中国半导体照明产业分析报告Word下载.docx
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LED作为新型照明产品，从21世纪开始才被大力推广。
而LED的发展却经过了漫长的道路。
说到LED的发展，就不得不说LED的发明。
1907年，亨利·
约瑟夫·
罗德（HenryJosephRound）首次在一块碳化硅（SiC）里观察到电致发光现象。
由于其发出的黄光太暗，不适合实际应用；
更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应，研究随之被摒弃。
1936年，GeorgeDestiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。
随着电流的应用和广泛的认识，最终出现了“电致发光”这个术语。
1955年，美国无线电公司（RadioCorporationofAmerica）的鲁宾•布朗石泰（RubinBraunstein）首次发现了砷化镓（GaAs）及其他半导体合金的红外放射作用。
1962年，通用电气公司的尼克•何伦亚克（NickHolonyakJr.）开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。
20世纪70年代中期，磷化镓被使用作为发光光源，随后就发出灰白绿光。
LED采用双层磷化镓蕊片（一个红色另一个是绿色）能够发出黄色光。
就在此时，俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的LED。
尽管它不如欧洲的LED高效。
在70年代末，它能发出纯绿色的光。
1993年，日本日亚化学工业（NichiaCorporation）工作的中村修二（ShujiNakamura）成功把氮渗入，造出了基于宽禁带半导体材料氮化镓（GaN）和铟氮化镓（InGaN），具有商业应用价值的蓝光LED。
有了蓝光LED后，白光LED也导随即面世。
之后LED便朝增加亮度的方向发展，当时一般的LED工作功率都小于30至60mW（毫瓦）。
1999年输入功率达1W的LED商品化。
这些LED都以特大的半导体芯片来处理高电能输入的问题，而半导体芯片都是被固定在金属片上，以助散热。
2002年，在市场上开始有5W的LED出现，这批LED在当时的发光效率大约是18-22lm/W。
2003年9月，科锐公司（Cree）展示了其新款的蓝光LED，在20mW的功率下效率达35%。
他们亦制造了一款达65lm/W的白光LED商品，这是当时市场上最亮的白光LED。
2005年他们展示了一款白光LED原型，在350mW下，创下了每瓦70lm的记录性效率。
2009年2月，日本LED厂商日亚化工（Nichia）发布了效率高达249lm/W的LED，这是在实验室中测得的数据，也是当时发光效率最高的LED。
2010年2月，PhilipsLumileds在实验室内造出白色LED，在标准测试条件下以350mA的电流驱动下发光效率达到了208lm/W，但由于该公司未透露当时的偏压电压，所未能得知其功率。
2013年2月13日，科锐公司（CREE）公布了其LED研发成果，276lm/W的光效再度刷新了光效记录。
2013年4月11日，飞利浦（PHILIPS）展示了新的LED灯泡样品。
这一LED灯的光色为暖白，光效可达200lm/W，远超目前市面上的照明产品。
二、中国半导体照明产业发展历程
1.0国内半导体照明产业发展概况
中国LED产业起步于20世纪70年代，经过30多年的发展，中国LED产业已初步形成了包括LED外延片生产、LED芯片制备、LED器件封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。
在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄7个国家半导体照明工程产业化基地，长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。
目前，中国半导体照明产业发展看好，外延芯片企业的发展尤其迅速，封装企业规模继续保持较快增长，照明应用取得较大进展。
中国在LED应用产品方面已成为世界最大的生产和出口国，新兴的半导体照明产业正在形成。
1.12003年至2006年发展状况
中国的LED产业2003年以来快速发展，已覆盖外延、芯片、封装、应用产品等上下游产业链，“一头沉”的状态正在发生改变，中国LED上游产业得到了较快的发展，其中芯片产业发展最为引人注目。
2006年我国LED芯片市场总需求量为42亿元，其中InGaN芯片需求总量25亿元，其他芯片总需求量17亿元。
在这42亿元的市场中，国内提供的产品只有10.5亿元，75％的芯片是进口的，市场缺口非常大。
从数量来看2006年国内芯片总需求量为660亿颗，国内提供的产能只有290亿颗，而InGzN芯片的总需求量为200亿颗，国内只能提供60亿颗。
国内的半导体照明芯片企业有很大的发展空间。
图表24：
2006年中国LED芯片国产化情况（亿颗）
芯片种类
需求量
国产量
国产率
四元LED
200
60
30.0%
InGaNLED
普亮LED
260
170
65.4%
总和
660
290
43.9%
对于高亮度芯片来说，2003年至今可称为其高速发展阶段。
特别是随着厦门三安、大连路美等一批高亮度芯片生产企业的产能释放，国内高亮度芯片产量出现井喷式增长，在经历了2003-2005年产量增长率过100%的快速增长期后，2006年高亮度芯片产量继续保持过100%的增长速度，增长率达到101.4%，芯片产值增长率也达到45.0%。
图表25：
中国大陆LED芯片销售量增长趋势
图表26：
中国LED芯片产业规模
中国的芯片在全球LED芯片市场中的占有率逐年提升，从2003年的10%增长到现在将近20%的份额，高于全球的平均增长率。
图表27：
中国大陆LED管芯占全球比重
从产业规模看，2006年中国LED产业包括了衬底、外延、芯片、封装四个环节，总产值达到105.5亿元，其中封装环节产值达到87.5亿元。
图表28：
中国LED产业规模
封装仍是中国LED产业中最大的产业链环节，但产值所占比例相对以前有了很大的改善，并在将来的发展中，芯片占的比重将持续得到提升，封装环节占的比重将逐年下降。
图表29：
2006年中国LED产业链环节所占比例
中国芯片产值在整体产业产值中的比重已经由2002年的5.4%上升至2006年的11.3%。
由此可见，中国LED产业结构正在由较低端的封装转向附加值更高、更具核心价值的芯片环节。
2.22006至2012年发展状况
近年来，随着LED技术的不断突破、节能效果的日益显现，LED行业的市场规模得到持续增长。
据OFweek行业研究中心出版的《2013年全球与中国LED行业市场研究及预测分析报告》显示，2006年我国LED行业市场规模仅为356亿元，而到2012年，我国LED行业市场规模已增至1920亿元，年均增长32.43%。
数据来源：
OFweek行业研究中心
从产业链市场来看，LED下游应用的市场规模最大，2012年达到1520亿元，占整个行业市场规模的79.17%，成为2012年LED行业发展的主要驱动力。
2012年LED的中游产业增长了12.28%，LED封装市场规模达到320亿元，其中MDLED封装产量最大，占到整个LED器件产量的50%左右，已经成为LED封装的主流产品。
从应用市场来看，据《2013年全球与中国LED行业市场研究及预测分析报告》显示，2012年通用照明继续成为LED最大的应用领域，占LED应用市场规模的28%；
景观照明是LED的第二大应用领域，占22%；
LED第三大应用领域是背光应用，占19%。
三、中国半导体照明产业发展现状及特点
（1）国家加强对半导体照明领域的政策推动
2012年5月，科技部发布《半导体照明科技发展“十二五”专项规划（征求意见稿）》，专项规划指出到“十二五”末半导体照明产业规模预计将达到5000亿，培育20-30家具有自主知识品牌和知识产权的龙头企业，40-50家创新型的高新技术企业，同时建设20个特色产业化基地。
2012年5月，国务院发布了《国家基本公共服务体系“十二五”规划》，其中，拟安排22亿元支持推广节能灯和LED灯。
2012年，中国电子进出口总公司（招标代理机构）受财政部经济建设司、国家发展和改革委员会资源节约和环境保护司、科学技术部高新技术发展及产业化司（招标人）的委托，对“2012/2013年度半导体照明产品财政补贴推广项目（室内照明产品-LED筒灯、反射型自镇流LED灯）”进行国内公开招标。
2012年8月，入围企业名单发布。
表明国家对LED及半导体照明产业的扶持重点逐步由中上游环节向下游照明应用环节转移，由制造环节逐步向消费环节转移。
（2）半导体照明成为资本市场投资的热点领域
从2010年起，LED及半导体照明成为中国上市公司投资与相关公司上市融资的热点领域。
据不完全统计，截至2012年第三季度，业务涉及LED领域的上市公司有53家。
其中，全产业链布局的企业有6家；
上游设备、材料和衬底企业有9家，其中南大光电是国内唯一能量产MO源的厂商；
下游封装、应用企业有25家，数量超过一半。
上海贝岭、华微电子和士兰微三家上市公司为LED下游照明、显示等应用提供配套的驱动IC和功率IC产品。
此外，茂硕电源是专业制造LED电源的厂商。
（3）中国半导体照明产品的市场化水平提高
2012年，LED光源被引入照明产品中色温、散热、配光、驱动器寿命等技术问题，逐步得到解决或者优化。
在上游成本下调、下游市场放大和横向竞争加剧的共同作用下，半导体照明终端产品价格持续下滑，行业开始从高利润、大波动时代逐渐走向利润合理、稳定发展的时期。
半导体照明的重点领域也开始由户外道路照明、装饰景观照明逐步向室内功能性照明领域拓展。
同时，半导体照明主要的技术路线和产品标准逐步明晰，国家高密度出台的推动政策向照明应用各环节倾斜，优胜劣汰、行业洗牌促进行业集中度逐步提升。
考虑到半导体照明未来巨大的市场空间和目前的行业现状，从2012年开始的两到三年，中国半导体照明产品的市场化水平将进一步提高。
（4）渗透率快速提升，但仍低于全球平均水平
2012年，随着照明终端产品价格持续下调，以及国家对半导体照明领域推动政策的密集出台，中国半导体照明市场渗透率较快提升。
2012年，中国半导体照明市场渗透率达到7%，在通用照明市场中的渗透率从2011年的1%左右增加到2012年3%以上，商用照明已为LED在通用照明领域增长最快的细分市场。
2012年，LED在商业照明领域的渗透率超过5%。
商业照明中常用的灯具类型，譬如LED筒灯、射灯、直管灯等渗透率增长较快。
2011年，全球半导体照明的渗透率仅有8%，2012年达到12.5%。
预计2013年，半导体照明渗透率将快速提升到18%，2015年这一指标将达到45%。
2012年，中国半导体照明渗透率仍然低于全球平均水平。
2012年也是中国半导体照明市场规模化启动的第一年，市场规模与在照明领域的渗透率快速增长。
（5）本土企业市场竞争力快速提升
中国本土LED及半导体照明企业经过多年的发展积累，竞争实力已得到了快速提升。
2012年，在资本市场的投资重点和国家政策的扶持重点向半导体照明领域倾斜，使得半导体照明及相关领域的本土企业竞争实力得到快速提升。
竞争力的快速提升，除了表现在生产规模的扩大，还表现在核心技术的自主研发、产品质量的提升、企业品牌的打造、细分市场的开拓以及销售渠道的建设等许多方面。
（6）终端产品价格持续下滑，光源成本占比逐步减小
半导体照明灯具普及的最大障碍就是价格，半导体照明产品的高利润时代已经过去，成本成为价格的主要决定因素。
现阶段，半导体照明灯具的成本是荧光灯器具和HID器具的3－5倍，原因在于单位亮度的光源价格以及周边部件的成本要远高出传统照明灯具。
半导体照明灯具光源成本占比较高，但呈逐年递减的趋势。
此外，灯具产品还需要驱动电源、散热、透镜、结构件等周边部件。
因此，要降低产品成本不仅要降低光源成本，降低周边部件的成本同样也很重要。
四、中国半导体照明产业未来发展趋势
（1）半导体照明将开启照明智能化时代
目前，半导体照明智能控制所用的传感器包括红外线传感器、超声传感器、光敏传感器、照度传感器、声敏传感器、霍尔传感器等。
智能照明所采用的网络平台有KMX、DALI、ZIGBEE（适用短距离、家居、办公室等）等。
2012年9月，由飞利浦、GE照明、路创、欧司朗、松下和东芝六家照明巨头发起成立了全球互联网照明联盟，推动和鼓励开发开放标准无线网络控制照明系统解决方案的实施。
（2）产品向多元化应用领域拓展
半导体照明应用正逐渐从简单的装饰照明，逐渐转向大功率的城市景观照明、市政道路照明、汽车照明和工业照明为主的功能性照明产品发展，并逐步满足高速公路、隧道、地铁、机场、航运等对照明产品的可靠性要求较高的市场需求。
此外，在防爆灯、半导体制造照明、低温照明、紫外消毒、医用照明等特殊、特种领域的照明应用也在逐步使用更具优势的LED光源产品。
（3）渠道建设将成为众多企业成功的关键
当半导体照明开始进入通用照明领域，整个市场开始放量。
同时，半导体照明产品开始直面终端消费者，多元化的细分市场和多样化的消费群体，使得照明产品“小产品大市场”的特点更加显现。
在这种情况下，营销体系和渠道建设对于企业产品的销路和品牌的打造具有举足轻重的作用。
（4）半导体照明产品不断追求小型化和集成化
随着电子产品小型化、低功耗趋势已经势在必行，因此终端产品制造商们对各种元器件提出了小型化要求，LED也不例外。
目前，随着单颗LED芯片功率与亮度等不断提升，在散热技术不断优化的前提下，半导体照明产品供应商都在积极开发更具体积优势的LED产品，半导体照明产品的小型化和集成化已成为发展方向。
五、中国半导体产业的“十二五”的重点研究任务
（一）基础研究
解决宽禁带衬底上高效率LED芯片的若干基础科学问题，研究高密度载流子注入条件下的束缚激子及其复合机制；
探索通信调制功能和LED照明器件相互影响机理。
重点研究方向：
1、超高效率氮化物LED芯片基础研究
研究大注入条件下LED的发光机理，建立功率LED器件的基本物理模型，研制高质量氮化物半导体量子阱材料和超高效率氮化物LED芯片并完成应用验证，提出提高氮化物LED发光效率的新概念、新结构、新方法，突破下一代白光LED核心技术。
2、新型微纳结构半导体照明
研究微纳材料和技术对白光LED效率的作用机理，掌握提高LED量子效率的方法，突破下一代白光照明核心微纳技术。
研究纳米图形衬底的制备原理及对外延材料的影响机理；
研究表面等离子体结构对半导体照明器件量子效率的提升作用；
研究微纳结构的作用机理和出光效率的提升方法。
3、短距离光通信与照明结合的新型LED器件基础研究
重点开展载流子复合通道和寿命的关联性、掺杂机理、电流通路高速响应机制、外延芯片封装结构对照明及通信质量的调控、器件级通信质量分析验证、LED芯片与探测器单片集成机理和工艺、高速短距离光通信单元组件等研究。
开展新型LED器件相关物理问题的研究，研制出通信、、照明两用的高速调制的创新型LED通信照明光源。
4、超高效OLED白光器件基础研究
重点开展载流子注入和激子复合机理、金属电极等离子体淬灭机理及其应对方法、表面等离子局域发光增强机理和方法、出光提取、新型发光材料和主体材料的设计、蓝色磷光材料的退化机理、高效长寿命叠层白光OLED器件等研究；
力求制备出1000尼特条件下光效超过120lm/W的有机白光器件。
（二）前沿技术研究
突破白光LED专利壁垒，光效达到国际同期先进水平；
研究大尺寸Si衬底等白光LED制备技术，加强单芯片白光、紫外发光二极管（UV-LED）、OLED等新的白光照明技术路线研究；
突破高光效、高可靠、低成本的核心器件产业化技术；
提升LED器件及系统可靠性；
实现核心装备和关键配套原材料国产化，提升产业制造水平与盈利能力。
1、半导体照明用衬底制备技术研究
大尺寸蓝宝石衬底的制备及图形衬底加工工艺；
高质量SiC单晶的生长、切割和晶片加工技术；
GaN同质衬底制备技术，同质衬底半导体照明外延及器件制备技术；
高质量AlN、ZnO等宽禁带衬底制备关键技术。
2、外延芯片产业化关键技术研究
大尺寸Si、蓝宝石、SiC等衬底的外延生长、器件制备技术；
LED器件结构设计和内量子效率提升技术；
基于图形衬底的高效LED器件关键技术；
垂直结构LED产业化制备技术；
高压交/直流（AC/HV）LED外延、芯片及系统集成技术；
高空穴浓度P型氮化物材料制备技术；
高电流密度、大电流LED技术开发；
基于氧化锌透明导电层的高效LED芯片技术；
高效绿光LED外延、芯片技术；
高显色指数白光LED用高效红光、黄光LED外延、芯片技术；
结合集成电路工艺的LED芯片级光源技术；
多片式MOCVD、新型多片HVPE（氢化物气相外延）及ICP（等离子刻蚀）等生产型设备国产化关键技术。
3、封装及系统集成技术研究
高效白光LED器件封装关键技术、设计与配套材料开发；
三维封装和多功能系统集成封装技术；
有机硅、环氧树脂、固晶胶、固晶共晶焊料等封装材料与相关工艺开发；
陶瓷、高分子、石墨等封装散热材料开发；
LED封装及集成系统的加速测试技术；
高光效、高（小）色区集中率的荧光粉及其涂覆技术；
嵌入式照明材料及技术研究。
4、照明系统关键技术研究
综合考虑照明系统的功能、易用性、兼容性、可替换性、可升级性和成本条件下，系统架构、界面及其优化方法研究；
低成本、高可靠性、易于集成的环境与用户存在、位置、情感和视觉感知技术及其集成方法研究；
具有前瞻性、通用性、低成本高可靠性的通信技术与色温实时、动态控制算法研究；
照明与应用环境相结合并突出被照物特点的最佳色彩、色温、显色指数的照明配方与实现方法研究；
以软件服务为导向的照明系统技术实现方法研究；
以软件服务为导向的照明系统技术与解决方案研究。
5、OLED半导体照明关键技术研究
高效、高可靠性、低成本OLED材料的成套性、创新性开发及其纯化技术；
白光OLED器件及大尺寸OLED照明面板开发；
高亮度OLED照明器件效率、显色指数、稳定性以及大面积均匀性等技术研究；
新型透明电极开发；
柔性基片发光器件及其封装技术；
装备国产化研究。
6、探索导向类白光半导体照明研究
高Al组分AlGaN材料的外延生长研究，深紫外LED芯片制备和器件封装技术；
无荧光粉白光LED技术开发；
类太阳光谱白光LED照明器件开发。
7、其他相关技术研究
高纯MO源、氨气等原材料制备技术；
高效、高可靠、低成本LED驱动芯片关键技术；
半导体照明光度、色度和健康照明研究，半导体照明产品亮度分布、眩光、显色性及中间视觉等光品质评价技术研究；
半导体照明在农业、医疗和通讯等创新应用领域的非视觉照明技术及照明系统研究；
半导体照明材料、器件、灯具及系统可靠性技术，可靠性设计及加速测试方法研究。
（三）应用技术研究
以抢占创新应用制高点为目标，以工艺创新、系统集成和解决方案为重点，开发高光色品质、多功能创新型半导体照明产品及系统，实现规模化生产；
开发出具有性价比优势的半导体照明产品，替代低效照明产品；
开展办公、商业、工业、农业、医疗和智能信息网络等领域的主题创新应用。
1、高效、低成本LED驱动技术开发
高效、低成本、高可靠的LED驱动电源开发，驱动电源产品优化设计、制造工艺关键技术；
高集成度、低成本、高可靠的LED驱动电源芯片开发；
驱动电源系统和电源内部器件的失效机理研究、失效分析模型开发。
2、LED室外照明光源、灯具及系统集成技术研究
大功率室外LED照明灯具系统集成技术，完善LED灯具结构、散热、光学系统设计，提高灯具的效率、散热能力和可靠性；
多功能的新型LED室外照明灯具及散热材料开发；
室外LED照明灯具的防水、防震、防电压冲击、防紫外、防腐蚀、防尘等技术研究；
LED光源、灯具模块及控制设备化、标准化、系列化研究；
规模化生产工艺及在线检测技术；
环境及用户感知器件集成技术；
加速测试的加速因子及测试方法研究。
3、LED室内照明光源、灯具及系统集成技术研究
高效、低成本、替代型半导体照明光源技术，针对现代照明的调光控制和驱动技术；
适合发挥LED优点的高光色品质、多功能新型照明灯具及系统开发；
LED模块化封装产业化关键技术；
二次光学系统开发；
高效率、高稳定性荧光材料及涂敷工艺开发；
新型塑料、陶瓷、石墨、金属等灯具散热材料及散热结构开发，与封装工艺兼容的粘接材料开发；
光源模块、电源模块等接口标准化研究。
4、OLED室内照明灯具及系统集成技术研究
高效、长寿命OLED灯具的设计与开发；
显色指数大于90、无频闪、无紫外光的节能护眼读写作业台灯开发；
超薄OLED灯具开发；
透明装饰灯具开发；
暖色健康夜灯开发；
OLED灯具驱动技术研究。
5、智能化、网络化LED照明系统开发
LED的集群照明应用技术与可变色温的模组化LED照明系统开发；
LED照明系统自动配置技术研究及开发；
降低照明节能管理与维护管理成本的系统集成技术研究；
照明系统网络拓扑及网络性能优化技术研究；
智能化照明控制系统的控制协议与标准开发；
照明系统可靠性模型及优化方法研究；
基于互联网及云技术的公共照明管理系统开发；
基于物联网的半导体照明控制系统及节能管理系统开发；
照明系统
升级会员 