中國LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2014-05-01

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　　在國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排和低碳經(jīng)濟(jì)的大背景下，我國led企業(yè)苦練內(nèi)功，抓住國內(nèi)有利發(fā)展契機(jī)，抵御全球金融危機(jī)，取得可喜的成績。在成績和機(jī)遇的背后，中國LED企業(yè)仍然面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和重重危機(jī)。缺乏LED外延片和芯片技術(shù)專利，店鋪照明，長期依賴進(jìn)口核心技術(shù)，企業(yè)自主創(chuàng)新能力差，成本居高不下，都是我國LED企業(yè)的硬傷。表面上，核心技術(shù)缺失是我國LED企業(yè)的發(fā)展瓶頸；實(shí)質(zhì)上，戰(zhàn)略問題才是我國LED企業(yè)最大的發(fā)展瓶頸。企業(yè)因經(jīng)營而盈利，因管理而發(fā)展，因戰(zhàn)略而成功，因文化而常青。技術(shù)是企業(yè)強(qiáng)有力的競爭武器，但是只有在戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，技術(shù)才能發(fā)揮重大作用。金海灣咨詢總經(jīng)理裴中陽先生言：“戰(zhàn)略定位決定擴(kuò)張方式，擴(kuò)張方式?jīng)Q定資源配置。”反過來，技術(shù)資源配置由擴(kuò)張方式?jīng)Q定，擴(kuò)張方式由戰(zhàn)略定位決定。所以，戰(zhàn)略定位決定技術(shù)資源的配置效率和產(chǎn)出水平。所以，我國LED企業(yè)需要重新思考戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略突圍。

　　led完整產(chǎn)業(yè)鏈分析

　　一、上游芯片產(chǎn)業(yè)

　　LED行業(yè)上游主宰下游。在LED產(chǎn)業(yè)變局中，上游企業(yè)受到的沖擊小于下游企業(yè)。LED產(chǎn)為具有典型的不均稀產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，一般按照材料制備、芯片制備和器件封裝與應(yīng)用于分為上、中、下游，雖然產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)不多，廠房照明，酒店led照明，但其涉及的技術(shù)領(lǐng)域廣泛，技術(shù)工藝多樣化，上下游之間的差異巨大的，上游環(huán)節(jié)進(jìn)入壁壘大大高于下游環(huán)節(jié)（上游外延片制備的投資規(guī)模比一些下游應(yīng)用環(huán)節(jié)上出上千倍），呈現(xiàn)金字塔形產(chǎn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

　　其中，上游和中游是典型的技術(shù)或資本密集的“三高”產(chǎn)業(yè)：高難度、高投入、高風(fēng)險，在某些環(huán)節(jié)技術(shù)難度極大、工藝精度要求極高、對技術(shù)和設(shè)備的依賴極強(qiáng)，而處于產(chǎn)業(yè)鏈下游的封裝和應(yīng)用環(huán)節(jié)壁壘很低，以屬于勞動密集型產(chǎn)為。襯底材料是LED照明的基礎(chǔ)，也是外延生長的基礎(chǔ)，不同的襯底材料需要不同的外延生長技術(shù)，又在一定程度上影響到芯片加工和器件封裝。因此，襯底材料費(fèi)的技術(shù)路線必然會影響整個頭為的技術(shù)部路線，是各個技術(shù)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。

　　外延片生長主要依靠生長工藝和設(shè)備。制造外延片的主流方法是采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積（MOCVD），但即使是這種“最經(jīng)濟(jì)”的方法，其設(shè)備制造難度也非常大，國際上只有德國、美國、英國、日本等少數(shù)國家中數(shù)量非常有限的企業(yè)可以進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，設(shè)備非常昂貴，但歐美企業(yè)對材料的研究有限，因此設(shè)備的工藝參數(shù)不夠完善。而行業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的日本企業(yè)對技術(shù)嚴(yán)格封鎖，其中對GaN材料研究最成功的日本日亞化學(xué)和豐田合成的MOCVD設(shè)備則根本不對外銷售，呬家技術(shù)比較成熟的日本酸素公司的設(shè)備則只限于日本境內(nèi)出售。

　　芯片制造的難度公次于材料制備，同屬于技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，進(jìn)入壁壘仍然很高。其技術(shù)上的難題主要包括提高外量子效率、降低結(jié)溫和有效散熱。目前核心技術(shù)同樣也掌握在大企業(yè)手中，如美國HP、Cree、德國Osram等。

　　目前LED產(chǎn)業(yè)的核心專利基本都被外國幾大公司控制。這些公司利用各自的核心專利，采取橫向（同時進(jìn)入多個國家）和縱向（不斷完善設(shè)計(jì)，進(jìn) 行后續(xù)申請）擴(kuò)展方式，在全世界范圍內(nèi)布置了嚴(yán)密的專利網(wǎng)。由于中國企業(yè)在LED專利布 局上起步較晚，3c認(rèn)證，專利的申請時間、專利類型、授權(quán)比例等方面與國外企業(yè)均存在較大差距，特別是在高端芯片及部分應(yīng)用領(lǐng)域上表現(xiàn)得尤為明顯。近年來，我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)盡管取得了高速發(fā)展，但面臨的專利糾紛也日益增多，國內(nèi)半導(dǎo)體照明企業(yè)在這些糾紛中經(jīng)常處于被動局面。 然而迄今為止，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)對專利問題并沒有真正給予足夠的重視，對專利狀況與專利法規(guī)仍不熟悉，一些新投資項(xiàng)目也沒有對IP進(jìn)行足夠的 盡職調(diào)查，存在很大的法律風(fēng)險。由于國內(nèi)LED企業(yè)絕大部分發(fā)明專利都不是原創(chuàng)，都是在國際LED巨頭原創(chuàng)專利的基礎(chǔ)上做一些修補(bǔ)，與國際LED巨頭打起專利官司，往往處于劣勢。因此專 利問題將嚴(yán)重制約中國大陸LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識和實(shí)行有效的應(yīng)對策略，是中國大陸LED產(chǎn)業(yè)需要面對的一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)。

　　二、中游led封裝

　　作為LED產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下的LED封裝，在整個產(chǎn)業(yè)鏈中起著無可比擬的重要作用。LED器件的各類應(yīng)用產(chǎn)品大量LED器件，如大型LED顯示屏、液晶顯示器的LED背光源、LED照明燈具、LED交通燈和汽車燈等，LED器件在應(yīng)用產(chǎn)品總成本占了40%至70%，且LED應(yīng)用產(chǎn)品的各項(xiàng)性能往往70%以上由LED器件的性能決定。

　　中國是LED封裝大國，據(jù)估計(jì)全世界80%數(shù)量的LED器件封裝集中在中國，分布在各類美資、臺資、港資、內(nèi)資封裝企業(yè)。隨著工藝技術(shù)的不斷成熟和品牌信譽(yù)的積累，LED筒燈，車間照明，中國LED封裝企業(yè)必將在中國這個LED應(yīng)用大國里扮演重要和主導(dǎo)的角色。

　　下面從LED封裝產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)來闡述中外封裝企業(yè)的差異。

　　1、封裝生產(chǎn)及測試設(shè)備差異

　　目前中國LED封裝企業(yè)中，規(guī)模前列的LED封裝企業(yè)均擁有世界最先進(jìn)的封裝設(shè)備，這是后發(fā)優(yōu)勢所決定的。就硬件水平來說，中國規(guī)模以上的LED封裝企業(yè)是世界上最先進(jìn)的。當(dāng)然，一些更高層次的測試分析設(shè)備還有待進(jìn)一步配備。

　　因此，中國在封裝設(shè)備硬件上已具備世界領(lǐng)先水平，具備先進(jìn)封裝技術(shù)和工藝發(fā)展的基礎(chǔ)。

　　2、LED芯片差異

　　LED封裝器件的性能在50%程度上取決于LED芯片，LED芯片的核心指標(biāo)包括亮度、波長、失效率、抗靜電能力、衰減等。目前國內(nèi)LED封裝企業(yè)的中小尺寸芯片多數(shù)選用國產(chǎn)品牌，這些國產(chǎn)品牌的芯片性能與國外品牌差距較小，具有良好的性價比，亦能滿足絕大部分LED應(yīng)用企業(yè)的需求。尤其是部分芯片品牌的性能已與國外品牌相當(dāng)，通過封裝工藝技術(shù)的配合，已能滿足很多高端應(yīng)用領(lǐng)域的需求。

　　3、封裝輔助材料差異

　　封裝輔助材料包括支架、金線、環(huán)氧樹脂、硅膠、模條等。輔助材料是LED器件綜合性能表現(xiàn)的一個重要基礎(chǔ)，輔助材料的好壞可以決定LED器件的失效率、衰減率、光學(xué)性能、能耗等。

　　目前中國大陸的封裝輔助材料供應(yīng)鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產(chǎn)供應(yīng)。但高性能的環(huán)氧樹脂和硅膠以進(jìn)口居多，這兩類材料主要要求耐高溫、耐UV、優(yōu)異折射率及良好膨脹系數(shù)等。

　　隨著全球一體化的進(jìn)程，中國LED封裝企業(yè)已能應(yīng)用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。

　　4、封裝設(shè)計(jì)差異

　　LED的封裝形式主要有支架式LED、表貼式LED及功率型LED三大主類。

　　LED的封裝設(shè)計(jì)包括外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)、光學(xué)設(shè)計(jì)、材料匹配設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)等。

　　支架式LED的設(shè)計(jì)已相對成熟，目前主要在衰減壽命、光學(xué)匹配、失效率等方面可進(jìn)一步上臺階。

　　貼片式LED的設(shè)計(jì)尤其是頂部發(fā)光TOP型SMD處在不斷發(fā)展之中，封裝支架尺寸、封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、光學(xué)設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)等不斷創(chuàng)新，具有廣闊的技術(shù)潛力。

　　功率型LED的設(shè)計(jì)則是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造還處于發(fā)展之中，使得功率型LED的結(jié)構(gòu)、光學(xué)、材料、參數(shù)設(shè)計(jì)也處于發(fā)展之中，不斷有新型的設(shè)計(jì)出現(xiàn)。

　　中國的LED封裝設(shè)計(jì)是建立在國外及臺灣已有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的改進(jìn)和創(chuàng)新。設(shè)計(jì)需依賴良好的電腦設(shè)計(jì)工具、良好的測試設(shè)備及良好的可靠性試驗(yàn)設(shè)備，更需依據(jù)先進(jìn)的設(shè)計(jì)思路和產(chǎn)品領(lǐng)悟力。目前中國的LED封裝設(shè)計(jì)水平還與國外行業(yè)巨頭有一定差距，這也與中國LED行業(yè)缺乏規(guī)模龍頭企業(yè)有關(guān)，缺乏有組織、有計(jì)劃的規(guī)模性的研發(fā)設(shè)計(jì)投入。

　　5、封裝工藝差異

　　LED封裝工藝同樣是非常重要的環(huán)節(jié)。例如固晶機(jī)的膠量控制，焊線機(jī)的焊線溫度和壓力，烤箱的溫度、時間及溫度曲線，封膠機(jī)的氣泡和卡位管控等等，CE認(rèn)證，均是重點(diǎn)工藝控制點(diǎn)。即使是芯片質(zhì)量好、輔材匹配好、設(shè)計(jì)優(yōu)異、設(shè)備精度高，如果是工藝不正確或管控不嚴(yán)，就會最終影響LED的可靠性、衰減、光學(xué)特性等。

　　隨著中國LED封裝企業(yè)這幾年的快速發(fā)展，LED封裝工藝已經(jīng)上升到一個較好的水平，尤其是一些高端需求如大型LED顯示屏、廣色域液晶背光源等，中國的LED優(yōu)秀封裝企業(yè)已能滿足其需求，先進(jìn)封裝工藝生產(chǎn)出來的LED已接近國際同類產(chǎn)品水平。

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