【正文】 虹計(jì)劃”在2000年7月啟動，委托6個大公司、2所大學(xué)，通過歐盟的補(bǔ)助金來推廣白光發(fā)光二極管的應(yīng)用。計(jì)劃的時間節(jié)點(diǎn)是，2002年20 lm/W，2007年75 lm/W，2012年150 lm/W。 美國 美國“半導(dǎo)體照明國家研究項(xiàng)目”由美國能源部制定，計(jì)劃用10年時間，耗資5億美元開發(fā)半導(dǎo)體照明，參加者包括13個國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、公司和大學(xué)。從19982002年，是耗資50億日元的第一期目標(biāo)，目前已經(jīng)完成。該計(jì)劃由日本金屬研發(fā)中心和新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)發(fā)起和組織，參與機(jī)構(gòu)包括4所大學(xué)、13家公司和一個協(xié)會。 面對半導(dǎo)體照明的巨大商機(jī)和令人鼓舞的發(fā)展前景，世界各國紛紛行動，日本、美國、歐盟、韓國等近年來相繼投入巨資，推出國家半導(dǎo)體照明計(jì)劃。三、全球各國發(fā)展動態(tài) 半導(dǎo)體照明技術(shù)具有節(jié)能、壽命長、免維護(hù)、易控制、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一，將取代白熾燈和日光燈，成為照明市場的主導(dǎo)。 特殊工作照明和軍事運(yùn)用：由于LED光源具有抗震性、耐候性、密封性好，以及熱輻射低、體積小、便于攜帶等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于防爆、野外作業(yè)、礦山、軍事行動等特殊工作場所或惡劣工作環(huán)境之中。廈門市自2000年采用第一座LED交通信號燈后，如今全市100多座交通信號燈已有近70%更換為LED；上海市則明文規(guī)定，新上的交通信號燈一律采用LED。 背光源市場：LED作為背光源已普遍運(yùn)用于手機(jī)、電腦、手持掌上電子產(chǎn)品及汽車、飛機(jī)儀表盤等眾多領(lǐng)域。 二、集中應(yīng)用領(lǐng)域 景觀照明市場：包括建筑裝飾、室內(nèi)裝飾、旅游景點(diǎn)裝飾等，主要用于重要建筑、街道、商業(yè)中心、名勝古跡、橋梁、社區(qū)、庭院、草坪、家居、休閑娛樂場所的裝飾照明，以及集裝飾與廣告為一體的商業(yè)照明。目標(biāo)近期將解決產(chǎn)業(yè)化急需的一些關(guān)鍵技術(shù)、掌握一批半導(dǎo)體照明技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)。該課題立項(xiàng)過程中，劃分了A、B兩類項(xiàng)目，A類不僅給課題號，而且支持經(jīng)費(fèi)，B類只給課題號，如果進(jìn)展好且通過考核，也可以進(jìn)入A類，獲得資助．科技部7月3日宣布，有科技部、信息產(chǎn)業(yè)部等6部委和14個地方政府共同實(shí)施的“國家半導(dǎo)體照明工程”首批50個項(xiàng)目正式啟動。共獲資金支持180萬元。與國際先進(jìn)水平相比，現(xiàn)在中國半導(dǎo)體照明技術(shù)落后35年。目前我國LED生產(chǎn)企業(yè)達(dá)420家，員工30000余人，產(chǎn)值80億元，產(chǎn)量超過150億只 2003年產(chǎn)值100億元，產(chǎn)量超過200億只，其中超高亮度的幾十億只。19802000年LED開始從研究走向生產(chǎn)；早期引進(jìn)管芯進(jìn)行封裝，技術(shù)門檻低，九十代引進(jìn)外延片進(jìn)行加工，進(jìn)而開展技術(shù)含量很高的外延片的研發(fā)和小批量生產(chǎn)。發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，能夠充分發(fā)揮我國的人力資源優(yōu)勢，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)，并增加出口，吸納就業(yè)。發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)能夠發(fā)揮我國的比較優(yōu)勢。據(jù)專家稱，目前我國半導(dǎo)體發(fā)光二極管產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，與發(fā)達(dá)國家只相差3年左右。與微電子相比，中國在半導(dǎo)體發(fā)光器件領(lǐng)域與國外的差距較小。這種通過藍(lán)光LED得到白光的方法，構(gòu)造簡單、成本低廉、技術(shù)成熟度高，因此運(yùn)用最多。 LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光。GaN芯片發(fā)藍(lán)光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光射，峰值550nm。1998年白光的LED開發(fā)成功。 汽車信號燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。 最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，即固體封裝，所以能起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。下游封裝工藝下游是把從中游來的芯片粘貼并焊接導(dǎo)線架，經(jīng)由測試、封膠，然后封裝成各種不同的產(chǎn)品。中游芯片工藝中游廠商根據(jù)LED元件結(jié)構(gòu)的需要，先進(jìn)行金屬蒸鍍，然后在外延晶片上光罩蝕刻及熱處理而制作LED兩端的金屬電極，接著將襯底磨薄、拋光后切割為細(xì)小的LED芯片，由于襯底較脆且機(jī)械加工性差，芯片切割過程的成品率為中游制作階段的重點(diǎn)。上游外延工藝在外延爐（Metal Organic Chemical Vapour Deposition，簡稱MOCVD）高溫高壓無氧環(huán)境下，有機(jī)金屬（MO源）和氫化物分解成原子有序地淀積在晶片的表面，成為外延層（Epitaxy）。二、產(chǎn)品制作流程分析 LED背光源的架構(gòu)圖LED的制作流程包括上游的單晶片襯底制作、外延晶片生長，中游的芯片、電極制作、切割和測試分選，以及下游的產(chǎn)品封裝。全球半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)投資并購風(fēng)起云涌，喧囂過后，我們看到這些大象舞蹈正酣，但是“大者恒強(qiáng)”的論斷能否一一驗(yàn)證，還有待市場和時間的考驗(yàn)。方大通過對自身內(nèi)部子公司股權(quán)的調(diào)整將股權(quán)集中，通過全資子公司裝飾公司對LED公司控股權(quán)的轉(zhuǎn)讓，把LED相關(guān)產(chǎn)業(yè)集中。方大集團(tuán)以持有的深圳市方大國科光電技術(shù)有限公司100%的股權(quán)和深圳沃科半導(dǎo)體照明有限公司100%，占投資總額的65%，園區(qū)以光電半導(dǎo)體材料生長和芯片制作為龍頭，以封裝、器件及照明、顯示等終端應(yīng)用產(chǎn)品制造為配套，打造集研發(fā)、制造、測試和設(shè)計(jì)為一體的完整產(chǎn)業(yè)集群，成為國際、國內(nèi)具有重要影響力和競爭力的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)基地。該產(chǎn)業(yè)園是由方大集團(tuán)股份有限公司與沈陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)合作共建。而實(shí)力集團(tuán)的加入，可以緩解國內(nèi)LED企業(yè)快速發(fā)展進(jìn)程中的資金壓力，這對兩方來說都非常有利。進(jìn)軍LED產(chǎn)業(yè)的投資較另兩項(xiàng)主營業(yè)務(wù)（另兩項(xiàng)為等離子、液晶面板）少很多，而這卻是彩虹三大主營業(yè)務(wù)中最可能產(chǎn)生收益的項(xiàng)目。彩虹集團(tuán)控股LED芯片廠商上海藍(lán)光以及方大投資沈陽方大半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)園，就是兩個很好的范例。為扭轉(zhuǎn)這種局面，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)整合，吸引更多有實(shí)力的企業(yè)介入，已逐漸成為業(yè)界共識。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)積極參與，謀求進(jìn)一步發(fā)展與照明巨頭們或 “產(chǎn)業(yè)大腕”們相比，經(jīng)過多年艱苦創(chuàng)業(yè)而成長起來的中國本土企業(yè)受資金限制，無法大筆投入研發(fā)及生產(chǎn)，導(dǎo)致技術(shù)與產(chǎn)能擴(kuò)張落后于市場需求，在海外企業(yè)紛紛進(jìn)駐國內(nèi)搶占市場的形勢下面臨著更大的競爭壓力。曜富和洲磊同是LED上游芯片廠，洲磊主要產(chǎn)品為LED外延和芯片，曜富則主攻LED芯片。近年來由于LED的應(yīng)用面大幅擴(kuò)大，同業(yè)巨頭因看好后市而大幅設(shè)廠或擴(kuò)廠，造成多數(shù)中小型廠商各自為戰(zhàn)的局面。觀察LED產(chǎn)業(yè)態(tài)勢，此次合并的對象為目前我國臺灣地區(qū)LED芯片的主要供貨商，由于客戶的重迭性高且產(chǎn)品特性相近，其合并后短期優(yōu)勢是可使LED價格穩(wěn)定，而長期優(yōu)勢則是穩(wěn)定原物料的來源及價格與下游LED封裝廠的的議價空間。新晶電將藉由集團(tuán)的優(yōu)勢，擴(kuò)增產(chǎn)能，成為全球最大的紅光LED廠，以及第四大的藍(lán)光LED廠。此次收購為Cree提供了個低成本制造平臺，有助于補(bǔ)充Cree在LED芯片技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)以及營銷方面的投資，是Cree進(jìn)入半導(dǎo)體照明市場的戰(zhàn)略性一步；而華剛則利用半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的全球化特征，通過并購或合作將海外先進(jìn)技術(shù)引入國內(nèi)，能夠與國際大廠基本在同一技術(shù)水平進(jìn)行產(chǎn)業(yè)競爭。這次戰(zhàn)略合并涉及華剛集團(tuán)旗下三大主要業(yè)務(wù)范疇，包括 LED 封裝事業(yè)部 、模組事業(yè)部，以及顯示器件事業(yè)部。盡管目前還未有證據(jù)證實(shí)，但我們有理由相信，面對其他兩巨頭的積極行動，GE也會有所舉動。如果想長期占有照明市場份額，GE就不得不壯大LED產(chǎn)品組合。與飛利浦、歐司朗同屬世界三大照明業(yè)巨頭的通用電氣也參與了LED業(yè)。短期來看，這些收購是飛利浦在這一期望下，鞏固集成半導(dǎo)體照明產(chǎn)品線、完成全球LED照明市場布局、確保在大功率LED領(lǐng)域地位的戰(zhàn)略行動。這一連串的收購將照明產(chǎn)業(yè)鏈的中下游都進(jìn)行了縱連，豐盈了飛利浦的專利產(chǎn)品組合，也加大了品牌效應(yīng)，為飛利浦贏得了強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢。僅僅時隔半年，2007年6月飛利浦又以7100萬美元將加拿大白光LED生產(chǎn)商TIR Systems公司納入旗下， KINETICS（CK）公司的收購。在這一點(diǎn)上，飛利浦的舉動無疑是最多的。歐美巨頭產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合，凸顯競爭優(yōu)勢1. 傳統(tǒng)照明巨頭介入，力維照明業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位隨著LED技術(shù)日漸發(fā)展前景不斷看好，傳統(tǒng)照明巨頭也紛紛介入其中，如世界五大LED制造商中除了Cree和日亞（Nichia）外，Lumileds、歐司朗光電（Osram OS）、豐田合成（Toyoda Gosei）則分別隸屬于飛利浦（Philips）、歐司朗（Osram）和豐田（Toyota）。其實(shí)自2006年下半年來企業(yè)并購就在頻頻發(fā)生，不論是晶元、元砷與連勇的合并，還是Cree對華剛的收購，每一次并購，無疑都是這個行業(yè)具有震撼力的事件。至于單價則將從每顆 100 日元左右，以每年 20 ％速度向下降低。 LED 照明已逐漸發(fā)展至商品化的初步階段，唯在使用壽命及價格上仍有改進(jìn)空間。3 、顯示屏 LED 顯示屏作為一種新興的顯示媒體，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，得到了飛速發(fā)展，它與傳統(tǒng)的顯示媒體 ― 多彩霓虹燈、象素管電視墻、四色磁翻板相比較，以其亮度高、動態(tài)影像顯示效果好、故障低、能耗少、使用壽命長、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式豐富、性能價格比高 等優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。繼藍(lán)光手機(jī)后，目前市場已是彩屏手機(jī) 天下。雖然近兩年手機(jī)的增長速度已明顯趨緩，但全年仍有 4 億支水準(zhǔn)，以 1 支手機(jī)要 LED 背 光源 2 顆、按鍵6顆 SMD LED 計(jì)，一年保守 4 億支手機(jī)需求約 32 億顆 LED 。在交通標(biāo)志燈市場方面，全球約有 2000 萬座交通標(biāo)志燈，若每年更新 200 萬座，商機(jī)可延續(xù) 10年。 1 、汽車部分：以汽車內(nèi)裝使用包括了儀表板、音箱等指示燈，及汽車外部 ( 第三剎車燈、左右尾燈、方向燈等 ) ，目前歐洲系列車種包括奧迪、寶馬、福斯等品牌全系 列采用高亮度 LED ，而車廠中，豐田汽車也率先將儀表板的背光板換成高亮度 LED ，其他各車廠新車，也在陸續(xù)采用。由于其安全可靠，用LED做成的礦燈，沒有火花，不會引起瓦斯爆炸，大大提高了井下作業(yè)的安全性，另外，由于 其非常省電，所以工人再也不用整天背著又大又重電源工作了，這都是很有意義的。1995年開始，廣大的汽車廠商紛紛采用這種耐震動、省電、反應(yīng)速度快的光源來做成汽車的剎車燈、尾燈和方向燈，也可以用于儀表照明和車內(nèi)照明。”在交通方面，我們每天走路看見的紅綠燈，可能您根本不會想到，這些燈大部分是由LED制成的，這個應(yīng)用占到整個LED市場的10%。由于發(fā)光二極管亮度的提高和價格的下降,再加上長壽命、節(jié)電,驅(qū)動和控制較霓虹燈簡易,不僅能閃爍,還能變色,所以用超高亮度LED做成的單 色、多色乃至變色的發(fā)光柱配以其他形狀的各色發(fā)光單元,裝飾高大建筑物、橋梁、街道及廣場等景觀，目前LED燈飾和景觀燈生產(chǎn)正在逐步形成一個新的產(chǎn)業(yè)。不僅僅是手機(jī)，我們使用的照相機(jī)、攝像機(jī)、手提電腦和兒童玩具的背光源都已經(jīng)用LED來做，甚至女士用的化妝鏡，鏡子側(cè)面安裝上LED光 源，這樣在晚上或光線很暗的地方都可以用。90年代初,電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā) 展,使得LED顯示屏的視頻技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),電視圖像直接上屏,特別是90年代中期,InGaN藍(lán)色和綠色超高亮度LED研制成功并迅速投產(chǎn),使室外屏的應(yīng) 用大大擴(kuò)展,面積在100—、廣場、會場甚至街道、商場都已廣泛應(yīng)用。但是和世界LED產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)相比，我們在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)能和技術(shù) 上都還處于一個比較下游的階段，例如中國大陸現(xiàn)在每年的產(chǎn)值約15億美元，不到臺灣(2004年30億美元)的一半，比不上日本日亞化工一個企業(yè) (2004年20億美金)。僅從這一點(diǎn)上看來，LED就可以說是無處不在的。而且，就在我們不經(jīng)意中，LED早已悄悄占據(jù)了很多 應(yīng)用領(lǐng)域，它離我們其實(shí)一直都很近。世界上主要國家紛紛制定自己的LED發(fā)展戰(zhàn)略和照明工程計(jì)劃，美國計(jì)劃在2010年實(shí)現(xiàn)全國50%以上的照 明要采用LED。另外，在工藝技術(shù)上采用在GaAs襯底上用AlInGaP材料生產(chǎn)的紅光、黃光LED及在SiC襯底上用InGaN材料生產(chǎn)的綠光、藍(lán)光LED，在發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率上有較大的改進(jìn)。從表1和表2也可以看出，LED的發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率的提高主要取決于采用的半導(dǎo)體材料及其工藝技術(shù)的發(fā)展。；封裝尺寸僅為9mm7mm；工作溫度范圍是20～+80℃。XL7090WHT是超高亮度、小尺寸封裝的白光LED。19701990年LED發(fā)光效率提高較慢，19902005年則提高較快。各年份生產(chǎn)的LED發(fā)光效率如表2所示。、50mA工作電流時，其典型發(fā)光強(qiáng)度為20 000mcd。表1中列出的并非發(fā)光強(qiáng)度最高的。從表1可以看出，近30年LED的發(fā)光強(qiáng)度提高了8000倍左右。隨著半導(dǎo)體材料及半導(dǎo)體工藝技術(shù)、設(shè)備的發(fā)展，LED的亮度不斷提高，開發(fā)出高亮度及超高亮度LED，并且不斷創(chuàng)造新記錄。發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率的提高作為指示燈方面的應(yīng)用，有幾個mcd的發(fā)光強(qiáng)度也可以了，但由LED組成的數(shù)碼管或字符管則顯得亮度不足，若要用于戶外作信號或標(biāo)志顯示，則其亮度太低，不能滿足使用的要求。它的發(fā)光強(qiáng)度不高，一般小于1mcd，高的也僅幾個mcd；另外，發(fā)光效率也不高，；其功率僅幾十mW到上百個mW（屬于小功率LED）。展望將來，還期望更進(jìn)一步地提高。到今天，LED已生產(chǎn)了30多年，回顧過去，它已茁壯成長。六、LED的產(chǎn)品性能指標(biāo)分析 發(fā)光二極管（LED）是一種電致發(fā)光的光電器件。要使LED發(fā)光，有源層的半導(dǎo)體材料必須是直接帶隙材料，越過帶隙的電子和空穴能夠直接復(fù)合發(fā)射出光子。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(即兩端加上正向電壓)，電流從LED陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。 LED結(jié)構(gòu)圖如下圖所示 發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過