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我國LED產業已進入快速發展階段
來源: 新盛視 時間: 2013-11-19 點擊: 3802

 

 

 

中國光協光電器件分會理事長中國電子科技集團公司第十三研究所所長楊克武
  2010年LED產業的總產值達到1200億元,同比增長45%,其中,芯片產值50億元,封裝器件產值250億元,應用產值900億元。2010年LED產業的總投資額超過300億元。

  產業鏈不斷完善壯大

  ·由于LED技術不斷發展,其應用領域也不斷擴大,目前處于蓬勃發展的時期,并逐步進入到服務業。

  LED產業鏈主要包括襯底、外延生長、芯片制造、器件封裝、應用產品5個部分,這5個部分已帶動了技術支撐業和服務支撐業的發展,從襯底到終端應用產品的產業鏈一直在不斷完善、補齊、壯大。LED產業的原材料、制造設備和測試儀器等大部分已能夠由國內提供或者在國內制造,但MOCVD外延設備、部分全自動的芯片、封裝設備及部分光學檢測儀器,還需要進口。其他設備、儀器雖然能在國內制造,但性能方面還不如國外進口的同類設備儀器。近年來,國內封裝所用的測試儀器及設備發展迅速,出現了一批自動化設備和測試儀器的制造廠商,封裝設備和測試儀器的國產化率在逐步提高,封裝所用的支架、銀漿、熒光粉等關鍵材料已實現國產化。

  上游:外延芯片取得突破

  經過近幾年的發展,LED外延和芯片關鍵工藝技術,如圖形襯底外延生長、激光剝離、表面粗化、透明電極等的突破和采用,使得我國LED產業的技術水平有了明顯的提升。

  國內現從事LED外延生長和芯片制造的企業約有35家,已經發布信息及正在籌建的企業有36家。到2010年底,國內企業已經安裝到位的MOCVD機臺數量約310多臺,外延片月產能約為45萬片。

  2010年芯片產量較2009年增長26.4%,高亮度芯片產量達650億只,增長34.8%,其中GaN藍、綠芯片260億只,增長42.8%。

  中游:器件封裝門類齊全

  國內LED封裝企業的特點是規模小,數量多,已超過1200家。有一定規模,銷售額在千萬元以上的企業約有100家。經過多年的努力和發展,我國LED封裝產品已形成門類齊全的各類封裝型號,與國外的封裝產品型號基本同步,在國內基本上能找到各類進口產品的替代產品,2010年國內封裝器件約1335億只。在封裝技術方面,國內企業在功率LED封裝結構設計和封裝工藝上已擁有很多創新,逐步開始申請國際專利,功率LED封裝成白光產品已接近世界先進水平

  2010年全球LED封裝產業顯現如下幾大特征:多數芯片企業開始涉足封裝,同時逐步減少芯片的外銷比例,致使封裝企業芯片供應緊張;傳統半導體封裝企業開始進入LED封裝領域,半導體封裝設備廠商逐步加大LED封裝設備的研發和市場推廣力度;封裝企業更多向下游應用領域延伸,部分有實力的企業向上游擴張。

  2010年國內封裝產業的效益很好,預估整體產值將較2009年有35%的增長。主要表現在:少數企業產品出現供不應求局面,產能處于滿載狀態;產品結構轉型加速,傳統直插式產品正逐步向SMD大功率轉移,目前國內前100名SMD企業的產能平均占到總產能的35%~60%,超過30%的企業已經基本淘汰直插式生產線;國產封裝設備逐步向高端企業生產線滲透,部分設備已經具備與進口設備競爭的實力,這將使國內的封裝企業進一步降低成本,提高競爭力。

  2010年,國內封裝產品線中,以前100家封裝企業為例,SMD產量只有幾家少數企業可以達到月產100KK以上,其他基本在60KK~80KK之間。2010年國內封裝企業在SMD產能上已經形成三大梯隊,第一梯隊月產能在150KK~200KK之間,目前這樣的企業不超過10家,第二梯隊月產能在60KK~100KK之間,企業數量約占總數的5%,第三梯隊月產能在20KK~40KK之間,企業數量占總數的30%。

  下游:LED應用不斷擴大

  由于LED技術不斷發展,其應用領域也不斷擴大,目前處于蓬勃發展的時期,并逐步進入到服務業,對社會發展將產生更大的影響。

  據不完全統計,目前進入LED應用的企業有2000多家,國內大型傳統照明企業幾乎均已介入LED照明的開發和推廣之中,這將極大地推動LED照明產業發展。我國已經成為LED應用大國,并且已經成為世界上最大的LED彩屏、LED交通信號燈、太陽能LED燈、景觀照明等應用產品的生產出口國。

  2010年,我國半導體照明應用市場的增長非常突出,應用領域的整體規模達到900億元,與2009年的600億元相比,增長率達到50%,其中背光應用和通用照明應用的增長最為突出。LED背光行業高速增長,2010年我國LED背光產值的年增長率達到72%,其市場滲透率不斷攀升,LED背光液晶電視滲透率從2009年的2.3%上升到8.9%。隨著中國城鎮化進程的持續進行以及節能減排的迫切需求,LED照明產品的市場規模迅速擴大,2010年增長率達153%。LED等高效照明產品逐步替代白熾燈等低效照明產品已成為大勢所趨,通用照明將是未來最具潛力的應用領域。此外,LED在顯示屏、景觀照明、信號、指示等應用方面也繼續保持了較高的增長速度。

  標準體系及檢測平臺取得較大進展

  ·目前,各相關主管部門還在加緊制定更多的LED標準,并積極參加國際相關標準組織CIE及IEC的LED標準制定工作。

  工業和信息化部半導體照明標準工作組已經公布9項LED的基礎標準和產品標準,全國照明電器標委會已經公布6項LED燈具標準,加上以往已公布的LED顯示屏標準、交通信號燈標準、礦燈標準、鐵路、高速公路相關標準以及路燈技術規范等。此外,還有各省、市制定的LED地方標準,共計超過100項LED標準規范。各相關主管部門還正在加緊制定更多的LED標準,并積極參加國際相關標準組織CIE及IEC的LED標準制定工作。

  近幾年,國內LED檢測平臺建設也取得較大進展,從事LED產業鏈的各種基礎參數的檢測檢驗平臺主要有石家莊中國電科十三所國家半導體器件質量監督檢驗中心、廣州工業和信息化部五所、北京工業和信息化部四所、廈門半導體照明檢測中心等;從事LED照明燈具的檢測平臺主要有北京光電檢測中心和上海光電檢測中心等;部分省、市的檢測機構也投入半導體照明檢測平臺的建設,從檢測技術上開展測試方法的研究,并與國內和海外相關部門共同研究檢測樣品的比對和交流。

  缺乏核心技術仍是主要問題之一

  ·LED核心技術被國外少數幾家公司所壟斷,并以專利形式加以長期?;?,致使我國LED技術發展處于非常被動的局面。

  國內LED產業目前存在如下問題:

  一是缺乏核心技術。LED核心技術主要是外延生長的控制、芯片的結構設計及制造工藝等,這些核心技術被國外少數幾家公司所壟斷,并以專利形式加以長期?;?,致使我國LED技術發展處于非常被動的局面,LED產品長期處于同質化的低檔水平,以至形成惡性競爭的局面。

  二是企業規模偏小。目前國內LED企業數量多、規模小。這種企業形式缺乏研發力量,產品檔次偏低,在市場上缺乏競爭力,對發展我國LED產業是很不利的。

  三是關鍵原材料、設備不能自給。我國LED產業鏈中的主要設備和儀器目前大部分靠進口,MOCVD外延設備及部分全自動化的芯片制造設備和封裝設備依賴進口,而且價位高;關鍵原材料、配套件,如熒光粉、藍寶石、有機源、砷烷、磷烷等主要依靠進口,封裝用的高性能硅膠、環氧等也要依靠進口。長期下去,會使得產品成本過高,不具競爭力。

  四是核心技術人才匱乏。國內掌握LED核心技術的領軍人才匱乏,掌握LED產業鏈各環節關鍵技術的人才也不夠,這將制約我國LED產業的技術升級,很難與國外同行競爭、對抗。

  五是LED照明的標準制定滯后,不能滿足應用和市場的需求。現階段我國的照明體系標準基本上還是以參考國際標準和歐美標準為主,缺少相應的獨立研究工作。

  六是地區分割,各自為戰,重復建設,投資缺乏理性,造成資源浪費。

  LED應用產品將呈高速增長態勢

  ·未來幾年,LED市場仍然主要集中在指示、顯示屏、背光和照明等領域,其中照明市場最大,而且是LED的終極市場。

  未來幾年,LED市場仍然主要集中在指示、顯示屏、背光和照明等領域,其中照明市場最大,而且是LED的終極市場。預計到2015年,LED照明在傳統照明領域的滲透率將達到50%,在近兩三年,發展最快的應用仍集中在LED的背光顯示領域。今后5年,我國LED應用產品將以40%~50%高速增長,至2015年LED應用產品的產值將達到4000億~5000億元。

  對于照明市場,LED最終需要在成本上與傳統照明競爭,在保證可靠性的前提下,發光效率和成品率是關鍵。總之,未來LED產業的市場主要基于商業照明和大眾消費,室內照明將是LED應用領域最后啟動的龐大市場。

  LED的技術發展趨勢仍是圍繞繼續提高光效和降低成本。LED的光效在達到300Lm/W的理論極限之前將一直以技術創新為導向,日亞用藍寶石的非襯底轉移技術在20mA下實現了249Lm/W的光效,科銳用碳化硅襯底轉移技術在350mA下實現了208Lm/W的光效,外延芯片的非襯底轉移和襯底轉移都有很大的技術發展空間。為提高LED封裝的電光轉換效率,研制高折射率的封裝膠體和高激發光效的熒光粉將成為封裝的技術發展趨勢。外延、芯片工藝技術將伴隨藍寶石襯底從2英寸向3英寸、4英寸發展。符合成本效益的4英寸藍寶石襯底將是未來LED外延芯片及終端產品價格下降的主要推動力。

  企業的競爭主要體現在技術和成本兩個方面。為了取得技術優勢,各企業在研發上爭相加大投入,以求不斷提高LED產品的技術性能。為了取得成本競爭優勢,各企業競相改進生產流程和優化管理來降低LED產品的成本,還有些企業通過增加投資,擴大生產規模,以求通過規模效益取得競爭優勢。

 

 

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