据业内人士预测,到2008年,全球LED的应用市场将从2004年的125亿美元提高到500亿美元,市场潜力巨大,竞争也将越来越激烈,美国能源部的研究报告分析,到2010年,美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯替代,每年节约电费可达350亿美元,半导体灯有望形成500亿美元的大产业。
三、我国LED制造装备产业现状
在国家产业扶持、台商加入及国际巨头三方推进下,LED产业在我国已具相当规模,到2004年底全国已有LED各类企业约3500余家,从业人员50余万人,LED器件产量400亿只/年以上,已初步形成从外延片生产、芯片制备到器件封装集成应用比较完整的产业链,生产企业重点分布在长三角、珠三角、江西、福建及环渤海湾等地区。据统计,2004年中国大陆的LED需求量约240亿只,应用市场达300亿元,2005年总需求量为300亿只,应用市场达到360亿元。
LED生产主要有3个环节,就是发光半导体外延片的生长、芯片制作和封装,目前国内3个环节都有,尤其是外延片的生长环节,我国与世界一流水平还有较大的差距。从产业价值链的情况看,高质量的外延片已经成为中国LED产业发展的主要制约环节,中国的LED产业面临一个巨大的问题就是技术水平太低,中国LED产业刚刚处于起步阶段,不但与日本、美国、欧洲有巨大的差距,即便是与中国台湾相比,也相去甚远,国内LED的产业规模在100亿左右,仅是日本日亚化学一家的一半多一点。目前国内有十几家作LED外延芯片和芯片封装的公司,产业规模较小,最大的也不过2、3亿的产值。
国内的外延片生长技术主要源于美国、基本上是进口美国的有机金属化学气相沉淀(MOCVD)装备,这些装备在美国就不是一流的装备,在整个LED产业外延片的生长、芯片、芯片封装3个环节中,外延片生长投资要占到70%,外延片成本要占到封装成成品的70%,同时外延片生长技术的人才全世界都缺乏,简单的说,外延片的水平决定了整个LED产业水平,国内近几年也陆续引进了50多台MOCVD装备,均处理大生产工艺摸索阶段,一旦工艺成熟,则会上10倍地增大装备数量形成规模生产,市场需求巨大。
国家“863”计划和信息产业发展基金及时支持了国产外延设备如液相外延炉和MOCVD设备的研发(中科院半导体所、中电科技集团公司第四十八所),通过整机消化吸收,关键技术再创新等措施,填补了国内空白,使长期制约我国LED产业发展的装备瓶颈得以突破。
随着国家照明工程的起步,国内LED芯片设备的巨大需求再次引起了国外半导体设备生产商的积极响应,他们日益重视中国这个巨大的市场,但是,这里面也存在着一个隐忧,国外芯片设备高昂的价格,相对制约了国内企业的规模化、产业化发展,也消耗了国家大量宝贵的外汇。同样也挤占了国内设备生产商的发展空间。
由于LED外延片及芯片制造所需的装备要比集成电路芯片制造装备相对简单一些,我国除一些关键装备(如MOCVD、等离子刻蚀机、光电特性测试分选机)尚存一定差距外,其余大部分装备都能自主生产,装备的技术可靠性已经接近国外同类装备的水平,中电科技集团公司第四十五研究所、第四十八研究所、第二研究所3个研究所在各自的专业领域已具备了生产、开发LED全线装备的能力,如中电科技集团第四十五研究所生产的切片机、光刻机、清洗甩干机、探针测试台等,中电科技集团第四十八研究所生产的离子注入机等,它们均已在集成电路和电子元器件生产线上发挥作用。 |