【正文】 建的可行性 技術(shù)可行性 九十年代中期以來，氮化鎵（ GaN）基材料及其合金在材料制備和發(fā)光器件制作等方面取得重大技術(shù)突破，成了全球半導體研究領(lǐng)域的前沿和熱點。 在我國，氮化鎵（ GaN）基半導體材料及器件被列為國家 863計劃項目。其中功率型的白光封裝實際上涵蓋了兩大技術(shù)，一是基于藍光或紫光LED 芯片（在本項目的產(chǎn)業(yè)化實施中以藍光為重點）的熒光粉激發(fā)再混合成白光的技術(shù)；二是功率型芯片的高散熱封裝，包括各個色別的功率型 LED 芯片。而大功率芯片若采用傳統(tǒng)封裝形式，將會因散熱不良而導致芯片結(jié)溫迅速上升和環(huán)氧碳化變黃，從而造成器件的加速光衰直至失效，甚至因為迅速的熱膨脹所產(chǎn)生的應力造成開路而失效。 在這個環(huán)節(jié)上我們 計劃 采用美國 Lamina 陶瓷公司研究開發(fā)的Cu/Mo/Cu（銅 /鉬 /銅復合金屬）基板材料技術(shù)，將金屬基多層低溫燒結(jié)陶瓷技術(shù)（ LTCCM）應用于 LED 封裝，相比之下在熱處理方面與傳統(tǒng)封裝方法有著大幅度的改善，采用此技術(shù)，因為熱導系數(shù)的提高使得其工作溫度也得以提高，該技術(shù)可應用于封裝大多數(shù)廠家的各種 LED芯片。 壓膠技術(shù)主要應用于平面式 PCB結(jié)構(gòu)，即 低功率 “SMD 微型 LED”產(chǎn)品，其成品無引腳，通過 PCB 背面的電極焊盤用導電膠進行安裝，其封裝工藝較為復雜，但制成品膠體外形多樣，出光角度大，屬新型的貼片點光源。 LED 產(chǎn)品一經(jīng)推出，對比這種設(shè)計的優(yōu)勢立即得到了充分體現(xiàn)：第一個優(yōu)勢是長壽命，尤其是對于如三峽工程這樣的百年大計的工程應用來講，指示部件的長壽命帶來避免頻繁更換的成本優(yōu)勢、安全優(yōu)勢和整機技術(shù)指標優(yōu)勢是不言而 22 喻的；第二個優(yōu)勢是由于 LED 是主動發(fā)光，單色性好，解決信號明確這一技術(shù)要求也更有利；第三個優(yōu)勢是對光線的技術(shù)要求可以通 過對指示燈內(nèi)部的晶片選擇和線路設(shè)計來控制，不需要影響到成品外觀，何況，光線柔和正是目前成熟的晶片技術(shù)中適應性最對口的部分；第四個優(yōu)勢是發(fā)光晶片本身的必須空間很小，這樣對產(chǎn)品的外形設(shè)計可以有更大的自由度，如我公司目前設(shè)計的信號指示燈產(chǎn)品尺寸最小的直徑僅 8mm，最大的可以在 26mm 以上，同時發(fā)光晶片的小體積也使指示燈內(nèi)部的電路組件（如電阻等）可以有更大的設(shè)計空間，使得 LED信號指示燈產(chǎn)品直流工作電壓的設(shè)計可以從 6V、 12V、 24V、 36V、 110V到 220V，交流工作電壓可以擴大設(shè)計到 380V，適應的范圍更廣 。 ★創(chuàng)新設(shè)計以脈寬調(diào)制方式調(diào)節(jié) LED 亮度，避免了以調(diào)節(jié)電流方式工作易造成色偏移，且更易實現(xiàn)散熱進而提高照明系統(tǒng)工作可靠性。 LED 發(fā)出的白光由藍光和黃光混合而成，其色彩通常由色彩坐標來進行定義，當 LED的開關(guān)頻率較高如達到上萬 Hz時，在用來切換 LED 開關(guān)的短暫時間間隔內(nèi)色彩坐標會發(fā)生變化，這樣將引起白光顏色發(fā)生移位。 據(jù)市場統(tǒng)計， 2021年國內(nèi)市場各種顯示器對 LED的需求 已 超過 100億顆， 銷售額 已 超過 30 億元，因國內(nèi)基建市場的持續(xù)拉動，本領(lǐng)域市場在相當長時間內(nèi)還將 保持持續(xù)增長。同時隨著全球電子信息產(chǎn)品制造基地向我國轉(zhuǎn)移，未來 26 幾年內(nèi) LCD 背光源也將大量采用 LED模塊，市場容量巨大。 ⑤ 在戶內(nèi)外大屏幕顯示領(lǐng)域， LED 有一個不可比擬的先天優(yōu)勢就是不受氣候條件的制約，在戶外顯示領(lǐng)域的霸主地位不可替代；⑥ 在照明市場中，隨著未來白光 LED 的技術(shù)進步、產(chǎn)業(yè)化水平提高， 27 必將以其高效率的發(fā)光、極低的能耗而占據(jù)很大的市場份額。 2021年美國光電工業(yè)發(fā)展協(xié)會預計，按照目前的技術(shù)水平和發(fā)展趨勢，半導體照明 普通市場開始啟動的時間大約會在2021 年前后，在未來的 5 至 10 年，這種燈泡很可能成為下一代照明的主流產(chǎn)品。高亮度 LED 的產(chǎn)業(yè)化， 將帶動上游 外延片和管芯 工業(yè)的發(fā)展 和下 游 應用產(chǎn)品的開發(fā)和更新?lián)Q代，將會促使一批新興企業(yè)的誕生 。 現(xiàn)在我國一年耗電量為 2021億千瓦時，光源替代后，每年可節(jié)約近 800億千瓦時，相當于 二 個三峽電站。普通燈泡壽命只有 1000 小時；而白光LED燈壽命卻可以達到 10 萬小時。公司主要從事各種波長的半導體發(fā)光器件和光傳感元件、 LED 綠色照明光源、 LED 信息顯示部件等應用產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售。中心重 31 視加強對自主科研力量的建設(shè)，一方面緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢做好 LED 封裝新技術(shù)的開發(fā)、引進、吸收、轉(zhuǎn)化等工作，另一方面拓寬研究面，在技術(shù)上向材料、應用兩個方向延伸，以功率型、控制型、應用型 LED作為研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的重點。 （ 3）企業(yè)技術(shù)儲備 配合公司發(fā)展戰(zhàn)略，公司于近年來開展了卓有成效的研發(fā)工作，在產(chǎn)品國際和國家標準缺位的情況下 ，先后制訂和完善了 8 個企業(yè)標準， 2021年 6月， 5項科技成果通過 XX省科技廳組織的 “ 科學技術(shù)成果鑒定 ” ，證書編號：蘇科鑒字 [2021]第 341 號 345號。該中心為中國實驗室國家認可委員會認可實驗室、國家半導體器件質(zhì)量監(jiān)督 檢驗中心、信息產(chǎn)業(yè)部半導體器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心， 是國家首批規(guī)劃的 100 個國家級中心之一 ， 主要承擔國家重點發(fā)展的微電子、光電子技術(shù)研究和新產(chǎn)品的開發(fā)。 （ 5）在現(xiàn)有的技術(shù) 團隊 基礎(chǔ)上 ， 再 引進 和 培養(yǎng)一批半導體 光器件 35 和 照明領(lǐng)域 的 專業(yè)技術(shù)人才， 鞏固企業(yè)技術(shù) 中堅力量 。 （ 7）吸納、培養(yǎng)、造就半導體照明領(lǐng)域的高層次研究與工程技術(shù)人才。 （ 2）通過建設(shè)和經(jīng)營工程中心，形成面向全省和全國的開放式科研平臺，吸納符合工程 中心發(fā)展方向的科研項目、團隊、資金和成果，促進科研項目的技術(shù)攻關(guān)、技術(shù)集成及科研成果的工程化應用、產(chǎn)業(yè)化實施。 項目投資 XX 省半導體光器件與照明工程技術(shù)研究中心投資規(guī)模 2021 萬元人民幣（不含轉(zhuǎn)移資產(chǎn)部分）。技術(shù)委員會成員由管理委員會提名本領(lǐng)域的科技界、企業(yè)界專家聘任。 項目建成后將實行獨立核算，自負盈虧，自我發(fā)展。 （ 5）通過產(chǎn)品標準化研究和測試技術(shù)研究，推動半導體照明領(lǐng)域的標準化工作，建設(shè)新型動力電源產(chǎn)品的檢測基地。 （ 3）根據(jù)大屏幕顯示、背光源、信號指示、汽車照明等領(lǐng)域的應用需求，不斷開發(fā)具有市場競爭力的系列功率型高亮度 LED 產(chǎn)品，拓展科研成果的市場應用空間。目前開展的合作項目包括與南京大學、東南大學等聯(lián)合共建 XX 省光電子技術(shù)中心，與 13 所聯(lián)合建設(shè)實施 XX 省重大科技招標項目：半導體 照明系統(tǒng)技術(shù)、重大應用產(chǎn)品開發(fā)及示范，與南京工業(yè)大學電光源材料研究所實施產(chǎn)學研合作項目，等等。 （ 2）公 司管理制度建設(shè) 32 公司依照現(xiàn)代企業(yè)的管理思想，積極吸收現(xiàn)代企業(yè)的成功管理經(jīng)驗，結(jié)合自身特點，經(jīng)過不斷的探索與完善，已建立起適合市場經(jīng)濟發(fā)展需要 的 企業(yè)管理制度和生產(chǎn)組織制度。中心 主要從事各種功率類型、各種發(fā)光波長的單色光和混合光 LED 器件的封裝技術(shù)研究、分析與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)應用，同時在大功率 LED應用于半導體照明的領(lǐng)域作深入研究。技術(shù) 和 研 發(fā)人員 118 人，占企業(yè)員工總數(shù)的 20%。 白光 LED 照明 另 一個突出的優(yōu)點就是環(huán)保。而發(fā)光二極管的 光電 效能轉(zhuǎn)換率卻 可以 非常高， 未來 白光 LED 照明的耗電量僅為相同亮度白熾燈的10%—20%。 2）我國人均占有資源儲量較少，能源短缺問題將長期存在，從目前的全國電力緊張情況可見一斑，國家將不得不從戰(zhàn)略上重視照明節(jié)能， 通過 半導體照明產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的突破 ，逐步形成新型 節(jié)能照明 產(chǎn)業(yè) ，有助于節(jié)省能源、降低污染，有利于實現(xiàn)國民經(jīng)濟的可持續(xù) 發(fā)展。 目前半導體照明產(chǎn)業(yè)尚未建立國際標準，我們將在標準的制定上先行一步，努力使我們的標準被國際標準化組織采納， 將對支撐我國半導體照明產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展具 28 有戰(zhàn)略意義。由于全球照明產(chǎn)品的使用數(shù)以千億計，隨著環(huán)保、節(jié)能等觀念的深入人心，大功率白光 LED 產(chǎn)業(yè)化技術(shù)得到突破后，照明換燈所帶來的市場機會將不亞于全球計算機市場的規(guī)模，屆時 LED 將成為最耀眼的明星產(chǎn)業(yè)。據(jù)報道，全世界2021 年 LED 在背光源上的用量達到 240 億只，未來幾年內(nèi)僅背光源領(lǐng)域?qū)?LED 的需求將超過百億元。而由于 LED 具有的長壽命、無污染、低功耗的特性，未來 LED還將逐步替代熒光燈、白熾燈成為下一代綠色照明光源，室內(nèi)照明將是 LED 最具市場規(guī)模和發(fā)展?jié)摿Φ膽檬袌觥?(2)脈寬調(diào)制 (PWM) 方式 —— 應用 LED 響應時間極短、一般只有幾納秒至幾十納秒的特性，適合于頻繁開關(guān)以及高頻運作場合，可以方便地通過周期性的改變脈沖寬度、亦即控制占空比的方式來實現(xiàn)對 LED 亮度的調(diào)節(jié)，例如要將亮度減半，只需在 50%的占空周期內(nèi)提供電流就可以實現(xiàn)。這兩者的直接匹配將這兩部分的轉(zhuǎn)換損耗降為零，而且 太陽能電池組件可通過串、并聯(lián)任意組合得到實際需要的電壓，也不存在變壓的問題。 LED 信號指示燈 是直接封裝的特殊照明燈產(chǎn)品 的 代表 ，也是 這 一類 應用的重要代表。同時， SMD 微型 LED 在常規(guī)領(lǐng)域也是 LED 器件發(fā)展中最具潛力的產(chǎn)品，與常規(guī)器件相比體積超薄短小、視角大、穩(wěn)定性高，在小電流下工作一般 10mA有足 夠亮度，可節(jié)省便攜式產(chǎn)品的耗電量，適用于手機或其他便攜式微電子產(chǎn)品，亮度分級后更可用于室內(nèi)全彩顯示屏和汽車內(nèi)飾照明等應用。 在封裝過程中 LED 照明光源需要解決如下 二 個環(huán)節(jié)的散熱問題：一是芯片到封裝基板的散熱；二是封裝基板到外部冷卻裝置的導熱。產(chǎn)品使用標準引線支架裝配 GaN 或 InGaN 藍色芯片，然后同時通過對藍色芯片的防靜電加工和低溫壓焊，在用高透光率的環(huán)氧樹脂灌封前，按照所用藍色芯片的發(fā)光波長選用與其匹配的黃磷與適當比例的 ML 粉（根據(jù)用途的不同，對色溫值要求低的產(chǎn)品，還將添加含硫化物的紅色熒光粉）進行調(diào)配后在藍色芯片上用自主設(shè)計研制的旋轉(zhuǎn)式點膠頭進行涂敷，通過精確控制對芯片的包封程度，獲得色度極佳的白光 LED。 基于以上的分析，在 我 公司制定的發(fā)展規(guī)劃中，研發(fā)、技改和擴產(chǎn)項目的實施都是以照明應用和微型化封裝為中心，而本項目的建設(shè)和實施總體上也是以 LED 照明應用技術(shù)的實現(xiàn)和封裝器件的 SMD 技術(shù)為兩大主線。亞太地區(qū)，韓國三星先進技術(shù)研究所最近公布了采用多量子阱技術(shù)的高亮度藍光和綠光 LED 的開發(fā)情況，并預計近期可以面市。 XX省半導體光器件與照明工程技術(shù)研究中心的功能就是作為凝聚技術(shù)、人才及企業(yè)的重要載體， 為眾多中小企業(yè)提供人才培養(yǎng)、產(chǎn)品設(shè)計、檢測等多 方位服務(wù)， 拉動全省半導體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高新產(chǎn)品的研發(fā)能力和技術(shù)水平，逐步形成具有顯 著規(guī)模效益、成熟的新型工業(yè)結(jié)構(gòu)體系。我公司通過近幾年的發(fā)展， 2021年本部實現(xiàn) 含稅價 銷售 億元； 2021年本部銷售 億元，累計各投資分公司業(yè)績和銷售代理處增值業(yè)績，總銷售業(yè)績 近 3 億元。 在上游，盡管有相當部分科研類的論文很樂觀的認為國內(nèi)的 LED晶片技術(shù)只落后國際最高水平 23年，理論依據(jù)是在 1961 年國外最早在實驗室推出 LED 晶片后不到三年，我國也在實驗室制造出了 LED 晶片，而且其后國外每一階段的成果我們也似乎都在不長的時間內(nèi)緊緊跟上了。其方法主要是利用實際上不參與配出白光的 UV LED激發(fā)紅、綠、藍三色熒光粉，通過三色熒光粉發(fā)出的三色光配成白光。我國臺灣有企業(yè)在 PN 結(jié)二極管中 12 生長量子阱結(jié)構(gòu)，在特定的參數(shù)范圍內(nèi)使量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)射出不同能量的光子，調(diào)變出白光。 其次，良好的散熱設(shè)計是 封裝技術(shù)的重要課題 。而根據(jù)產(chǎn)業(yè)化實施、市場應用需求開展的科研項目少之又少，造成市場需要的產(chǎn)品得不到開發(fā)，已研制的科研成果得不到及時地轉(zhuǎn)化與應用的局面， 技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化實施、市場應用的嚴重脫節(jié)。 在下游 LED 應用業(yè)：因國內(nèi)持續(xù) 升 溫的城市建設(shè)市場拉動，國內(nèi)LED 應用市場目前是全球最大規(guī)模的市場，而且絕大部分是本土企業(yè)的自有市場，但最大的問題是市場較混亂、惡性競爭的現(xiàn)象非常普遍，目前國內(nèi)企業(yè)數(shù)量超過 1000家，絕大部分投資規(guī)模較小。但各國已具備生產(chǎn)能力的業(yè)者對此相當不以為然，即使日本本土也有住友電工、豐田合成、東芝、夏普等相當部 8 分同業(yè)者認為其策略將使日本在藍光及白光 LED 競爭中逐步被歐美及其他國家的 LED 業(yè)者搶得先機，從而對日本 LED 產(chǎn)業(yè)造成嚴重傷害。究其原因是：當時 LED 業(yè)長期在發(fā)光顏色的全色化上沒有突破，三基色中只有紅、黃，沒有藍色，導致應用受限，而傳統(tǒng)市場經(jīng)過多年發(fā)展后市場空間拓寬的余地在縮小。這 一階段，臺灣的 LED 業(yè)發(fā)展非?？?，其中的封裝業(yè)并且因競爭激烈開始在 20 世紀90 年代初向國內(nèi)轉(zhuǎn)移以謀求降低成本。 （ 2）藍芯產(chǎn)業(yè)化技術(shù)突破帶來了 LED 業(yè)發(fā)展的春天 LED業(yè)的發(fā)展并非一帆風順，我們結(jié)合我公司 15年的從業(yè)歷程對LED 行 業(yè)進行了深入的分析，認為 LED 業(yè)從二十世紀七十年代前后開始發(fā)展到現(xiàn)在基本可分為四個階段： 第一個階段 —— 20世紀 60年代 LED技術(shù)出現(xiàn)到 1985年左右。 項目建設(shè)地址在位于 XX 市丁卯開發(fā)區(qū)緯一路的 XX 光電新廠區(qū)內(nèi)的研發(fā)中心大樓。 沿襲公司創(chuàng)立時以外資企業(yè)管理為基礎(chǔ)建立的嚴謹管理體制，及歷經(jīng) 15年之久市場風雨的考驗和磨練，公司的管理和技術(shù)團隊積累了豐富的專業(yè)經(jīng)驗，核心團隊掌握了 LED 封裝領(lǐng)域國際先進水平的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化技術(shù)。工程技術(shù)研究中心主要從事各種功率類型、各種發(fā)光波