LED行业发展趋势分析
——LED芯片产业动态观察
LED行业上游主宰下游.在L E D 产业变局中,上游企业受到的冲击小于下游企业.L E D产业具有典型的不均衡产业链结构,一般按照材料制备、芯片制备和器件封装与应用分为上、中、下游,虽然产业环节不多,但其涉及的技术领域广泛,技术工艺多样化,上下游之间的差异巨大,上游环节进入壁垒大大高于下游环节 上游外延片制备的投资规模比一些下游应用环节高出上千倍 ,呈现金字塔形的产业结构 如图.智能公话
其中,上游和中游是典型的技术或资本密集的“三高 ”产业：高难度、高投入、高风险,在某些环节技术难度极大、工艺精度要求极高、对技术和设备的依赖极强,而处于产业链下游的封装和应用环节壁垒很低,属于劳动密集型产业.衬底材料是L E D照明的基础,也是外延生长的基础,不同的衬底材料需要不同的外延生长技术,又在一定程度上影响到芯片加工和器件封装.因此,衬底材料的技术路线必然会影响整个产业的技术路线,是各个技术环节的关键.三爪卡盘结构
外延片生长主要依靠生长工艺和设备.制造外延片的主流方法是采用金属有机物化学气相沉积M O C V D ,但即使是这种“最经济”的方法,其设备制造难度也非常大,国际上只有德国、美国、英国、日本等少数国家中数量非常有限的企业可以进行商业化生产,设备非常昂贵,一台24片机器的价格高达数千万元当前价格300万美元 .以往欧美厂商主要包括德国A i x t r o n、美国E m c o r e和英国T h o m a s S w a n. 1992 年,德国A i x t r o n根据飞利涌 P h i l ip s 授权专利生产出第一台多片式行星式反应室的M O C V D机.此后,E m c o r e被Ve e c o收购,T h o m a sS w a n被A i x t r o n 收购.但欧美企业对材料的研究有限,因此设备的工艺参数不够完善.而行业内最领先的日本企业对技术严格封锁,其中对G a N材料研究最成功的日本曰亚化学和丰田合成T o y o d a G o s e i 的M O C V D设备则根本不对外销售 ,另一家技术比较成熟的日本酸素 S a n s o 公司的设备则只限于日本境内出售. 芯片制造的难度仅次于材料制备,同属于技术和资本密集型产业,进入壁垒仍然很高.其技术上的难题主要包括提高外量子效率、降低结温和有效散热.目前核心技术同样也掌握在大企业手中,如美国H P、C r e e、德国O s r a m等.
国外LED芯片厂家介绍：
日亚化工
日亚化工是GaN系的开拓者,在LED和激光领域居世界首位.在蓝、白LED市场遥遥领先于其他同类企业.它以蓝LED的开发而闻名于全球,与此同时,它又是以荧光粉为主要产品的规模最大的精细化工厂商.它的荧光粉生产在日本国内市场占据70％的比例,在全球则占据36％的市场份额.荧光粉除了灯具专用的以外,还有CRT专用、PDP专用、X光专用等类型,这成为日亚化工扩大LED事业的坚实基础.除此以外,日亚化工还生产磁性材料、电池材料以及薄膜材料等精细化工制品,广泛地涉足于光的各个领域. 在该公司LED的生产当中,70％是白LED,主要有单芯片型和RGB三型两大类型.此外,该公司是世界上唯一一家可以同时量产蓝LED和紫外线LED两种产品的厂商.以此为基础,日亚化工不断开发出新产品,特别是在SMD表面封装型的高能LED方面,新品层出不穷.
首尔半导体
首尔半导体乃全球主要LED照明生产商,2007年在高亮度LED市场占有率排名第六.被Forbes及Business Week两份国际知名杂志评选为全亚洲最具前景公司.首尔半导体的代表产品Acriche环保照明技术最近更被欧洲最高权威电子杂志「Elektronik」评选为「2006年最佳产品」以2008年Flash LED产品也收到同样的奖.另外,被美国权威电子杂志「EDN」评选为「2007年最佳项目之一」.首尔半导体的主要业务乃生产全线LED封装及定制模块产品,包括采用交流电驱动的半导体光源产品如：Acriche、高亮度大功率LED、侧发光LED、TOP View LED、Side-View LED,CHIP LED、LAMP LED及食人鱼LED等.产品已广泛应用于一般照明、显示屏照明、移动电话背光源、电视、手提电脑、汽车照明、家居用品及交通讯号等范畴之中.首尔半导体2007年的营业总额达2502亿韩元.截至2008年9月,首尔半导体拥有共1720项专利权及380项专利特许使用权,共25家海外办事处,以及遍布全球约108个销售点.
SemiLEDs旭明
SemiLEDs公司是世界领先的高性能的发光二极管HPLED,适合于一般照明应用.SemiLEDs
已经成功地开发和商业MvPLED技术金属垂直光子发光二极管,随着金属衬底和独特的设备结构, SemiLEDs ' HPLEDs有更好的电气和热导率导致较高的亮度、效率和更好的传热.SemiLEDs是一个美国公司支持的数十亿美元的公司.
丰田合成
如果将LED比喻为汽车,那么可以说,日亚化工提出了车轮和发动机的概念,而丰田合成则提出了车体和轮胎的概念.1986年,受名誉教授赤崎先生的委托,丰田合成利用自身在汽车零部件薄膜技术方面的积累,开始展开LED方面的研发工作.1987年,受科学技术振兴事业团的开发委托,丰田合成成功地在蓝宝石上形成了LED电极.因此,把丰田合成誉为“蓝LED的先锋”并不为过.
丰田合成在近年来的发展速度也相当快.1998年,其销售额为63亿日元,但到2002年,已增长至252亿日元.2003年,由于手机白光源亮度不足、和韩国等地采取低价策略以及欧洲显示屏市场的低迷等诸多原因,致使丰田合成没能完成原计划销售340亿日元的任务,但是其销售额和利润均达到历史最高水平.
其中增长最多的是手机专用的白LED.由2002年的27亿日元增长为123亿日元,占总销售额的四成.其余的为蓝、蓝绿和3in1型的白LED.2003年,国内销售占8成,为237亿日元.海外销售：亚洲47亿日元.
镜头PO 在应用方面,手机占了72％.此外应用较多的还有液晶背光、按键、背面液晶背光3in1等.信号设备、大型显示屏等方面的应用也比较多.2004年,丰田合成原计划销售420亿日元,但由于手机市场低迷,于是不得不将销售计划修正为300亿日元.阳光天井
为了攻夺日亚化工占据手机背光市场90％的市场份额,丰田合成意图提高白LED的光亮度,于2004年秋季开发出光亮度为1000mcd级的白LED“TG WHITE Ⅱ”,这比原来的600－700mcd亮了很多.紧接着,丰田化合又开始开发1300mcd的白LED.
此外,汽车导航系统和电脑专用液晶控制器、TV专用大型液晶的背光等也是丰田化合的目标市场.照明应用方面的设计开发也正在紧锣密鼓之中.丰田化合的生产据点除了爱知县平和町的工厂以外,还在佐贺县武雄市建立了生产蓝LED等GaN LED的第二个生产据点.其设备投资总额达156亿日元,计划2006年月产量达到2亿个.届时两个工厂的总生产能力可达到月产亿个,其目标是2008年LED的销售额达到1200亿日元.
Lumileds温度监控系统
创建于1999年,Lumileds照明是世界着名的LED生产商,在包括自动照明、计算机显示、液晶电视、信号灯及通用照明在内的固态照明应用领域中居领先地位.公司获得专利的Luxeon是首次将传统照明与具有小针脚、长寿命等优点的LED相结合的高功率发光材料.公司也提供核心LED材料和LED封装产品,每年LEDs的产品达数十亿只,是世界上最亮的红光、琥珀光、蓝光、绿光和白光LED生产商.公司总部在加利福尼亚州的圣荷塞,在荷兰、日本和马来西亚有分支机构,并且拥有遍及全球各地的销售网络.
地沟油提炼生物柴油
Lumileds的前身是40年前惠普公司的光电子事业部.是惠普的专家们从无到有创建的.到了90年代后期,在意识固态发光的前景后,惠普和当时世界上最大的照明设备公司之一的飞利浦公司开始了如何一起发展最新的固态照明技术并引入市场的计划.1999年惠普公司一分为二,她的光电子事业部被安捷伦技术公司收购,同年11月,巨大的市场潜力促使安捷伦和飞利浦组成了Lumileds公司,赋予其开发世界上亮度最大的LED发光材料的使命,并向市场推广.今天的Lumileds,作为一个安捷伦科技和飞利浦照明的合资公司,继续领导着世界固态照明产业的发展.
SDK昭和电工
昭和电工株式会社是日本具有代表性的综合化学会社,从60年代就开始开发液相谱,已有40多年的生产历史.生产GPC、GFC、糖分析专用柱、离子交换谱柱、亲和谱柱、有机酸分析柱、手性分离柱以及离子谱分析等800多个型号的各种专用柱.
昭和电工日后会进行相同发光效率的蓝光LED与绿光LED的开发,计画以2010年为目标,将其LED事业营收自2007年的100亿日元提升至150~200亿日元的规模.
GELcore
GELcore是GE照明与EMCORE公司的合资公司,创建于1999年1月,总部位于美国新泽西州.公司致力于高亮度LED产品的研发和生产.通过把GE先进的照明技术、品牌优势和全球渠道与EMCORE权威的半导体技术相结合,GELcore已经在转变人们对照明的认识过程中扮演了重要的角.GELcore现有的产品包括大功率LED交通信号灯、大型景观灯、其他建筑、消费和特殊照明应用等.通过把电子、光学、机械和热能管理等各个领域的技术相结合,GELcore加快了LED技术的应用并创造了世界级的LED系统.另外,GELcore还利用独特的客户管理系统来和那些LED专家和产品应用客户保持长期的友好关系
大洋日酸公司的有机金属气象化学沉淀技术的研究和开发可以追溯到1983年,在日本80年代整个化合物半导体工业革命大背景之下产生.大洋日酸研发了一系列高纯度气体如AsH3, PH3 和 NH3 的专业应用技术,以及用于生产LD和LED产品的MOVPE设备.大洋日酸还开发了用于吸收这些应用产生的大量废气的净化系统,并使之商品化.到目前为止,大洋日酸已经为从研发机构到生产厂商等有着不同需求的客户提供了超过450台的MOCVD设备.其中大洋日酸的GaN-MOCVD SR 系列,包括SR-2000 和 SR-6000是专门为蓝镓氮LED、半导体激光和电子设备的研究和生产而设计.
Cree
Cree公司建于1987年,位于美国加利福尼亚洲.研制开发并生产基于碳化硅SiC、氮化镓GaN、硅Si和相关化合物的材料与设备.公司的产品包括绿光、蓝光和紫外光LEDs,近紫外激光、射频和微波半导体设备,电源转换设备和半导体集成芯片.这些产品的目标应用包括固态照明、光学存储、无线基础和电路转换等.公司的大部分利润来自于LED产品和SiC、GaN材料的生产,产品销往北美、欧洲和亚洲.
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