中國LED產業的發展現狀與前景

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-05-01

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　　在國家大力倡導節能減排和低碳經濟的大背景下，我國led企業苦練內功，抓住國內有利發展契機，抵御全球金融危機，取得可喜的成績。在成績和機遇的背后，中國LED企業仍然面臨嚴峻挑戰和重重危機。缺乏LED外延片和芯片技術專利，店鋪照明，長期依賴進口核心技術，企業自主創新能力差，成本居高不下，都是我國LED企業的硬傷。表面上，核心技術缺失是我國LED企業的發展瓶頸；實質上，戰略問題才是我國LED企業最大的發展瓶頸。企業因經營而盈利，因管理而發展，因戰略而成功，因文化而常青。技術是企業強有力的競爭武器，但是只有在戰略的指導下，技術才能發揮重大作用。金海灣咨詢總經理裴中陽先生言：“戰略定位決定擴張方式，擴張方式決定資源配置�！狈催^來，技術資源配置由擴張方式決定，擴張方式由戰略定位決定。所以，戰略定位決定技術資源的配置效率和產出水平。所以，我國LED企業需要重新思考戰略，實現戰略突圍。

　　led完整產業鏈分析

　　一、上游芯片產業

　　LED行業上游主宰下游。在LED產業變局中，上游企業受到的沖擊小于下游企業。LED產為具有典型的不均稀產業鏈結構，一般按照材料制備、芯片制備和器件封裝與應用于分為上、中、下游，雖然產業環節不多，廠房照明，酒店led照明，但其涉及的技術領域廣泛，技術工藝多樣化，上下游之間的差異巨大的，上游環節進入壁壘大大高于下游環節（上游外延片制備的投資規模比一些下游應用環節上出上千倍），呈現金字塔形產產業結構。

　　其中，上游和中游是典型的技術或資本密集的“三高”產業：高難度、高投入、高風險，在某些環節技術難度極大、工藝精度要求極高、對技術和設備的依賴極強，而處于產業鏈下游的封裝和應用環節壁壘很低，以屬于勞動密集型產為。襯底材料是LED照明的基礎，也是外延生長的基礎，不同的襯底材料需要不同的外延生長技術，又在一定程度上影響到芯片加工和器件封裝。因此，襯底材料費的技術路線必然會影響整個頭為的技術部路線，是各個技術環節的關鍵。

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

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

　　目前LED產業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（同時進入多個國家）和縱向（不斷完善設計，進 行后續申請）擴展方式，在全世界范圍內布置了嚴密的專利網。由于中國企業在LED專利布 局上起步較晚，3c認證，專利的申請時間、專利類型、授權比例等方面與國外企業均存在較大差距，特別是在高端芯片及部分應用領域上表現得尤為明顯。近年來，我國半導體照明產業盡管取得了高速發展，但面臨的專利糾紛也日益增多，國內半導體照明企業在這些糾紛中經常處于被動局面。 然而迄今為止，國內大多數企業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仍不熟悉，一些新投資項目也沒有對IP進行足夠的 盡職調查，存在很大的法律風險。由于國內LED企業絕大部分發明專利都不是原創，都是在國際LED巨頭原創專利的基礎上做一些修補，與國際LED巨頭打起專利官司，往往處于劣勢。因此專 利問題將嚴重制約中國大陸LED產業的發展。因此加強知識產權保護意識和實行有效的應對策略，是中國大陸LED產業需要面對的一項長期而艱巨的任務。

　　二、中游led封裝

　　作為LED產業鏈中承上啟下的LED封裝，在整個產業鏈中起著無可比擬的重要作用。LED器件的各類應用產品大量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器件在應用產品總成本占了40%至70%，且LED應用產品的各項性能往往70%以上由LED器件的性能決定。

　　中國是LED封裝大國，據估計全世界80%數量的LED器件封裝集中在中國，分布在各類美資、臺資、港資、內資封裝企業。隨著工藝技術的不斷成熟和品牌信譽的積累，LED筒燈，車間照明，中國LED封裝企業必將在中國這個LED應用大國里扮演重要和主導的角色。

　　下面從LED封裝產業鏈的各個環節來闡述中外封裝企業的差異。

　　1、封裝生產及測試設備差異

　　目前中國LED封裝企業中，規模前列的LED封裝企業均擁有世界最先進的封裝設備，這是后發優勢所決定的。就硬件水平來說，中國規模以上的LED封裝企業是世界上最先進的。當然，一些更高層次的測試分析設備還有待進一步配備。

　　因此，中國在封裝設備硬件上已具備世界領先水平，具備先進封裝技術和工藝發展的基礎。

　　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芯片的核心指標包括亮度、波長、失效率、抗靜電能力、衰減等。目前國內LED封裝企業的中小尺寸芯片多數選用國產品牌，這些國產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應用企業的需求。尤其是部分芯片品牌的性能已與國外品牌相當，通過封裝工藝技術的配合，已能滿足很多高端應用領域的需求。

　　3、封裝輔助材料差異

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

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

　　隨著全球一體化的進程，中國LED封裝企業已能應用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。

　　4、封裝設計差異

　　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的封裝設計包括外形結構設計、散熱設計、光學設計、材料匹配設計、參數設計等。

　　支架式LED的設計已相對成熟，目前主要在衰減壽命、光學匹配、失效率等方面可進一步上臺階。

　　貼片式LED的設計尤其是頂部發光TOP型SMD處在不斷發展之中，封裝支架尺寸、封裝結構設計、材料選擇、光學設計、散熱設計等不斷創新，具有廣闊的技術潛力。

　　功率型LED的設計則是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造還處于發展之中，使得功率型LED的結構、光學、材料、參數設計也處于發展之中，不斷有新型的設計出現。

　　中國的LED封裝設計是建立在國外及臺灣已有設計基礎上的改進和創新。設計需依賴良好的電腦設計工具、良好的測試設備及良好的可靠性試驗設備，更需依據先進的設計思路和產品領悟力。目前中國的LED封裝設計水平還與國外行業巨頭有一定差距，這也與中國LED行業缺乏規模龍頭企業有關，缺乏有組織、有計劃的規模性的研發設計投入。

　　5、封裝工藝差異

　　LED封裝工藝同樣是非常重要的環節。例如固晶機的膠量控制，焊線機的焊線溫度和壓力，烤箱的溫度、時間及溫度曲線，封膠機的氣泡和卡位管控等等，CE認證，均是重點工藝控制點。即使是芯片質量好、輔材匹配好、設計優異、設備精度高，如果是工藝不正確或管控不嚴，就會最終影響LED的可靠性、衰減、光學特性等。

　　隨著中國LED封裝企業這幾年的快速發展，LED封裝工藝已經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優秀封裝企業已能滿足其需求，先進封裝工藝生產出來的LED已接近國際同類產品水平。

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