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1、半导体照明技术现状及发展趋势 百香科技有限公司 半导体照明研究院 半导体照明系统研究中心,2,LED产业链国际国内产业状况LED光源发展和应用趋势LED光源技术现状LED灯具技术问题LED室内照明应用案例,3,LED产业链,问题2：在大功率高亮度白光LED光源产品方面缺少核心技术、专利和标准等,国内台湾与大陆专利量比例,上、中游企业占产业链总数1.8%（70家左右）,下游企业占产业链总数98.2%,国内LED企业在产业链发展上存在的问题,（全国LED企业：4000余家）,国内芯片需求总产值,国内芯片产值,65%市场流失,82%市场流失,问题1：国内在产业链的上游外延生长和芯片制备技术方面，力量
2、仍十分薄弱,亿元,上游LED外延,中游LED芯片,下游LED封装、应用,产品检测标准制定,5,LED产业链各环节涉及的产品,6,LED下游应用十分广泛,7,LED配套产业,8,国际国内产业状况,9,国际巨头,10,我国产业现状,在国内产业政策和国际市场需求的双重拉动下，我国成为全球半导体照明产业发展最快的区域。截至到2010年底，中国LED相关企业达4000多家，从业人员超过50万人，LED器件年产量超过400亿只，LED产业市场规模超过1200亿元，中国大陆成为产业发展最快、市场潜力最大的地区。根据“十二五”规划，到2015年LED产业规模达到5000亿元，相关企业面临着巨大商机。,严重缺乏
3、上游外延和芯片核心技术； 下游起步较早，但未形成核心自主知识产权； 严重阻碍LED产业向高端延伸。,瓶颈,我国国家级半导体照明产业基地分布一览,我国环渤海地区半导体照明规划,长江三角洲地区半导体照明规划,珠江三角洲地区半导体照明规划,江西和福建地区半导体照明规划,其它地区半导体照明规划,我国LED产业呈上窄下肥状态,2008 2 010 年大陆 LED 产业链产值分布,2008 2 010 年大陆 LED 产业链产值比重分布,值得注意： 2010 年国内 LE D 产业总投资额约为人民币 300 亿元，其总产值为人民 币 1, 200 亿元，换句话说，该年度所投资的 1 块钱，可创造出 4 块
4、钱的产值。 另外， 2010 年国内 LE D 产业就业人口数达 85 万人，亦即 1 个员工该年度所创造产 值为人民币 14. 1 万元。,2008 2 010 年我国 LED 各产业链产值年成长率变化,虽以 LE D 产值观点来看， 2008 2010 年国内 LE D 芯片产值偏低，然若以年成长率 变化来看， 2010 年 LE D 芯片年成长率高达 117. 4% ，高出国内 LE D 整体产业产值 成长率 45% ，亦超过 LE D 应用年成长率 50% ，及 LE D 封装年成长率 22. 5 % 。此 显示国内在 LE D 芯片投入资源有大幅增加趋势。,2011 年上半年我国上下
5、游 LE D 厂商家数分布,2011 年上半国内 从事 LE D 产业的业者高达近 4, 000 家，其中，约 2, 500 家集中在 LE D 下游应用产品 制造，约 1, 200 家属于 LE D 封装领域。 相对的，大陆从事 LE D 芯片业者约有 35 家，筹建中的业者约 36 家，主要原因是 2010 年国内实施 MO C VD 机台补贴政策，吸引许多新进业者投入 LE D 芯片领域。 虽 2011 年上半国内 LE D 芯片业者数占总厂商数仅约 2% ，但与其它国家地区别相 较实属偏多，因此，我国十二五规划其中目标是采精兵策略，至 2015 年将 LE D 晶片业者数精简至 3 5
6、 家。,我国LED各产业链特点,我国SMD型封装厂商规模分布,中国LED产业发展前景预测,交通信号LED目前主流市场,车用LED目前主流市场,中大尺寸面板背光近程市场前景看好,显示看板LED成长商机显著市场,可显示产品，如手机目前主流市场,照明LED远程市场前景看好,21,LED历史及发展,上世纪末白光LED的出现引起各国政府及企业的关注，它成为光电子、照明工程科技领域中的一个热点。今年白光LED的研发和应用取得举世瞩目的成绩。人们期望白光LED成为第四代新型固态照明光源，达到节能的绿色照明目的。两个战略发展目标： 1.2015商业化白光LED的光效达到150 lm/w以上，全面进入家庭照明；
7、 2.2020年达到200 lm/w以上，开始全面替代传统照明光源。,中村秀二发明了GaN蓝光LED,白光LED是节能、绿色的新型固态照明光源,白光LED照明（半导体照明）的优势,发光效率高，节约能源绿色环保 冷光源，不易破碎，没有电磁干扰，产生废物少寿命长 理论寿命可达10万小时，实际也达上万个小时固体光源，体积小，重量轻，方向性好 单个单元尺寸只有35mm可以耐各种恶劣条件低电压，小电流，响应速度快,Indoor Lighting,Outdoor Lighting,Projector,LCD Backlight,Automobile,LED Device,LED封装历程,关于LEDLED：
8、利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管半导体照明：以发光二极管(LED)为光源的新型照明,Pmax3-40W5K/W2010 EvercoreHCOB,LED材料外延/芯片制作和封装,80%,30%,100 lm/W,55%,大功率LED封装趋势：从单管封装到集成封装,白光LED制作方式,28,LED光源技术现状,下图是白光LED发光效率与传统光源的对比情况，可以预测，在不久的未来LED将成为照明市场的主流产品之一。,LED的光效日益提高,部分国际厂商的产品化最高亮度（单颗1W）,Lumileds K2March 2007 115lm/W,Nichia JUPITERSeptember
9、 2007 134lm/W,Osram Platinum DragonJuly 2008 136lm/W,CREE 7090October 2008 157lm/W,Citizen Electronics CL-L102-C3 January 2008 90lm/W,CAO Group Dynasty February 2007 100lm/W,Edison KLC8December 2006 85lm/W,Seoul-Semi Z-PowerNov. 2008 120 lm/W,2010年2月4日，CREE宣布白光大功率LED获得新的实验室纪录，光效达到208 lm/W，打破了2个月前CRE
10、E对外宣布的实验室纪录186 lm/W。六月283lm/w，实验室。,以上数据统计于2008年以前,白光LED光源技术演进趋势,高亮度,大功率,多芯片封装 (Lumileds,Cree,Osram)芯片级别的封装 (Lumileds,Cree,Osram)更薄,更小 (Cree,Seoul,Nichia)集成化趋势 (Seoul,Lumileds)模块面向应用 (Osram,Nichia),大功率白光LED封装(Lumileds),业内首款 1A LED 大功率多芯片紧密型封装 在更高驱动电流下很容易就超过220lm 在高温环境下环境中还能稳定工作并保持高效率,LUXEON K2,Cool W
11、hite LUXEON K2 with TFFC - Specifications:,大功率白光LED封装(Cree),XLamp(R) MC-E LED,XLamp MC-E LED flux characteristics 350mA,模块体积小,面积为7mm x 9mm在9.8W下,可获得 色温为6000K的白光790lm配合新型铜基板模组 (左图),大功率白光LED封装(Osram),XLamp(R) MC-E LED,光利用率达80%对不同光色的芯片,有很高的混光特性,六芯片封装,1A电流下可达到1000 lm低热阻率,Rth =3.6 K/W 寿命达50000小时,Linear O
12、ptic,CERAMOS Reflector LED,5”-20”背光的理想方案厚度仅为2mm,大功率白光LED封装(Seoul),P7与荧光灯和白炽灯的比较:,Seoul P7,全球首个交流驱动LED (80lm/w)其WH108 型号全球最薄 (0.17mm) 单颗亮度最高 (420lm600mA),大功率白光LED封装(Evercore),Seoul P7,全球前五位面向高端照明解决LED照明光色质量差的瓶颈节能、健康、环保、安全,Lm/w90cold whiteCRI85,90COB,Lm/w80warm whiteCRI90COB,High CRI High efficiencyHi
13、gh performanceVS international level,主要厂家最新集成光源模组产品,中昊光电：3-40w模组,Cree 7W模块 MP-L光输出700lm,Philips : Luxeon S 18W 光输出 1300lm,夏普25W， 2300lm,夏普3.6W ，300lm,2011年推出的新产品,2010年推出的产品,日亚 4W模组，400lm,38,LED灯具技术难点分析,39,散热技术问题,LED封装结构,LED封装热流模型,1、如何降低LED热阻？,2、如何完善灯具的散热方式？,积灰？,重量？,成本？,40,电源驱动技术问题,与LED寿命不匹配，室内电源寿命50
14、Kh,寿命,成本,稳定性,可靠性,目前好的驱动电源成本太高。6W电源36元,驱动电源输出特性不稳定，对LED的保护措施不够。,驱动电源元器件多，使用环境突发因素多，失效几率高,佛山市中山大学研究院,41,二次配光技术问题,LED属于点光源,透明灯罩光损小,磨砂灯罩光损大,1.如何提高灯具出光面的光亮度均匀性？减少不舒适的眩光。2.如何实现更好的配光曲线？提高光在工作面的利用效率。,42,技术标准问题,照明LED技术标准着重解决产品的特性与测试方法的问题，LED最重要的性能指标就是光学特性和电气特性。 目前我国还没有针对LED照明产品的标准，使得LED照明研发方向混乱，产品互换差，配件无法实行规
15、格化、标准化，没有通用性。大大浪费资源。 尽快建立和健全符合我国LED照明器具的技术标准和测试方法评价体系，规范现有的检测系统，使不同企业的产品依据统一的测试方法检测，只有这样才能真正了解我国照明产品的技术水平，进而推动我国照明工业的技术进步，促进行业发展。,43,LED室内照明应用案例,44,早期，LED光效不高，室内照明产品主要以点缀补充性照明为主,LED小夜灯,LED蜡烛灯,45,随着LED成本的降低，室内照明以装饰性照明为主,LED线性灯条,46,随着控制技术的成熟，室内照明以营造室内气氛为主,47,随着大功率LED成熟，室内照明以重点照明主，主要是射灯和筒灯，广泛用于洗墙、字画、装饰物等照明,48,随着白炽灯的退出，LED灯泡的节能优势，在室内照明中，广泛使用,49,随着LED光效的快速提高，节能效果越来越明显，LED室内照明开始进入主照明阶段，以日光灯管，嵌灯为主。,50,深圳龙岗区政府多功能照明节能改造工程,51,LED的质量指标在不断提升，LED照明灯具的使用范围不断的扩大。正朝着替代目前所有的其他人造光源迈进。 大势所趋,52,Thanks,
