LED:围绕供应链打造创新链

 中国电子报、电子信息产业网  作者:赵晨
发布时间:2014-09-05
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图为2014中国LED供应链大会现场

  2014年8月27日,第二届(2014)中国LED供应链大会暨中国LED行业年度评选颁奖典礼在贵阳国家高新区举行。会议由工业和信息化部电子信息司指导,中国半导体照明/LED产业与应用联盟和中国电子报共同主办,贵阳国家高新技术产业开发区承办,中国光学光电子行业协会光电器件分会、中国光学光电子行业协会LED显示应用分会、中国电子材料行业协会、中国电子专用设备工业协会协办,旨在打造LED供应链的信息交流平台、技术创新成果展示平台和关键元器件配套平台,通过展现LED产业链企业的技术创新成果,集聚技术创新的优势资源,为产业各环节提供最新的产品,满足市场不断提升的需求,创建产业链协调发展的良好局面。

  工业和信息化部电子信息司集成电路处处长任爱光,贵阳国家高新技术产业开发区党工委副书记、纪工委书记秦亚梅出席会议并发表讲话,中国光学光电子行业协会LED显示应用分会理事长关积珍、福建省厦门市光电子行业协会高级顾问彭万华、来自LED产业链各环节的专家和龙头企业代表就当前产业发展现状和趋势、供需情况、热点问题进行了深入交流和探讨。

  会议还发布了第六届中国LED行业(2013)年度评选获奖名单,并向获奖企业颁发了奖牌和证书。按照参评资料初审,评审专家调研,评审委员会逐项评审、投票,网站公示初评结果,公示完毕最终确定获奖名单的流程,本次评选最终产生“2013中国LED应用工程优秀奖”7项、“2013中国LED创新产品和技术奖”8项、“2013中国LED行业最具成长性企业”4家、“2013中国LED行业年度影响力企业”9家。利亚德、雷曼光电、洲明科技、同方股份、浪潮华光等企业分别获得相关奖项。

  据了解,贵阳国家高新区自成立以来,形成了高端制造、电子信息、新材料新能源和生物医药四大产业集群。随着国内大尺寸“蓝宝石晶体生长”批量生产空白的LED蓝宝石衬底材料项目的成功引进,高新区又在新能源、新材料领域和LED领域实现了新的突破。为推动光电产业聚集发展,贵阳国家高新区在不断完善园区各种硬件配套设施的同时,通过出台相关政策等措施,不断营造良好的园区发展环境,进一步推动光电产业聚集发展。

  2013年,贵阳国家高新区出台了《关于促进光电产业发展若干优惠政策(试行)》,着力打造光电产业发展的政策高地、成本洼地和创业福地,加大光电产业形成的聚集发展,产生规模效应。对引进光电生产主要设备的光电企业,将按设备或技术的引进总价,给予最高35%的购置款补助,最大限度减少企业在初创期和成长期的资金压力,帮助企业尽快投产达产,实现效益。同时,还鼓励区内光电企业在国内外上市,对新获上市批准的企业,股票成功发行后,在省市奖励的基础上再给予300万元的一次性奖励。

  “与其他地区政策相比,高新区加大了光电产业创新平台的支持力度,提高了资金奖励额度。”贵阳国家高新区管委会相关负责人表示,对实现新增产值的区内光电企业,除享受省市相关电价补贴政策以外,额外给予专项用电补贴,降低企业生产成本,推动企业加快发展。

  据悉,根据《关于促进光电产业发展若干优惠政策(试行)》,贵阳国家高新区将从产业化扶持、财税奖励、创新扶持、人才鼓励等方面对入驻该区的光电企业予以政策扶持,着力打造光电产业新高地,增强贵阳国家高新区光电产业的创新能力。

  会议精彩观点

  工业和信息化部电子信息司集成电路处处长任爱光

  产业正处于五大转变中

  在这里想跟大家交流一些对我们未来实际工作真正能够有作用的东西,而且特别希望大家能给我们的工作多提建议。

  首先,谈谈对LED产业目前的看法。经过多年来的发展,我国电子信息行业的规模超过了10万亿元,已经具备了打造电子信息强国的条件。而我国LED产业更是已经具备了打造我国为数不多的具有核心竞争力的战略性新兴产业的条件。

  从我国LED产业的规模来看,去年已经达到了2000多亿元,今年有望超过3000亿元。我们的技术水平也在加速提升,不断缩小与国际领导企业的距离,国产化的比例越来越高,产业链的部分环节已经达到了国际水平,应用方面也出现了很多具有国际竞争力的企业。从方方面面来看,无论是技术能力,还是企业的规模,我们已经具备了打造为数不多的具有核心竞争力的产业的基础。同时,在标准方面,工信部也做了很多工作,相关标准已经由193项增加到了目前的226项,正在制定的标准还有70多项。

  其次,谈谈自己对产业发展的判断。我认为目前LED产业正处于几个转变之中,一是由技术驱动转向应用驱动。当然不是说技术创新不重要,技术创新造就了产业的高速发展,但是大家在关注技术创新的同时,更要关注商业模式和应用等方面的创新。

  二是整个市场正由政府扶持驱动转向真正的需求驱动。原来很多的企业和项目依赖政府的补贴,而现在的市场需求已经真正起来了。有同学问我,家里装修想用LED灯,能推荐一些吗?这就说明老百姓已经在关注LED照明产品,这是实实在在的转变。

  三是产品形态正由传统的替代型照明向智能照明转变,超越了传统照明的概念。但是,如何去定义产品?如何发挥后来者的优势?我们政府部门能发挥什么作用?希望大家多提建议。

  四是行业正由“小、散、乱”向规模化、集团化转变。最近行业内发生了许多起并购,这是特别好的事情。当然,同时带来的企业文化方面的问题,以及行业里的同质竞争现象,也应该引起大家的关注。

  五是企业正由OEM为主向发展自有品牌转变。这个过程中就会涉及知识产权的问题。

  行业发展正面临着以上的转变,我希望在不久的将来,LED照明产品能够发展到像手机一样,消费者不是等到坏了才去更换,而是因为有了新的花样就替换。

  最后,谈谈下一步工作的思路。未来一段时间内,我们的工作思路都是围绕产业链、生态链、供应链,去布置创新链,再围绕创新链去布置资金链。过去的两年里,我们每年拿出两亿元,并围绕着产业链、供应链来安排资金。之前支持的项目是室内照明,由照明企业牵头,与芯片企业和封装企业来联合,这就是联合创新的概念。联合创新的最终受益在哪里?简言之,如果国内企业和国际巨头合作,对方很难把最先进的技术拿出来跟我们一起开发,而国内企业联合创新的目的就是为了解决这个问题。

  现在我们是让芯片企业来牵头,与国产的成套设备联合创新,目前看来已经有效果了,国产MOCVD设备已经得到了初步应用。未来,我们将继续引导企业在产业链上进行合作。同时,扶持企业做大做强、培育未来品牌、知识产权、标准等也是我们致力的方向。

  中国光学光电子行业协会LED显示应用分会理事长关积珍

  技术工艺面临新挑战

  从LED显示屏行业的发展态势来看,LED显示屏上市公司正在进行积极扩张,利用上市募集资金积极扩建生产场地,购买先进设备,改进生产工艺并购重组。骨干企业的品牌意识也在不断加强,纷纷致力于企业文化建设和人力资源管理,塑造优良品牌,新产品发布会、市场营销大会等品牌推介类活动日渐频繁。

  同时,企业的研发投入和新产品开发力度加大,逐步优化管理和生产流程管理,控制生产成本,提升产品质量,提升竞争中的优势。目前看来,行业整体技术创新方向主要集中在大屏幕控制、高密度显示新产品开发、特殊项目异性工程化设计、应用拓展产品以及产品可靠性、节能等方面。值得注意的是,小点间距高密度显示屏在室内外应用市场迅速提升,成为新的市场增长点。通过协同创新发展、转变经营模式、差异化产品、聚焦细分市场等方式,许多企业形成了自己的核心竞争力。

  再来看看LED显示屏产品的发展趋势。一是全彩色、高清显示,智能化和网络化控制。室内显示屏主要向全彩色、小点间距和高密度方向发展,有望在更大范围内不断替代传统显示产品。室外显示屏主要向大面积、高清晰化、异形产品和工程化设计发展,将更大限度地满足各种户外显示应用的需求。二是基础技术标准化,应用需求多样化,产品设计个性化。专业化分工逐步明确,产业链协同创新,多行业协同推进。企业更加关注差异化产品,细分市场聚焦,塑造品牌内涵,提升核心竞争力。三是显示系统工程,多技术、多系统集成的专业化解决方案。面向日趋复杂的系统应用需求,显示应用产业将从单一产品提供向显示系统工程建设发展。针对行业应用、行业需求的服务和技术保障的专业化显示系统解决方案提供将成为行业的重要发展方向。

  在这样的发展趋势下,LED显示屏就对LED器件、驱动电路、电源等产品、技术工艺提出了新的挑战:可靠性是最需要提升的;显色性要保持更好;耐候性很关键,因为显示屏的使用环境不一,无论室内还是室外,经常处于复杂或者恶劣的环境中;功耗是非常重要的,因为显示屏产品总是要大面积、大范围地使用;保持LED芯片材料的波长一致性和良好的抗静电能力;通过提升LED封装的技术工艺水平确保产品的可靠性;提升LED显示屏整机可靠性和显示系统稳定性。而以上挑战,都是需要产业链各环节共同协作才能面对的。

  中国电子材料行业协会李清岩

  衬底材料继续向大尺寸演进

  目前,中国从事LED蓝宝石衬底的企业约为50家,其中已投产约30家,生产能力超过1亿片/年(以2英寸片计算),已经超过了全球的需求量。但是,蓝宝石企业直接生产PSS衬底的却不多,PSS衬底片生产技术有待提升。

  同时,在采用Si衬底量产LED方面,国内有很多研究所、企业正在开发同质衬底、复合衬底和SiC衬底,并取得了很大成果。

  就行业的发展方向来看,大尺寸蓝宝石晶体是行业的发展方向之一。因为掏取大尺寸晶棒时,优势更加明显,可以大幅提升材料利用率,降低成本。以150kg和90kg晶体为例,前者可掏取4英寸晶棒约2000mm及2英寸晶棒1500mm,材料利用率超过50%;重量是后者的1.66倍,得棒数量却是后者的1.8倍,可用材料获得率更高。同时,由于LED芯片存在边缘无效区,所以直径越大,边缘无效区越小。以6英寸衬底为例,表面积是2英寸衬底的9倍,芯片数量却是2英寸的10.9倍,因此衬底尺寸越大,芯片数量优势越明显。另外,由于MOCVD设备价格非常昂贵,采用大尺寸衬底可以大幅提高每个轮次的芯片产量,采用6英寸衬底每个轮次的芯片产量比2英寸衬底提高55%。

  再来看看碳化硅衬底。其导热系数为490W/(m·K),导热性能要比蓝宝石衬底高出10倍以上,而且不需要电流扩散层,因此光不会被电流扩散层的材料吸收,提高了出光效率。当然,目前其制造成本也比较高。相对于蓝宝石衬底来说,碳化硅衬底具有一系列优势:与GaN外延层有更好的晶格匹配,可减小器件内由于晶格失配造成的裂纹、应力、位错等缺陷产生,提高器件的内量子效率(IQE);可提高器件的散热能力;减少了制作电极阴极的工序;利于制备垂直结构LED等。

  总的来说,碳化硅衬底LED的优势就是高发光效率,更适合功率型的LED。目前,美国科锐公司的实验室水平已经达到276lm/W,3W的产品也能达到180lm/W的水平。可以说,碳化硅衬底LED是发展高端LED的捷径!

  另外,除了关注蓝宝石PSS片、碳化硅和硅等衬底材料,高性能环氧树脂、导电胶、硅胶、荧光粉、封装散热基板等高端LED封装材料也应该成为国内重点发展的方向。

  北方微电子装备有限公司副总裁纪安宽

  关键设备国产化进展迅速

  就LED的生产过程来说,从蓝宝石材料开始,一直到PSS、外延、芯片端,再到最后的减薄等工艺,目前,国产设备已经能够很好地代替进口设备。尤其是最近几年发展比较快的外延、芯片的关键设备,也都实现了国产化。

  按工序的具体顺序来看,浙江晶盛机电有限公司生产的90公斤蓝宝石单晶炉,苏州赫瑞特、湖南宇晶、唐山晶玉、中国电子科技集团公司第四十五研究所(以下简称“45所”)等生产的多线切割机,中晟光电、中微半导体的MOCVD设备,45所的清洗设备、光刻机,北方微电子的PECVD设备、ITO薄膜溅射设备、AlN薄膜溅射设备、GaN ICP刻蚀机、PSS ICP刻蚀机,深圳矽电半导体设备有限公司的全自动点测设备,45所、大族激光、苏州德龙的激光划切机,45所的自动粘片机、自动引线键合机等等,各项技术指标均已接近或超过国外主流机型,部分型号已经成为主流企业生产线上的主力量产机型。

  下面谈谈国产设备的发展趋势。其实最核心的方向就是,在不提高成本和产品性能的前提下,尽量提高设备的产能,同时适用于更大的晶圆尺寸。

  另外,在新工艺开发方面,应用于倒装芯片反射层沉积的金属溅射设备、应用于高压芯片的深隔离槽刻蚀设备、有效提高芯片产能和亮度并降低成本的AlN缓冲层沉积设备、应用于晶圆级封装的TSV刻蚀设备和沉积设备都是设备企业努力的方向。

  最后,提出一些关于进一步加快国产LED关键设备发展的期望和建议。一是期待国家和地方政策的更有力支持,从政策(如税收、采购国产设备补贴)和资金(专项基金支持)几个方面扶持研发、引进人才。二是建议设备应用企业与设备生产商结盟,尽早进行新工艺合作开发,提前占领市场。三是设备企业应该做好供应链方面的支持,保障零部件供应和质量,降低国产设备的成本,提升国产设备竞价优势。


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