【正文】 LED 產(chǎn)業(yè)正當(dāng)時(shí)；四是半導(dǎo)體照明突出的節(jié)能與 環(huán)保，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所急需；五是半導(dǎo)體照明市場(chǎng)潛力巨大、前景看好。 第三節(jié) 市場(chǎng)需求狀況 在經(jīng)歷了多年的快速發(fā)展后，受到全球金融危機(jī)等因素的影響，2021 年中國(guó) LED 市場(chǎng)增長(zhǎng)率較 2021 年出現(xiàn)了一定程度的下滑， 2021年 LED 市場(chǎng)銷(xiāo)售量增長(zhǎng)率僅達(dá)到 12%左右。但相對(duì)于其他半導(dǎo)體產(chǎn)品，由于 LED 應(yīng)用更為廣泛，且對(duì)于消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品依賴(lài)度較小，所以金融危機(jī)給 LED 行業(yè)雖也帶來(lái)了負(fù)面影響，但其所受影響幅度相對(duì)較弱，并且由于 LED 在景觀照明、路燈、大尺寸背光源、汽車(chē)車(chē)燈等領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，其發(fā)展前景依舊良好。 從 2021 年 LED 市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看， LED 指示燈、 LED 顯示屏、手機(jī)鍵盤(pán)和相機(jī)閃光燈以及 LCD 背光源位列銷(xiāo)售量前四大領(lǐng)域。而就銷(xiāo)售額來(lái)看， LED 顯示屏、 LED 指示燈、 LCD 背光源以及手機(jī)鍵盤(pán)和相機(jī)閃光燈則分別位列前四位。 雖然 2021 年中國(guó) LED 市場(chǎng)發(fā)展遭遇到一定的阻礙，其市場(chǎng)增長(zhǎng) 率較 2021 年出現(xiàn)一定幅度的下滑，但由于 LED 具有綠色、環(huán)保、節(jié)能等多方面的優(yōu)勢(shì)，符合國(guó)際節(jié)能減排的發(fā)展方針， 未來(lái)市場(chǎng)總體趨勢(shì)仍舊 看 好 。另一方面， LED 在大尺寸背光源、景觀照明、汽車(chē)車(chē)燈、低溫照明等新興應(yīng)用市場(chǎng)將在未來(lái)幾年內(nèi)得 到進(jìn)一步發(fā)展，將逐步成為推動(dòng) LED 市場(chǎng)發(fā)展的又一助推器。 在大功率產(chǎn)品方面， LED 在景觀照明以及 LED 路燈依舊是市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)。目前來(lái)看， LED 景觀照明產(chǎn)品滲透率正在逐步提升，LED 路燈則在政府的大力扶持下得到了一定的發(fā)展，但由于 LED 路燈依舊面臨散熱以及出光效率等因素的限制，市場(chǎng)發(fā)展仍處于起步階段。而對(duì)于 LED 產(chǎn)品而言， 和 1W 的產(chǎn)品仍將是照明市場(chǎng)中的主流應(yīng)用。 對(duì)于 LED 照明應(yīng)用，縱觀整個(gè)應(yīng)用市場(chǎng)，目前照明應(yīng)用仍處于弱勢(shì)地位，主要應(yīng)用仍集中在景觀照明、室內(nèi)裝飾、 LED 路燈等領(lǐng)域， LED 進(jìn)入通用照明 市場(chǎng)仍需一定的時(shí)間。近年來(lái)， LED 路燈逐步得到市場(chǎng)的關(guān)注 。 目前，各地政府都在積極推動(dòng)建設(shè) LED 路燈示范階段，如 2021 年年底，廣東推出的 ―千里十萬(wàn) ‖計(jì)劃以及天津工業(yè)大學(xué)的 LED 示范工程。雖然各地政府都在積極推動(dòng) LED 路燈示范工程的發(fā)展，但由于目前 LED 路燈在產(chǎn)品穩(wěn)定性等方面仍有待提升，加之產(chǎn)品價(jià)格仍與傳統(tǒng)產(chǎn)品具有較大的差距， LED 路燈的商業(yè)化仍需一定的時(shí)間。除 LED 路燈外，低溫照明近年來(lái)在全球市場(chǎng)也得到快速發(fā)展，成為 LED 新的利 潤(rùn) 市場(chǎng)，美國(guó)、日本以及中國(guó)臺(tái)灣大賣(mài)場(chǎng)中都擁有采用 LED 低溫照明的產(chǎn)品，雖然該市場(chǎng) 在中國(guó)尚未啟動(dòng)， 但未來(lái)仍有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。 第四節(jié) 項(xiàng)目市場(chǎng)定位 一 、項(xiàng)目方向 運(yùn)用自行研發(fā)與對(duì)外合作方式，通過(guò)國(guó)內(nèi)配套生產(chǎn)出 LED 及LED 終端系列產(chǎn)品，為我國(guó)白光 LED 產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化方面起到積極的推進(jìn)作用。 二 、市場(chǎng)方向 本項(xiàng)目產(chǎn)品市場(chǎng)定位的基礎(chǔ)是：首先滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)迅速增長(zhǎng)的市場(chǎng)；與此同時(shí)，嚴(yán)格按照 ISO9000 質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)，立足白光 LED 系列產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，早日打入國(guó)際市場(chǎng)，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，出口創(chuàng)匯。 三 、研究方向 LED 封裝 傳統(tǒng) LED 封裝技術(shù)較為成熟，而功率型 LED 封裝的關(guān)鍵技術(shù)工藝 中需要進(jìn)一步提高 光效、降低熱阻、減少產(chǎn)品成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力 。 LED 路燈 就芯片與封裝來(lái)說(shuō) ,與小功率 LED 相比 ,照明用功率型 LED 應(yīng)用中解決主要 散熱技術(shù)、二次光學(xué)設(shè)計(jì)等技術(shù) 、 穩(wěn)定性等問(wèn)題。 LED 礦燈 采用新型鋰離子電池作礦燈電源，鋰離子電池于 20 世紀(jì) 90 年代初在日本研制成功，標(biāo)稱(chēng)電壓 ( 鉛酸蓄電池 2V), 比能量 140Wh/kg(鉛酸蓄電池 3050Wh/kg)， 無(wú)記憶效應(yīng)，免維護(hù)，循環(huán)壽命長(zhǎng)，而且無(wú)污染，是綠色環(huán)保產(chǎn)品。由于其優(yōu)異的性能，發(fā)展十分迅速，十幾年來(lái)在通訊、小型電器、電動(dòng)車(chē)輛、航 天等方面得到了廣泛應(yīng)用。 其他照明產(chǎn)品 二次光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)、散熱設(shè)計(jì)從散熱結(jié)構(gòu)、 LED 分布等方面進(jìn)行研究。 第四章 建設(shè)規(guī)模及產(chǎn)品方案 第一節(jié) 建設(shè)規(guī)模 根據(jù)市場(chǎng)情況，在兩年的時(shí)間內(nèi)使生產(chǎn)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模。生產(chǎn)LED1800 萬(wàn)只，并研發(fā)生產(chǎn) 5 萬(wàn)臺(tái) LED 照明終端產(chǎn)品投放市場(chǎng)。 第二節(jié) 產(chǎn)品方案 本 LED 項(xiàng)目包括 LED 封裝生產(chǎn)線(xiàn)的建設(shè)和應(yīng)用 LED 進(jìn)行終端產(chǎn)品生產(chǎn)兩大部分。 LED 封裝生產(chǎn)線(xiàn)包括普通 LED 及大功率 LED 封裝線(xiàn)；終端產(chǎn)品選定 LED 路燈、 LED 礦燈、 LED 吸墻燈、 LED 地埋燈、 LED 庭院燈、 LED 射燈、 LED 水下燈及其他大功率 LED 照明產(chǎn)品。 豐光系列冷光源礦燈采用專(zhuān)用安全型聚合物鋰離子電池為電源，大功率 LED 為照明光源、精準(zhǔn) IC 為保護(hù)器件設(shè)計(jì)制造的高科技型礦燈，該燈外型美觀、體積小、重量輕、容量大、點(diǎn)燈時(shí)間長(zhǎng)、燈光照度高、穿透能力強(qiáng)、使用方便免維護(hù)、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染。可自動(dòng)運(yùn)行現(xiàn)過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)和短路保護(hù)，保證了礦燈在充電和井下使用的安全。 LED 礦燈技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 41， YLD60/100/120型大功率 LED 路燈性能參數(shù)見(jiàn)表 42，大功率 LED 技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 43。 表 41 LED 礦燈技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng)目 參數(shù) 單位 備注 1 額定電壓 V 2 額定容量 5 AH 3 點(diǎn)燈時(shí)間 1520 H 4 照度（主光源） 初始 1300 LX 距燈頭 1 米處 11 小時(shí)后 900 LX 5 LED 平均電流 主光源 300 MA 輔助光源 110 MA 6 充電保護(hù)電壓 177。 V 7 放電保護(hù)電壓 177。 V 8 電池循環(huán)壽命 ≥500 次 9 外形最大尺寸 1304590 MM 10 重量 ≤ KG 全燈 11 光源溫度 ≤60 ℃ 12 光源壽命 ≥50000 H 表 42 大功率 LED 路燈性能參數(shù) 序號(hào) 參數(shù) 數(shù)值 1 外觀結(jié)構(gòu) 燈具與光源為一體式結(jié)構(gòu)，鋁合金外殼，表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化 處理和靜電噴涂 2 輸入電壓 220V（ AC） 3 功率因數(shù) ＞ 4 使用壽命 ＞ 50000 小時(shí) 5 色溫 4500～ 7000K（可選） 續(xù)表 42 序號(hào) 參數(shù) 數(shù)值 6 光效 ＞ 80lm/w 7 安裝螺栓 扭緊力矩 ＞ 8 工作溫度 20℃ ～ 45℃ 9 燈罩防護(hù)等 級(jí) IP65 10 尺寸： 長(zhǎng) 寬 高： 900360200 毫米 11 重量 10177。1kg 12 懸挑角度 不小于 15176。 13 懸挑長(zhǎng)度 米 14 安裝間距 27 米 15 安裝高度 FYLD－ 60： 高度 6 米 FYLD—100： 高度 9 米 FYLD—120： 高度 12 米 16 外殼溫升 不大于 30℃ 17 總光通量 FYLD－ 60： 3000lm FYLD—100： 4300lm FYLD—120： 5200 lm 表 43 大功率 LED 技術(shù) 參數(shù) 參數(shù)類(lèi)別 紅黃光系列 藍(lán)綠白光系列 發(fā)光角度 125177。5176。 125177。5176。 極限沖擊電流 800mA（ ） 800mA（ ） 反向擊穿電壓 ≥8V ≥5V 反向漏電電流 ≤20uA ≤30uA 靜電擊穿電壓 2021V 2021V 儲(chǔ)存溫度 35℃ —60℃ 35℃ —60℃ 工作溫度 35℃ —60℃ 35℃ —60℃ 焊接溫度 260℃ （ 5S） 260℃ （ 5S） 正向電流 400 mA 350 mA 功耗 波長(zhǎng)及色溫 580—630nm 3500—6500K 正向壓降 2— V — 光通量 30—35 lm 70—100lm 第三節(jié) 生產(chǎn)工藝 一、封裝技術(shù)概況 1） LED 單芯片封裝 LED 在過(guò)去的 30多年里，取得飛速發(fā)展。第一批產(chǎn)品出現(xiàn)在 1968年，工作電流 20mA 的 LED 的光通量只有千分之幾流明，相應(yīng)的發(fā)光效率為 lm/W，而且只有一種光色為 650 nm 的紅色光。 70 年代 初該技術(shù)進(jìn)步很快，發(fā)光效率達(dá)到 1 lm/W，顏色也擴(kuò)大到紅色、綠色和黃色。伴隨著新材料的發(fā)明和光效的提高，單個(gè) LED 光源的功率和光通量也在 迅速增加。原先，一般 LED 的驅(qū)動(dòng)電流僅為 20 mA。到了 20 世紀(jì) 90 年代，一種代號(hào)為 ―食人魚(yú) ‖的 LED 光源的驅(qū)動(dòng)電流增加到 5070mA，而新型大功率 LED 的驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到 300—500 mA。特別是 1998 年白光 LED 的開(kāi)發(fā)成功，使得 LED 應(yīng)用從單純的標(biāo)識(shí)顯示功能向照明功能邁出了實(shí)質(zhì)性的一步。 半導(dǎo)體 LED 若要作為照明光源，常規(guī)產(chǎn)品的光通量與白熾燈和熒光燈等通用性光源相比，距離甚遠(yuǎn)。因此， LED 要在照明領(lǐng)域發(fā)展，關(guān)鍵是要將其發(fā)光效率、光通量提高至現(xiàn)有照明光源的等級(jí)。由于 LED 芯片輸入功率的不斷提高，功率型 LED 封裝技術(shù)主要應(yīng)滿(mǎn)足以下兩點(diǎn)要求： ① 封裝結(jié)構(gòu)要有高的取光效率； ② 熱阻要盡可能低，這樣才能保證功率 LED 的光電性能和可靠性。 功率型 LED 所用的外延材料采用 MOCVD 的外延生長(zhǎng)技術(shù)和多量子阱結(jié)構(gòu)，雖然其內(nèi)量子效率還需進(jìn)一步提高，但獲得高發(fā)光通量的最大障礙仍是芯片的取光效率低?，F(xiàn)有的功率型 LED 的設(shè)計(jì)采用了倒裝焊新結(jié)構(gòu)來(lái)提高芯片的取光效率，改善芯片的熱特性，并通過(guò)增大芯片面積，加大工作電流來(lái)提高器件的光電轉(zhuǎn)換效率，從而獲得較高的發(fā)光通量，除了芯片外，器件的封裝技術(shù)也舉足輕重。 功率型 LED 封裝關(guān)鍵技術(shù)： 傳統(tǒng)的指示燈型 LED 封裝結(jié)構(gòu)，一般是用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠將芯片裝在小尺寸的反射杯中或載片臺(tái)上，由金絲完成器件的內(nèi)外連接后用環(huán)氧樹(shù)脂封裝而成，其熱阻高達(dá) 150～ 250℃ /W，新的功率型芯片若采用傳統(tǒng)式的 LED 封裝形式，將會(huì)因?yàn)樯岵涣级鴮?dǎo)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?yàn)檠杆俚臒崤蛎浰a(chǎn)生的應(yīng)力造成開(kāi)路而失效。 對(duì)于大工作電流的功率型 LED 芯片，低熱阻、散熱良好及低應(yīng)力的新的封裝結(jié)構(gòu)是功率型 LED 器件的技術(shù)關(guān)鍵。可采用低阻率、高導(dǎo)熱性能的材料粘結(jié)芯片；在 芯片下部加銅或鋁質(zhì)熱沉，并采用半包封結(jié)構(gòu)，加速散熱；甚至設(shè)計(jì)二次散熱裝置，來(lái)降低器件的熱阻；在器件的內(nèi)部，填充透明度高的柔性硅膠，膠體不會(huì)因溫度驟然變化而導(dǎo)致器件開(kāi)路，也不會(huì)出現(xiàn)變黃現(xiàn)象；零件材料也應(yīng)充分考慮其導(dǎo)熱、散熱特性，以獲得良好的整體熱特性。 普通 LED 和大功率 LED 封裝結(jié)構(gòu)分別見(jiàn)圖 41，圖 42。熱阻參考值見(jiàn)表 44。 圖 41 普通 LED 封裝結(jié)構(gòu)圖 圖 42 大功率 LED 封裝結(jié)構(gòu)圖 表 44 普通 LED 與大功率 LED 的熱阻參考值對(duì)比 LED 功率 熱阻參考 (℃ /W) 普通 LED 150～ 250 1W LED ＜ 50 3W LED ＜ 30 5W LED ＜ 18 10W LED ＜ 9 b． 二次光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù) 為提高器件的 取光效率，設(shè)計(jì)外加的反射杯與多重光學(xué)透鏡。 c． 功率型 LED 白光技術(shù) 常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)白光的工藝方法有如下三種： ① 藍(lán)色芯片上涂上 YAG 熒光粉，藍(lán)光激發(fā)熒光粉發(fā)出的黃綠光與藍(lán)光合成白光。該方法相對(duì)簡(jiǎn)單，效率高，具有實(shí)用性。缺點(diǎn)是 布膠量一致性較差、熒光粉易沉淀導(dǎo)致出光面均勻性差、色調(diào)一致性不好；色溫偏高，顯色性不理想。 ② RGB 三基色多個(gè)芯片或多個(gè)器件發(fā)光混色成白光，或者用藍(lán) +黃色雙芯片補(bǔ)色產(chǎn)生白光。只要散熱得法，該方法產(chǎn)生的白光較前一種方法穩(wěn)定 。 ③ 在紫外光芯片上涂 RGB 熒光粉，利 用紫光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生三基色光混色形成白光。由于目前的紫外光芯片和 RGB 熒光粉效率較低，仍未達(dá)到實(shí)用階段。 表 45 三條主要的白光 LED 制備路線(xiàn)比較 紫外 LED + RGB 熒光粉 藍(lán)光 LED + 黃色熒光粉 二元互補(bǔ)色LED RGB多芯片組合 白光 LED 芯片 顯色性 最好 一般 一般 一般 好 色穩(wěn)定性 最好 好 一般 一般 好 流明保持率 未有數(shù)據(jù) 一般 好 好 好 熒光材料 在研 較成熟 效率 最好 好 一般 一般 好 應(yīng)用 白光照明 背光源 特殊照明 顯示 背光源 隨著 W 級(jí)功率