半導(dǎo)體照明概況

1、固態(tài)照明概況火人類的文明燈延續(xù)歷史幾千年二、電光源的歷史熒光燈將電光源帶入新天地三、半導(dǎo)體發(fā)光二極管半導(dǎo)體照明概述半導(dǎo)體照明概述一、半導(dǎo)體照明一、半導(dǎo)體照明 半導(dǎo)體照明是指用全固態(tài)發(fā)光半導(dǎo)體照明是指用全固態(tài)發(fā)光器件（發(fā)光二極管，即器件（發(fā)光二極管，即LED，是由，是由半導(dǎo)體材料制成的光電器件，可將半導(dǎo)體材料制成的光電器件，可將電能直接轉(zhuǎn)換為光能）作為光源的電能直接轉(zhuǎn)換為光能）作為光源的照明，具有高效、節(jié)能、環(huán)保、壽照明，具有高效、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、易維護(hù)等顯著特點(diǎn)，是近年命長、易維護(hù)等顯著特點(diǎn)，是近年來全球最具發(fā)展前景的高新技術(shù)領(lǐng)來全球最具發(fā)展前景的高新技術(shù)領(lǐng)域之一，是人類照明史上繼白熾燈、

2、域之一，是人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一場照明光源的革熒光燈之后的又一場照明光源的革命。命。半導(dǎo)體照明 (LED)二、二、LED（Light Emitting Diode ） LED，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，整個(gè)晶片被環(huán)氧樹附在一個(gè)支架上，整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是成，一部分是P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體，空穴占主，空穴占主導(dǎo)地位，另一端是導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體型

3、半導(dǎo)體，主要，主要是電子。這兩種半導(dǎo)體相連就形成一是電子。這兩種半導(dǎo)體相連就形成一個(gè)個(gè)“P-N結(jié)結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。發(fā)光的原理。LED構(gòu)造圖 三、三、LED產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)鏈 LED產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為五部分：原材料，產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為五部分：原材料，LED上游產(chǎn)業(yè)，上游產(chǎn)業(yè)，LED中游產(chǎn)業(yè)，中游產(chǎn)業(yè)，LED下游產(chǎn)業(yè)，測試儀器和生產(chǎn)設(shè)備。下游產(chǎn)業(yè)，測試儀器和生產(chǎn)設(shè)備。1、原材

4、料、原材料 LED的原材料包括襯底材料砷化鎵、氮化鋁、的原材料包括襯底材料砷化鎵、氮化鋁、磷化鎵、磷砷化鎵、磷化鎵、磷砷化鎵、銦鎵鋁磷、銦鎵氮銦鎵鋁磷、銦鎵氮等。它們大部分是等。它們大部分是IIIV族化合物半導(dǎo)體單晶，生族化合物半導(dǎo)體單晶，生產(chǎn)工藝比較成熟。原材料的純度一般都要在產(chǎn)工藝比較成熟。原材料的純度一般都要在6N以上。以上。 2、LED上游產(chǎn)業(yè)上游產(chǎn)業(yè) 主要是指主要是指LED發(fā)光材料外延制造和芯片制造。由于外延工藝的發(fā)光材料外延制造和芯片制造。由于外延工藝的高度發(fā)展，器件的主要結(jié)構(gòu)如發(fā)光層、限制層、緩沖層、反射層高度發(fā)展，器件的主要結(jié)構(gòu)如發(fā)光層、限制層、緩沖層、反射層等均已在外延工序中

5、完成，芯片制造主要是做正、負(fù)電極和完成等均已在外延工序中完成，芯片制造主要是做正、負(fù)電極和完成分割檢測。分割檢測。 3、LED中游產(chǎn)業(yè)中游產(chǎn)業(yè) 是指是指LED器件封裝產(chǎn)業(yè)。根據(jù)用于現(xiàn)實(shí)、照明、通信等不同場器件封裝產(chǎn)業(yè)。根據(jù)用于現(xiàn)實(shí)、照明、通信等不同場合，封裝出不同顏色、不同形狀的品種繁多的合，封裝出不同顏色、不同形狀的品種繁多的LED發(fā)光器件。發(fā)光器件。4、LED下游產(chǎn)業(yè)下游產(chǎn)業(yè) 是指應(yīng)用是指應(yīng)用LED作為顯示或照明器件后形成的產(chǎn)業(yè)。主要的應(yīng)用作為顯示或照明器件后形成的產(chǎn)業(yè)。主要的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)有產(chǎn)業(yè)有LED顯示屏、顯示屏、LED交通信號(hào)燈、交通信號(hào)燈、LED航標(biāo)燈、航標(biāo)燈、 LED景觀燈景觀燈飾、

6、液晶背光源、飾、液晶背光源、LED車燈、車燈、LED特殊照明等。特殊照明等。水立方景觀照明鳥巢景觀照明篔筜湖畔的LED照明 中山路商業(yè)街的LED照明 位于湖濱北路的中閩大廈 5、測試儀器和生產(chǎn)設(shè)備、測試儀器和生產(chǎn)設(shè)備 測試儀器主要有：外延材料方面的測試儀器主要有：外延材料方面的X射線雙晶衍射儀、熒射線雙晶衍射儀、熒光譜儀、盧瑟福背散射溝道譜儀等；芯片、器件測試儀器方光譜儀、盧瑟福背散射溝道譜儀等；芯片、器件測試儀器方面的面的 LED光電特性測試儀、光譜分析儀等。光電特性測試儀、光譜分析儀等。 生產(chǎn)設(shè)備包括金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積儀生產(chǎn)設(shè)備包括金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積儀(Metal-orga

7、nic Chemical Vapor DePosition ，縮寫縮寫MOCVD) 、液相外鍍爐、液相外鍍爐、光刻機(jī)、劃片機(jī)、全自動(dòng)固晶機(jī)、金絲球焊機(jī)、硅鋁絲超聲光刻機(jī)、劃片機(jī)、全自動(dòng)固晶機(jī)、金絲球焊機(jī)、硅鋁絲超聲壓焊機(jī)、灌膠機(jī)、真空烘箱、芯片計(jì)數(shù)儀、芯片檢測儀、倒壓焊機(jī)、灌膠機(jī)、真空烘箱、芯片計(jì)數(shù)儀、芯片檢測儀、倒膜機(jī)、光色點(diǎn)全自動(dòng)分選機(jī)等。膜機(jī)、光色點(diǎn)全自動(dòng)分選機(jī)等。 廈門為中國七大廈門為中國七大LED產(chǎn)業(yè)基地之一，首批產(chǎn)業(yè)基地之一，首批4個(gè)半導(dǎo)體照明工程個(gè)半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地之一（產(chǎn)業(yè)化基地之一（大連、上海、南昌和廈門大連、上海、南昌和廈門 ），已經(jīng)成為中國大陸地），已經(jīng)成為中國大陸

8、地區(qū)光電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要城市區(qū)光電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要城市 。 廈門生產(chǎn)廈門生產(chǎn)LED外延片、芯片的企業(yè)有四家，即廈門三安光電、外延片、芯片的企業(yè)有四家，即廈門三安光電、聯(lián)廈光電、明達(dá)光電、乾照光電，芯片總產(chǎn)量約占祖國大陸自產(chǎn)聯(lián)廈光電、明達(dá)光電、乾照光電，芯片總產(chǎn)量約占祖國大陸自產(chǎn)芯片的芯片的25%。封裝企業(yè)有十幾家，下游應(yīng)用企業(yè)有。封裝企業(yè)有十幾家，下游應(yīng)用企業(yè)有50多家，還有多家，還有與之配套的熒光粉、環(huán)氧樹脂、塑料鏡頭、藍(lán)寶石外延材料、各與之配套的熒光粉、環(huán)氧樹脂、塑料鏡頭、藍(lán)寶石外延材料、各種輔助材料和模具等生產(chǎn)廠，形成了較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。種輔助材料和模具等生產(chǎn)廠，形成了較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

9、 2009年廈門市光電產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值年廈門市光電產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值404.39億元，首次突破億元，首次突破400億億元，銷售收入元，銷售收入398.72億元。億元。2009年，產(chǎn)值及銷售同時(shí)超億的廈門年，產(chǎn)值及銷售同時(shí)超億的廈門市光電企業(yè)有市光電企業(yè)有29家。家。2009年廈門市節(jié)能燈照明出口占有量繼續(xù)保年廈門市節(jié)能燈照明出口占有量繼續(xù)保持全球市場持全球市場20%以上，為全球高端節(jié)能照明的制造和出口基地。以上，為全球高端節(jié)能照明的制造和出口基地。四、廈門市四、廈門市LED產(chǎn)業(yè)簡介產(chǎn)業(yè)簡介LED光源的特點(diǎn)光源的特點(diǎn) 電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用

10、高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80% 適用性：很小，每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境 穩(wěn)定性：10萬小時(shí)，光衰為初始的50% 響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級 對環(huán)境污染：無有害金屬汞 顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色 價(jià)格：LED的價(jià)格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只LED的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng)，而

11、通常每組信號(hào)燈需由上300500只二極管構(gòu)成。 深圳寶安國際機(jī)場A樓出發(fā)大廳LED顯示媒體近景屏幕顯示面積：屏幕顯示面積：5.3米 X 3.5米 = 18 平方米 深圳寶安國際機(jī)場A樓出發(fā)大廳LED顯示媒體實(shí)景四、第三代半導(dǎo)體材料GaN基LED外延片MOCVD系統(tǒng) 目前國際上目前國際上MOCVD的價(jià)格在每臺(tái)的價(jià)格在每臺(tái)440萬美元左右，按人民幣萬美元左右，按人民幣計(jì)算接近計(jì)算接近3000萬元萬元 。生產(chǎn)企業(yè)主要有：德國的。生產(chǎn)企業(yè)主要有：德國的Aixtron公司、公司、美國的美國的Emcore公司、英國的公司、英國的Thomas Swan公司等。公司等。GaN基藍(lán)綠光LED芯片GaN基大功率藍(lán)光LED芯片藍(lán)、綠、白光LED室外大LED全彩色屏幕LED交通信號(hào)燈城市建筑裝飾燈光工程花旗銀行大廈中國漢級核潛艇索尼全球首臺(tái)藍(lán)光DVD刻錄機(jī)BDZ-S7 五、半導(dǎo)體照明的來臨六、半導(dǎo)體