2017年中国LED产业概述

　　LED 是“Light Emitting Diode”的缩写，中文译为“发光二极管”，是一种可以将电能转化为光能的半导体器件，它利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。 芯片是 LED 的核心部分，不同材料的芯片可以发出红、橙、黄、绿、蓝、紫色等不同颜色的光。

LED芯片及结构示意图

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　　LED 是第四代照明光源，具有发光效率高、光线质量好、能耗低、响应时间短、寿命长。适用性强、可靠耐用、安全环保等优点。（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 80%-90%。而光效差不多的白炽灯可见光效率仅为10%-20%。LED 电能转化为光能转换率接近 90%，而目前通常的室内照明灯具的平均电光转换率大约 20%，有 80%的电能因转化为热能而浪费掉。（2）光线质量好：由于光谱中没有紫外线和红外线，故没有热量和辐射，属于典型的绿色照明光源。（3）能耗小：小功率 LED 一般在 0.05W左右，在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的 1/10。（4）响应时间短：白炽灯的响应时间为毫秒级，LED 灯的响应时间为纳秒级。（5）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。（6）适用性强：每个单元 LED小片是 3-5mm 的正方形，可以制备成各种形状的器件，且适合于易变的环境。（7）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。（8）安全：单位工作电压大致在 3V 左右，工作电流在 20mA 左右。（9）绿色环保：废弃物可回收，没有污染。

LED与前几代灯源比较

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　　LED 行业上游为外延片和是芯片制备，中游为封装领域，下游主要是LED 应用领域，包括显示、照明、背光等。其中，上游技术门槛较高，主要由国外大厂商主导，如首尔半导体、日亚化学等；而中下游技术含量则相对较低，国内厂商主要集中在该领域。

LED 行业产业链

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　　1、上游领域 ：外延片和芯片制备

　　LED芯片的制备的第一步要在衬底上制作氮化镓（GaN）基的外延片，这个过程主要是。在金属有机化学气相沉积外延炉中完成的。常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底，还有 GaAs、AlN、ZnO 等材料。MOCVD 是利用气相反应物（前驱物）及Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3 在衬底表面进行反应，将所需的产物沉积在衬底表面。通过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例，从而控制镀膜成分、晶相等品质。MOCVD 外延炉是制作LED 外延片最常用的设备。

　　接下来是对LED PN结的两个电极进行加工，电极加工是制作 LED 芯片的关键工序，包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨；然后对LED毛片进行划片、测试和分选，最后可以得到所需的 LED芯片。

各式LED制作流程

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　　2、中游领域：芯片封装

　　LED封装的主要目的是实现 LED芯片和外界电路的电气互连与机械接触，保护 LED 免受机械、热、潮湿等外部冲击，实现光学方面的要求，提高出光效率，满足芯片散热要求，提高其使用性能和可靠性。

　　LED封装包括十一个步骤：扩晶；背胶；将备好银浆的扩晶环放入刺晶架中，由操作员在显微镜下将 LED 晶片用刺晶笔刺在 PCB 印刷线路板上；将刺好晶的 PCB 印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置一段时间，待银浆固化后取出；粘芯片；烘干；绑定(打线)；前测；点胶；固化；后测。

LED器件封装形式分类

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　　3、下游应用 ：显示、照明、背光等

　　随着技术创新以及成本下降，LED 下游应用加速拓展， 照明已成为 LED 最大的下游应用市场。在显示屏和背光源领域，进一步提升的空间已较小。另外，LED 在红外和紫外光区也具备广阔的应用前景。其中红外LED主要用于安防监测和传感器，安防监测红外LED在汽车电子领域可用于夜视系统。

LED应用领域分类

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