,维护费用低廉。

④应用灵活:体积小,可以平面封装,易开发成轻薄短小的产品,做成点、线、面各种形式的具体应用产品。

⑤安全:单位工作电压大致在 2.8-5V 之间。

⑥绿色环保:废弃物可回收,没有污染,不含汞,在生产和使用中不会因为破裂导致有毒金属污染环境。

⑦响应时间短:适应频繁开关以及高频运作的场合。

(2)LED 产业链

LED 产业链包括 LED 衬底制作、LED 外延生长、LED 芯片制造、LED 封装和 LED 应用五个主要环节,一般将衬底制作、外延生长和芯片制造视为 LED 产业的上游,封装视为中游,应用视为下游。LED 外延生长与 LED 芯片制造环节是全产业链的关键环节。

LED 产业链

LED 衬底的主要功能是承载,是生产外延片的主要原材料,目前 LED 衬底材料主要有四种,分别是蓝宝石、SiC、Si 及 GaAs,其中蓝宝石、SiC 及 Si 应用于生产蓝、绿光 LED,GaAs 应用于生产红、黄光 LED。

LED 外延生长是指在 LED 衬底上利用各种外延生长法如气相淀积法、液相淀积法和金属有机化学气相淀积法,形成半导体发光材料薄膜从而制成 LED 外延片的过程。外延片的制作对生产设备、技术、工艺、生产管理要求最高,生产工艺最复杂,LED 外延片的品质对下游产品的质量具有重要影响。目前生产高亮度 LED 外延片的主流技术是金属有机化学气相淀积法。

LED 芯片制造环节首先需根据下游产品性能需求进行 LED 芯片结构和工艺设计,然后通过退火、光刻、刻蚀、金属电极蒸发、合金化和介质膜等工序形成发光二极管结构,通过关键指标测试后再进行磨片、切割、分选和包装。LED芯片制造所涉及的工序精细且繁多,工序流程管理及制造工艺水平将直接影响到LED 芯片的质量及成品率。

LED 封装是指将外引线连接至 LED 芯片电极,形成 LED 器件的环节。封装的主要作用在于保护 LED 芯片与提高光提取效率。目前,LED 封装基本采用表面贴装、倒装焊等通用的半导体封装结构。

LED应用环节是针对各类市场需求利用LED器件制成面向终端用户的LED应用产品,如指示灯、显示屏、LCD 背光源、LED 照明灯具等,此环节技术主要体现在系统集成方面,技术面较宽,呈现多样化特征。

全球范围内,LED 产业链各环节参与企业数量呈金字塔型分布。上游衬底制作、外延生长和芯片制造具有技术和资本密集的特点,参与竞争的企业数量相对较少。上游既是技术进步的瓶颈,也是整个 LED 产业发展的关键,上游企业资源比较集中,同时利润率也较高;中游封装与下游应用的进入门槛相对较低,参与其中的企业数量较多,利润率较低。

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