作為近年來最具有革命性意義的技術發明形成的產業,LED被稱為繼明火和白熾燈之后的第三次照明革命，有著廣闊的發展前景。很多國家和地區相繼出臺各種政策扶持LED產業的發展，以期該產業能夠成為國家重要產業的重要組成部分。

　　目前，我國半導體LED作為節能、環保的主要技術，已被納入國家中長期科技發展規劃與十一五國家863高新技術產業化重大項目，并得到了大力支持。

　　然而，我國目前LED產品開發應用領域依然存在許多不足。我國自主的LED芯片、外延片產量仍有限，產品以中、低檔為主，與國外差距很大。產業化規模偏小,只能滿足國內封裝企業需求量的20%-30%,大部分高性能的LED和大功率LED產品均要依賴進口。此外，在LED的應用市場方面，也存在著由于產品種類、品種參差不齊問題而引起的制約，尤其是在通用照明領域，由于存在的技術不足，使其無法進行規模化普及應用。因此，推廣對LED封裝技術的發展力度,提升自身核心技術并實現規模量產是LED產業發展的最關鍵一步。

　　一、全球LED產業鏈的現狀與分析

　　LED產業鏈組成分為上游芯片、中游封裝、下游燈具三個部分。全球LED產業主要分布在日本、中國大陸、中國臺灣地區、歐美及韓國等國家和地區。其中，日本最大，臺灣次之。2008年日本LED產值達48.7億美元，占據全球LED產值的30%左右，預計2009-2010年間日本LED產值的年均增長約為6%，至2009年日本LED產值約達52億美元。歐美地區的LED產值2008年約為34億美元，預計2009約增長8%，達37億美元。2009-2010年產值會維持在44億美元左右。

　　1、各國政策比較結論

　　1.1各國和地區LED產業政策都以國家項目的名義組織和實施;

　　1.2高技術產業和節能減排等與政府目標結合;

　　1.3根據各自的產業基礎確定研發重點方向;

　　1.4技術共享平臺模式被普遍采用;

　　1.5投資、培養人才，協力標準制定和促進市場擴容是主要政策關節點。

　　2、區域競爭格局

　　美國和日本企業利用其在新產品和新技術領域中的創新優勢，主要從事高附加價值產品的生產;歐洲企業則利用其在應用技術領域的開發和善于吸收最新技術的轉換優勢，主要從事高附加價值產品生產。我國大陸和臺灣地區LED產業近年來迅速崛起，其封裝產量占據世界第一，產值位居全球第二。

　　歐美及日本對前段熒光粉專利授權日趨軟化，轉向注重后段封裝專利。近幾年歐洲的藍光芯片產能逐年減少，2006年年均衰退14%，美日兩國2006年年均增速雖然達10%左右，但仍低于全球的平均增長率12.9%，亞洲國家將可直接受惠;2003年開始，臺灣地區在藍光芯片擴產能力上高于其他國家和地區，且在制造技術上優于中國大陸及韓國，國際大廠開出的訂單大部分流入臺灣。

　　3、中國LED產業現狀

　　2008年，我國LED產業市場達到80億美元，平均每年增長20%-30%。隨著LED應用范圍的增加，這一資料有不斷增加的趨勢。預估到2010年，整個中國市場LED產業產值將超過1500億元。

　　3.1LED外延片、芯片行業現狀

　　目前，我國從事LED外延及芯片研發生產的公司約有50家左右，70%左右的公司是在1999年后成立的，規模普遍較小。2003年后，隨著國內對LED芯片需求的迅速提高，產能增加比較快。近幾年來，海外華人專家的歸國創業大大提高了我國LED外延及芯片的產業化能力和產品品質。雖然在外延和芯片研究與開發方面取得了一定成果，但一些關鍵的技術問題尚未解決：產業鏈處于低端，上游產業國內規模偏小，其芯片可靠性不能得到保障;主要設備依靠進口，對外依賴性強，配套基礎產業薄弱;研發和產業存在脫節，不能很好地形成競爭合力。

　　在LED產業鏈中，由于芯片跟外延晶片(外延片)對技術要求極高，目前我國可以批量生產的芯片以及外延片企業只有10來家，其中可以生產外延片的大概占到一半。由于外延片技術要求很高，中國市場很多的芯片廠商基本上到國外以及臺灣購買外延片然后加工成芯片，但是由于根本材質的區別和上游龍頭企業核心技術的專利壟斷，目前我國市場的芯片廠商生產的芯片品質與國外相比，至少有5年以上的差距，尤其亮度、光效等核心參數。另一方面，國際上游企業在迅速發展，當地政府和企業均把精力和資金都投入在其LED產業鏈中具有核心技術及競爭力的一方，然后帶動其它鏈同步發展。中國市場的芯片、外延片產量很有限，雖然近兩年國家對國內上游企業的投資力度不小，但是技術進度很慢，產量和技術雖略有提高，但也只能滿足國內封裝企業需求量的5%-10%。

　　3.2LED封裝行業現狀

　　我國市場LED封裝已經發展多年，技術上跟國外的差距不再明顯，而且產量已經躍居世界首位。目前LED的發展情況是：小功率LED總量所占比重很大，但競爭加劇，利潤較前幾年有了很大的降低;大功率這兩年發展勢頭強勁，發展速度相當快，技術水平提高明顯。2008年中國市場LED封裝產品大概達到1020億只，每年增長率大概為30%-40%,產值達到168億元。

　　3.3LED應用行業情況

　　近兩年來，許多做傳統燈具及LED小功率的廠家轉型，開始轉做大功率LED燈具。其本身基礎薄弱，而且在一個技術不成熟的平臺下，通過原有的市場渠道和背景，對應用燈具是否具備穩定、成熟、優秀的LED光源核心技術的大前提于不顧。為了自己的短視利益，紛紛揚言自己的技術已經各有特點，甚至在某些方面已經達到世界領先水平眾說紛紜，其實，其實際應用效果收效甚微，初裝時效果可以，但是不久后就由于散熱、整體熱阻、熒光粉等核心問題原因，產生光飄、光衰等現象，衰減甚至超過30%-70%。

　　LED整體燈具本身并不能保證其使用壽命，加上初期投入費用很高。怎樣才能體現LED的節能?這樣的結論會影響我國LED整個產業健康、有序的發展，如果照此以往，將嚴重地違背我國科學發展觀的中心思想，導致我國LED照明整個行業目前的無序性與混亂性。

　　因此，LED目前還停留在主要應用于手機、交通信號、顯示屏、景觀裝飾、特種照明以及汽車等功能性要求不高的應用市場。暫時還未能真正地大規模進入通用照明市場。

　　二、LED照明產業發展趨勢與分析

　　1、大功率的高亮LED增勢迅猛，逐漸成為主流產品

　　2008年，全球LED市場規模達到80億美元，所占整個LED產品的市場比例由2001年的40%增長到2005年的70%以上，其中高亮度LED在1995-2004年間的年均增長率達到46%。美國市場研究公司CommunicationsIndustryResearchers(CIR)預測，全球LED的市場規模年均增長率超過30%，2009年市場規模將超過100億美元。

　　1998年起手機開始使用高亮度LED作為手機按鍵背光源(Keypad)，帶動全球高亮度LED市場呈現第一波成長高峰;2000～2001年受到全球經濟增長遲緩的影響，加上臺灣LED廠商大幅擴充產能，導致市場供需失調，全球高亮度LED市場規模呈現小幅衰退;2002年起手機開始大量采用藍光LED作為手機面板背光源(side-view)，使得高亮度LED市場呈現第二波成長高峰。近年來，隨著LED在照明、小尺寸面板背光源以及室內照明等新應用領域逐漸擴展，高亮度LED過去數年一直處于高速增長階段，在LED中的比重將逐步加大，已成為LED主流產品。

　　2、通用照明實現技術突破，照明升級工程產業機會巨大

　　通用照明占照明領域的90%的市場份額。半導體照明作為繼白熾燈、熒光燈、節能燈后，具有革命性意義的第四代新型高效固體光源，具有壽命長、節能、綠色環保等顯著優點。但目前LED的應用領域主要在特種照明，目前美國、日、韓、歐洲、中國及臺灣在LED科技攻關方面都已啟動專項國家規劃，如果用于通用照明的技術一旦成熟，將面臨一個對500億美元照明市場份額的重新瓜分，因此照明升級工程產業機會巨大。

　　3、中國LED照明產業應該向封裝高檔產品和光源產品升級方向努力

　　在LED領域，主要有三個環節，即發光半導體外延片的生長、芯片和封裝。目前國內三個環節都有，在中低端的應用領域還有一定基礎。但是在關鍵環節，尤其是外延片的生長環節，與世界一流水平還有較大的差距。

　　3.1必要性

　　目前我國的產業優勢主要在封裝，從封裝產值區域分布來看，我國在2008年封裝產值約25億美元，已經超越日本、臺灣成為全球最大的封裝地區，并具備市場與技術核心競爭能力。但是政府對此的重視卻不多，如果臺灣和日本等國家地區從經濟危機中緩解或走出，隨時可能會形成日本獨大、臺灣地區與美國齊進、歐韓中平分秋色的分布格局，我們將再一次失去主導權和先機。因此我們應在已有的產業優勢上升級,向封裝的高檔產品努力，同時在通用照明技術方向上多下功夫，突破LED產業的技術專利壁壘，培育新興市場的競爭優勢。

　　3.2目的性

　　(1)目前國家對于整個LED產業鏈的重點工作放在上游外延、芯片及下游燈具應用方面。上游投資資金很大，但收效甚微，反而與國際上游龍頭的差距越來越大。下游產品又因為產品質量問題，參差不齊，難以保證穩定的長壽命使用效果。這樣會造成使用者對我國LED產品產生懷疑并多持保守和負面的態度。

　　(2)目前整個行業內尚未有一個關于LED光源的標準。如果我們先進的LED光源企業和單位，尤其是具有核心技術先進性的大功率LED光源企業和單位，在政府的支持和推動下，組織科研人員，對此進行全新的技術標準的設計與制定，堅持科學實踐和創新發展的基本原則，將會在全球LED行業至少是中上游這一塊取得實質性的突破。如果能在國際上參與和指導最后國際標準的制定，將會是中國科學技術力量繼航天科學技術之后又一次的科學創舉，從而直接使我國在LED行業的國際影響力得到根本認識的改觀，達到一個新的高度。

　　三、大功率LED光源的核心技術與優勢

　　LED一般上來說是由外延片、芯片、光源、燈具四個環節組成，在LED產業中下游應用上關鍵點是怎么解決熱阻和結溫等問題的前提條件下，保持芯片穩定的有效光輸出。

　　一直以來，LED光源在一般照明應用中存在著光源的高導熱金屬材質問題、應用的熱平衡問題、長效熒光粉問題和配光問題等四個核心技術瓶頸：

　　核心技術1：高導熱金屬材質

　　目前上游企業，比如CREE已經做到的芯片光效可以達到130-150lm/W。但是LED結溫高低直接影響到LED出光效率、器件壽命、可靠性、發射波長等。保持LED結溫在允許的范圍內，是大功率LED芯片制備、器件封裝和器件應用等每個環節都必須重點研究的關鍵因素，尤其是LED器件封裝和器件應用設計必須著重解決的核心問題。

　　現在主流的應用技術材質是用鋁基板來封裝，但是鋁基板封裝的芯片散熱和光轉換效率都存在技術核心瓶頸，不能有效地控制結溫和穩定地維持高功率的光輸出，并且應用會因為芯片光效越高，所需的鋁基板面積就越大，會加大成本和應用體積，極為不便。所以如何走出此誤區另辟新路是新的技術核心特點。

　　核心技術2：熱平衡技術

　　LED器件采用專利熱平衡散熱結構關鍵技術，在保持低成本和被動散熱方式的前提下，利用高導熱介質，通過嶄新的器件/燈具整體結構，成功降低熱阻，有效降低PN結結溫，使PN結工作在允許工作溫度內，保持最大量光子輸出。其特點入下：

　　(1)超低熱阻材料，快速散熱整體結構技術;

　　(2)高導熱、抗UV封裝技術;

　　(3)應用低環境應力結構技術;

　　(4)整體熱阻<20K/W，結溫<80度;

　　(5)LED光源照明模組工作溫度控制在65℃以下。

　　核心技術3：高效熒光粉的應用

　　目前市場上所常用的白光LED發光熒光粉應用技術是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成，該技術是日本日亞化工在上世紀90年代末發明，并形成專利技術壟斷。GaN芯片發藍光(λp=465nm，Wd=30nm)，高溫燒結制成的含Ce3+的YAG熒光粉，受此藍光激發后發出黃色光發射，峰值550nm。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。LED基片發出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉發出的黃光混合，可以得到白光。理論上對于InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學組成和調節熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。但是這種傳統的白光LED工藝基礎上采用的還是藍光LED，所以當色溫偏高時，色彩會向藍色偏移，而產生色飄，形成一定的光污染。必須采用在降低光效、降低整體熱阻的情況下，方可實現相對的穩定，但是衰減情況還是不容樂觀。

　　目前已商品化的第一種產品為藍光單晶片加上YAG黃色熒光粉，其最好的發光效率約為35流明/瓦，YAG多為日本日亞公司的進口，價格在2000元/公斤;第二種是日本住友電工開發的以ZnSe為材料的白光LED，不過發光效率較差。

　　核心技術4：LED一次配光學的應用

　　目前全球LED行業內的主流做法是在封裝LED芯片形成光源或光源模組以后，在做成燈具的時候再進行配光，這樣采用的是原有傳統光源的做法，因為傳統光源是360發光。如果要把光導到應用端，目前飛利浦的傳統燈具做到最好的一款，光損失也達到40%。而我們國內眾多的LED下游廠家應用的燈具光學參數其實都是芯片或者光源的光學參數，而不是整體燈具的的光學指標參數。

　　現在最先進的科學方法是在芯片封裝上就做配光，一次把芯片的光導出來，維持最大的光輸出，這樣光損率只有5%-10%。隨著技術的不斷改進，光損率將會越來越低，光源的光效會越來越高。同樣配有這樣的光源燈具無需再做配光，相對的燈具效率將會大大提高，使之更為廣泛地使用到功能性照明之中，形成相當規模的市場渠道。

　　四、政策建議

　　1、LED照明產業作為有重大應用價值的高科技產業之一，早就引起政府有關部門的高度重視。為保證我國在該領域與國際同步發展，2003年6月份，國家科技部正式啟動國家半導體照明工程，據不完全統計，國家半導體照明工程目前已累計投入研發引導資金3.5億;十五期間產業總體投資已超過10億元，拉動社會投資超過30個億，但政策目標銜接、政策支持和市場動員方面還不夠完善，我們可以借鑒歐盟在彩虹計劃后啟動大功率LED綠色光源計劃的做法，在2009-2020的12年時間里，投入50-100億元(僅相當于三峽工程投資的5%),在市場應用和通用照明領域下大力氣，形成關鍵技術和自主知識產權,力爭使大功率LED綠色光源燈達到每瓦200流明，成本降到每千流明15元，建立大功率LED綠色光源產業，全面進入通用照明市場，占領40%以上的市場份額。同時與國家節能減排目標相銜接，打造一個照明節電三峽工程。

　　2、加大、加速產業扶持資金落實力度。但高科技產業專項一直沒有啟動。高科技產業競爭是國家級的綜合實力競爭，政府不應該在經濟支持上缺位，希望有關部門加大、加速產業扶持資金落實力度。

　　3、啟動政府采購專項，以國內市場打造產業競爭優勢。當前產業結構調整，轉變經濟增長方式的核心焦點在于節能減排，4月27日，溫家寶總理親自擔任節能減排領導小組組長，綠色照明被列入十大節能重大工程之一，十一五期間我國政府計劃安裝5000萬盞節能燈，如果其中一半采購LED燈，能使LED照明產業初具規模，形成一定的產業競爭優勢，同時徹底解決行業內汞污染日益嚴重現象和我國照明電器出口遇到的環保壁壘，但由于LED照明技術發展很快，產品尚無國家標準，目前列入政府采購目錄有一定難度。如何協調現行管理體制，促進產業發展，韓國經驗值得借鑒。在高科技產業發展初期，創新服務與產品需要試驗場，韓國一般都是首先將國內市場作為高科技產業發展和進入國際市場的推動力，韓國LED產業能在短短的兩三年之內崛起，其內銷市場的貢獻度相當大，特別是韓國手機廠商對LED產業的帶動作用功不可沒。韓國是全球第三大手機生產國，其手機背光源的需求不僅帶動了本國LED產業發展，同時也促成了中國臺灣地區LED產業的興旺，促進了國產LED照明產業的成長。

　　4、同時啟動LED標準制定，國際標準對接工作;協助企業進行跨國專利申請、申報。標準是從源頭控制能耗的技術措施和政策手段，目前道路照明LED技術已趨成熟，產品已經進入了實驗和推廣階段，但由于這項技術發展很快，還沒有相應的標準出臺。按照我國現行管理體制，企業產品鑒定和技術標準確定流程一般要經過兩年的時間，這樣不利于企業成熟技術和產品形成產業化。建議作為各項節能保障措施的重要內容，標準化工作必須圍繞重點領域和重點工程進行，采取特事特辦，對成熟、適宜推廣的LED技術和產品盡快進行鑒定，確定技術標準，并且開展國際標準對接工作。對LED照明產業發展戰略進行國家層面統籌。目前企業對專利、技術保護方面還缺乏足夠的認識和控制能力，核心技術采取捂策略，一旦國外技術突破，或Know-How泄密，后果將不堪設想，建議國家成立知識產權服務組織，為企業發展保駕護航，出謀劃策。

　　為高科技產業發展落實配套環境，可以參照國家對發展集成電路和軟件行業所制定的相關政策，針對光電子產業發展的特點和趨勢，制定類似的扶持和鼓勵政策，在軟環境方面下功夫。首先要營造有利的金融環境，使各種資金能夠迅速地進入核心的LED照明產業。其次，在海關、工商、稅務等方面建立便捷、快速、低成本的綠色通道。第三，協調校、院、所、廠的關系，使教學、研究、生產、市場等環節有機結合并最大限度地開發各種資源，以提高整個產業的綜合競爭能力。