LED灯应用领域及发展

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• 日期: 2014-09-11
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      十年来，我国的LED产业研发出第一片高亮红、黄光外延材料和第一片高亮蓝、绿光外延材料，生产出第一批用于交通指示灯的LED芯片。到大批量用于景观照明、显示屏、背光源，以及目前的道路照明、隧道照明和室内照明等，LED已从初期的信号和指示应用发展到了目前的广泛用于户内外高亮度的显示和照明领域，产业化的白光光效从初期的十几lm/W发展到了目前的130lm/W。
      产品已覆盖全部应用领域
      经过十年的发展，我国的LED产品应用已经覆盖了上述全部应用领域，并且不断地开发出更多新的用途。近两年，在农业生产人工光源、医疗用光源等领域的应用研发投入也越来越多，随着越来越多的国家宣布逐步淘汰白炽灯计划的实施，随着LED性能的不断提高和价格持续降低，节能环保的LED正在逐步进入通用照明领域，加油站、地下停车场、医院、酒店、会馆、商品展示柜、写字楼等商用场所已率先采用白光LED作为普通照明。
 
      我国LED产业的技术水平也有了明显的提升，特别是具有自主知识产权的南昌大学材料研究所采用硅衬底成功研制出的衬底转移蓝光LED，创造性地发展了硅衬底LED技术路线，改变了日美等国垄断LED照明核心技术的局面。到目前，晶能光电已推向市场的硅基大功率LED芯片产品的发光效率已超过120lm/W，是全球唯一一家实现硅基LED产品量产的公司。
 
      设备、人才是瓶颈
 
      核心技术的缺乏制约企业的发展。LED核心技术主要是外延生长的控制、芯片的结构设计及制造工艺等，这些核心技术被国外少数几家企业所垄断，并以专利形式加以长期保护，致使我国的技术发展处于非常被动的局面，产品出口受到制约，企业的技术升级和产品更新受限，多数企业的产品长期处于同质化的低档水平，形成恶性竞争的局面。
 
      企业规模仍然偏小。国内LED企业的特点是：企业数量多、规模小，无论是前工序的外延、芯片，还是后工艺的封装及应用产品，均是这种结构形式，即使是国内最大的几家LED企业，与境外、国外同行相比，其规模还是小的多。到2011年底，国内上、中游LED企业还没有一家企业的主营收入超过10亿元，这种企业形式将会缺乏研发力量，产品档次偏低，在市场上缺乏竞争力，对发展我国LED产业是很不利的。
 
      关键原材料、设备不能自给。我国LED产业链中的主要设备、仪器，目前大部分靠进口。关键原材料、配套件，如荧光粉、蓝宝石、有机源、砷烷、磷烷等要依靠进口，MOCVD外延设备及部分全自动化的芯片和封装设备也依赖进口，而且价位高。封装用的高性能硅胶、环氧等也要依靠进口。长期下去，使得产品成本过高，不具竞争力，将制约LED产业发展的全过程。
 
      核心技术人才匮乏。国内掌握LED核心技术的领军人才匮乏，掌握LED产业链各环节关键技术的人才不够，这将制约我国LED产业的技术升级，很难与国外同行对抗。
 
      照明是LED终极市场
 
      LED产业在经历了由扎堆投资而导致的产业链上下游产能结构失调，产能规模与市场需求规模严重不匹配，且市场需求的扩容未及预期，从而引起阶段性的产能过剩，为了抢占市场，企业大打价格战，中小企业举步维艰。虽然问题不断，但经过市场的洗礼，LED产业正在夯实基础，必将迎来更加健康的快速发展。
 
      市场趋势方面，可以预计，未来的五到十年，LED的市场主要是指示、显示屏、背光和照明，其中照明市场最大而且是LED的终极市场。随着白炽灯的使用比例逐年降低，未来LED产业的市场主要基于商业照明和大众消费，室内照明将是LED应用领域最后启动的庞大市场。
 
      技术发展趋势方面，发光效率将进一步提升，技术的发展仍将围绕提高电光转换效率和降低成本。LED光效在达到理论极限之前将一直以技术创新为导向，蓝宝石的非衬底转移技术、碳化硅衬底转移技术以及硅衬底技术都有很大的技术发展空间。
 
      为了提高LED封装的电光转换效率，研制高折射率的封装胶体和高激发光效的荧光粉将成为封装的技术发展趋势。
 
      外延芯片工艺技术将伴随蓝宝石衬底从2英寸向3英寸、4英寸、6英寸发展。4英寸及4英寸以上蓝宝石衬底将推动LED外延芯片及终端产品价格下降。

      LED产品价格呈整体下降趋势。随着蓝宝石衬底生产企业新增产能的逐步释放，规模效应的显现，蓝宝石衬底的价格进一步下降，而3英寸以上大尺寸蓝宝石衬底的成熟使用将使芯片产品价格继续下降;MO源的国产化也是推动LED芯片降价的一个原因;在封装环节，低成本、应用便利和设计多样化的COB封装，以及新的封装技术的出现也将大大降低LED产品的价格。很多LED生产厂商认为，LED的价格将以年均30%或更高的速度下降。如果能够保持这一速度，到2015年，LED灯将降到与白炽灯泡相同的价格水平。