LED產(chǎn)業(yè)化進程加快，應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴展

    發(fā)光二極管（LED）被視作照明業(yè)的未來所在，因其較白熾燈和鹵素?zé)舾?jié)能，且壽命更長，而與熒光燈相比，其擁有小巧并且可有許多不同顏色的優(yōu)勢。LED有省電、體積小與環(huán)保訴求的優(yōu)勢，LED的應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸擴展中，無論從手機、車用、中小尺寸面板背光源、室內(nèi)外照明設(shè)備、交通指示等等，蘊藏?zé)o限商機。

背光源領(lǐng)域應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊

     2006年實施的歐盟環(huán)保法規(guī)將導(dǎo)致目前的主流光源CCFL逐漸遭到停用，廠商們必須積極開發(fā)新一代環(huán)保光源。該類環(huán)保光源包括外部電極燈管(External Electrode Fluorescent Lamp，EEFL)、發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)及平面光源。其中，LED背光模塊具有超長壽命、省電、低操作電壓、高顯色指數(shù)（CRI，Color Rendering Index）、低溫操作、反應(yīng)速度快、符合環(huán)保要求等特點，故投入的廠商家數(shù)眾多，包括韓國三星及LG Philips、索尼、中強光電、奇美、友達、華映等，紛紛先后推出了30英寸以上的LED背光模塊樣品。



     索尼在2004年11月率先推出第一款以LED為背光源的大尺寸(40 及46 英寸)液晶電視QUALIA 005 系列，隨后三星電子在2005 年1 月亦發(fā)表其自行開發(fā)的46 英寸液晶電視，兩家公司所使用的皆為美國Lumileds Lighting公司（LLC）生產(chǎn)的LED，40及46英寸電視分別使用了325 及450個LED 模塊，每個模塊依照所需之顯色指數(shù)，排列依序為GRBRG 五個LED。在耗電量方面，目前因單顆LED 的亮度仍低，故需使用較多LED 產(chǎn)品，導(dǎo)致耗電量無法與CCFL 燈管相比。以40英寸機種為例，使用CCFL背光源時其耗電量約290W，但使用LED背光源的耗電量則達470W。此外，因為使用較多的LED/LED組件，上述樣品均需額外增加風(fēng)扇等散熱裝置，故散熱亦是LED 背光源待解決的重要課題。
     此后，歐司朗(Osram)公司展示了32英寸LED背光樣品，其中使用RGB多芯片封裝結(jié)構(gòu)，將整體背光模塊厚度減至40mm，色彩表現(xiàn)范圍與NTSC規(guī)格相比為110％，耗電量降低到140W，同時也擺脫散熱風(fēng)扇的需求。而最引人矚目的，莫過于三星電子在2005年10月展示的無彩色濾光片的32英寸LCD面板，它以場序方式運作，即是將時間錯開依次點亮紅、綠、藍LED。由于不需使用彩色濾光片，進一步削減了成本，該面板采用約數(shù)百顆LED做背光，響應(yīng)速度5ms，分辨率1366×768像素，亮度500cd/m2，對比度1000:1，色彩表現(xiàn)范圍為NTSC規(guī)格比110％，耗電量進一步降至82W。
     以12英寸筆記本電腦為例，東芝率先嘗試以LED作為面板背光源，索尼于2005年11月隨后跟進，但由于價格仍偏高，市場尚未普及。原本預(yù)計2006年下半年筆記本電腦應(yīng)用LED面板需求將會啟動，但由于原油高漲，通膨壓力導(dǎo)致需求往后遞延。若以LED具備省電、環(huán)保、面板厚度為冷陰極管厚度的1/3，雖然12吋LED面板背光源與CCFL價差將近51%，但由于LED 晶粒價格仍持續(xù)下跌，預(yù)計到2007年筆記本電腦用的LED面板背光源的成本可望逼近CCFL，12吋筆記本電腦面板背光源終將逐漸被LED所取代。
     全球2003年大尺寸液晶顯示器件總數(shù)約為1億片，到了2005年超過2億片，預(yù)計2007年該數(shù)量將進一步擴增至約3.3億片，其中最主要的應(yīng)用為電視機、筆記本/臺式計算機所使用的液晶面板。隨著液晶面板尺寸變大，背光模塊占面板成本的比例也隨之增加，因此隨著大尺寸液晶顯示器及電視市場快速成長，背光模塊市場規(guī)模亦不斷提升。比如目前12英寸筆記本電腦預(yù)計占整體筆記本電腦市場的約7~8%，若以07年筆記本電腦計算機市場出貨量預(yù)計將挑戰(zhàn)9000臺，其約有2億顆以上的商機。至于14英寸筆記本電腦約占整體筆記本電腦市場的20%，其所需的LED潛在需求最大約為7億顆。另根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，全球大尺寸液晶顯示器背光模塊市場過去三年平均成長率高達40~50%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模在2005年約為80億美元， 預(yù)計2006年全球大尺寸液晶顯示器背光模塊市場將接近百億美元。就應(yīng)用產(chǎn)品來看，2005年液晶顯示器及筆記本電腦用背光模塊至少有32%及18%的成長率，而液晶電視用背光模塊成長率更是高達75%。
     具體來看，采用LED背光源作為大尺寸液晶顯示器背光模塊，一般而言少則需要數(shù)十顆高亮度LED，多則需要超過百顆高亮度LED。若LED背光源能取代部分大尺寸液晶CCFL(冷陰極燈管，Cold Cathode Fluorescent Lamp)背光源，這將是一個每年百億顆大功率LED的市場，遠遠超過其它領(lǐng)域?qū)ED的需求，應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。

背光源主導(dǎo)，汽車外部照明及通用照明持續(xù)發(fā)力

     手機應(yīng)用在引領(lǐng)全球LED產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)前幾年近30%的高增長后，在2005年后增長有所趨緩，但目前全球高亮度市場應(yīng)用仍以手機應(yīng)用為主軸，約占高亮度LED市場比重的48%，其次為顯示器與汽車。
     未來增長相對突出的LED應(yīng)用領(lǐng)域?qū)源蟪叽缑姘灞彻庠?、汽車外部照明及通用照明等為主。上述三大新興應(yīng)用領(lǐng)域熱點中，通用照明應(yīng)用因受限于目前LED的發(fā)光效率與成本，尚無法普遍產(chǎn)業(yè)化；汽車外部照明產(chǎn)業(yè)化的進程則需長時間質(zhì)量驗證與相關(guān)法令的配合；大尺寸背光模塊將成為LED應(yīng)用中產(chǎn)業(yè)化進程最快的領(lǐng)域。
     大尺寸LED背光模塊的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化需要低成本、高質(zhì)量、高效率LED外延、芯片、封裝技術(shù)與高效率LED封裝模塊散熱技術(shù)等，因此就技術(shù)領(lǐng)域與市場特性分析，在大尺寸LED背光模塊龐大市場規(guī)模的支撐下，將可帶動LED相關(guān)產(chǎn)業(yè)與技術(shù)迅速發(fā)展。對液晶電視廠商而言，LED背光源是構(gòu)成下一代液晶電視競爭力的重要一環(huán)，必須充分利用LED光源的獨特性，為液晶電視創(chuàng)造出更多的附加值。
     縱觀近年來LED應(yīng)用領(lǐng)域的演進，由2003年以手機相關(guān)為最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，至2004年跨入汽車尾燈，2005年開始攻占以4吋以下面板背光源，2006年隨著LED發(fā)光效率提高，在車用背光源方面，目前以第三剎車燈采用LED比例最高，至于在尾燈與LED轉(zhuǎn)向照明燈比例仍偏低，因此未來還有很大成長空間。針對LED應(yīng)用中面臨的諸多問題，各大半導(dǎo)體照明廠商加大了研發(fā)力度，技術(shù)性能不斷提升。美國國家半導(dǎo)體公司近期就宣布推出一系列全新的發(fā)光二極管驅(qū)動器，其特點是可以驅(qū)動汽車電子系統(tǒng)、工業(yè)系統(tǒng)及一般照明系統(tǒng)內(nèi)置的新一代 1W 至 5W 高亮度發(fā)光二極管。其優(yōu)點是輸入電壓范圍更為廣闊，可以滿足這個高增長市場的要求。此外，美國國家半導(dǎo)體這系列全新的發(fā)光二極管驅(qū)動器不但可以輸出恒定的電流，以確保發(fā)光二極管的亮度均勻，而且反饋電壓較低，可將功耗減至最少。 [!--empirenews.page--]
     美國國家半導(dǎo)體電源管理產(chǎn)品部產(chǎn)品總監(jiān)Mal Humphrey 表示：“美國國家半導(dǎo)體早已推出一系列適用于移動電話及個人數(shù)字助理等便攜式電子產(chǎn)品的發(fā)光二極管驅(qū)動器。這系列新產(chǎn)品的推出將會進一步壯大整個發(fā)光二極管驅(qū)動器系列的產(chǎn)品陣容。新產(chǎn)品充分利用我們的高電壓及高電流技術(shù)，預(yù)計可以滿足高亮度發(fā)光二極管的市場需求。”隨著LED技術(shù)提升、產(chǎn)品標(biāo)準化，除了頭燈外，無論是車內(nèi)光源或車外光源，都將大量被LED取代。

中國LED產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達1500億元 

     國家半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室主任吳玲近日接受記者采訪時表示，我國在半導(dǎo)體照明領(lǐng)域已具備一定技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。
     她表示，我國已經(jīng)初步形成從外延片生產(chǎn)、芯片制備、器件封裝，到集成應(yīng)用的比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈?，F(xiàn)在全國從事半導(dǎo)體LED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，且產(chǎn)品封裝在國際市場上已占有一定的份額。
     另外，我國具有豐富的有色金屬資源，鎵、銦儲量豐富，占世界儲量的70%~80%，這使我國發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)具有資源上的優(yōu)勢。
     據(jù)國家新材料行業(yè)生產(chǎn)力促進中心提供的資料，目前，我國LED上游生產(chǎn)企業(yè)主要有深圳方大、廈門三安、上海藍光、大連路美、江西聯(lián)創(chuàng)、江西欣磊等;中游生產(chǎn)企業(yè)主要有深圳量子、河北鑫谷、寧波升普、杭州創(chuàng)元、杭州中宙、北京睿源等;下游生產(chǎn)企業(yè)主要有廈門華聯(lián)、佛山光電、寧波愛米達、天津天星等。
     吳玲表示，通過啟動國家半導(dǎo)體照明工程，我國在兩年多時間內(nèi)取得了一系列技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化方面的突破。首先，在功率型高亮度發(fā)光二極管芯片關(guān)鍵技術(shù)方面，實現(xiàn)了功率型芯片的從無到有，改變了芯片全部依賴進口的不利局面，國產(chǎn)芯片目前占到國內(nèi)市場37%的份額。
其次，功率型白光封裝也取得較大突破，基本達到國際產(chǎn)業(yè)化水平的40流明(發(fā)光效率單位，其數(shù)值越大表明發(fā)光效率越高)。而我國第一條批量生產(chǎn)超過每瓦60流明的白光發(fā)光二極管芯片生產(chǎn)線，也于今年在清華科技園光電有限公司落成投產(chǎn)。
     此外，在半導(dǎo)體照明應(yīng)用產(chǎn)品的系統(tǒng)技術(shù)集成開發(fā)方面有了較大進展。新開發(fā)的諸如功率型LED臺燈、汽車燈、功率型LED太陽能庭院燈等百余種應(yīng)用產(chǎn)品，已實現(xiàn)批量生產(chǎn)并有部分產(chǎn)品出口。
     由于LED光源顯著的節(jié)能特點，世界各國對LED的研發(fā)生產(chǎn)都極為重視。日本計劃從1998-2002年耗費50億日元推行白光照明，并到2006年完成用白光LED照明替代50%的傳統(tǒng)照明;整個計劃的財政預(yù)算為60億日元。美國2000年制定的"下一代照明計劃"被列入了能源法案，計劃從2000-2010年，投資5億美元，用LED取代55%的白熾燈和熒光燈，預(yù)計到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350億美元，形成一個每年產(chǎn)值超過500億美元的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)市場。
     我國于2003年6月成立了"國家半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組"。未來5年，我國將把半導(dǎo)體照明作為一個重大工程進行推動;科技部已批準上海、大連、南昌、廈門、深圳5地作為LED產(chǎn)業(yè)化基地。按這5大產(chǎn)業(yè)基地預(yù)計目標(biāo)，到2010年，整個中國LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超過1500億元。