強化LED話語權 材料業(yè)力爭上游(組圖)
編輯：天涯 [ 2011-7-6 9:11:04 ] 文章來源：中國電子報
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本報記者 任愛青
MOCVD數(shù)量的激增，是我國LED產業(yè)爆發(fā)式發(fā)展最直觀的表象。2010年底，國內企業(yè)已經安裝到位的MOCVD機臺數(shù)量約310多臺，目前這一數(shù)量已增至450臺，而到年底將有可能達到600臺。LED產業(yè)的快速發(fā)展，一方面拉動了上游材料業(yè)的發(fā)展，另一方面，更加突顯出關鍵原材料、配套件依賴進口的弊端。產業(yè)鏈上下游企業(yè)如何加深溝通、合作，進一步提升材料本地化供應的水平，在高端材料領域盡快取得突破？6月24日，中國電子材料行業(yè)協(xié)會在蘇州組織召開“2011 LED產業(yè)及其材料技術、市場高層論壇”，政府主管官員、院校知名專家學者、LED上下游企業(yè)高層就國內外LED材料技術及市場發(fā)展的新動向、新熱點以及產業(yè)發(fā)展新策略等進行深入交流和探討。工業(yè)和信息化部電子信息司集成電路處郭力力代表任愛光副處長對國內外LED產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及“十二五”我國LED產業(yè)發(fā)展規(guī)劃概況做了介紹與說明。
LED材料市場看漲
LED產業(yè)的需求是材料業(yè)持續(xù)增長的引擎，對未來LED產業(yè)的發(fā)展前景一致看好，也預示著LED材料業(yè)發(fā)展面臨難得的市場機遇。
由芯片及外延材料、襯底材料、發(fā)光材料、封裝材料、散熱材料、工藝輔助材料等為主組成的龐大的LED材料家族，是發(fā)展LED產業(yè)的重要基礎，對提升LED技術水平，加快產品更新?lián)Q代，降低成本和普及應用至關重要。中國電子材料行業(yè)協(xié)會秘書長袁桐介紹說，最近幾年我國LED產業(yè)的高速增長有力地推動了材料業(yè)的發(fā)展，特別是隨著我國成為全球LED封裝大國，我國初步形成了較為完善的封裝材料供應鏈，封裝所用的支架、導電銀膠、低段封裝基板等大部分材料已實現(xiàn)國產化。另外，芯片及外延材料、襯底材料等其他材料的研發(fā)和產業(yè)化進程也在加快，初步實現(xiàn)了高性價比SiC襯底的國產化，國產MO源在國內市場的占有率已達六成，國產led顯示屏芯片在國內市場成為主導產品。
未來三五年內中國將在世界LED產業(yè)界占據(jù)主流地位。LED產業(yè)的需求是材料業(yè)的持續(xù)增長的引擎，對未來LED產業(yè)的發(fā)展前景一致看好，也預示著LED材料業(yè)發(fā)展面臨難得的市場機遇。中科院上海硅酸鹽研究所研究員徐軍認為，大批量的MOCVD和晶體生長設備被中國LED生產企業(yè)采購，表明LED未來將是中國的天下。
江蘇南大光電材料股份有限公司總裁李建華十分看好LED市場前景。他分析說，從國內來看，科技部明確表示將繼續(xù)支持擴大半導體照明市場規(guī)模，江西、杭州、南京、上海等省市都相應出臺新政鼓勵LED發(fā)展。從國外看，也有很多積極的信號，日本在核危機之后加速了LED在日本的普及速度，例如，7-Eleven日本公司宣布，為了應對2011年夏天供電不足問題，他們將投資100億日元，把東京電力公司轄區(qū)范圍內的所有門市店面的照明設施，更換為LED燈光源。在日本這樣全球LED技術水平領先國家的示范和推動作用下，LED照明在全球范圍內的普及有望提前。
清華大學液晶技術工程技術中心教授張百哲說，今后5年內，大尺寸TFT-LCD用LED背光將是一個高速增長期，年平均增長率將超過20%，到2014年平均占有率將達96%。而全球70%的TFT-LCD模組在中國生產，TFT-LCD模組成本費用中70%以上又是原材料，液晶背光市場對原材料需求持續(xù)增長的脈絡清晰可見。他還分析說，在中小尺寸市場(特別是手機)由于受到AMOLED擠壓，LED背光市場開始下滑，而且這種擠壓將在5年后加劇。好在2014年后LED照明市場會進一步上量，可以彌補和銜接背光市場的需求缺口。
直面成本散熱難題
LED的發(fā)光效率在業(yè)界的努力下已大致超過黃金交叉點，但解決LED光熱轉化率帶來的散熱問題，有待更便宜、更方便的解決方案。
“對LED散熱基板來說，要便宜，便宜，再便宜，便宜才是王道。”聯(lián)茂電子集團總經理張校康說。他認為，LED的發(fā)光效率在業(yè)界的努力下已大致超過黃金交叉點，但解決LED光熱轉化率帶來的散熱問題，有待更便宜、更方便的解決方案。他同時指出，LED照明的應用可能優(yōu)先在室內而不是室外，因為散熱的問題在室外還沒有解決好。
在LED背光源的設計中通常會遭遇散熱和成本的兩難處境。蘇州京東方茶谷電子有限公司技術副總監(jiān)候彥介紹說，通過采用高發(fā)光強度的LED芯片并加強背光源光學設計來減少LED芯片數(shù)量是液晶電視背光源的發(fā)展趨勢之一，為保證壽命在3.5萬小時以上，散熱器的設計非常重要。盡可能增加接觸面是一種解決的方法，但負面的影響是材料成本的增加和組裝效率的下降。他還說，由于監(jiān)視器價格已經非常低，監(jiān)視器要采用LED背光，對成本的要求非常苛刻，這需要產業(yè)鏈共同努力打造光源系統(tǒng)。
“LED背光取代CCFL的甜蜜點在哪里？”江蘇省(龍騰)平板顯示技術研究院院長簡廷憲說，是降價來刺激需求，還是大量生產犧牲庫存，業(yè)界需要做出選擇。與此同時，成本的持續(xù)下降，發(fā)光效率持續(xù)提升，散熱問題持續(xù)改善，寬出光角封裝和與彩膜色匹配的適應性等都是產業(yè)界需要面對的嚴峻的挑戰(zhàn)。同時，他還認為，LED背光與CCFL成本持平會有可能，除了技術手段，還需要創(chuàng)新商業(yè)模式。
浙江天樂微電科技股份有限公司總經理劉經緯說，在LED產品應用中，電路基板除了扮演承載LED模塊結構的角色外，隨著LED輸出功率越來越高，還必須扮演好散熱的角色。因此，在基板材料的選擇上必須兼顧結構強度及散熱的要求。對于高功率LED，為滿足其散熱要求，需要采用鋁基散熱基板，但在滿足性能要求時，要同時考慮成本。
提升品質突圍高端
企業(yè)要從產業(yè)化和專業(yè)化的角度慎重考慮技術路線和項目可行性。符合成本效益的4英寸藍寶石襯底將是未來LED外延芯片及終端產品價格下降的主要推動力。
從某種程度上而言，襯底材料決定了半導體照明技術的發(fā)展路線，因此襯底材料的選擇是LED產業(yè)的一個關鍵核心問題。伴隨著LED產業(yè)迅速發(fā)展，高質量藍寶石襯底材料需求激增，國內發(fā)展藍寶石熱度非常高，但徐軍對此潑了冷水。他認為，藍寶石產業(yè)化有很多技術和專利上的問題并沒有得到根本解決，企業(yè)要從產業(yè)化和專業(yè)化的角度慎重考慮技術路線和項目可行性。另外，他強調，新的技術發(fā)展需要生長、裝備、控制技術同步推進。
蘇州天科合達藍光半導體有限公司常務副總經理黃志偉說，因為核心專利缺失，高端產品落后，我國LED產業(yè)發(fā)展面臨潛在的風險，數(shù)量眾多的企業(yè)將面臨洗牌和整合。他認為，開發(fā)高附加值SiC-LED具有廣闊市場前景，Cree已經取得了高端SiC-LED的商業(yè)成功，我國也應該利用產業(yè)整合的機遇向LED高端領域進軍，研發(fā)高附加值的碳化硅。
外延片決定LED芯片的質量，要得到品質好的LED芯片，就必須提高外延片的質量。杭州士蘭明芯科技有限公司總經理江忠永認為，對于LED的發(fā)展，提高發(fā)光效率是關鍵。LED的亮度取決于一是長晶，二是提取效率。圖形化藍寶石襯底技術以簡單的工藝、相對低廉的成本、可以顯著改善LED器件的性能，成為現(xiàn)階段各大LED生產研發(fā)企業(yè)開發(fā)高亮度大功率LED器件的首選襯底材料。同時他強調說，LED應用很廣，企業(yè)需要找到適合自己的領域去發(fā)展。在led顯示屏芯片領域，國內的產品已經在市場上成為主流，在照明領域，小芯片應用的量會比大芯片多，士蘭明芯選擇先從小芯片切入照明領域。另外，控制成本需要特別的工藝方案，用鋁而不是用貴金屬做電極。
中電科技集團13所張萬生教授說，為了提高LED封裝的電發(fā)光轉換效率，研制高折射率的封裝膠體和高激光光效的熒光粉將成為封裝技術的發(fā)展趨勢。他還說，降低成本也相當關鍵，外延工藝技術將伴隨藍寶石襯底從2英寸向3英寸、4英寸發(fā)展，由于4英寸外延片的產出量約為2英寸的4倍，因此，符合成本效益的4英寸藍寶石襯底將是未來LED外延芯片及終端產品價格下降的主要推動力。
合力推動國產化
希望有關政府部門對此給予更多的關注，在專用材料方面加大技術創(chuàng)新和投入的力度，加快批量生產的步伐，以滿足LED產業(yè)快速發(fā)展的迫切要求。
從總體來看，國產LED上游關鍵材料的發(fā)展還滯后于中下游產業(yè)發(fā)展的需求。袁桐介紹說，目前熒光粉、藍寶石、有機MO源、砷烷、磷烷，封裝用的高性能硅膠、環(huán)氧等材料國內只能小量供應，主要依賴進口。她希望有關政府部門對此給予更多的關注，在專用材料方面加大技術創(chuàng)新和投入的力度，加快批量生產的步伐，以滿足LED產業(yè)快速發(fā)展的迫切要求。國產材料被用戶采用都要經歷艱難的過程，希望下游用戶多多支持國產材料。
深圳恩達電子有限公司副總裁賀培嚴介紹說，日本LED終端生產廠商在產品開發(fā)方面，非常重視與零部件、原材料生產廠家的密切合作，我們也應該學習國外，上下游加強溝通，設計方需要什么工藝和成本，材料方能提供什么批量和價位都需要溝通，充分溝通，上下游都可以獲益。
廣東風華高科科技股份有限公司項目經理陳偉說，LED封裝過程中所用的關鍵材料之一的導電銀膠特別是大功率用產品，我國仍然完全依靠進口，國產導電銀膠屬中低檔產品。國內生產導電銀膠的企業(yè)發(fā)展面臨困難：一是，LED企業(yè)多而散，導電銀膠的生產很難規(guī)模化。二是，一般商家不愿輕易更換原材料，即使基本性能達標，老化性能通過，也會對國產材料的長期穩(wěn)定性擔心。他認為，導電銀膠研發(fā)、生產的廠家與LED生產廠家需加強溝通，發(fā)揮各自優(yōu)勢。他說，國產導電銀膠可選擇的產品很多，希望通過加強上下游的合作，加速高檔導電銀膠產品國產化進程。
李建華也希望政府能夠加大對LED產業(yè)鏈中較為薄弱的MO源和MOCVD設備這兩個環(huán)節(jié)的財政和稅收方面的支持力度，增強LED產業(yè)上下游的技術交流，通過各個環(huán)節(jié)技術的整體發(fā)展，促使產業(yè)整體平衡發(fā)展，突破國外的技術封鎖，強化中國LED產業(yè)在世界上的話語權和影響力。來源任愛青)
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