【正文】 070mA之間。(9)響應(yīng)時(shí)間短：適應(yīng)頻繁開關(guān)以及高頻運(yùn)作的場合。LED劣勢(shì)是LED產(chǎn)品成本太高，還不能代替CFFL全面的運(yùn)用到市場。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(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。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(shí)會(huì)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。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。邊發(fā)射LED結(jié)構(gòu)截面圖發(fā)光二極管（light emission diode LED）上圖顯示了LED的結(jié)構(gòu)截面圖。為了使器件有好的光和載流子限制，大多采用雙異質(zhì)結(jié)（DH）結(jié)構(gòu)。早在1907年開始，人們就發(fā)現(xiàn)某些半導(dǎo)體材料制成的二極管在正向?qū)〞r(shí)有發(fā)光的物理現(xiàn)象，但生產(chǎn)出有一定發(fā)光效率的紅光LED已是1969年了。各種類型的LED、利用LED作二次開發(fā)的產(chǎn)品及與LED配套的產(chǎn)品（如白光LED驅(qū)動(dòng)器）發(fā)展迅速，新產(chǎn)品不斷上市，已發(fā)展成不少新型產(chǎn)業(yè)。早期的LED主要用于做指示燈。本文就從發(fā)光強(qiáng)度提高說起。所以LED的主要發(fā)展方向是提高發(fā)光強(qiáng)度（也就是一般所指的提高亮度）。我們用現(xiàn)有的LED資料，以Φ5標(biāo)準(zhǔn)封裝、發(fā)紅光、視角差不多的LED為例，以不同的生產(chǎn)年份的發(fā)光強(qiáng)度來說明LED發(fā)光強(qiáng)度提高的情況，如表1所示。1969～1987年LED的發(fā)光強(qiáng)度是很低的，發(fā)展很慢，但1994～2005年LED的亮度有很大的發(fā)展。例如，在GaAs的襯低上采用AlInGaP工藝技術(shù)制成的Φ紅光LED，在小視角4176。LED另一個(gè)重要性能指標(biāo)是發(fā)光效率η，用lm/W來表達(dá)。從表2可以看出，這30多年來，LED的發(fā)光效率提高了250倍以上。例如，Cree公司生產(chǎn)的1W 白光LED XL7090WHT，其發(fā)光效率可達(dá)60lm/W。XL7090WHT的發(fā)光強(qiáng)度大，電流350mA時(shí)的典型光通量為60lm，在瞬態(tài)脈沖電流700mA時(shí)典型光通量可達(dá)98lm，而目前一般1W白光LED的光通量為30～45lm）；XL7090WHT的發(fā)光效率高達(dá)60lm/W，視角寬達(dá)100176。由于XL7090WHT發(fā)光強(qiáng)度大、發(fā)光效率高，因此它適用于家庭、商業(yè)或公共場所明、DVD、筆記本電腦、電視機(jī)的彩色顯示屏的背光；廣告燈、路燈及標(biāo)志燈；汽車及運(yùn)輸工具的內(nèi)外照明及數(shù)碼相機(jī)的閃光燈等。早期的LED主要用GaAs、GaP（二元素半導(dǎo)體材料）和GaAsP（三元素半導(dǎo)體材料），1994年左右采用AlInGaP（四元素半導(dǎo)體材料）后，其發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光效率有很大的提高。第二節(jié) LED的應(yīng)用和種類 一、LED的應(yīng)用 目前來看，LED畢竟是一種新的材料和技術(shù)，但這不能否定LED極其廣闊的發(fā)展前景。不僅如此，由于其本身具有的優(yōu)良特性，LED光源在很多領(lǐng)域具有著其他光源無法替代的優(yōu)勢(shì)。例如，LED最早應(yīng)用是指示燈，因?yàn)槠浜碾娏啃?、亮度穩(wěn)定、使用壽命長，常常被用于電子儀器上或其他機(jī)械上的指示燈， 像電腦開關(guān)、電視機(jī)遙控器上的小小的指示燈都是用LED材料制成。美國紐約州立大學(xué)研究LED材料的專家，多年來一直關(guān)注和致力于中國的LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展向我們介紹說，“2010年，全球LED市場將達(dá)到500億美元，中國是600億人民幣，從去年的125億人民幣和今 年預(yù)計(jì)的250億人民幣產(chǎn)值，可以看出，中國的LED事業(yè)正處于穩(wěn)步增長的過程中。”如果您到過美國時(shí)代廣場，你一定會(huì)注意到那塊巨大的納斯達(dá)克全彩屏，那就是LED技術(shù)的杰作。另外因其體積小，質(zhì)量穩(wěn)定，顏色鮮明，溫度變化不大等特質(zhì)，是作為手機(jī)液晶顯示屏背 光源的最佳選擇。奧迪轎車?yán)锏娘@示屏，顏色純正，看起來非常清晰、鮮艷，也是用LED做的背光源。 “2008年奧運(yùn)會(huì)期間，我國最大的LED市場就是景觀燈市場。選擇這種材 料是因?yàn)長ED不僅亮度高，而且光色純度好，不容易被空氣吸收，所以非常鮮明，易于識(shí)別，甚至越來越多的機(jī)場也采用這種材料來做標(biāo)燈、投光燈等專用信號(hào) 燈。采用LED不僅有經(jīng)濟(jì)上的重要意義，還可以用在許多特定的領(lǐng)域，：“醫(yī)學(xué)上可以用LED制成醫(yī)用燈，日本已經(jīng)用LED燈來促進(jìn)農(nóng)作物生 長，還可以用紫外LED進(jìn)行消毒和空氣凈化?！倍?、LED應(yīng)用規(guī)模細(xì)分 LED 的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，包括通訊、消費(fèi)性電子、汽車、照明、信號(hào)燈等，可大體區(qū)分為背光源、照明、電子設(shè)備、顯示屏、汽車等五大領(lǐng)域。若再加上前后車燈、剎車燈，交通標(biāo)志等，與交通有關(guān) 的市場，商機(jī)非常龐大。 2 、背光源部分：主要是手機(jī)背光光源方面，是 SMD 型產(chǎn)品應(yīng)用的最大市場。最近韓國藍(lán)色背光手機(jī)風(fēng)潮，使藍(lán)光 LED 的市場供不應(yīng)求，顯見手機(jī)在 LED 應(yīng)用市場中仍占有舉足輕重的地位。以往彩屏手機(jī)是極高端產(chǎn)品，不過今年主要零組件價(jià)格下滑，使得彩屏手機(jī)和單色手機(jī)的價(jià)差縮小，加上廠商的大力促銷，手機(jī)的換型潮悄然發(fā)生。4 、電子設(shè)備與照明 LED 以其功耗低，體積小，壽命長的特點(diǎn)，已成為各種電子設(shè)備指示燈的首選，目前幾乎所有的電子設(shè)備都有 LED 的身影。按照廠商預(yù)測(cè)，最快在 2004 年，白光 LED 發(fā)光效率即可達(dá)到與 20W 日光燈管相 同的 60lm ／ W ，并在 2010 年提升至 100 lm ／ W ，足以取代40W 日光燈管。而價(jià)格的快速下滑使白光 LED 的應(yīng)用面很快地增長，不過未來最被看好的還是能取代白熾鎢絲燈泡及日光燈的白光 LED .第三節(jié) 半導(dǎo)體照明的產(chǎn)業(yè)鏈分析 一、產(chǎn)業(yè)鏈分析隨著近日住友化學(xué)宣布完成對(duì)英國劍橋顯示有限公司（CDT）的收購，“企業(yè)并購”再次進(jìn)入人們的視線，并成為半導(dǎo)體照明業(yè)內(nèi)關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。這些并購，或橫或縱，或強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合或抱團(tuán)御敵，再加上關(guān)聯(lián)企業(yè)的加盟，呈現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)并購的新一輪熱潮。而這些大集團(tuán)并不滿足于現(xiàn)況，他們不斷發(fā)掘新興公司納入掌控之中，以期完善產(chǎn)業(yè)構(gòu)成、長久占據(jù)照明市場制高點(diǎn)。2006年12月繼收購安捷倫（Agilent）持有的47%的Lumileds公司股份后，%的Lumileds股份，實(shí)現(xiàn)了對(duì)Lumileds的全資掌控。Lumileds制造LED芯片和功率型封裝，TIR擁有 Lexel平臺(tái)（Lexel是白光LED光源主要組件，包括散熱、光學(xué)設(shè)計(jì)、反饋和驅(qū)動(dòng)技術(shù)等），而CK則在LED照明色彩控制設(shè)備及系統(tǒng)領(lǐng)域走在世界前列。飛利浦預(yù)估LED市場每年平均成長將超過20%，并可望在2025年達(dá)到200億～300億美元。而從長遠(yuǎn)上來看，飛利浦上述舉動(dòng)不僅僅是鞏固其在LED照明業(yè)的根基，而且是其如何在整個(gè)照明業(yè)長期占據(jù)技術(shù)、資源等優(yōu)勢(shì)的所做的全面戰(zhàn)略部署。GE擁有的Lumination可生產(chǎn)小、中及大功率的LED產(chǎn)品，但大功率產(chǎn)品目前還相對(duì)不成熟。在Philips宣布完成對(duì)CK的收購后，GE將收購Cree，以加強(qiáng)與Philips競爭的傳言浮出了水面。2. Cree收購華剛，垂直整合產(chǎn)業(yè)鏈2007年4月2日，Cree宣布完成對(duì)華剛光電零件有限公司的收購，華剛光電（集團(tuán)）有限公司控有Cree 約9%的股份，成為Cree單一最大股東。通過此次收購，Cree擁有了從外延片、芯片到封裝的完整產(chǎn)業(yè)鏈，改變以往只售芯片的單一營銷模式。我國臺(tái)灣地區(qū)業(yè)內(nèi)橫向整合，以規(guī)模尋求競爭優(yōu)勢(shì)1. 晶元、元砷與連勇合并，建立霸主地位2006年9月28日晶元光電（我國臺(tái)灣地區(qū)第一大LED芯片商）、元砷光電（我國臺(tái)灣地區(qū)第二大LED芯片商）以及連勇光電宣布合并，晶電為存續(xù)公司。這次合并最大的意義是我國臺(tái)灣地區(qū)第一次出現(xiàn)一家國際級(jí)的LED上游外延/芯片公司，未來在與國際大廠進(jìn)行策略聯(lián)盟和交叉授權(quán)將更居有利的地位。2. 曜富、洲磊抱團(tuán)以御列強(qiáng)2007年3月28日，合并后的存續(xù)公司為曜富科技，這次合并被業(yè)界認(rèn)為是LED中小廠商抱團(tuán)以御列強(qiáng)的典型。由于晶電合并國聯(lián)后，再合并元砷、連勇，已使小廠的生存空間遭到壓縮，因此，在李洲支持下，洲磊及曜富兩家決定合并。這次合并主要著眼于結(jié)合洲磊科技的藍(lán)光LED芯片和曜富科技的四元LED芯片，除可使產(chǎn)品線更加完整、也可掌握原料源，降低原料成本及風(fēng)險(xiǎn)。雖然國內(nèi)LED業(yè)上中下游的大大小小企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，但產(chǎn)業(yè)集中度低，造成了重復(fù)投入、競爭無序的不利局面。而LED良好的前景也讓國內(nèi)很多有實(shí)力的大企業(yè)躍躍欲試，希望切入LED市場搶占市場份額。1. 相聯(lián)產(chǎn)業(yè)加盟，尋求戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型2007年7月16日，、控股上海藍(lán)光51%股份的簽約儀式在上海舉行，此次控股是彩虹集團(tuán)進(jìn)入光電子領(lǐng)域并實(shí)施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略步驟。從彩虹集團(tuán)投資收購上海藍(lán)光可以看出，具有資金實(shí)力與資本運(yùn)作能力的集團(tuán)化公司，通過跨產(chǎn)業(yè)收購LED企業(yè)，可以有效跨過LED技術(shù)門檻與人才瓶頸，迅速切入處于高速發(fā)展時(shí)期LED產(chǎn)業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)在積極尋求戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型過程中的投資策略與發(fā)展宏圖。2. 國內(nèi)LED企業(yè)延展業(yè)務(wù)范圍2007年9月28日，“沈陽方大半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)園”在沈陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)舉行開工建設(shè)奠基儀式。據(jù)方大集團(tuán)股份有限公司的公告稱，方大集團(tuán)與沈陽市渾南新區(qū)國有資產(chǎn)經(jīng)營公司在園區(qū)共同投資設(shè)立沈陽方大半導(dǎo)體照明有限公司，注冊(cè)資本2億元人民幣，占地127畝。國科公司主要業(yè)務(wù)是LED外延片、芯片，而沃科公司則是集半導(dǎo)體照明與LED顯示、裝飾產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和工程服務(wù)于一體的工程應(yīng)用公司。再加上沈陽方大半導(dǎo)體照明有限公司的成立，方大集團(tuán)形成了相對(duì)完整的垂直LED產(chǎn)業(yè)鏈，為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。我們有理由期待，中國LED業(yè)界與戰(zhàn)略投資者們，會(huì)根據(jù)自身實(shí)際狀況與產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)，以科學(xué)合理的投資模式與運(yùn)作策略，在全球半導(dǎo)體照明業(yè)站穩(wěn)腳跟、謀求發(fā)展，推動(dòng)中國LED業(yè)走向世界。國際和國內(nèi)MOVCD設(shè)備基本是全進(jìn)口的，主要廠商為美國VEECO公司和德國AIXTRON公司兩家。上游外延制造附加值最高。中游的最后一步是測(cè)試分選。第四節(jié) LED的歷史及前景 一、LED的發(fā)展史 50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。 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(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。PN結(jié)施加反向電壓時(shí)，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時(shí)，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)。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國本來是采用長壽命、低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。而在新設(shè)計(jì)的燈中，Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。 對(duì)于一般照明而言，人們更需要白色的光源。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200500nm。現(xiàn)在，對(duì)于InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫350010000K的各色白光。二、中國LED發(fā)展概述 中國在半導(dǎo)體照明領(lǐng)域已具備一定技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。我國自主研制的第一個(gè)發(fā)光二極管(LED)，比世界上第一個(gè)發(fā)光二極管僅僅晚幾個(gè)月。通過國家科技攻關(guān)計(jì)劃等科技計(jì)劃的支持，我國已經(jīng)初步形成從外延片生產(chǎn)、芯片制備 、器件封裝集成應(yīng)用的比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈，現(xiàn)在全國從事半導(dǎo)體發(fā)光二極管器件及照明系統(tǒng)生產(chǎn)的規(guī)模以上的企業(yè)有400多家，產(chǎn)品封裝在國際市場上已占有相當(dāng)大的份額。半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，特別是位于產(chǎn)業(yè)鏈下游的芯片封裝和照明系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，既是一個(gè)技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，又是一個(gè)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，其難度和風(fēng)險(xiǎn)都大大低于微電子產(chǎn)業(yè)。 一、國內(nèi)LED的研究、投入與發(fā)展簡述 19601970年 中國科學(xué)院開展發(fā)光科學(xué)的研究。2002年初具規(guī)模。上海、大連、南昌、廈門已成為國家四大半導(dǎo)體照明基地。6月17日，科技部聯(lián)合6部和11個(gè)地方政府，從國家層面上啟動(dòng)了半導(dǎo)體照明工程。（科技部把“半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)”課題列為“十五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃重大項(xiàng)目。 2003年—2005年 半導(dǎo)體照明國家科技攻關(guān)計(jì)劃啟動(dòng)。 中遠(yuǎn)期培育新型大功率白光LED（半導(dǎo)體發(fā)光二極管）通用照明產(chǎn)業(yè)，并將在高端原創(chuàng)性技術(shù)方面將有所突破。 汽車市場：車用市場是LED運(yùn)用發(fā)展最快的市場，主要用于車內(nèi)的儀表盤、空調(diào)、音響等指示燈及內(nèi)部閱讀燈，車外的第三剎車燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈、側(cè)燈等。 交通燈市場：由于紅、黃、綠光LED有亮度高、壽命長、省電等優(yōu)點(diǎn)，在交通信號(hào)燈市場的需求大幅增加。 戶外大屏幕顯示：由于高亮度LED能產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三原色的光，LED全彩色大屏幕顯示屏在金融、證券、交通、機(jī)場、郵電等領(lǐng)域倍受青睞；近兩年全彩色LED戶外顯示屏已代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓紅燈、磁翻板等成為主流，尤其是在全球各大型體育場館幾乎已成為標(biāo)準(zhǔn)配備。 其它應(yīng)用：LED還可用于玩具、禮品、手電筒、圣誕燈等輕工產(chǎn)品之中，我國作為全球輕工產(chǎn)品的重要生產(chǎn)基地，對(duì)LED有著巨大的市場需求。國際上半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)近年來保持40%的增長速度，預(yù)計(jì)2008年全球發(fā)光二極管（LED）市場將達(dá)到56億美元。 日本 日本于1998年在世界率先開展“21世紀(jì)照明”計(jì)劃，旨在通過使用長壽命、更薄更輕的GaN高效藍(lán)光和紫外LED技術(shù)使得照明的能量效率提高為傳統(tǒng)熒光燈的兩倍，減少CO2的產(chǎn)生，并在2006年完成用白光發(fā)光二極管照明替代50%的傳統(tǒng)照明。 整個(gè)計(jì)劃的財(cái)政預(yù)算為60億日元?，F(xiàn)在，日本正在實(shí)施第二期計(jì)劃，計(jì)劃到2010年，LED的發(fā)光效率達(dá)到120 lm/W。實(shí)施該計(jì)劃的目的是為了使美國在未來照明光源市場競爭中，領(lǐng)先于日本、歐洲及韓國等競爭者。 從2000年到2020年，美國半導(dǎo)體照明計(jì)劃預(yù)計(jì)將取得如下成績：；少建133座新的電站；預(yù)計(jì)到2010年，55%的白熾燈和熒光燈被半導(dǎo)體燈取代，到2025年，固態(tài)照明光源的使用將使照明用電減少一半，每年節(jié)電額達(dá)350億美元；累計(jì)節(jié)約財(cái)政開支1150億美元；形成一個(gè)每年產(chǎn)值超過500億美元的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)市場；帶來高質(zhì)量的數(shù)以百萬計(jì)的工作機(jī)會(huì)。希望通過應(yīng)用半導(dǎo)體照明實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、不使用有害環(huán)境的材