【文章內(nèi)容簡介】 2021 年的 32 億美元增至2021 年的 56 億美元。其中高亮度發(fā)光二極管市場產(chǎn)值將在 16億美元增至 億美元 。超高亮度發(fā)光二極管市場從 2021 年起快速成 長 ,預(yù)計(jì) 2021 占全球市場22%的份額 。一般照明設(shè)備 LED 市場銷售額 2021 年可望達(dá) 億美元 , 而汽車燈、信號燈和背景燈將占這類市場的 60%以上。近年來 ,我國 LED 產(chǎn)業(yè)仍將呈現(xiàn)持續(xù)高速發(fā)展 ,2021年產(chǎn)值增長速度更是高達(dá) 67%。2021年 LED產(chǎn)量約 2021億只 ,增長速率為 25%,其中超高亮度 LED 約有 300 億只 ,增長速率超 50%。 投資的必要性 (一 )該產(chǎn)品技術(shù)含量高 ,具有較強(qiáng)的競爭力 ,通過本項(xiàng)目的實(shí)施必將為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。通過市場分析和預(yù)測 ,本項(xiàng)目實(shí)施后 ,可年產(chǎn) 億只片式電子元器件 (發(fā)光二極管 ),經(jīng)估算年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值 10000億元 ,出口創(chuàng)匯 450萬美元 ,利潤總額 ,銷售稅金 ,投資回收期為 (稅后 )。 (二 )改革開放以來 ,特別是中央提出加快兩個(gè)根本性轉(zhuǎn)變以來 ,我國推進(jìn)增長方式轉(zhuǎn)變?nèi)〉昧朔e極進(jìn)展 ,資源節(jié)約和綜合利用取得了一定成效?！笆晃濉笔俏覈娼ㄔO(shè)小康社會 ,加快推進(jìn)社會主義現(xiàn)代化的關(guān)鍵時(shí)期 ,必須統(tǒng)籌協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與人口、資源、環(huán)境的關(guān)系 ,進(jìn)一步轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式 ,加快建設(shè)節(jié)約型社會 ,在生產(chǎn)、建設(shè)、流通、消費(fèi)各領(lǐng)域節(jié)約能源 ,提高 資源利用效率 ,以盡可能少的資源消耗 ,創(chuàng)造盡可能大的社會經(jīng)濟(jì)效益。而青海省原創(chuàng)電子實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司新上的片式發(fā)光二極管 (SMD LED)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目二期符合國家政策導(dǎo)向和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向 ,因而該項(xiàng)目是切實(shí)可行的。 第三章 市場分析與建設(shè)規(guī)模 市場調(diào)查 本產(chǎn)品的主要用途及市場運(yùn)用前景 LED 作為一種冷光源其在耗能量、工作環(huán)境要求、節(jié)能性、環(huán)保性方面都優(yōu)于現(xiàn)有光源 ,可以顯著滿足國內(nèi)外市場對于城市亮化、美化的要求 。在交通信號燈、汽車第三燈、顯示屏、照明燈等各方面都發(fā)揮其特殊性能 。并節(jié)約大量 的能源和原材料 ,有效防止了環(huán)境污染 ,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有產(chǎn)品 ,LED 光源的利用未來必將成為照明行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展對象。 半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展速度超出了業(yè)界的預(yù)期。全球 LED 市場正穩(wěn)步發(fā)展。我國是傳統(tǒng)照明光源和燈具生產(chǎn)大國、出口大國 ,在半導(dǎo)體照明領(lǐng)域也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。 1963 年 2 月 ,LED 的發(fā)明者 在美國雜志《讀者文摘》上發(fā)表觀點(diǎn) ,表示堅(jiān)信 LED 會發(fā)展成實(shí)用的白色光源 ,并作了明確的預(yù)言 :“將來的燈可以是鉛筆尖大小的一塊合金 ,它實(shí)用且不易破碎 ,決不會被燒毀。與今天通用的燈泡相 比 ,其轉(zhuǎn)換效率至少高 10 倍?！? LED 工藝技術(shù)快速進(jìn)步 時(shí)至今日 ,LED 外延技術(shù)、芯片制造技術(shù)和封裝技術(shù)都有了長足的進(jìn)步 ,Holonyak 的預(yù)言正在一步步成為現(xiàn)實(shí)。 LED 外延材料的質(zhì)量 ,很大程度上與襯底和外延材料的晶格匹配程度有關(guān) ,經(jīng)過多年努力 ,InGaN/藍(lán)寶石的外延層位錯(cuò)每平方厘米個(gè)數(shù)從 1010 個(gè)下降到108 個(gè) ,業(yè)界希望能下降到 105 個(gè)或更好 ,目前還有較大的提升空間。 InGaN 外延襯底主要包括藍(lán)寶石、碳化硅、氧化鋅、氮化鎵和氮化鋁等多種類型。其研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展如下 : (1)藍(lán)寶石外延片 :2021 年用量大約為 500 萬片 (2 英寸 ),估計(jì)到 2021 年用量為 1000 萬片 ,其中 2/3 是 2 英寸片 ,1/3 是 3 英寸片。 2021 年底 ,日本昭和電工開始采用 4 英寸片進(jìn)行生產(chǎn)。 (2)碳化硅外延片 :美國 Cree 公司于 2021 年 5 月展示了 4 英寸零位錯(cuò)單晶片。國內(nèi)山東大學(xué)晶體研究所 3 英寸片也已研制成功 ,2 英寸片已“開盒即用”。中科院物理研究所 2英寸直徑晶體已研制成功 ,位錯(cuò)密度小于每平方厘米 100個(gè)。 (3)氧化鋅外延片 :一般用水熱法制備 ,國內(nèi)有上海光機(jī)所等多家單位研制成功 ,但用于 InGaN 外延的還不常見。 (4)氮化鎵外延 片 :波蘭華沙高壓研究中心 TOPGaN 公司在極端生長條件(15000 大氣壓、 1600℃ )獲得φ 10mm 單晶 ,切片得 20 片 30 片 ,位錯(cuò)密度每平方厘米 100 個(gè) ,已用以制成 15μ m 500μ 的氮化鎵激光器。中科院物理所用熔鹽法在小于 1000℃和常壓下長成可實(shí)用的 GaN 單晶。 2021 年 4 月 ,日本住友電工用 HVPE(氫化物氣相外延 )法生產(chǎn) GaN 單晶襯底。南京大學(xué)在國內(nèi)首先用 HVPE法生產(chǎn) 2 英寸低位錯(cuò) GaN 襯底。 2021 年 4 月 ,日本日立電線用間隙形成剝離法制成了 3 英寸 GaN 晶片。 (5)氮化鋁外延片 :美國華盛頓 CrystalIS 公司于 2021 年 5 月制成 2 英寸氮化鋁襯底。 此外 ,日本昭和電工發(fā)展了一種新工藝 ,它將通常的 MOCVD(金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積 )和 PPD(等離子體物理淀積相綜合 ,晶體完整性得以提高 ,消除了MOCVD 工藝產(chǎn)生的微粒 ,X 射線回?cái)[曲線的 FWHM(半高全寬 )從 150 弧秒降至 50 弧秒 ,提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性爐與爐和片與片之間 ,大大提高了生產(chǎn)效率。 在 LED 芯片制造領(lǐng)域 ,工藝技術(shù)也不斷取得突破。襯底激光剝離技術(shù)由Osram公司首創(chuàng) ,出光效率因此提高到 75%,是傳統(tǒng)芯片的 3倍 ,目 前國內(nèi)多家單位已掌握此技術(shù) ,并投入生產(chǎn)。 表面粗化或紋理化技術(shù)的改進(jìn) ,可提高發(fā)光效率 30%50%。 Lumileds 公司開發(fā)出倒裝芯片技術(shù) ,可提高散熱效率 ,增加出光 倍。氧化銦錫 ITO 材料的使用 ,實(shí)現(xiàn)了均勻電流注入 ,并使出光效率提高 60%。松下電器發(fā)明二維光子晶體 ,使出光提升了 倍 倍。旭明公司應(yīng)用金屬垂直光子晶體結(jié)構(gòu) MVP,使發(fā)光效率達(dá)到 90lm/W100lm/W。 對 LED 封裝而言 ,要求熱阻低、散熱好 ,并降低結(jié)溫 ,提高發(fā)光效率 。同時(shí) ,封裝結(jié)構(gòu)要有高的取光效率。器件熱阻是各結(jié) 構(gòu)層熱阻之和 ,應(yīng)符合層數(shù)少、層厚度小、層面積大及材料導(dǎo)熱系數(shù)高的設(shè)計(jì)原則。 半導(dǎo)體照明應(yīng)用領(lǐng)域穩(wěn)步拓寬 LED 在顯示屏、道路交通信號燈、手機(jī)、景觀照明、便攜式照明等領(lǐng)域的應(yīng)用已趨成熟。下面 ,就近期 3 個(gè)主要應(yīng)用方面的發(fā)展作簡要介紹 : (1)汽車燈 汽車上信號燈和車內(nèi)照明應(yīng)用技術(shù)已趨成熟 ,并很快得到推廣應(yīng)用 ,下一個(gè)主要增長點(diǎn)將是汽車前照燈。 2021 年 ,奧迪 首先使用 LED 作為汽車前照燈。奧迪 R8 用 LED 作為高低束光前照燈。豐田 LuxusLS600h 用 LED 作為低束前照燈。 2021 年夏 ,通用 Cadillac 也將采用 LED 作為高低束前照燈。全球每年 6000萬輛汽車總產(chǎn)量表明該市場還有很大成長空間。 (2)LED 液晶顯示背光源 2021 年 , 英寸液晶顯示屏已全面使用 LED 背光 。到 2021 年 ,使用 LED背光的 7 英寸屏已達(dá) 30%。2021 年 ,11 英寸屏也開始用 LED 背光。今后 ,12 英寸 英寸的筆記本電腦 LED 背光將有較大增長。目前 ,蘋果公司已宣布該公司生產(chǎn)的筆記本電腦全用 LED 背光源。 因?yàn)榫哂谐『凸?jié)電的優(yōu)點(diǎn) ,LED 背光也將在監(jiān)視器和電視機(jī)中得到 應(yīng)用。 2021 年 8 月 ,三星在歐洲推出 3000 美元的 40 英寸 LED 背光液晶電視數(shù)百臺。Osram 和三星均已制成 82 英寸的 LED 背光研發(fā)樣機(jī) ,Osram 后來還研制成了 102英寸的樣機(jī)。 在國內(nèi) ,海信、京東方和上廣電已有 36 英寸 46 英寸 LED 背光的 LCD 電視樣機(jī)。 因此 ,每年 6500 萬臺監(jiān)視器和 800 萬臺平板電視機(jī)的總產(chǎn)量是 LED 背光源的潛在市場。 (3)半導(dǎo)體路燈 目前 LED 路燈應(yīng)用市場已經(jīng)啟動 ,原因如下 :第一 ,在中間視覺條件下 ,目前路燈大量采用的鈉燈光源 ,其效率比明視覺條件下 測量的效率要低 30%,而 LED是全光譜 ,藍(lán)、綠光部分效率會有較大增加 ,所以總效率會提高 40%,目前取代鈉燈能節(jié)電 30%50%,符合國家節(jié)電、減排政策 。第二 ,壽命長 ,可免維修費(fèi)用 ,由于驅(qū)動電流小 ,電纜、變壓器和工程費(fèi)用也相應(yīng)減少 。第三 ,白光下視感和分辨率都較單色光 (黃光 )下有所提高 。第四 ,由于耗電少和驅(qū)動電壓低 ,易與光伏電池組成太陽能路燈 。第五 ,路燈由政府部門建設(shè)和管理 ,較易推廣。 目前許多城市乃至小鎮(zhèn) ,都有半導(dǎo)體路燈示范工程 ,少則幾十盞 ,多則上千盞。 國內(nèi)已有多張 2 萬盞半導(dǎo)體路燈的訂單 ,估計(jì) 今年國內(nèi)就將達(dá) 10 億元產(chǎn)值?？梢哉f ,這是通用照明中出現(xiàn)的一匹黑馬。隨著效率的進(jìn)一步提高和技術(shù)的不斷完善 ,將有很快的發(fā)展。 新強(qiáng)光電曾推出 135W 的半導(dǎo)體路燈 ,總光通量 5000l