國內LED芯片在“潛伏” 核心設備產業(yè)化“老大難”

產業(yè)化方面，以三安光電為代表的國內廠商突破了100lm/W的技術大關，順利完成了‘863計劃’課題目標。國產芯片有望憑借優(yōu)越的性能和極具競爭力的價格優(yōu)勢在當前的‘十城萬盞’試點示范工程、大尺寸液晶顯示屏背光以及室內通用照明等應用領域逐步滲透并最終取代進口芯片。

　　2009年，我國芯片國產率達52%,產值較2008年增長25%,達到23億元;LED封裝產值為204億元;半導體照明應用在擺脫金融危機的影響后，逆勢增長30%以上，達到600億元。2009年我國LED產業(yè)總規(guī)模共計827億元。從產業(yè)環(huán)境來分析，2009年國內外影響產業(yè)環(huán)境的大事件不斷，半導體照明與當今世界的社會和經濟發(fā)展聯(lián)系愈加緊密，機遇和挑戰(zhàn)并存;從產業(yè)本身來看，國內外技術不斷突破，新的應用迅速發(fā)展，相關扶持政策逐步出臺，產業(yè)競爭在技術、市場、產品等層面均出現(xiàn)了新的形態(tài);從產業(yè)發(fā)展趨勢來看，我國半導體照明產業(yè)發(fā)展機遇明顯大于挑戰(zhàn)，整體產業(yè)環(huán)境和產業(yè)競爭進一步完善，產業(yè)發(fā)展前景更加明朗。

　　在中國LED芯片產業(yè)的發(fā)展過程中，早期產品主要以普通亮度為主，生產廠商也只有南昌欣磊等少數(shù)幾家。進入2003年后，以廈門三安、大連路美為代表的幾家芯片生產企業(yè)陸續(xù)成立。針對芯片市場的需求，這些生產企業(yè)紛紛把產品重點集中在高亮度芯片，這直接帶動了中國高亮度芯片產量的快速增長。一時間，中國掀起了LED芯片產業(yè)發(fā)展的心高潮，高亮度芯片成為中國LED芯片產業(yè)發(fā)展的主要推動力。2006年中國LED芯片產量大大309.3億個，產值11.9億元。對于高亮度芯片來說，2003年至今成為高速發(fā)展階段。特別是隨著廈門三安、大連路美等一批高亮度芯片生產企業(yè)的產能釋放，國內高亮度芯片產量出現(xiàn)井噴式增長，在經歷了2003-2005年產量增長過100%的快速增長期后，2006年高亮度芯片產量繼續(xù)保持過100%的增長速度，增長率達到101,4%,芯片產值增長率達到45%.

　　國內LED芯片在“潛伏”

　　據LED產業(yè)研究機構LEDinside統(tǒng)計至2009年8月，中國大陸現(xiàn)存LED芯片生產企業(yè)達62個，近幾年呈快速上漲的勢頭。1999年是中國LED芯片企業(yè)開始飛速發(fā)展的開始，在98年中國僅有3個相關企業(yè)，1999年增加了6個，并從1999年至2009年每年都有2-7個企業(yè)進入LED芯片行業(yè)。

　　從1999年到2009年11年里有7年時間每年新進入LED芯片企業(yè)的數(shù)量在6個及以上。低谷在2002年，僅有2個企業(yè)進入LED芯片行業(yè)。最高峰在2009年，僅1月至8月就有7個企業(yè)進入LED芯片行業(yè)。芯片生產企業(yè)數(shù)量更是從1998年3個增至2009年8月62個。

　　2000年之前雖有企業(yè)進入LED芯片行業(yè)，但LED芯片企業(yè)真正量產則是在2000年以后。07年以后成立的企業(yè)一般投資額度和規(guī)劃產能較大，多個還處于建設期，今后幾年將陸續(xù)投入生產，其產能釋放后中國大陸LED芯片的產量將大幅度上升。LED產能情況見LEDinside相關的LED芯片產能研究報告。

　　至2009年8月中國大陸已經有15個省/直轄市進入LED芯片行業(yè)，廣東、福建企業(yè)數(shù)量明顯領先于其他地區(qū)，廣東有10個占16.1%,福建有8個占12.9%.7個國個半導體照明產業(yè)化基地所在的省/直轄市，LED芯片企業(yè)數(shù)量都在4個或以上。7個國個半導體照明產業(yè)化基地所在的省/直轄市廣東、福建、上海、河北、江蘇、江西、遼寧LED芯片企業(yè)合計41個，約占LED芯片企業(yè)總數(shù)的2/3.山東、湖北、浙江LED芯片企業(yè)數(shù)量也都在4個以上。

　　至2009年8月中國大陸已經有31城市進入LED芯片行業(yè)，從城市看整體分布較為分散。7個國個半導體照明產業(yè)化基地廈門、上海、深圳、大連、石家莊、南昌、揚州LED芯片企業(yè)合計25個占40%.其他武漢、北京、東莞LED芯片企業(yè)數(shù)量在3個及以上，也發(fā)展良好。

　　廣東10個LED芯片企業(yè)主要分布在深圳、東莞、廣州、江門四個城市，分別是深圳世紀晶源、深圳方大國科、深圳奧德倫、深圳鼎友、東莞福地、東莞洲磊、東莞高輝、廣州普光、廣州晶科、江門鶴山銀雨燈飾(真明麗)。廣東LED芯片企業(yè)數(shù)量全國最多，但并沒有給市場留下LED芯片大省的印象，利用珠三角眾多LED封裝應用企業(yè)的優(yōu)勢向市場提供更多優(yōu)質的芯片是其發(fā)展方向。

　　福建8個LED芯片企業(yè)主要分布在廈門、泉州、福州三個城市，分別是廈門三安、廈門安美、廈門明達、廈門干照、廈門晶宇、泉州晶藍、泉州和諧、福建福日科。福建是中國LED芯片的生產重地，廈門三安、廈門安美、廈門明達、廈門干照、廈門晶宇都已大規(guī)模量產，福建福日科在福州主要是做封裝，其芯片廠設在北京。而泉州晶藍、泉州和諧都各規(guī)劃投資5.5億美元的LED產業(yè)基地。福建將繼續(xù)在LED芯片領域發(fā)揮領導作用。

    其他地區(qū)企業(yè)典型企業(yè)還有南昌欣磊、江西晶能、大連路美、上海藍寶、上海大晨、上海藍光、河北匯能、河北立德、杭州士蘭明芯、山東華光、武漢迪源、武漢華燦等等。

　　62個LED芯片企業(yè)中，中資29個占46%,外資14個占23%,中外合資19個占31%.外資和中外合資企業(yè)合計34個占一半以上達54%.外資和中外合資企業(yè)合計廣東7個、福建6個、江西3個、遼寧3個、江蘇3個，這5個省外商投資相關LED芯片企業(yè)數(shù)量在3個及以上是外商投資LED芯片企業(yè)的主要省份。也可以看出這些地區(qū)在LED芯片企業(yè)招商引資方面做的比較好。

　　中國大陸LED芯片企業(yè)數(shù)量僅幾年時間就增長到了62個，近幾年每年進入的企業(yè)數(shù)量在6個及以上，2009年前8個月更是新進入了7個企業(yè)，并且今后將會有更多的企業(yè)進入LED芯片行業(yè)。市場呈現(xiàn)一片紅火的場面，說明了市場對LED行業(yè)前景十分看好。這62個LED芯片企業(yè)規(guī)劃的產能預計已超過2008年產量的多倍，如果全部釋放出來中國大陸將會是世界上最主要的LED芯片生產基地，但要這些企業(yè)要在市場中生存下來更需要在質量上做文章取得突破，同時如何處理知識產權問題是今后所有面臨的難題。

　　中國大陸62個LED芯片企業(yè)中至今真正大量生產的企業(yè)并不多，并且外延片主要還是依賴臺灣、美國等地區(qū)進口，LED芯片生產方面也更多的集中在小功率芯片。國內的出現(xiàn)了武漢迪源、廣州晶科、西安華新麗華等專注于大功率芯片生產的廠商，但從目前情況來看大功率芯片主要還是依賴進口。

　　目前中國大陸本土LED芯片企業(yè)因技術、設備配套等問題產能未發(fā)揮出來。除了少數(shù)幾個如廈門三安、武漢華燦、南昌欣磊、大連路美等產能利用滿載，大部分企業(yè)已有產能的產能利用率并不高。外資企業(yè)以臺灣、香港企業(yè)居多，部分企業(yè)已經量產，不少處于在建或擴產中，今后一兩年量產后將直接大幅度提高中國大陸LED芯片的產量。隨著行業(yè)的不斷成熟，中國大陸的LED芯片實際產能也將不斷發(fā)酵，同時LED行業(yè)的景氣將吸引更多的企業(yè)進入到LED芯片行業(yè)中來。

　　LED照明芯片核心設備產業(yè)化“老大難”

　　旨在打破國外技術壟斷的我國首家、全球第四家量產型LED照明芯片核心設備制造項目，2009年1月19日落戶廣東佛山市南海區(qū)。這意味著制約我國LED照明產業(yè)瓶頸的核心裝備可望實現(xiàn)國產化。但是否能夠產業(yè)化還有待時間的考量。但現(xiàn)實是我國前期在芯片核心設備產業(yè)化的探尋都以失敗而告終。

　　但我國外延芯片產業(yè)發(fā)展迅速，從2000年的幾家，發(fā)展到今天的將近60多家。企業(yè)對設備和材料的需求很大。僅2008年一年，國內進口的MOCVD就在35臺-40臺之間，而且主要是生產型設備。2009年，比較樂觀地估計，MOCVD進口數(shù)量可能會達到50臺-60臺。

　　上游涉及的設備很多，也很重要。主要包括外延用的MOVCVD、X-ray、AFM、CV/Hall、PL/EL以及檢漏、烘烤設備等，芯片制造用的光刻、去膠、ICP/RIE、PECVD、E-beam蒸發(fā)、濺射、清洗、烘干、顯微鏡、臺階儀、橢偏儀、磨拋、劃片、芯片測試、分選等。原、輔材料包括MO源、氨氣、硅烷、磷烷、砷烷、氫氣，氮氣，氯化氫氣體等。LED上游所需設備的特點是價格昂貴，交貨時間長。比如外延所需的MOCVD,生產型設備一般是在200萬美元左右，交貨時間一般在6-8個月。上面提到的這些上游設備90%以上是進口的，其中的主要配件也是進口的。所以說，LED產業(yè)的裝備和原輔材料的進口比例，從上游到下游呈現(xiàn)由高到低的趨勢。

　　當前在這兩個領域，國產化進程都還非常不理想，關鍵設備方面尤其薄弱。上游材料領域，襯底材料和外延材料都相對落后，近幾年取得很大進步，但研發(fā)、投入等方面的問題并沒有得到根本改善。

　　同時，規(guī)?；到y(tǒng)集成技術研究和重大應用進展順利。應用產品種類與規(guī)模處于國際前列，已成為全球LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等應用產品最大的生產和出口國。天津一汽夏利和常州星宇已開發(fā)出LED汽車前照燈樣燈，2008年7月海信首款42英寸超薄LED背光液晶電視上市，目前已銷售近萬臺，預示著占世界產量40%的中國消費類電子產品開始大規(guī)模使用LED技術

　　綜合而言，當前LED芯片生產領域我國企業(yè)的基本競爭格局是廠商數(shù)目少，現(xiàn)有廠商技術偏重于高亮度芯片的研發(fā)生產，企業(yè)競爭程度還比較低。

　　從現(xiàn)階段來看，外延、芯片產業(yè)化中存在的主要問題有：第一，具有創(chuàng)新的、有自主知識產權的核心技術較少，很難與國外的同行競爭。第二，高性能LED芯片和功率LED芯片，目前國內很少，仍需要大量進口，這嚴重地制約了整個LED產業(yè)的發(fā)展。第三，國內外延、芯片的不少研究成果，如外延新技術、芯片的新結構、新工藝等很難在企業(yè)中推廣應用，這也許是體制問題。第四，國內外延、芯片企業(yè)的產業(yè)化規(guī)模偏小，企業(yè)研發(fā)力量不足，產量偏少，產品成本偏高，缺乏競爭能力。

    高端應用能否倒逼LED芯片振興?

　　北京奧運會不僅是各國體育健兒競技和拼搏的賽場，還是LED展示自己風采和魅力的舞臺。LED在開幕式表演、奧運會場館、景觀照明、室內外全彩顯示屏等方面的出色表現(xiàn)，為觀眾帶來震撼的視覺盛宴，使人們對LED有了更加直觀、深刻和全新的體驗和認知，LED的應用和推廣無疑將進一步提速。專家預計，2010年上海世博會將成為LED應用的又一個里程碑，屆時我國的LED產業(yè)將迎來新的發(fā)展高峰。

　　但是在北京奧運會LED耀眼和輝煌的背后，存在著我國在LED上游核心技術方面的缺失，暗藏著產業(yè)的隱憂。據了解，奧運會中采用的LED器件和燈具主要是由中國企業(yè)封裝和生產的，但是價值鏈中含量最高的功率型芯片基本上是從國外進口的。北京奧運會提升了LED應用的水平，但也反映出我國LED產品以中、低檔為主，缺乏具有自主知識產權的核心技術，高性能LED和功率型LED產品均要依賴進口的窘境。

　　我國的LED外延芯片生產近年雖有很大發(fā)展和進步，但總體仍一直停留在中低檔水平，還不能大規(guī)模應用于高質量的顯示屏，以及中、大尺寸LCD背光等高端應用領域，我國高光效、高可靠的LED應用產品所用的高檔外延芯片幾乎全部依賴于進口，高光效的功率型芯片目前尚無國內廠家能夠提供。

　　中國光學光電子行業(yè)協(xié)會光電器件分會秘書長彭萬華表示：從現(xiàn)階段來看，外延、芯片產業(yè)化中存在的主要問題有：第一，具有創(chuàng)新的、有自主知識產權的核心技術較少，很難與國外的同行競爭。第二，高性能LED芯片和功率LED芯片，目前國內很少，仍需要大量進口，這嚴重地制約了整個LED產業(yè)的發(fā)展。第三，國內外延、芯片的不少研究成果，如外延新技術、芯片的新結構、新工藝等很難在企業(yè)中推廣應用，這也許是體制問題。第四，國內外延、芯片企業(yè)的產業(yè)化規(guī)模偏小，企業(yè)研發(fā)力量不足，產量偏少，產品成本偏高，缺乏競爭能力。

　　目前，我國各級政府正在如火如荼地支持LED產業(yè)的方式，比如’城市亮化工程‘、各種示范工程、公共檢測平臺等，實質上都主要使得產業(yè)的中下游受惠，而上游芯片得到的資金不僅少而且分散。其中的客觀原因在于，上游芯片的投資需求很大而且風險高，而中下游的投資需求相對較少且容易很快達到推廣效果。

　　但是，在關注這些示范工程的同時，讓我們看看一些背后的景象：

　　盡管國內有一些廠家可以提供顯示及背光源應用所需的小功率LED芯片，但是面對巨大的照明應用市場，目前中國尚無一家企業(yè)能提供可量產的大功率照明LED芯片。盡管有些本土芯片商試圖研發(fā)大功率照明LED芯片，但研發(fā)計劃卻紛紛因金融危機受阻或者下馬。

　　由于國內高端芯片的缺失，而臺灣代工廠的芯片也因實質上被五大巨頭專利控制而沒有定價權，再加上美國針對LED產業(yè)'337’調查案的威脅，因此，國內的封裝及應用廠家只能選擇國外芯片。由于壟斷，國外芯片廠商始終為了攫取最大化利潤始終不肯降低芯片價格，這對于國內封裝及應用廠家來說，為了保持尚已較低的產品利潤，不得不降低其它方面的成本，從而造成了許多封裝及應用廠家只得將生產基地從成本較高的沿海城市，如深圳，轉移至成本較低的內陸地區(qū)。深圳方大國科遷移至東北就是明證。

　　連科技部高新司副司長戴國強都不無感慨地說：‘在上游方面和國際巨頭相比，我國還是處于較弱的局面，特別是在知識產權的封鎖中，我們如何應對未來給我們的挑戰(zhàn)?企業(yè)規(guī)模小、產品可靠性差、缺乏企業(yè)品牌、高端市場被占，都將是我們下一步半導體照明產業(yè)發(fā)展必須應對的一個主要問題。

　　或許，我們更相信，’在應用方面更加值得我們關注，作為一個新興的技術應用領域，它的應用市場需要我們應用方面的人才來引導和支撐，但是在這個方面企業(yè)還沒有足夠的實力、研究院所還沒有把它作為一個重要的方向給予足夠的重視，這很可能成為我們下一步發(fā)展中的一個最大的困難。