LED產(chǎn)業(yè)技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢1.照明技術發(fā)展簡介白熾燈、熒光燈以及高強放電燈（HID）三種光源，順次主導了20世紀的照明市場。1879年，ThomasEdison發(fā)明了第一盞白熾燈，功率60瓦（W），工作時間100小時，轉換效率接近1.4流明/瓦（lm/W），而現(xiàn)在60W的白熾燈，工作效率已提高到15lm/W，平均工作時間1000小時。1901年，美國發(fā)明家PeterCooperHewitt發(fā)明了低壓水銀氣體放電燈，在此原型基礎上，1939年GE公司成功開發(fā)了現(xiàn)代熒光燈。目前，熒光燈的工作效率依據(jù)種類及功率不同介于65~100lm/W之間流明（Lumen流明（Lumen），符號為lm，是光通量的SI單位，光通量是描述單位時間內光源輻射產(chǎn)生視覺響應強弱的能力（人眼感知的光能的量度），定義為發(fā)光強度為1坎德拉（cd）的點光源，在單位立體角（1球面度）內發(fā)出的光通量為1流明。或者說，一個各向同性的1坎德拉光源發(fā)射的總光通量為4流明。1lm=1cdsr=1cdm2m-2。發(fā)光通量與輻射通量不同，輻射通量是發(fā)光總能量的量度，而發(fā)光通量則對人眼對不同波長光的敏感程度不同做了相對調整。與力學的單位比較，光通量相當于壓力，而發(fā)光強度相當于壓強。要想被照射點看起來更亮，我們不僅要提高光通量，而且要增大會聚的手段，實際上就是減少面積，這樣才能得到更大的強度。人眼對不同顏色的光的感覺是不同的，此感覺決定了光通量與光功率的換算關系。對于人眼最敏感的555nm的黃綠光，1W=683lm，即1W的功率全部轉換成波長為555nm的光，為683流明。這個是最大的光轉換效率，也是定標值，因為人眼對555nm的光最敏感。由于人眼對紅光不敏感，對于650nm的紅光，1W的光僅相當于73流明。對于白色光，要視情況定，因為很多不同的光譜結構的光都是白色的。例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大，光譜不同。電光源的發(fā)光效率是指1W的電功率能轉化成多少光通量。如果全部轉換成555nm的光，那就是每瓦683流明。如果有一半轉換成555nm的光，另一半變成熱量損失了，那效率就是每瓦341.5流明。白熾燈能達到1W=20lm就很不錯了，其余的都成為熱量或紅外線了。1810年，英國化學家HumphryDavy向皇家學會展示兩根通電木炭間的小小電弧，高強放電燈就是基于該現(xiàn)象提出的。1964年第一盞金屬鹵素燈在世界展覽會上展出，隨即高壓鈉燈在1965年出現(xiàn)?，F(xiàn)在同樣依據(jù)種類以及功率不同，高強放電燈的效率介于45~150lm/W之間。1950年英國科學家發(fā)現(xiàn)砷化鎵（GaAs）半導體材料有電致發(fā)光現(xiàn)象，可發(fā)出紅外光，這導致了發(fā)光二極管（LED）的問世LED是lightemittingdiodes的縮寫，中文翻譯為發(fā)光二極管。發(fā)光二極管是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能。與普通二極管一樣，發(fā)光二極管也是由一個PN結組成，具有單向導電性。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結附近數(shù)微米內分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同，當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。。1962年通用電氣先進半導體實驗室發(fā)明了第一個可實際應用的可見光譜的LED。經(jīng)過一系列的技術改進，在六十年代晚期，紅光GaAsPLED商業(yè)化生產(chǎn)，七十年代中期，GaP型綠光LED開始生產(chǎn)，而九十年代，日亞化學工業(yè)株式會社（NICHA，以下簡稱日亞）在中村修二的領導下成功開發(fā)并商業(yè)化了第一個GaN藍光LED。組合紅綠藍三色LED或者在藍光LED上涂覆黃色熒光粉可產(chǎn)生白光LED，這對通用照明而言是另一個高效而且富有發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g。在開發(fā)白光LED的同時，研發(fā)者們同時致力于提高LED技術的轉換效率。目前，LED的商業(yè)化器件效率已經(jīng)達到76~132lm/W，商業(yè)化的LED照明系統(tǒng)效率也達到了62lm/W，超過了大部分的熒光燈及部分HIDLED是lightemittingdiodes的縮寫，中文翻譯為發(fā)光二極管。發(fā)光二極管是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能。與普通二極管一樣，發(fā)光二極管也是由一個PN結組成，具有單向導電性。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結附近數(shù)微米內分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同，當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。1987年柯達公司ChingW.Tang和StevenVanSlyke率先開發(fā)了有機發(fā)光二極管（OLED）有機發(fā)光二極管（oganiclightemittingdiode-OLED）技術采用有機材料來提供范圍比普通LED技術更豐富的色彩。，一個雙層有機電致發(fā)光器件。1990年Burroughes等人以共軛高分子聚對苯乙烯（PPV）開發(fā)的高效綠光OLED，在全球掀起了OLED研究的熱潮聚對苯乙烯（PPV）是一種典型的線狀共軛高分子，經(jīng)摻雜后是一類重要的導電材料。PPV及其衍生物是一種性能優(yōu)良的電致發(fā)光材料，可發(fā)紅綠色光，是目前共軛聚合物電發(fā)光研究的重點。。目前，白光OLED器件的實驗室發(fā)光效率已達到90lm/W，而各公司也于近期開始將白光有機發(fā)光二極管（oganiclightemittingdiode-OLED）技術采用有機材料來提供范圍比普通LED技術更豐富的色彩。聚對苯乙烯（PPV）是一種典型的線狀共軛高分子，經(jīng)摻雜后是一類重要的導電材料。PPV及其衍生物是一種性能優(yōu)良的電致發(fā)光材料，可發(fā)紅綠色光，是目前共軛聚合物電發(fā)光研究的重點。從圖1看出，傳統(tǒng)的白熾、熒光以及HID光源，分別歷經(jīng)了60年到120年的發(fā)展才達到目前的性能，為此工業(yè)界已臻全力，估計未來大幅度提高效率的可能有限。而固態(tài)照明技術，如LED和OLED，卻有可能將發(fā)光效率提高至現(xiàn)有最高效的白光光源的兩倍以上。在過去的40年中，LED的光輸出每十年增長20倍，而與此同時，每流明的成本降低了10倍（圖2）。圖2LED光輸出和每流明成本情況以及未來的發(fā)展趨勢

2．LED產(chǎn)業(yè)2.1LED產(chǎn)業(yè)概況2023年，全球LED市場規(guī)模達到80億美元，其中高亮度LED在1995~2004年間的年平均增長率達到46%。美國市場研究公司預測，全球LED市場規(guī)模年增長率將超過15%，其中高亮度LED（high-brightnessLED）將步入高速增長階段，占據(jù)LED產(chǎn)品比例逐步加大，并成為LED主流產(chǎn)品。美國LED研究專業(yè)機構StrategiesUnlimited在全球范圍內對LED的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢進行了跟蹤分析。在描繪高亮度LED產(chǎn)業(yè)結構時，該機構指出，當前芯片及系統(tǒng)的設計方案都更趨于復雜化，上下游間的產(chǎn)品分界線尚未標準化，產(chǎn)品質量仍然是當前面臨的主要問題?，F(xiàn)階段大部分的高亮度LED產(chǎn)品的封裝都是在亞洲進行的，盡管相當高份額的產(chǎn)品由亞洲尤其是中國制造，但設備及關鍵材料多由美、日提供，而LED照明系統(tǒng)的設計亦大多在歐美完成。圖3全球LED發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展預測圖3全球LED發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展預測目前，LED的生產(chǎn)仍然“比較原始”，工藝尚未完全自動化，而制造商們除了應對降低芯片成本的挑戰(zhàn)外，尚需解決由于材料本征缺陷而導致的LED發(fā)光色質、轉換效率以及穩(wěn)定性等性能問題。2.2LED產(chǎn)業(yè)鏈結構圖3LED裝置配件示意圖抬根據(jù)訴美國皺能源診部報失告，休目前項產(chǎn)業(yè)邁界內秤的共進識是鳳，型LE惹D蝦將在顫20袖20口年前辯主導抱照明康市場伙，同柱時擁集成恥了控野制以括及感削應系沖統(tǒng)的銅“米智能前系統(tǒng)傍”珠以及嚼根據(jù)晝應用銜領域唉區(qū)別標的模旗塊化痛部件慕將扮非演愈悄加重狹要的碧角色圣。饑美國宰計劃蓋在北曉美本嶼土打紙造瓣LE肢D逃生產(chǎn)置基地馬，利勵用來宿自其專他地霜區(qū)的具零件看來組腸裝終袋端的稼照明院系統(tǒng)跟圖3LED裝置配件示意圖圖4LED產(chǎn)業(yè)鏈及關鍵工藝示意圖基板襯底商如坑圖販3睬所示棟，吩LE繪D殼照明悔系統(tǒng)虹按照俱裝置延配件君可分今為以務下四務類棚，即社LE伐D沾、嬸電路國驅動返系統(tǒng)澆（e節(jié)le價ct肢ri于ca局l蜂dr饞iv武er狗）耍、泳光學萍系統(tǒng)沉（o私pt捕ic梢s）嫂和在熱控浴系統(tǒng)何（t震he治rm豐al售m區(qū)an寺ag汽em細en葡t）仇。除異LE吊D聚以外浴，電過路五、慧光學泡及熱昆控紐亦自竟成體捉系又捉相互坦交叉越，被芝廣泛投應用左于其脫他電漫子產(chǎn)甚業(yè)，瞎在盾與衣LE江D如核心湯技術蘋高度注集成漲的同論時絞，鼠保持德了相棍對的冰獨立御圖4LED產(chǎn)業(yè)鏈及關鍵工藝示意圖基板襯底項圖崇4左是美這國應迫用材萌料公梢司（彈Ap尤pl倘ie父d全Ma陽te瞇ri奪al垮s帥In投c轉）所梢繪材LE舟D嶺產(chǎn)業(yè)烈鏈及守相應是工藝角難點濟，其撓中基例板襯譯底鐮、建熒光賣粉及墓熱沉林均屬太于技儲術難油度高圓的關砍鍵環(huán)煙節(jié)猛。用為了膊更好坦地理輸解詢LE雅D單技術懲的生雨態(tài)系斤統(tǒng)，尼可以伶把川LE吩D縫產(chǎn)業(yè)均分為恢4墓個不甜同的嚴區(qū)域受。第雅一區(qū)回域是扔制造您LE作D變器件真本身世，包滿括制券造晶繭圓、墨LE儀D爹芯片吵、口LE捷D擁封裝澇等。章這一赤部分廳是整蒸個氣LE海D析產(chǎn)業(yè)脆的基美石，紛因而斜競爭拜非常磁激烈說，辭這一假區(qū)域慶包括拌了幾孩乎所添有的趙頂級軌LE午D乖廠商謹，如帆科銳蔽（奇Cr嗓ee駐）、剃日亞住化學輪（皺Ni散ch坐ia怨）、擇歐司京朗（猶Os才ra滋m停G討mb坐H努）、晌飛利暖浦（春Ph劍il掩ip渾s縮）、劇豐田燦合成急（哪To恨yo宅da終穩(wěn)Go枕se耐i圍）、誠首爾翼半導晶體（姿Se肅ou抽l蒼幕Se槐mi倆co怪nd臉uc涉to親r縫）令等框公司富。掀另外廁，一球些液撞晶電針視制嚇造商丟，例陰如臺哥灣的粒奇美忙和友每達光堤電公襯司近耕年來版也加愛入色到該鬧區(qū)域并，而梨成了動LE騙D鳴器件峽的制陰造商堡。瞧第二寫區(qū)域茄是制畢造對披LE膏D弓器件膛至關衡重要銀的外揪圍材呀料和離元件唇，如檢熒光坑粉、情封裝編材料富、驅哭動器次、控員制器賀和熱易管理臥組件票等。田這一的區(qū)域或中的廚公司劣包括砌一些漆在第膽一區(qū)渣域的束公司唯，但劈也包遮括一東些只更提供翠外圍盯材料猴和元禾件的皆其他逗公司敞。慚第三燦區(qū)域你的公薦司通扎常只好為其季他歲LE岸D側公司毯提供參設備萍和工菜具，碗從吳晶圓恨和芯缸片的坊制造由設備束到狼測試綿和測蹦量設含備。貓這些芒公司腰往往唯不涉袋及配LE澆D脖產(chǎn)業(yè)影的其填他區(qū)新域。仍在第煌四區(qū)紡域的特是系栗統(tǒng)集靜成公金司，與他們霞制造摔以判LE壟D俘為基盒礎的亂系統(tǒng)般，諸枝如液諷晶電勞視、抽倦、手房提電重腦、猴交通健燈、速燈具兵、加跡裝燈鋸泡、產(chǎn)汽車冶燈組場件、茫傳感雕器、朵通信腔系統(tǒng)鞠以及涉醫(yī)療埋設備母等。帖這一絡區(qū)域攤的公與司可稻以蔓肯延到錦幾乎虹所有獵需要儲光源懸的行算業(yè)，疫并且繞公司昌數(shù)目走還在得不斷診增長住。在價這部不分領淹先的頑公司謝包括酷通用呆電氣桶、西采門子觀、飛藏利浦挑和霍什尼韋刑爾（悼Ho罩ne衡yw狼el赤l(xiāng)執(zhí)）等稠?？h為增偵強企致業(yè)競急爭力夕及行蠢業(yè)話斬語權列，立遣式整尋合，乖即窗基于寫企業(yè)虹核心按競爭栽力忠分別抹向上彼下游傻產(chǎn)業(yè)仍鏈寨擴張挎是比狹較流頁行的猜企業(yè)啟運作墳方式壞，其精中以美Cr旅ee京公司禮為代質表。神2.炊3嶼借LE馳D全待球斤產(chǎn)業(yè)勒鏈剩布局墾及代渡表性擾企業(yè)梯基板正聚倦做初睛平引若飯除上、干中游源頓其醋窮違井杰未下游熊美國姜Si談C食基板道：文Cr糞ee坡日本跑Si筑C烤基板膛：萄RO缸HM狂參見SiCrystalAG主頁消息：AsofJuly16,2023,SiCrystalAGoperatesasasubsidiaryofRohmCo.Ltd.逆美國源Al墻2逢O潮3狼基板雖：刪Bi閑cr技on奔、董Ho希ne驕yw悠el裂l黑德國閑：惠Os欣ra潛m膽(物歐司雖朗卸)劍荷蘭冠：飲Ph園il排ip納s蓄Lu狡mi爹le涉ds殺日本趴A自l翅2岸O縱3架基板手：京不瓷怠、揭Sh倘in虎ko溝sh益a允信光蠢社固美國宋：挑GE已日本論：遍Ni輕ch滔ia爐日亞失、菠To朋yo喊d僻a隸Go盛se第i耳豐田厘合成畝、膏RO波HM殼臺灣楚A濤l蘆2殊O轟3酷基板衰：份Si關no椅-A正me用ri州ca戴s蛙il蝕ic渣on梳中美裳硅晶徹、刺Wa困fe園rw隱or御ks防合晶躲科技溫韓納國粱：蛇Se索ou閑l再Se領mi葡首爾繭半導棍體、走S切A負MS唇UN延G卷三星始、鏡LG戀I桶nn著ot蹤ek懼日本解Ga待As五基板框：佳Su恒mi防to蠢m(xù)o杜、雞Hi式ta膚ch顧i炮Ca花bl肆e慰、舍Sh車in悟et掀su桂臺灣琴：桿Ep糞is陽ta消r基晶電瘦、察Ar鋪im跪a共華上攻、漸FO裹RE脖PI誤璨園光、扇Te善kc掛or畜e幟泰谷驅、駛Hu公ga撒O默pt亡ot攜ec烤h拐廣鎵先、玉Ep趟i-厘Va俯ll邁ey羊鼎元迫、新懂世紀依美國寬：跌Av杜ag洪o諸Si優(yōu)C鏡基板解：網(wǎng)In略fl斷eo傘n咳N-碎Cr桌ys嫌ta予ls眠、占PW暈AM騙廈門災、沃天科且合達聚、裕II括-V不I疏In戲c洪、醬Do套w仁Co崇rn畢in紋gDowCorningannouncedthatitwillbeginproductionof100mmsiliconcarbide(SiC)epitaxy,吵、至Ni做pp回o抵n原DowCorningannouncedthatitwillbeginproductionof100mmsiliconcarbide(SiC)epitaxy,墾日本眨：即To精sh障ib磚a堡、味Ci約ti授ze金n村Wa槍tc辰h乓、賽St墾an健le菊y沫Al湯N宣基板唐：-太臺灣城：否Li選