4.2 LED光源的主要优势
LED的发光原理是利用半导体中的电子和空穴来发射光子，不同于灯泡需要在3000度以上的高温下工作，不需要像荧光灯一样使用高压来激发电子束。LED和普通的电子元器件一样，只需要2-4伏(V)的电压，就可以在常温下正常工作，因此寿命比传统光源更长，达到10万小时以上(目前国外工业化***可以达到3-5万小时)。
白炽灯的发光效率约为8-15 lm/w，普通T-8卤素荧光灯的发光效率可达40 lm/ W，T-5高效荧光灯的发光效率可达80 lm/ W，LED的发光效率可达200lm/w，LED的开关时间可达毫秒级，这也是一般光源无法企及的。
LED发出的颜色主要取决于电子和空穴结合释放的能量，这也是由所用半导体材料的能隙决定的。同一种材料的波长非常接近，所以每个LED的光色都非常纯正。与传统光源相比，LED是一种数字光源。
LED芯片的尺寸可以根据用途随意切割，常用的尺寸在0.3 ~ 1 mm左右，比传统的灯泡或荧光灯小很多。为了使用方便，led一般用树脂封装，做成5mm左右的各种形状，非常结实，抗震。
4.3 LED手机市场前景
就led在手机上的应用来说，可以分为四类。***类是来电显示，用一个左右；第二种是带数码相机的手机可以配闪光灯，用一个左右；第三类大概是2-6个屏幕背光，第四类大概是6-10个按键背光，所以总共***少要用10-12个LED，***高端的机型可能达到19-20个LED，可见手机对LED产业的贡献。
从全球销量来看，2005年手机市场占62%，从数量来看，手机市场也占18%。手机市场不愧是推动LED产业的***波。手机市场虽然还在增长，但增长缓慢；另一方面，具有多种附加功能的新型手机越来越多，手机节能需求越来越强烈，这将推动能耗更低的有机发光二极管面板取代TFT液晶面板，而有机发光二极管积极发光无背光，LED需求趋于下降。
整体来看，手机市场仍然是LED的主要市场，但影响力在下降。LED的增长需要新的应用市场来推动。预计白光LED将在2010年后真正进入普通照明市场。现阶段有两个“完整”的市场潜力巨大——笔记本、液晶、液晶电视的背光，汽车内饰的背光，前后灯。
4.4 LED NB和液晶电视背光市场前景
4 . 4 . 1 LED背光技术的领先优势
LED作为LCD的背光，与传统背光技术相比，除了在色域上的优势之外，还有很多独特的优势，可以归纳为十个方面:
节约能源。目前照明用电量占总用电量的20%左右。同样的照明效果下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一。美国、日本等***和我国台湾省都预测了LED照明的好处。在美国，55%的白炽灯和55%的荧光灯被led取代，每年节省350亿美元的电费，减少7.55亿吨二氧化碳排放。日本用led替代100%白炽灯，每年可减少1 ~ 2座核电站的发电量，节约10亿升以上的原油消耗；在台湾省，25%的白炽灯和100%的荧光灯被白色led取代，每年节省110亿千瓦时的电力。
LED背光色域更好。其色彩表现力比CCFL背光更强，可以弥补显示色彩不足的LCD技术，色彩还原好。LED的使用寿命可长达10万小时。即使每天连续使用10个小时，也能连续使用27年，大大延长了液晶电视的使用寿命，取得了技术上的压倒性优势；宽亮度调节范围。控制LED功率很容易，不像CCFL的***小亮度有一个阈值。因此，无论是在明亮的室外还是完全黑暗的室内，用户都可以很容易地将显示设备的亮度调节到***愉悦的状态；***的运动画面。传统CCFL管的闪烁频率较低，可能导致动态场景中的画面跳跃。
LED背光可以灵活调节发光频率，频率远高于CCFL，可以***呈现运动画面；实时色彩管理。因为红、绿、蓝独立发光，所以容易***控制当前显示颜色特性；在保证整体对比度的同时，可以调节背光的白平衡。当用户的视频源在电脑和DVD播放器之间切换时，白平衡可以在9600K和6500K之间轻松调节，而不会牺牲亮度和对比度。它可以为大尺寸屏幕提供连续的面阵光源。LED是一种平面光源。***基本的发光单元是边长3 ~ 5 mm的正方形，可以很容易地组合成给定面积的面光源，亮度均匀性好。如果用作液晶电视的背光源，所需的辅助光学元件可以做得非常简单， 而且屏幕亮度均匀性更好。安全。LED采用5 ~ 24V低压电源，非常安全，电源模块的设计也相当简单。环保。LED光源不产生任何射线，不存在汞等有毒物质，可谓绿色光源；抗震。平面结构使得LED具有稳定的内部结构和优异的抗震性能。
在液晶显示成为主流显示的今天，LED背光以其独特的、压倒性的优势逐渐展现出强大的应用前景。
4.4.2现在LED背光问题
LED背光技术和很多新技术一样，有很多吸引人的优点，但LED要想占据大尺寸液晶背光的主流，还需要解决一些技术难点。通过表格对比，我们发现LED在功耗上处于劣势，也存在成本高、一致性差等问题。
1)目前LED与同尺寸的CCFL背光源相比，发光效率低，功耗高。目前CCFL的输出光通量大多在5000~7000lm范围内，实际屏幕的输出光通量高于300lm，但大部分LED背光源达不到这个指标。但全球有大量企业从事相关研究，LED的发光效率提升相当迅速。目前光通量10000lm的高亮度LED背光也已经出现，相信离成熟也只有一箭之遥。2)成本太高太贵。对于同样大小的背光，LED的价格是CCFL的四倍。对于目前价格竞争激烈的市场，厂商都有些望而却步，只有索尼为了画质不在乎成本。当然，随着技术的成熟和生产规模的增大， LED背光的成本会逐渐降低；3)用LED做背光有白光一致性的问题，相比CCFL是劣势；4)LED的网点设计比线光源CCFL更难，要考虑LED的径向光强衰减；5)RGB LED背光长时间会产生色偏，波长会随着温度变化产生不同的颜色。
此外，散热、光源的均匀性、LED芯片的发光效率也是目前液晶面板厂商不采用的原因之一。目前使用LED作为背光源的大尺寸液晶面板模组只有少数。Displaybank表示，这是因为显示器领域价格竞争激烈，必须把降低成本放在首位。未来LED背光的普及速度取决于何时能解决LED芯片散热难、均匀性差、发光效率低等问题。
4 . 4 . 3 LED液晶背光前景
液晶面板背光使用的LED会因照明方式是直下式还是侧下式，用途是电视还是电脑屏幕而有更多不同。对于亮度的要求，电视会高于电脑屏幕，侧光背光采用白光LED，要求高亮度、高显色性的电视采用直下式背光。一般电脑屏幕用RGB侧光，电视屏幕用RGB侧光。就普及性而言，使用白色LED侧光的液晶背光领域在LED市场中备受关注。
白光LED侧光背光具有PC机身更轻薄、延长电池寿命等优点。而目前的白光LED存在红色spectre弱、色彩还原不足的缺点，但是对电脑屏幕画面要求和电视一样高色彩还原的用户并不多，尤其是笔记本电脑，所以色彩还原在这方面不会是大问题。而且，如果确实需要高显色性，也可以通过使用RGB 3原色背光，以及在白光led的轨排中固定点混合红光led的方法来解决。相信在未来，白光led作为电脑屏幕光源背光的用途会更加扩大。
另一方面，电视用RGB背光的市场化相当乐观。目前已经有相当多的厂商将RGB 3原色LED背光液晶电视商业化。但是要想将这三原色背光完全变成主流技术，还有很多问题需要解决，相信还需要几年的时间来解决这些问题。这是因为三原色背光的根本问题在于成本。因为电视背光需要高亮度，所以必须使用1W以上的高亮度led。而且由于采用直下式模式，led的使用数量会因面板面积而大大增加。另外，对于同一个色调，上百个LED都需要严格按照发射波长来选择，所以光是LED成本就很高。在使用中，还存在冷却led的散热片和冷却风扇以解决热效应的成本。此外， 需要调整每个LED的色差的RGB色度传感器，以及将传感器检测到的内容发送回外围电路(例如LED的感测算法)的成本。而且大量使用高亮度led导致的驱动电流的增加也是一个很大的问题，所以目前要完成低价还是比较困难的。
除了成本，还有一些问题需要克服，比如图像回放信号的高分辨率范围。目前图像播放信号只能播放LED三基色背光***基本的显色分辨率，要想发挥三基色背光的潜力，需要加强内容高分辨率。所以在目前的环境下，使用RGB 3原色背光有点大材小用。因此，未来要想将三基色背光面板全面市场化，前提是降低成本，提高质量，建立全彩高分辨率色彩信息的新播放规范，并在此规范基础上普及图像内容。所以现在说三基色背光面板已经市场化还为时过早，但相信未来三基色背光的液晶面板会实用化。
目前使用LED作为背光源的大尺寸液晶面板模组只有少数。这是因为显示器领域价格竞争激烈，必须把降低成本放在首位。未来LED背光的普及速度取决于何时能解决LED芯片散热难、均匀性差、发光效率低等问题。
在目前的技术条件下，CCFL面板的价格比LED面板便宜2倍以上。笔记本厂商目前只能在高端产品中使用LED面板。如果笔记本采用LED背光面板，其整体价格将增加300美元。全科医生认为，当LED背光和CCFL背光的价格降低到1.5倍以下时，LED背光的普及率会迅速提高。
由于成本等问题，虽然目前大部分厂商都不愿意在笔记本上使用LED背光面板，但在2006年，为大尺寸液晶面板制作的LED背光灯非常少，统计上几乎为零。然而，从2007年第二季度开始，苹果和惠普等公司将推出带有LED背光面板的笔记本电脑。相信随着业内知名品牌的加入，LED背板在笔记本中的使用会越来越普遍。台湾省PIDA预测，2007年10英寸到12英寸的笔记本将有10%使用LED背光面板，但较大的笔记本目前不会大量使用LED背光面板，价格高是主要原因之一。
韩国Displaybank公布了液晶面板用大尺寸LED背光的全球市场预测，包括液晶显示器、笔记本电脑、液晶电视等。公司预测，到2007年将达到510万台左右，占整个背光市场的1.5%，2008年为1900万台，占市场的4.8%，2009年为4210万台，占市场的9.6%，2010年将迅速增长到6780万台左右，占市场的14.1%。2010年，LED背光灯的用量将达到45亿只。
因此，NB和LCD电视面板背光将成为推动全球LED产业增长的新动力。因为NB和液晶电视面板主要产自中国台湾省、韩国和日本，这些地区的LED产能强劲，不断有新产能加入。比如台湾省鸿海、嘉总、联茂等电子行业巨头将进入LED行业，而大陆面板产能较低，因此这一波提升带来的好处估计有限。但如果国内下游液晶电视厂自建面板模组厂，将推动国内背光对LED的新增需求，长期需求前景看好。目前国内只有TCL有自建液晶模组工厂的计划，产能为250万台/年，2009年投产。
4.5 LED在汽车领域的应用前景
从车辆数量来说，每辆车分别需要100辆(内部)和200辆(外部)。内部应用如仪表盘、阅读灯，外部应用有尾灯、刹车灯、方向灯、大灯等。目前全车使用LED的汽车厂商几乎都是欧洲公司；在外部照明使用LED方面，欧、日系车将第三刹车灯换成LED的比例已经超过80%。
汽车领域***大的问题是LED在汽车大灯中的应用。例如，在日本市场，由于法律限制，无法在大灯中使用LED。然而，这一限制将在2007年扭转。从2007年开始，LED可以应用在概念车上，从2008年开始，LED可以作为大灯使用，2010年以后应该可以正式使用。从元器件的性能来说，目前的白光LED可以替代卤素灯，***大的挑战是如何替代HID。但随着技术的发展，我相信到2010年，LED将有机会在亮度和成本上与HID竞争。
基本上，在汽车大灯中使用LED有很多优点。***，使用寿命长。虽然和前面提到的LED峰值衰减周期有一定关系，但是汽车大灯不是普通照明，所以和一般照明用途不同。接下来是设计的灵活性，大灯内部的深度会更薄，前部可以用于综合照明，增加了设计的灵活性。而且由于LED是指向性很强的光源，所以设计可以简化，可以像照明一样轻便。此外，通过与可见光通信技术的结合，极有可能成为安全驾驶的信息通信要素。
除了大灯，LED在汽车上的应用也逐渐增多，如尾灯、方向灯、雾灯等外部照明，以及车内灯、脚灯、仪表盘灯、导航设备的液晶背光、其他自动化设备的操作面板等。当然，各种应用领域对亮度有要求，对显色也有要求。另一方面，也有成本低的情况，所以要求不一样。这些可以大致区分开来。比如一般来说，对外部灯光的要求主要是亮度，而车辆内部主要是显色。具体来说，大灯需要光的距离，对色彩还原没有明确的要求，而车内灯由于乘客讨厌蓝光等因素，对色彩还原要求很高， 而led应用于仪表盘与显色无关，但要求亮度低，成本低。
目前汽车领域***大的市场是车内背光，其次是尾灯。2006年全球内饰市场销售额为4.2亿美元，尾灯市场为2.2亿美元。预计2010年汽车市场LED整体销售额将达到11.5亿美元。
4.6由于技术和成本的限制，LED在普通照明领域的应用还需要一段时间。
未来LED市场***大的领域是普通照明市场。如果能完全替代荧光灯，相信可能有近千亿美元的潜在市场规模，可以应用在更多不同的领域。但实际上，还是很难指望LED完全取代传统光源。因为LED是点光源，所以有些产品可以开始用LED代替白炽灯等灯泡。就实际市场而言，目前已经采用了吸顶灯和室内照明，市场规模逐年扩大。然而，在诸如荧光灯的表面光源领域的市场发展相对较慢，因为如果要将led用作表面光源，它们只能以直的方式覆盖在固定的表面上，如用于面板的背光，或者通过以侧光方式使用导光板。然而， 这些方法在发光功率和价格上都很难取代荧光灯，特别是在一般照明领域，对显色性要求很高，所以需要使用基于蓝色LED的、能够激发RGB的紫外光或荧光粉，但这样会导致发光效率下降，所以要满足100 lm/w的工业照明效率需求还需要一段时间。
半导体照明的成本在逐渐降低。
这部分是南昌大学江风益教授在《中国电子报》(11/2005)上写的，对了解LED白光照明的成本构成和发展趋势大有裨益，在此引用。
半导体照明的技术路线很多，不同的技术路线成本不同。就同一条技术路线而言，不同技术水平的成本也明显不同。即使不同厂家采用同样的技术路线，同样的技术水平，结果也会大相径庭。
由于以上问题都给成本预测带来困难，所以需要对半导体照明进行成本预测，并对技术方案做一些假设:一是蓝色LED激发荧光粉，其中蓝色LED为GaN基量子阱LED结构；其次，用1mm×1mm大小的芯片封装单个灯；第三，半导体照明灯由几个单灯简单组合而成；第四，每个单灯安装在有驱动电源、散热性能好的灯架上，但驱动电源、支架、装饰件的费用不包含在固态照明的成本中，即只考虑“灯泡”的成本；第五，芯片的发光效率和芯片器件所能承受的功率密度基本与成本无关。这个假设在一定范围内是成立的。举个例子， 如果同一个研究单位或企业提高外延生长、芯片制造和器件封装水平，往往可以在不显著增加成本的情况下，通过优化工艺技术，显著提高发光效率和器件所能承受的电流密度；第六，外延生长、芯片制造、器件封装都达到了理想的90%合格率。
当发光效率为40lm/W时，1W半导体白光灯的成本在2.5元以内，1500lm半导体白光灯的成本要控制在93.75元以内。当发光效率为200lm/W时，1W半导体白光灯的成本在2.5元以内，1500lm半导体白光灯的成本要控制在18.75元以内。发光效率高达200lm/W，器件的功率密度高达10W/mm2(美国固态照明技术路线图的***高目标)。也就是说，1mm×1mm的GaN基LED芯片可以封装成光通量为2000lm的半导体白光，比20W的荧光灯还要亮。这时候相比荧光灯和1500lm半导体白光灯，成本更低，成本的主要部分取决于封装，成本可能低于5元。
一些***已经制定了固态照明技术的成本计划。比如美国的固态照明技术路线图，有成本目标:一是到2007年，光通量200lm(效率75lm/W)的固态白光灯价格降到4美元以下，即光通量相当于20W白炽灯的固态白光灯单价降到32元***左右；其次，到2012年，光通量1000lm(发光效率150lm/W)的固态白光价格降***5美元以下，即光通量相当于60W白炽灯的固态白光单价降***40元***左右；第三，到2020年，光通量为1500lm(发光效率为200lm/W)的固体白光价格将降***3美元以下，也就是说， 光通量相当于20W荧光灯的固体白光单价将降低到24元***左右。(注:这个目标可能定得更早。日亚宣布发光效率150lm/w的LED产品将于2007年投产，LED照明产品的全球研发进程估计会比上述目标进程快得多。)
目前市场上光通量30lm~50lm的固态白光单灯(1mm×1mm芯片)，其销售价格在20元~ 28元左右。但是实际成本是多少呢？直径50mm的蓝宝石衬底上，GaN基LED的衬底、外延、芯片成本分别为300元、300元、600元。用这种外延材料可以制造1600个1mm×1mm大小的功率半导体芯片，每个芯片的成本不到1元。目前1W半导体白光灯封装成本在6元左右(芯片成本除外)，但如果批量生产，厂家自己开模，成本控制在1.5元是没问题的。所以只要企业规模起来，合格率达到预期目标，1W半导体白光灯的成本应该在2.5元以内。
这一目标能否实现，外延材料生长、芯片制造和器件封装同等重要。研究表明，只要散热条件足够好，半导体照明芯片承受10W/mm2的功率密度是没有问题的。未来的关键问题是提高外延材料中的量子效率，提高芯片的光提取效率，提高器件的封装效率和散热特性。半导体白光照明在外延、芯片、封装等成本上取代白炽灯和荧光灯并不是很难。即使上述预测成本翻倍，仍然是乐观的。这里的关键挑战是技术水平能否大幅提升。不断提高外延材料的质量、发光效率、器件所能承受的功率密度， 解决器件的散热问题。半导体照明将取代白炽灯和荧光灯，其价格肯定会降低到普通人可以接受的水平。近年来，国内外技术的快速发展预示着半导体照明进入千家万户的时代将提前到来。
4.7 LED超越传统光源，创造更高品质。
LED市场是一个仍然包含许多主题和可能性的领域。正因为如此，市场的潜力是相当大的。相信在各个领域的努力下，led有很大的机会超越传统光源，创造更高品质的光源环境。
对于LED的新应用市场，早期普遍期待的是汽车领域，LCD的背光领域，替代白炽灯的通用照明领域或者户外广告牌的光源功能。对于这些领域，LED在亮度和显色性上都能满足要求，但有些技术还需要发展和努力。
但是因为LED的技术还在发展中，各种应用的可能性还是挺大的。相信未来会因为发光效率的提高和价格的降低，开发出更多新的应用。比如一些厂商已经开始研发使用LED作为液晶投影仪的光源，可见光通信等等。此外，随着这些变化，封装材料和导热胶等封装相关领域也发生了相当多的变化，并产生了相当大的连锁效应。
正如平板显示器实现每英寸10000日元的理想一样，在技术和应用方面，白光LED的效率已经逐渐接近100 lm/w时每流明1日元的成本目标，按照目前的技术，如果蓝光LED芯片的光输出可以达到360lm/W，那么获得100lm/W输出的白光LED是完全可能的，但达到360lm/W蓝光LED芯片的技术在今天已经不是一个令人生畏的挑战。Cree在2006年开发了光输出为370lm/W的蓝色LED芯片。所以一旦360lm/W以上的蓝色LED芯片量产技术确立，下一个目标就是开始朝着100lm/W白光每流明1日元的成本目标发展。更具体地说，要想普及白光LED在各个领域的应用，就必须将目前30lm/W的成本降低1/2~1/3。这样，有必要提高LED生产和封装的产量， 并改变所用的材料。不过***好的办法还是通过量产来降低单价，但是为了获得更大的量产效果，就需要增加白光LED在各个方面的应用机会。现在各个行业都在努力增加白光LED的应用领域，所以1ml的成本可以不断降低。相信在未来几年内，1m大面积LED芯片的产品和高单价的高端LED产品将有机会达到商用和实用价格。
随着蓝光LED芯片和白光LED技术的快速发展，在应用市场上也得到了较为喜人的反响。白光LED的应用，从单一的小型照明应用，不断延伸到液晶面板背光，即将敲开汽车大灯、户外照明等领域的应用大门。根据isuppli市场研究公司的统计，2006-2008年的复合增长率(CAGR)约为111.2%。2007年，LED产品的应用将进入高速增长期。整体来看，手机应用增长有所放缓，但背光、车载、户外看板需求会有较大提升。从2005年到2010年，背光、车辆和户外看板将会增加。
第五章:中国LED产业的发展与展望。
5.1中国LED产业概述
经过30多年的发展，我国LED产业已经初步形成了较为完整的产业链。中国的LED产业在买了器件、芯片、外延片之后，实现了外延片、芯片的自主生产。目前从事这一行业的有5万多人，20多家研究机构，4000多家企业，其中上游企业50多家，包装企业1000多家，下游应用企业3000多家。特别是2003年中国半导体照明工作组的成立，表明政府对LED在照明领域的发展寄予厚望。作为光源，LED进入通用照明市场已经成为未来产业发展的核心。在“***半导体照明工程”的推动下，上海、大连、 南昌、厦门、深圳已经成型。长三角、珠三角、闽三角及北方地区成为中国LED产业发展的聚集地。
“十五”期间，***发展LED产业的主要任务是通过建设特色产业基地和示范工程，建立半导体照明技术标准体系和知识产权联盟，尽快形成中国新的半导体照明产业。科技部已将“***半导体照明工程”作为重点工作列入“十一五”规划。同时，根据我国自身半导体照明的发展现状，***制定了2006年半导体照明产业发展规划和技术发展路线图。在中国半导体照明产业发展规划中，计划到2008年单光通量达到300lm，可以渗透到白炽灯照明领域。
美国、日本和欧盟在LED上游外延片和芯片生产方面仍具有较大的技术优势，而中国台湾省已成为全球重要的LED生产基地。目前，全球已形成以美、亚、欧为主导的三足鼎立的产业格局，并呈现以日、美、德为产业龙头，中国台湾省和韩国紧随其后，中国大陆、马来西亚等***和地区积极跟进的梯次分布。虽然我国在LED外延片和芯片的生产技术上与国际先进水平还有一定差距，但国内巨大的应用需求给LED下游厂商带来了巨大的发展机遇， 显示屏和景观照明灯具等国产LED应用产品已出口到美国、欧盟等***和地区。
目前国内外延和芯片的主要研究机构有北京大学、清华、南昌大学、中科院半导体所、物理所、13中电、华南师范大学、北京理工大学、深圳大学、山东大学、南京大学等。在技术上，它们主要解决在硅衬底上生长GaN外延层、GaN基蓝光波长漂移、提高内量子效率和光提取效率、提高功率芯片抗光衰能力和散热水平等问题。
国内主要的LED外延和芯片公司有:厦门三安、大连鲁美、杭州石兰明芯、上海蓝光、深圳方大、上海蓝宝、山东华光、江西联创、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成。
国内主要封装企业有佛山国星光电、厦门华联电子、宁波阿米达、江西等。下游显示行业主要包括上海三思、Xi安宋庆和北京利亚德。
5.2中国国内LED产业发展现状
截***2006年12月，国内已有十余家外延芯片厂商配备了MOCVD，投产总数为40家。根据各厂商的扩建计划，预计2007年将有15台MOCVD设备陆续安装并投入使用，使国产GaN MOCVD设备增加到55台。
2006年国内LED芯片市场分布如图5所示。其中InGaN芯片市值约占43%，四元InGaAlP芯片市值约占整个国产LED芯片的15%；其他种类的LED芯片市场价值约占42%。从国内芯片产值计算，2006年国内InGaN芯片产值为4.5亿元，同期国内InGaN芯片需求总值为25亿元；国内非InGaN芯片(蒲亮和思源)总产值为6亿元，同期国内非InGaN芯片总需求为17亿元，使得国内芯片市场总需求为42亿元。InGaN和高良四元占国内芯片总量的58%，说明国内外延和芯片制造及应用市场已经发展到一定水平。
目前，我国具有一定包装规模的企业约有600家，大小包装企业超过1000家。目前国内LED器件封装产能约为600亿片/年。2006年，国内高亮度LED封装产品销售额约为146亿元，比2005年的100亿元增长46%。从分布区域看，主要集中在珠三角、长三角、江西、福建、环渤海等地区。(2005年国内LED行业总产值133亿元，其中封装产品销售额约100亿元)。
产能方面，随着国内相关企业生产规模的扩大和新芯片公司的进入，国内InGaN芯片产能从2003年的65kb/月翻倍***2005年的400 kb/月，2006年进一步提高***600 kb/月，国内自产供应率逐年提高。预计未来几年国产InGaN芯片仍将保持30%左右的年复合增长率，到2010年，中国将超过日本成为全球第二大GaN芯片生产基地，产能高达1650KK/月。事实上，这些估计有些保守，因为LED MOCVD设备的生产能力增长特别快。
产业技术发展方面，国内已经研发出1W的功率LED芯片，可以产业化。其发光效率为30LM ~ 40LM/W，单个器件***大发射功率为150mW，***大发射功率为189mW。近年来，南昌大学开展了在硅衬底上生长GaN外延材料的研究。蓝光芯片的发射功率已经达到7 MW ~ 8 MW，优选9 MW ~ 10 MW，芯片成品率80%。功率LED芯片的发射功率在350mA时为100 MW ~ 150mW，***好达到150mW。在500mA，1000小时的通电测试下，蓝光的光衰减小于5%。成果取得突破，通过了“863”项目验收， 并获得多项具有自主产权的国际发明专利。该专利打破了日本Niya公司垄断蓝宝石衬底、美国Cree公司垄断碳化硅衬底半导体照明技术的现状，形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底做蓝光半导体照明技术的三足鼎立局面，在产业化过程中不会受到Niya和Cree蓝光专利的限制。目前***成熟的白光合成方案是蓝光+YAG荧光粉，即未来进入白光照明领域必须掌握蓝光芯片技术。南昌大学硅衬底蓝光专利，市场前景非常广阔。2007年2月1日上午，晶能光电(江西)有限公司， 预计总投资7000万美元。“硅基LED材料及器件”产业化项目在南昌高新技术产业开发区正式启动。本项目技术来源于南昌大学发光材料与器件教育部工程研究中心，得到金沙江、Mayfield、AsiaVest三家国际风险投资基金的大力支持。整个产业化项目分为三期，***期预计今年年底完成，形成30亿片硅基蓝绿LED芯片的年产能；二期建设将实现硅基蓝绿LED芯片年产140亿片；第三阶段将建设产业链的上、中、下游， 并实现LED产业集群，年产值50亿元。
大连鲁美通过收购美国AXT公司获得了40多项芯片核心技术专利，拿下了整个技术团队。所以芯片技术研发能力是国内***强的。美国目前只有10台MOCVD设备，国内产能并不大。更多的MOCVD设备在美国的AXT；厦门三安规模全国***大，技术水平也位居前列。其他的，比如其子公司Slam Mingxin，这几年技术进步很大，这些企业前景比较明朗。
5.3国内LED的主要应用领域
除了广泛用于各种电器、器件、仪器和设备的显示外，国内LED产品主要集中在:
一、大中小LED显示屏:室内外广告牌、球场记分牌、信息显示屏等。
二、红绿灯:全国各大、中城市的红绿灯、高速公路、铁路、机场灯。
三是光色照明:室外景观照明和室内装修照明。
四、特殊通用照明:便携式照明(手电筒、头灯)、低照度照明(玄关灯、屋灯、法庭灯)、阅读照明(飞机、火车、汽车的阅读灯)、显微镜灯、照相机闪光灯、台灯、路灯。
五、安全照明:矿灯、防爆灯、应急灯、安全指示灯。
六、特殊照明:军用照明(无红外辐射)、医用手术照明(无热辐射)、医用治疗照明、农作物花卉专用照明。
LED应用产品，尤其是半导体照明产品的主要配套件，如驱动电路、支架、灯具、灯管、连接器、塑料件、金属件等，在国内具有较强的配套能力。对于LED应用产品的关键配套LED驱动集成电路，目前已有士兰威、18中电、上海贝岭、北京航天尺度图像技术、南京魏梦、大连马杰等十几家单位在研发生产，其产品可根据不同LED功率、不同连接方式进行恒压恒流驱动，特别是可直接驱动功率LED的驱动电路已经量产，将极大推动LED应用的发展。
从国内LED应用市场来看，建筑照明、显示屏、交通信号灯占总量的56%。这些市场增长迅速，但相对分散，技术标准也不统一。然而，在小尺寸背光和汽车中的总应用仅为7%。
LED应用市场中，手机背光市场、待开发的大尺寸背光市场和汽车市场是技术要求较高的集中“集成”市场；未来通用照明市场将是细分市场集中，普遍分散，但整体规模巨大，技术进入壁垒相对较高。因此，背光市场、汽车市场、通用照明市场有利于企业的持续稳定增长，这些领域的毛利也较高。国内企业应更多参与此类市场的布局，以赢得未来更广阔的增长空间。在照明驱动IC领域，国内企业还处于研发阶段，还没有达到一定的规模。没有驱动IC，LED照明“灯泡”就不会进入千家万户。同样的， LED照明的爆发必将推动驱动IC的大发展。
5.4国内LED产业的特点
上游行业是技术资本密集型行业，投资强度大，过程控制技术难度大，从业人员少。目前国内上游行业参与单位较多。主要单位有中科院半导体所、中科院物理所、石家庄电子十三所、北京大学、清华大学、南昌大学、深圳大学、厦门三安、大连明路、士兰威、上海蓝光、上海蓝宝、江西联创、河北立德、山东华光等目前的问题不是参与单位多，而是这些参与单位(尤其是科研院所)都想自建产能。初期产能不大，整个行业看起来资源分散，没有规模。此外， 因为科研院所要自建生产能力，在技术输出上具有排他性，自身产业化需要时间。小规模生产能力建成后，世界技术有了新的发展，但是跟不上。实际上，所有的科研单位可能只是在某个时间突破了产业技术链中的某个环节，产业化的整体条件尚不具备。虽然看起来每年每个方面的技术都在突破，但是产业化效率很低，几年后又不得不迎头赶上。许多研究机构正在用“863”计划的成果实施产业化。但是，国内的一些“863”计划成果虽然在国内是先进的，但在国际上并不是一流的、先进的。然而， 单个项目产业化规模可能不大，受市场拖累。所以工业化是盲目实施，而不是转移或授权给推广力度更大的企业。先进的技术会随着时间被抛弃，只会延缓国内整个行业的发展。所以国内企业要转变观念，有成绩不一定非要产业化才能实现价值；另一方面，公立科研院所应借鉴台湾工研院的模式，积极自主研发技术，为行业培养技术人才，并及时授权向企业特别是竞争力强的企业转让技术成果。研究机构不会被工业化进程拖垮， 行业的研究成果将得到有效整合。在此，政府应该做出一些规范，促进行业健康快速发展。
二是通用芯片的亮度、发光效率、抗静电能力、防漏电能力、品控水平与国际先进水平相比还有差距，这对于国内企业来说不是很难看。世界上仅有的五大巨头拥有***好的技术，这五大巨头也各有优势。其他外围企业在跟踪，不影响其产业化进程。关键是后续研发效率。
第三，能够满足市场需求，规模化生产的企业很少。封装所需的芯片，尤其是***芯片，主要靠进口。其中***蓝绿芯片和四元芯片从美国Cree、HP等公司进口，中***蓝绿芯片和四元芯片从AXT(大连明路集团旗下公司)、UOE、台湾省晶和韩国公司进口。目前，国内的大连鲁美、厦门三安、杭州士兰威已经取得突破，正在不断向海外高端技术水平靠拢。
下游封装行业在六七十年代开始发展，传统的铅LED封装技术已经相对成熟。然而，包括芯片LED、顶部LED和功率LED在内的新型LED封装才刚刚起步，还有一些设备和技术问题需要克服。由于传统的LED封装，设备投资强度适中(取决于生产线的自动化程度和设备精度)，在产品质量不高的时候，可以手工操作，所以吸引了一批个人和民营企业进入。中国有上百家包装企业，尤其是珠三角地区，但规模都比较小。从包装技术水平、产品质量水平、设备自动化水平、生产规模等方面来看，一般来说， 中游行业和国外差距并不大。除了功率LED，其他形式的LED都可以由企业量产，使用的设备和原材料与国外基本相同，但与国外大公司相比规模巨大。比如大陆企业加起来的产能，还没有西铁城一家日企的十分之一高。
国产LED封装材料和配件配套能力强。除少数材料外，大部分材料在国内提供，主要包括金丝、硅铝线、环氧树脂、硅胶、银胶、导电胶、支架、条、塑封材料、封装模具和夹具等。，已经形成了一定的产业链。
国内有数十家R&D和白光LED封装用荧光粉生产企业。研究单位有北京有色金属研究所、中山大学化学系、中国科学院化学研究所、长春物理研究所等单位。近年来，这些单位开展了提高黄色荧光粉光激发效率和抗光衰性能的研究，取得了良好的效果。同时开发了红色荧光粉和紫外激发三基色荧光粉，对我国白光LED的发展起到了积极的推动作用。
目前下游涉及的企业有100多家，产品主要有草坪灯、地埋灯、轮廓灯、射灯、景观灯、车灯等。其中LED和太阳能结合衍生出一大类产品。而下游行业目前处于发展初期，产品种类繁多，缺乏统一的行业标准；LED与控制技术、电源技术、太阳能技术等其他技术的结合有待进一步提高；开始出现低质低价和恶性竞争的迹象。
值得一提的是，经过多年的发展，中国的LED显示屏制造商已经拥有强大的实力。虽然有DAK、Lighthouse、Darco等知名显示屏厂商的竞争，但国内LED显示屏厂商仍占据国内大部分市场。国内涌现出了上海三思、北京利亚德、Xi安宋庆等一批***企业，国内显示器市场吸收了很大一部分芯片产能，对中国中上游的发展壮大起到了重要的推动作用。
5.5中国大陆LED发展前景
LED的巨大市场注定会发展成一个巨大的产业。总的来说，我国规模产业的发展一直不尽如人意。典型的例子是集成电路产业和液晶面板产业。中国的集成电路产业到现在还是夹着尾巴做人，液晶面板产业也是百病缠身，技术复杂，投资大，基础薄弱。LED产业将打破这个魔咒，可以促进相关产业的提升。比如国内驱动芯片行业在液晶驱动上根本做不到。由于液晶面板产业不在中国，LED驱动芯片由于巨大的市场支持，有望在中国蓬勃发展，这将推动国产液晶驱动芯片或其他驱动芯片的发展。
目前，中国大陆发展LED产业的劣势有以下几点:1 .国内企业的LED产品技术水平与海外还有一定差距，在争取高端客户方面处于劣势；二是国内集成电路制造基础相对日韩和台湾省来说比较薄弱，LED外延、芯片制造能力、工艺水平、周边材料配套能力较差，学习曲线较长，需要一段时间的培育；第三，国内LED企业规模还比较小，大部分不超过100kk月产能(蓝绿)，未来两年这种情况会有所改善；第四，国内R&D多集中在高校和科研院所，生产在各个企业，缺乏R & amp工业化。对此，应借鉴台湾省立理工学院的技术成果授权机制，加快技术成果转化。科研院所如果不及时将***新技术成果转移到产业中，就无法实现产业化，政府应该制定相关政策，规范相关行为；五、国内核心专利的缺乏，尤其是关系到行业长远发展的蓝芯专利和白芯专利的缺乏，会制约国内行业的长远发展。现阶段，我国本土企业还处于起步阶段，企业规模较小，对专利持有厂不构成威胁，专利问题也不是很突出。但是，随着国内企业的发展， 一旦规模扩大到一定程度，实施“走出去”发展战略，专利问题就会成为隐患。目前对于国内企业来说，首要任务是扩大规模，提高产品质量和技术水平，提高未来获得大厂专利授权时的要价能力，或者通过研发逐步突破核心专利。
我们认为LED产业在中国具有良好的发展前景，基于以下几点:***，就技术而言，LED具有技术成长瓶颈高、学习门槛低的特点，国内半导体领域长期积累的研究资源可以利用，具有良好的研究基础。虽然国内集成电路制造基础相对薄弱，工艺水平相对较低，但一些国内企业通过聘请海外技术人员，在技术上不断突破。国内好的企业技术水平与台湾省厂商差距不大，与国际厂商的整体差距也在缩小；第二，LED的投资比较少，初期投资一个亿，就可以建工厂，国内企业进入门槛低， 并且容易实现滚动发展，相对于集成电路制造和液晶面板制造几十亿到上千亿***的投资来说“微不足道”，国内企业进入并形成产业集群也很容易。当然，也可能会造成恶性竞争，当他们发展到一定阶段就要求市场整合；第三，国内市场巨大。未来LED的主要市场是普通照明市场，市场容量大，终端消费市场分散，不易形成垄断，国内企业生存空间广阔；4.国内部分企业拥有核心知识产权，如京能光电的硅基GaN蓝光项目，大连鲁美在芯片领域的核心技术， 它们都具有全球竞争力。这些企业在技术发展上容易形成示范效应，促进国内企业市场的健康成长；5.技术成熟后，LED下游封装和器件生产都是劳动密集型的。大陆有发展劳动力成本的优势。
从LED产业的发展历程来看，目前全球LED销量***大的市场是手机背光市场。随着手机销量增速放缓，以及手机有机发光二极管屏向TFT-LCD屏渗透的加深，全球LED增速下滑。目前(甚***在2010年之前)技术进步带来的成本降低还不足以让LED全面进入普通照明市场。全球下一个增长点将是笔记本和液晶电视的背光市场，以及汽车内饰和尾灯的背光市场。目前全球前五大液晶面板厂(LG飞利浦、三星、AUO、奇美、夏普)位于LED技术水平高、产能大的日本、台湾省和韩国，只有BOE三条第五代面板线， 上海光电和中国龙腾光电。上海天马四代线投产后，对LED背光会有需求，但整体需求不占优势，所以国内企业进入液晶面板LED背光供应链的收益不会很大，和手机不一样。
目前国内的应用市场主要是建筑照明和室内外显示屏。基于以上原因，下一波的主力可能还是这些市场，但手机、小尺寸液晶背光、汽车的渗透率会增加，其他零散市场如特殊照明的发展会更大(特殊照明对成本的要求没有一般照明高)。经过前几年的更换，LED红绿灯已经非常普遍。由于led的使用寿命较长，短时间内难以大规模替代，使得交通信号灯对led的需求出现低潮。国内汽车市场巨大，但要求高，认证周期长。只要有过硬的产品质量，国内汽车背光灯和大灯的LED市场需求很大， 而且这个市场的需求增长比较稳定；LED显示屏以其易组装、低功耗、高亮度等优势，已经被广泛应用于银行、证券、广场、车站、体育场等场所，未来这一市场仍有巨大的增长潜力。在奥运会、世博会、部分城市夜景项目示范效应以及***半导体照明工程等诸多利好因素的推动下，建筑照明市场仍有广阔前景。
一般来说，国际厂商专注于一些目标市场集中的高端、“完整”市场和潜力巨大的通用照明市场，而放弃一些对产品技术要求相对较低、对未来控制力较弱的市场。因为手握大量专利，不担心未来被挤出市场，现阶段也不追求产能(尼雅的月产能是500kk，丰田合成和科锐分别是350kk和300kk)。并且专注于***市场技术潮流，当技术足够成熟大规模进入通用照明市场时，估计其产能会快速提升，同时减少国外专利授权。这种“中心-外围”的竞争格局预计会持续很长时间。
目前国内厂商的市场主要在内地。芯片出口的话会面临两个挑战:一是国际厂商的专利诉讼(主要是蓝光和白光)，其实只要达到一定规模，无论出口与否都会遇到专利挑战，只是出口更容易受到专利诉讼；第二，其他周边厂商的竞争，尤其是台湾省厂商，台湾省厂商紧跟其传统策略——技术，同时大力增加产能，降低成本。目前台湾省芯片产能全球***，其他行业的一些巨头如鸿海、联茂、嘉总等都在陆续进入这一领域。在未来， 台湾省的产能会影响全球LED芯片市场的价格波动。鉴于国内市场需求巨大，国内芯片厂即使依靠国内市场也能获得足够的发展。如果海外光电厂商无限制进入国内市场，国内企业将面临持续的竞争压力，这对处于成长期的国内企业非常不利。目前是LED产业的成长期，也是LED厂商的国内布局期。外商在华投资享受税收优惠，国内企业在竞争中处于不平等地位。对于外资进入国内市场，应鼓励拥有外延和芯片等核心技术的企业在中国设厂， 从而促进国内人才的培养，提高整体技术水平。在国内封装，拥有外延、芯片等核心技术，专门从国外过来占领市场的企业，应该受到限制。一旦让这样的企业卡在各个核心领域，本土企业享受不到技术进步带来的好处，发展空间有限。以后他们恐怕就要靠价格战来做辛苦费力不讨好的事情了。所以目前应该限制只封装一部分***的外资，比如对芯片征收进口关税。
单从专利诉讼的角度来看，并不可怕。只要主要竞争对手付出了，大家还是在同一起跑线上。台湾省内涉及蓝白光的各大LED芯片厂，在成长过程中都经历过LED诉讼，在诉讼中达成和解，获得专利授权，持续成长。***好的应对就是现阶段做大规模的专利授权，同时不断加强自身研发，提高专利诉讼中的议价能力，争取交叉授权。就国内企业规模而言，厦门三安可能率先迎来这场成长“洗礼”。
未来的产业竞争将取决于两个方面:一是技术，包括提高发光效率和降低成本的技术，以及提高器件功率的技术。方向上有现有技术路线的延伸，也可能出现新的技术路线；还包括获得高品质产品的工艺技术，以及照明系统设计、驱动芯片设计等周边技术；第二是规模。一方面因为规模大，可以降低成本，市场议价能力强。另一方面，化合物外延晶片与用于集成电路制造的硅晶片非常不同，因为即使在相同的外延晶片上生产的晶片的性能也可能非常不同。对于一致性要求高的应用领域(如LCD面板背光)，只有部分外延片符合要求， 但对于大型企业来说，它具有多层次的市场结构，可以将一个市场不符合要求的芯片产品配置到另一个市场，公司的整体产出效率得到充分提升。
LED行业前景光明，但只有在以上两方面领先行业的企业才是未来的***者。
5.6结论:公司点评，国内哪些企业值得关注？
整个LED产业链中有哪些企业值得关注？从整体发展过程来看，五类企业***具投资价值。
一个是拥有核心知识产权的企业。这类企业发展空间***广阔。以南昌大学为主要合伙人、私募股权基金在国内成立的京能光电就是典型代表。京能光电的硅基氮化镓外延生长制成的蓝光技术是世界三大蓝光工艺技术之一，可以突破国外日本、亚洲、Cree的专利封锁。目前这家公司的产业化水平需要在成立不久后进行检验。另一家是大连明路，通过收购美国***LED芯片制造商AXT，大幅提升芯片制造技术，获得40多项核心技术专利和技术团队。此外，大连鲁明远从事稀土自发光材料、 在生产用于合成白光的荧光粉方面具有优势。是世界上为数不多的既能生产发光芯片又能生产发光材料的企业。而且明路有可能研发出新的稀土荧光粉，突破Riya、Osram等白光技术专利，使之成为国内产业突破LED进入通用照明的***后一道屏障！只要在蓝光专利和白光专利上有所突破，国内LED产业就大有可为，剩下的就是考验国内产业的产业化能力了。
另一类企业是在芯片产业化和技术跟踪方面取得成功的企业。在中国，有能力进行芯片设计和蓝绿外延加工并具有一定规模的公司主要集中在厦三安、大连鲁美(明路子公司)和士兰威。目前只有厦门三安具备生产蓝色LED的规模。厦门三安有12台MOCVD12，红黄片月产量1000kk，蓝绿片月产量200kk/月。技术水平在国内处于领先地位，具备全彩超高亮度LED芯片生产能力。2006年销售收入近3亿，市场反映良好。此外，台湾省明达光电和晶元光电均在厦门设厂，对当地产业集群的形成具有重要意义。 产业配套能力的增强和技术人才的流动，也对三安的发展起到了重要的推动作用。目前蓝绿芯片产能100kk月，芯片技术水平国内领先。该公司将在8月份进入两个新的MOCVD芯片，明年再进入两个，蓝绿芯片的总产能为30万k/月。届时，它可以提供红色，绿色和蓝色明亮的LED芯片。2007年，LED芯片的销售额预计将达到2亿，在市场上具有一定的规模和一定的品牌知名度。士兰威的另一个优势是，它是一家传统的集成电路设计企业，在LED驱动芯片的设计和制造方面可以有所作为。该公司已经推出了这一领域的产品， 所以士兰威的发展前景也是看好的。大连鲁美也因工业化而出名。知识产权和成功的产业化都有两个发展特点。
前两类企业的核心优势相对集中，投资价值会***先显现。
第三类企业是***的下游封装企业，如厦门华联、佛山国星光电等。国内规模集成电路发展的一大特点是本土封装企业发展好于设计制造。估计LED领域的封装企业也会有很好的发展机会，甚***快于上游外延和中游芯片企业的发展，因为封装企业可以采购国外芯片满足国内市场需求，必须跟随国内企业芯片技术路线图的进步。在LED领域，白光LED的光效部分是通过封装实现的，其他色光源必须封装成器件才能在终端市场使用。封装技术的高低将直接决定LED市场的整体发展！目前， 国内LED主要集中在下游封装行业，但大部分企业封装水平较低，导致竞争激烈。随着终端市场的升级，***的下游包装企业品牌越来越稳定，技术越来越先进，势必会脱颖而出，体现其投资价值。
第四类企业将在未来LED通用照明领域崛起，如照明系统设计、专业培育***LED通用白光照明及灯具制造商等。作为LED应用***大的市场，自然会出现一些投资价值高的企业，但是时间长。
第五类企业是围绕LED产业链的电子材料领域，如硅片、硅树脂、封装用引线框架、散热模组等。和LED驱动芯片领域。目前这些方面在国内还是比较薄弱的，估计驱动芯片经过一段时间的增长会比其他周边方面更快。国内LCD驱动芯片产业化相当不成功，效益不大，主要是下游市场(面板厂商)缺乏，集成电路设计制造基础薄弱。现在半导体照明极其广阔的下游市场给了国内驱动芯片行业一个发展壮大的好机会，相信会有一批企业脱颖而出。
上市公司方面，士兰威前景光明。在突出蓝绿外延、芯片产业化等具有“核心价值”的技术上取得突破。功率LED驱动芯片上也有产品，在市场上有一定的知名度。在外延和芯片产业化技术进一步成熟并达到一定规模后，公司有望进入下游封装市场，打通产业链。
2006年，公司LED产品销售仅占公司总销售收入的5%，而占公司销售收入80%的集成电路业务并不稳定，掩盖了其LED产品的亮点。2007年，公司LED芯片销售收入预计为1.5-2亿，占销售收入的比重将提高到10%以上。2008年，公司的芯片产能将从目前的每月100kk增加到300kk。随着LED产品在公司销售收入中的比重越来越大，预计2009年公司将出现产品结构变化驱动的“价值”拐点，LED产品的投资价值将得到体现。
联创光电是LED相关产品占销售收入比重***大(约30%)的上市公司，公司将LED产品作为未来发展的重点。公司目前实行中下游带动上游的策略，销售比例中上游封装***大，中游芯片次之，上游再次延伸。在上游延伸，尤其是高光蓝绿延伸，公司没有取得突破；公司目前主要使用公司LPE机器(四台)生产的亮红色和绿色外延片，2007年产量将达到100亿片；在下游包装领域，公司控股的厦门华联整体包装技术水平在国内领先。从工业化的角度来看，国内低端包装市场竞争激烈， 高端封装技术有待进一步成熟，高端封装市场有待进一步开拓。所以厦门华联目前的业绩并不是特别突出，会经历一段时间的成长。
联创南昌分公司也是做包装业务的。联创如果能整合公司资源，聚焦下游，在目前的整体水平上发展前景会更加明朗，但市场反映联创名义上的权利，实际控制力有限。如果下游的联创整合受阻，上游的高亮度蓝绿外延核心技术没有取得突破，整体资源分散，长期发展定位不明确，LED产品对公司长期价值的决定性作用没有明确的时间表。联创光电的其他业务都是优质资产，这让其有时间整合自身LED相关资源，打造LED核心价值；而且公司目前的销售毛利率是23%，而销售净利润率只有3%。因此，如果它是集成的， 收入效应会更明显。作为未来***一家以LED为主营业务的上市公司，联创光电的未来发展值得持续关注。
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