【正文】 本項目新增工藝裝備 295 臺（套），其中進口。 主要設(shè)備方案 廣東省 A 企業(yè)集團有限公司已先后進行多次技術(shù)改造，引進了相類似的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備及 先進的生產(chǎn)技術(shù)，已具有一定的基礎(chǔ)。 本項目的創(chuàng)新點包括： 通過采 用具有微結(jié)構(gòu)的基板、熱沉和高導(dǎo)熱的界面材料，開發(fā)出低熱阻大功率 LED 封裝技術(shù)和工藝； 通過設(shè)計新型的多層 LED封裝結(jié)構(gòu)，開發(fā)出高光效、高色度均勻性的 LED 封裝技術(shù)； 通過加速試驗研究 LED 封裝的失效機理，分析導(dǎo)致 LED 器件失效的主要因素，開發(fā)出高可靠性、長壽命的 LED封裝技術(shù)，并提出一種LED 封裝可靠性快速測試與評估方法； 基于系統(tǒng)封裝（ SiP）和主 /被動散熱技術(shù)，開發(fā)出具有高集成度的多芯片白光 LED 模組。該技術(shù)的目的是實現(xiàn)白光 LED照明低熱阻、高光效、長壽命的關(guān)鍵等影響封裝性能的各種因素，通過模擬、設(shè)計、實驗驗證、工藝改進等手段，突破大功率白光 LED封裝的關(guān)鍵技術(shù)。 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 35 頁，共 87 頁 圖 511 LED芯片與基座間脫層大小與熱阻的關(guān)系 圖 512 LED封裝模塊不同位置產(chǎn)生脫層大小與出光效率的關(guān)系 167。 圖 510 各種大功率 LED 模塊強化老化評估 本項目組建立了 LED熱應(yīng)力、濕應(yīng)力、光傳輸和熱傳導(dǎo)耦合模型，利用有限元分析和蒙特卡羅（ Monte Carlo）光線追跡的模擬方法，對各種缺陷情況進行了模擬分析，模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)在 LED 芯片與散熱基座連接界面局部區(qū)域存在應(yīng)力集中點，容易產(chǎn)生脫層或空隙，這將會大大增加整個 LED封裝模塊的熱阻，當(dāng)空隙達到 30%時，熱阻將達到原來的 5 倍以上，芯片區(qū)域 溫度升高，從而降低 LED芯片的內(nèi)量子效率，減少出光（如圖 511所示）。該實驗室已經(jīng)建成光電測試中心，包括光電子材料與器件、光通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、激光器與激光器應(yīng)用系統(tǒng)、半導(dǎo)體照明器件與系統(tǒng)、光存儲器件與系統(tǒng)和光電子產(chǎn)品環(huán)境與可靠性等 6個測試平臺，能滿足半導(dǎo)體照明器件性能測試的需要。其中， 1500W LED 光源為目前世界上最大功率的 LED光源，由于其良好 的性能和超大功率， 央視等 主流媒體曾進行了專門報道。研究過程中 LED結(jié)點附近溫度采用 T型熱電偶測量，并對上述散熱系統(tǒng)進行了大量的實驗研究，部分實驗結(jié)果如圖 59所示。大幅度降低 LED芯片結(jié)溫和材料老化速度，延長光衰時間。 圖 55 封裝好的 2 2 LED陣列模塊 圖 56帶散熱器的 LED模塊照明系統(tǒng) 圖 57 帶散熱器的 25W多芯片 LED模組 A 光電公司研發(fā)中心開發(fā)了大功率 LED封裝散熱技術(shù)，該技術(shù)基于微加工和氣密封裝的雙層微噴冷卻系統(tǒng)，解決了超大功率 LED光源的散熱難題。所封裝出的大功率白光 LED色溫 5000～ 7000K，顯色指數(shù) 85，光效國內(nèi)領(lǐng)先，如圖 54。主要研究成果包括： LED 封裝結(jié)構(gòu)模擬設(shè)計 通過理論研究，提出大功率 LED 封裝必須在芯片設(shè)計和封裝設(shè)計過 程 中 ， 盡 可 能 采 用 工 藝 較 少 的 封 裝 形 式 （ Packageless Packaging），同時簡化封裝結(jié)構(gòu)，盡可能減少熱學(xué)和光學(xué)界面數(shù)，以降低封裝熱阻，提高出光效率。圍繞封裝中的共性技術(shù)難點，本項目在封裝材料、封裝工藝、封裝結(jié)構(gòu)和可靠性測試四個方面開展了卓有成效的研究工作，對封裝中的關(guān)鍵問題有了初步的研究成果。 167。 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 30 頁，共 87 頁 ⑥集成多芯片封裝（主要應(yīng)用于超高亮度面光源產(chǎn)品） —— 這種封裝形式就是將多個 LED芯片組裝在同一個基板上，根據(jù)使用要求用印刷技術(shù)使各個芯片連接成一定的串／并結(jié)構(gòu)，可以用多個使每個芯片出光角度為一定的 小透鏡，組成一個大尺寸的出光面，結(jié)構(gòu)的實樣示意圖如圖 54。鋁熱沉的厚度與面積視 LED 功率大小的確定，可以有各種不同的尺寸和形式。 ⑤功率型封裝（主要應(yīng)用于大功率 POWER LED產(chǎn)品） —— 大功率LED的封裝形式也很多，它的特點是粘結(jié)芯片的底腔較大，且具有鏡面反射能力，導(dǎo)熱系數(shù)要高，并且有足夠低的熱阻，以使芯片中的熱量被快速地引到器件外，使芯片與環(huán)境溫度保持較低的溫差。貼片式封裝便于規(guī)?；a(chǎn)，但加工設(shè)備投人年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 29 頁，共 87 頁 較引腳式昂貴。等，也可以獲得側(cè)發(fā)光的要求，比較易于自動化生產(chǎn)。、 90176。、 45176。這類封裝的特點是控制芯片到出光面的距離，可以獲得各種不同的出光角度： 15176。 ②引腳式封裝（主要應(yīng)用于 LAMP 產(chǎn)品） —— 常見的有將 LED 芯片固定在 2020 系列引線框架上，焊好電極引線后，用環(huán)氧樹脂包封成一定的透明形狀，成為單個 LED 器件。 圖 51 大功率 LED 光源封裝工藝流程 廣東 A集團針對不同的產(chǎn)品使用要求和不同的光電特性，主要采取以下幾種 LED封裝工藝形式： ①軟封裝 (主要 應(yīng)用于 COB產(chǎn)品 )—— 芯片直接粘結(jié)在特定的 PCB印制板上，通過焊接線連接成特定的字符或陣列形式，并將 LED芯片和焊線用透明樹脂保護，組裝在特定的外殼中。 167。 （ 6）本著 新增 生產(chǎn)裝備應(yīng)與 原有 裝備相適應(yīng)的原則，項目中的關(guān)鍵設(shè)備擬 進口國外 的先進設(shè)備，以保證項目產(chǎn)品質(zhì)量。 利用現(xiàn)有生產(chǎn)面積 5萬平方米 ，本次技改除購置所需工藝裝備外，還需根據(jù)工藝生產(chǎn)要求進行水、電、氣、汽及通風(fēng)除塵、生產(chǎn)環(huán)境等方面的相應(yīng)改造。 （ 3）通過技術(shù)改造，強 化企業(yè)自身的產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)平臺，擴大產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，使項目產(chǎn)品向技術(shù)含量更高、效益更好的方向發(fā)展。 技術(shù)改造主導(dǎo) 思想 （ 1）針對 原 半導(dǎo)體照明產(chǎn)品 生產(chǎn)線缺少生產(chǎn) 大功率 LED 照明產(chǎn)品 的關(guān)鍵 自動固晶機 、 自動焊線焊接機 、 泛用型高速固晶機 、 點膠機、高速 LED 鋁線焊機、 自動測試機 、 自動包 裝 機 等裝備的現(xiàn)狀，進行相應(yīng)的改造，使之達到能進行大批量生產(chǎn) 大功率 LED半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品 。 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 27 頁，共 87 頁 第五章 技術(shù) 、 設(shè)備 及 工程 方案 167。 外部配套協(xié)作條件 該項目選址得當(dāng)，外部交通便利，電力等外部配套設(shè)施能滿足該項目需要。 交通運輸 項目所在地處于珠江三角洲腹地，毗鄰港、澳，緊連廣州，區(qū)內(nèi)有直通香港的客運港集裝箱碼頭及廣佛高速公路、京珠高速公路、鐵路等主要交通網(wǎng)絡(luò)，交通便利。 利用 廣東 A 企業(yè)集團 下屬三家項目實施主體 原生產(chǎn) 面積 5 萬平方米。 建設(shè)用地 本項目擬在廣東省 A企業(yè)集團有限公司原有廠區(qū)基礎(chǔ)之上實施，完全能夠滿足項目建設(shè)用地需求，不需要另外新征土地。因此人們將 LED光源稱為“綠色”光源。目前超大屏幕的彩色顯示屏非 LED莫屬。 因此用 LED組成的光源或顯示屏，易于通過電子控制來達到各種應(yīng)用的需要，與 IC電腦在兼容性無絲毫困難。采用 LED 可制作各類清晰精致的顯示器件。采用 LED制作汽車的高位剎車燈在高速狀態(tài)下，大大提高了汽車的安全性。照明節(jié)電對環(huán)境保護十分有利。三峽水電站三期工程全面完工以后，年平均發(fā)電量 億度。隨著今后工藝和材料的發(fā)展，將具有更高的發(fā)光效率。如用 LED 替代傳統(tǒng)的汽車用燈，那么它的壽命將遠(yuǎn)大于汽車本體的壽命，具有終身不用修理與更換的特點。 2. 項目產(chǎn)品大功率 LED 照明 光源的特點 （ 1）工作壽命長： LED 作為一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，較之其他發(fā)光器具有更長的工作壽命。 表 31 產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)計劃表 產(chǎn)品名稱 單位 2020 年 2020 年 2020 年 20202019 年 大功率 LED 光源 萬只 400 800 1,000 1,000 高亮度白光 萬只 7,200 14,400 18,000 18,000 背光源模組 萬只 2,000 4,000 5,000 5,000 公共照明（路燈隧道燈）燈具及模組 萬只 2 4 5 5 特種照明及裝飾燈燈具及模組 萬只 8 16 20 20 167。 建設(shè) 規(guī)模 1. 建設(shè)內(nèi)容 項目擬新增 2條大功率芯片自動封裝生產(chǎn)線， 3 條高亮 度白光生產(chǎn)線； 3 條背光源及模組生產(chǎn)線， 1 條公共照明（路燈、隧道燈）燈具及模組生產(chǎn)線； 1條特種照明及裝飾燈燈具及模組生產(chǎn)線 。 廣東省 A 企業(yè)集團有限公司已在國內(nèi)外市場 建立了 穩(wěn)定的分銷體系。 （ 2） 市場銷售體系 項目產(chǎn)品目前正處于國際國內(nèi)市場的快速發(fā)展時期，市場需求和市場發(fā)展?jié)摿薮?，項目產(chǎn)品市場 定位 于 高端 專業(yè) 照明市場 。芯片以美國 CREE、 BRIDGELUX、 SEMILEDS，德國 orsram、臺灣晶元，國內(nèi)三安、路美、晶能、士蘭、華光等生產(chǎn)商為主；支架、透鏡、鋼材及其他原 材料以國內(nèi)采購為主 ，有相對穩(wěn)定的渠道體系 。 2. 市場 采購與 銷售 （ 1）市場采購體系 項目產(chǎn)品使用的原材料來源通過國內(nèi)外市場采購。 （ 2）先進工藝與有效管理的結(jié)合 面對激烈的市場競爭，項目單位 極為 重視 技術(shù)創(chuàng)新在企業(yè)發(fā)展中的重要性，投入大量資金，聯(lián)合了一批國內(nèi) 頂級 研 究機構(gòu)，致力于產(chǎn)年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 22 頁，共 87 頁 品的更新?lián)Q代和技術(shù)水平的不斷提升。 相對于我國大功率 LED 封裝產(chǎn)業(yè)廠家多、規(guī)模小 這種競爭結(jié)構(gòu) 。 市場競爭力分析 1. 生產(chǎn)經(jīng)營方面 （ 1）產(chǎn)業(yè) 鏈 優(yōu)勢 現(xiàn)代 企業(yè) 競爭 已經(jīng)從 個別企業(yè) 之間 的 競爭轉(zhuǎn)變至 各 個 核心集團之間 的 產(chǎn)業(yè)鏈競爭 ， 已由傳統(tǒng)的成本與質(zhì)量的競爭演變?yōu)樾畔ⅰ①Y本、技術(shù)、經(jīng)營模型、成本等等方面綜合實力的競爭。2020 年到 2020年我國大功率 LED照明市場規(guī)模預(yù)測見下頁圖 。未來大功率 LED 將成為 LED照明應(yīng)用的主體，并將在 建筑景觀照明、汽車照明、太陽能 LED照明、顯示屏市場、 LCD 面板背光源 等領(lǐng)域全面取代傳統(tǒng)照明光源。 產(chǎn)品市場需求預(yù)測 大功率 LED產(chǎn)品覆蓋了整個 LED應(yīng)用領(lǐng)域約 75%的市場份額 。太陽能 半導(dǎo)體 照明草坪燈、庭院燈、信號指示燈等已開始在國內(nèi)的小區(qū)、園林建設(shè)、農(nóng)村地區(qū)道路照明中使用 。 （ 6） 太陽能 LED 照明 國內(nèi)太陽能 LED 照明產(chǎn)值超過 30 億元。預(yù)計 2020年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 20 頁，共 87 頁 年我國 LED前裝市場（ OEM配套市場） ,LED組合尾燈、 LED中央高位剎車燈、汽車儀表背光以及其它 LED 燈的配套將達到 60 億元。 2020年中國汽車產(chǎn)銷達 萬輛，同比增長 ％和 ％。特別是近年日本、韓國小尺寸液晶背光廠正在向中國轉(zhuǎn)移。因此，預(yù)計未來幾年國內(nèi)生產(chǎn)的手機所需 LED顆數(shù)高達 60 億顆左右。 LED 已在手機、MP MP DC/DV及 PDA 等小尺寸 LCD 面板領(lǐng)域取得了成熟廣泛的應(yīng)用與普及。 LED顯示屏以其高亮度、高可靠性等 優(yōu)點成為主要顯示產(chǎn)品。國內(nèi)LED 顯示屏市場的國產(chǎn)率接近 100％。我國 LED 顯示屏起步較早，市場上出現(xiàn)了一批具有較強實力的生產(chǎn)廠商，已經(jīng)形成了一個配套齊全的成熟行業(yè)。我國處于高速發(fā)展的公路、機場、海港等領(lǐng)域的信號、標(biāo)識類用燈，也是 LED應(yīng)用很有潛力的市場。我國政府計劃未來平均每年新建 1700公里鐵路線，至 2020年我國鐵路線總長將達到 10 萬公里，高可靠性、安全性及少維護的高亮 LED將會大有作為。另外， LED在鐵路信號機上也有廣闊的應(yīng)用前景。目前，我國高亮度 LED城市交通信號燈也已廣泛應(yīng)用。在奧運和世博LED示范工程帶動下，北京、青島、上海等地將繼續(xù)建設(shè)一批 LED景觀照明工程，這些工程擴大示范效應(yīng)將進一步促進其他中小型城市采用 LED景觀照明，從而加快我國 LED景觀照明在不同地區(qū)與城市的大面積使用。 年產(chǎn) 億只大功率 LED 半導(dǎo)體綠色照明系列產(chǎn)品技術(shù)改造項目 第 18 頁，共 87 頁 我國大功率L E D 照明應(yīng)用市場結(jié)構(gòu)圖44%2%18%11%18%7%建筑景觀照明 交通信號燈 顯示屏L C D 背光源 汽車 太陽能L E D 照明 （ 1）建筑景觀照明 由于 LED 光源具有 節(jié)能 環(huán)保、輕巧耐用、色彩豐富、簡單易控、低壓安全等一系列優(yōu)點，在景觀照明中具有廣泛的應(yīng)用市場，國內(nèi)景觀 照明市場 規(guī)模約在 200億元以上。 產(chǎn)品市場需求分析 167。 考慮 目前 大功率 LED照明行業(yè) 廠商數(shù)量 、 規(guī)模 、裝備技術(shù)水平等因素 ，預(yù)計未來 5年 ， 我國 大功率、高亮度 LED 照明產(chǎn)品 供給增長速度將保持在 12%15%之間 ， 2020年 ，我國 大功率 LED照明產(chǎn)品供給量將達到 100 億只以上 。 167。 ⑥ 市場競爭異常慘烈。 ④ 專業(yè)技術(shù)人才缺乏，研發(fā)進