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　　LED光電產(chǎn)業(yè)是一個新興的朝陽產(chǎn)業(yè),具有節(jié)能、環(huán)保的特點,尤其是2009年12月哥本哈根全球氣候會議的低碳減排效應(yīng),將使LED光電產(chǎn)業(yè)更加符合我們國家的能源、減碳戰(zhàn)略,而獲得更多的產(chǎn)業(yè)支持和市場需求,成為一道亮麗的產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)景。

　　LED產(chǎn)業(yè)鏈總體分為上、中、下游,分別是LED外延芯片、LED封裝及LED應(yīng)用。作為LED產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下的LED封裝產(chǎn)業(yè),在整個產(chǎn)業(yè)鏈中起著無可比擬的重要作用?；贚ED器件的各類應(yīng)用產(chǎn)品大量使用LED器件,如大型LED顯示屏、液晶顯示器的LED背光源、LED照明燈具、LED交通燈和LED汽車燈等,LED器件在應(yīng)用產(chǎn)品總成本上占了40%至70%,且LED應(yīng)用產(chǎn)品的各項性能往往70%以上由LED器件的性能決定。

　　中國目前是LED的封裝大國，占全球封裝產(chǎn)量的70%，在中低端LED器件封裝領(lǐng)域市場占有率較高,然而，中國LED封裝企業(yè)非常分散，有近2000家封裝企業(yè)，缺乏能與國際巨頭抗衡的大型企業(yè)，至目前為止還沒有一家上市公司。

　　一、LED封裝產(chǎn)品

　　LED封裝產(chǎn)品大致分為直插式(LAMP)、貼片式(SMD)、大功率(HI-POWER)三大類,三大類產(chǎn)品中有不同尺寸、不同形狀、不同顏色等各類產(chǎn)品。

　　我國的LED封裝產(chǎn)品經(jīng)過十多年的發(fā)展,已形成門類齊全的各類封裝型號,與國外的封裝產(chǎn)品型號基本同步,在國內(nèi)基本能找到各類進(jìn)口產(chǎn)品的替代產(chǎn)品。

　　在今后的幾年里,我國的LED封裝產(chǎn)品種類將更加齊全,與國外產(chǎn)品保持同步。

　　二、LED封裝產(chǎn)能

　　中國已逐漸成為世界LED封裝器件的制造中心,其中包括臺資、港資、美資等企業(yè)在中國的制造基地。

　　目前全球LED封裝的前五大廠商為日亞、Cree，三星、Lumileds以及臺灣億光，其中臺灣億光專注于封裝，是SMD LED封裝行業(yè)的老大，是LG、夏普、三星等LED液晶電視廠商的主要供應(yīng)商，月產(chǎn)能約為10億顆，年銷售額近3億美元。臺灣第三大SMD封裝廠商東貝的產(chǎn)能也提升至5億顆/月。中國LED封裝行業(yè)的佼佼者聚飛光電是國內(nèi)中小尺寸背光廠中最大的側(cè)發(fā)光LED供應(yīng)商，市場占有率近20%，但2009年銷售額還不到2億元人民幣，SMD LED封裝產(chǎn)能僅約為1.2億顆/月。由此看出中國LED封裝企業(yè)與海外企業(yè)的差距。

　　但正是這種差距隱藏著巨大的機會，在LED液晶電視、室內(nèi)照明市場真正大規(guī)模啟動后，中國作為全世界最大的應(yīng)用市場，必將為本土的企業(yè)帶來更多的機會，像其它成熟市場一樣，中國LED封裝市場的格局一定會發(fā)生重大的改變。

　　據(jù)估算,中國的封裝產(chǎn)能(含外資在大陸的工廠)占全世界封裝產(chǎn)能的60%,并且隨著LED產(chǎn)業(yè)的聚集度在中國的增加,此比例還在上升。大陸LED封裝企業(yè)的封裝產(chǎn)能擴充較快,隨著更多資本進(jìn)入大陸封裝產(chǎn)業(yè),LED封裝產(chǎn)能將會快速擴張。

　　三、LED封裝生產(chǎn)及測試設(shè)備

　　LED封裝主要生產(chǎn)設(shè)備有自動固晶機、自動焊線機、自動封膠機、自動分光分色機、自動點膠機、自動貼帶機等;LED主要測試設(shè)備有IS標(biāo)準(zhǔn)儀、光電綜合測試儀、TG點測試儀、積分球流明測試儀、熒光粉測試儀、冷熱沖擊箱、高溫高濕箱等。

　　五年前,LED主要封裝設(shè)備是歐洲、臺灣廠商的天下,國產(chǎn)設(shè)備多為半自動設(shè)備,現(xiàn)在,除自動焊線機外,國產(chǎn)全自動設(shè)備已能批量供應(yīng),不過精度和速度有待進(jìn)一步提高。LED的主要測試設(shè)備,除IS標(biāo)準(zhǔn)儀外,其它設(shè)備已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。

　　就硬件水平來說,中國規(guī)模以上的LED封裝企業(yè)是世界上最先進(jìn)的。當(dāng)然,一些更高層次的測試分析設(shè)備還有待進(jìn)一步配備。

　　中國在封裝設(shè)備硬件上,由于購買了最新型和最先進(jìn)的封裝設(shè)備,擁有后發(fā)優(yōu)勢,具備先進(jìn)封裝技術(shù)和工藝發(fā)展的基礎(chǔ)。

　　四、LED芯片

　　LED封裝器件的性能在50%程度上取決于芯片,50%取決于封裝工藝和輔助材料。目前中國大陸的LED芯片企業(yè)約有十家左右,起步較晚,規(guī)模不夠大,最大的LED芯片企業(yè)（三安電子）年產(chǎn)值約3個億人民幣,每家平均產(chǎn)能在1至2個億。

　　國內(nèi)中小尺寸芯片(指15mil以下)性能與國外品牌差距較小,具有良好的性價比,能滿足絕大部分LED應(yīng)用企業(yè)的需求；大尺寸(指功率型瓦級芯片)還需進(jìn)口,主要來自美國、臺灣企業(yè)。隨著資本市場對上游芯片企業(yè)的介入,預(yù)計未來三年我國LED芯片企業(yè)將有較大的發(fā)展,將有力地促進(jìn)LED封裝產(chǎn)業(yè)總體水平的提高。

　　五、LED封裝輔助材料

　　LED封裝輔助材料主要有支架、膠水、模條、金線、透鏡等。目前中國大陸的封裝輔助材料供應(yīng)鏈已較完善,大部分材料已能在大陸生產(chǎn)供應(yīng)。高性能的環(huán)氧樹脂和硅膠以進(jìn)口居多,這兩類材料主要要求耐高溫、耐紫外線、優(yōu)異折射率及良好的膨脹系數(shù)等。隨著全球一體化的進(jìn)程,中國LED封裝企業(yè)已能應(yīng)用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。

　　六、LED封裝設(shè)計

　　直插式LED的設(shè)計已相對成熟,目前主要在衰減壽命、光學(xué)匹配、失效率等方面可進(jìn)一步上臺階。貼片式LED的設(shè)計尤其是頂部發(fā)光TOP型SMD處在不斷發(fā)展之中,封裝支架尺寸、封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、光學(xué)設(shè)計、散熱設(shè)計等不斷創(chuàng)新,具有廣闊的技術(shù)潛力。

　　功率型LED的設(shè)計則是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造還處于發(fā)展之中,使得功率型LED的結(jié)構(gòu)、光學(xué)、材料、參數(shù)設(shè)計也處于發(fā)展之中,不斷有新型的設(shè)計出現(xiàn)。

　　中國的LED封裝設(shè)計是建立在國外及臺灣已有設(shè)計基礎(chǔ)上的改進(jìn)和創(chuàng)新。設(shè)計需依賴良好的電腦設(shè)計工具、良好的測試設(shè)備及良好的可靠性試驗設(shè)備,更需依據(jù)先進(jìn)的設(shè)計思路和產(chǎn)品領(lǐng)悟力。目前中國的LED封裝設(shè)計水平還與國外行業(yè)巨頭有一定差距,這也與中國LED行業(yè)缺乏規(guī)模龍頭企業(yè)有關(guān),缺乏有組織、有計劃的規(guī)模性的研發(fā)設(shè)計投入。

　　七、LED封裝工藝和技術(shù)

　　LED封裝工藝包括固晶參數(shù)工藝、焊線參數(shù)工藝、封膠參數(shù)工藝、烘烤參數(shù)工藝、分光分色工藝等。隨著中國LED封裝企業(yè)這幾年的快速發(fā)展,LED封裝工藝已經(jīng)上升到一個較好的水平,尤其是一些高端需求如大型LED顯示屏、廣色域液晶背光源等,中國的LED優(yōu)秀封裝企業(yè)已能滿足其需求,先進(jìn)封裝工藝生產(chǎn)出來的LED已接近國際同類產(chǎn)品水平。不過，當(dāng)外延芯片技術(shù)提升后，芯片成本迅速下降，分立式芯片后端工藝、傳統(tǒng)封裝工藝已成為系統(tǒng)成本的瓶頸。

　　LED封裝技術(shù)的含金量不亞于芯片生產(chǎn)，比如如何解決LED散熱，如何降低LED的熱阻，如何增加LED出光效率，如何增加LED的可靠性等。采用光學(xué)仿真及熱流仿真快速優(yōu)化引線框架(支架)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用光反射結(jié)構(gòu)和工藝專利技術(shù)，最大化提高發(fā)光效率及降低熱阻，高效地將LED發(fā)射的光線射入到導(dǎo)光板，減少顧客使用的LED燈數(shù)量，節(jié)省成本20%-30%；采用關(guān)鍵技術(shù)在不降低亮度的情況下，LED的顯色指數(shù)達(dá)到85以上，彩色還原性極佳；在封裝階段，嚴(yán)格選料，正確合理設(shè)置設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)，采用新型注膠工藝，最佳化搭配芯片與熒光粉、控制熒光粉的沉降速率變化及點膠后靜置時間，白光產(chǎn)品客戶符合率能達(dá)到96%以上，快速滿足客戶對色區(qū)和亮度的個性化需求。

　　八、LED封裝器件的性能

　　LED器件性能指標(biāo)主要包括亮度/光通量、光衰、失效率、光效、一致性、光學(xué)分布等。

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　　由于小芯片(15mil以下)已可在國內(nèi)芯片企業(yè)大規(guī)模量產(chǎn)(盡管有部分外延片來自進(jìn)口),小芯片亮度已與國外最高亮度產(chǎn)品接近,其亮度要求已能滿足95%的LED應(yīng)用需求,而封裝器件的亮度90%程度上取決于芯片亮度。中大尺寸芯片(24mil以上)目前絕大部分依賴進(jìn)口，每瓦流明值取決于所采購芯片的流明值，封裝環(huán)節(jié)對流明值的影響只有10%。

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　　一般研究認(rèn)為,光衰與芯片關(guān)聯(lián)度不大,與封裝材料與工藝關(guān)聯(lián)度最大。影響光衰的封裝材料主要有固晶底膠、熒光膠、外封膠等,影響光衰的封裝工藝主要有各工序的烘烤溫度和時間及材料匹配等。目前,中國LED封裝工藝經(jīng)過多年的發(fā)展和積累,已有較好的基礎(chǔ),在光衰的控制上已與國外一些產(chǎn)品匹敵。

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　　失效率與芯片質(zhì)量、封裝輔助材料、生產(chǎn)工藝、設(shè)計水平和管理水平相關(guān)。LED失效主要表現(xiàn)為死燈、光衰過大、波長或色溫漂移過大等。根據(jù)LED器件的不同用途要求,其失效率也有不同的要求。例如指示燈用途LED可以為1000PPM(3000小時)；照明用途LED為500PPM(3000小時)；彩色顯示屏用途LED為50PPM(3000小時)。中國封裝企業(yè)的LED失效率整體水平有待提高?？上驳氖?少量中國優(yōu)秀封裝企業(yè)的失效率已達(dá)到世界水平。

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　　LED光效90%取決于芯片的發(fā)光效率。中國LED封裝企業(yè)對封裝環(huán)節(jié)的光效提高技術(shù)也有大量研究。如果中國在大尺寸瓦級芯片的研發(fā)生產(chǎn)上取得突破及量產(chǎn),將會極大促進(jìn)功率型封裝器件光效的提高。美國LED技術(shù)協(xié)會和能源部的數(shù)據(jù)顯示，LED照明系統(tǒng)中效率最低的部分在封裝環(huán)節(jié)，僅為30%多，而LED驅(qū)動、熱效率和固定裝置&光器件的效率均已超過90%。

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　　LED的一致性包括波長一致性、亮度一致性、色溫一致性、衰減一致性等前三項一致性是可以通過投料工藝控制和分光分色機篩選達(dá)到的。前三項水平來說,中國LED封裝技術(shù)與國外一致。角度一致性往往難以分選出來,需通過優(yōu)化設(shè)計、物料機械精度控制、生產(chǎn)制程嚴(yán)格控制來達(dá)到。例如,LED全彩顯示屏用途的紅、綠、藍(lán)三種橢圓形LED的角度一致性控制非常重要,決定性地影響LED全彩顯示屏的色彩品質(zhì),成為LED器件的一項高端技術(shù)。衰減一致性也與物料控制和工藝控制有關(guān),包括不同顏色LED的衰減一致性和同一顏色LED的衰減一致性。一致性的研究是LED封裝技術(shù)的一個重要課題。中國部分LED封裝企業(yè)在LED一致性方面的技術(shù)已與國際接軌。

　　⑥光學(xué)分布

　　LED是一個發(fā)光器件,對于很多LED應(yīng)用用途來說,LED的光形分布是一個重要指標(biāo),決定了應(yīng)用產(chǎn)品二次光學(xué)的設(shè)計基礎(chǔ),也直接影響了LED應(yīng)用產(chǎn)品的視覺效果。例如,LED戶外顯示屏使用的LED橢圓形透鏡設(shè)計能夠使顯示屏在角度變化時亮度變化平穩(wěn)并有較大視角,符合人的視覺習(xí)慣。又如,LED路燈的光學(xué)要求,使得LED的一次光學(xué)設(shè)計和路燈的二次光學(xué)設(shè)計必須匹配,達(dá)到最佳路面光斑和最佳發(fā)光效率。通過計算機光學(xué)模擬軟件來進(jìn)行設(shè)計開發(fā)是常用的手段。中國LED封裝企業(yè)在積極迎頭趕上,與國外技術(shù)的差距在縮小。

　　九、LED封裝應(yīng)用方向

　　目前,我國的LED封裝產(chǎn)品已廣泛地應(yīng)用在指示、背光、顯示、照明等應(yīng)用方向,應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋消費類電子業(yè)、汽車業(yè)、廣告業(yè)、交通業(yè)、體育業(yè)、娛樂業(yè)、建筑業(yè)等全方位領(lǐng)域。我國LED封裝器件應(yīng)用領(lǐng)域的廣度將會更加拓展,我國在LED的應(yīng)用上已走在世界的前列。

　　十、LED封裝業(yè)人才狀況

　　我國LED封裝業(yè)的人才是建立在消化吸收臺、港、美資LED企業(yè)的技術(shù)和管理人才基礎(chǔ)上再培養(yǎng)和成長起來的。行業(yè)的中、高層技術(shù)及管理人才滿足不了現(xiàn)有LED行業(yè)快速發(fā)展的需要,行業(yè)內(nèi)經(jīng)驗型人才偏多,技術(shù)型、學(xué)術(shù)型人才偏少?？上驳氖?隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,部分高校已設(shè)置相關(guān)光電專業(yè)進(jìn)行培養(yǎng)人才,產(chǎn)學(xué)研的合作深入也為我國LED封裝企業(yè)輸送和培養(yǎng)了一批人才。

　　結(jié)束語

　　LED封裝產(chǎn)業(yè)是LED光電產(chǎn)業(yè)中承上啟下的重要環(huán)節(jié),所有LED應(yīng)用產(chǎn)品均需使用高品質(zhì)的LED封裝器件。LED封裝設(shè)計工藝、及技術(shù)配方具有高新技術(shù)特點,相對上游外延芯片領(lǐng)域,LED封裝產(chǎn)業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)壁壘較少。LED照明和LED電視將成為LED封裝產(chǎn)業(yè)的強勁增長點。

　　我國目前的LED封裝企業(yè)規(guī)模普遍不夠大,第一陣營的封裝企業(yè)的平均銷售收入在1個億左右,與臺灣的上市封裝龍頭企業(yè)億光(2008年營收約23億人民幣)相比差距較大。我們需要加深對LED封裝產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略認(rèn)識和重視，迫切需要自主民族品牌,以打破國外品牌在高端應(yīng)用領(lǐng)域的壟斷。我國LED封裝產(chǎn)品將切實受益于國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的實施,將切實受益于金融危機中中國GDP的高位增長。

　　我們中國LED封裝產(chǎn)業(yè)與國外的差距主要在品牌和研發(fā)投入上，需加大在LED封裝技術(shù)研究領(lǐng)域方面的研發(fā)投入。隨著我國成為全世界的LED封裝大國,中國的LED封裝技術(shù)在快速發(fā)展和進(jìn)步,與世界頂尖技術(shù)的差距在縮小,并且局部產(chǎn)品有超越。