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LED行业分析报告

目

录

一、LED行业基本情况..............................................2

1、LED的结构及发光原理.............................................2

2、LED的特点......................................................2

3、LED产业链现状与趋势.............................................3

二、广东省LED芯片发展主要特点与趋势分析............................5

三、广东省LED封装产业发展的主要特点与趋势分析......................7

四、LED生产工艺流程图及欧姆龙产品案例分析..........................13

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一、LED行业基本情况1、LED的结构及发光原理50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文lightemittingdiode(发光二极管)的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好，LED结构图如下图所示。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，直接发出出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。LED发光原理如下图所示。

LED结构示意图

LED发光原理

2、LED的特点发光二极管(LED)作为第三代半导体照明光源。这种产品具有很多梦幻般优点：1)光效率高：光谱几乎全部集中于可见光频率，效率可以达到50%以上。而光效差不多的白炽灯可见光效率仅为10%-20%。2)光线质量高：由于光谱中没有紫外线和红外线，故没有热量，没有辐射，属于典型的绿色照明光源。

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3)能耗小：单体功率一般在0.05-1w，通过集群方式可以量体裁衣地满足不同的需要，浪费很少。以其作为光源，在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/8-10。4)寿命长：光通量衰减到70%的标准寿命是10万小时。一个半导体灯正常情况下可以使用50年，即使长命百岁的人，一生最多也就用2只灯。5)可靠耐用：没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件，非正常报废率很小，维护费用极为低廉。6)应用灵活：体积小，可以平面封装，易开发成轻薄短小的产品，做成点、线、面各种形式的具体应用产品。7)安全：单位工作电压大致在1.5-5v之间。8)绿色环保：废弃物可回收，没有污染，不像荧光灯一样含有汞成分。9)响应时间短：适应频繁开关以及高频运作的场合。影响LED产业发展最重大的变化，是高亮度白光LED的发明。1997年白光LED自发明后，专家对白光LED进入普通照明领域的可能进行了研究。作为光源，LED优势体现在三个方面：节能、环保和长寿命。LED不依靠灯丝发热来发光，能量转化效率非常高，理论上可以达到白炽灯10%的能耗，相比萤光灯，LED也可以达到50%的节能效果。美国能源部有一个类似的预测，到2010年美国一半的白炽灯如果由LED取代的话，仅节约的电费就达到350亿美元。在使用寿命方面，LED采用固体封装，结构牢固，寿命达10万小时，是萤光灯的10倍，白炽灯的100倍。在环保方面，用LED交替萤光灯，避免了萤光灯管破裂外溢汞的二次污染。产业链3、LED产业链结构LED产业链包括：LED外延片生产、LED芯片生产、LED芯片封装及LED产品应用等四个环节。如下图所示：

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LED的芯片

封装后的LED构造图

从产业链结构看，从下游到中游再到上游，技术含量与难度逐渐加大，其中衬底材料和外延片的技术含量最高，芯片次之。上游外延片具有典型的“双高”（高技术、高资本）特点，中游芯片技术含量高、资本相对密集，下游封装在技术含量和资本投入上要低一些，而应用产品的技术含量和资本投入最低。仅从投资规模看，LED产业链各环节的情况大致如下：LED产业链投资规模估算产业链节点上游（外延片）产品类别GaN基外延片四元外延片中5游绿000（芯芯万元片）片以上