LED產(chǎn)業(yè)變革加劇 上下游需合力應對
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2013年7月5日，在工業(yè)和信息化部電子信息司的指導下，中國半導體照明/LED產(chǎn)業(yè)與應用聯(lián)盟、中國電子報社在北京主辦了“2013年中國LED供應鏈大會(huì )”。本次大會(huì )以L(fǎng)ED產(chǎn)業(yè)各環(huán)節的合作共贏(yíng)、協(xié)同發(fā)展為主題進(jìn)行了深入探討，來(lái)自工業(yè)和信息化部電子信息司、北京市經(jīng)信委等部門(mén)的有關(guān)領(lǐng)導，LED外延與芯片制造、器件封裝、產(chǎn)品應用、專(zhuān)用設備與材料等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)代表近200人參加了會(huì )議。本報特摘登主要觀(guān)點(diǎn)，以饗讀者。
中國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì )副理事長(cháng)、LED顯示應用行業(yè)協(xié)會(huì )理事長(cháng)關(guān)積珍
技術(shù)創(chuàng )新推動(dòng)應用需求
在傳統LED顯示屏領(lǐng)域，各種室內外LED顯示屏關(guān)鍵技術(shù)基本成熟，產(chǎn)品整機在可靠性和工藝水平方面不斷改進(jìn)和完善，形成了標準化系列產(chǎn)品。行業(yè)整體技術(shù)創(chuàng )新方向主要集中在大屏幕控制、高密度顯示新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、特殊項目異形工程化設計、LED顯示應用拓展產(chǎn)品以及產(chǎn)品可靠性、節能等方面。同時(shí)，全彩色室內外顯示屏得到廣泛應用，室外高清晰度全彩表貼技術(shù)與產(chǎn)品日趨成熟。
隨著(zhù)技術(shù)的不斷創(chuàng )新，LED上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展對顯示應用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進(jìn)作用明顯，應用于重大工程、滿(mǎn)足特殊需求的綜合技術(shù)工程能力增強。室內高密度、小間距LED顯示屏挑戰DLP背投、LCD等，從P2.5到P1.8再到P1.5，廣泛應用于廣電、道路交通指揮、公安監控、電力系統、軍事、水利、城市管理等各個(gè)行業(yè)。2012年6月歐洲杯上，中國LED顯示企業(yè)再次展示了中國LED顯示產(chǎn)品的風(fēng)采，又一次讓“中國制造”站在了世界舞臺的中心。2012年春晚，由LED顯示屏組成的360度夢(mèng)幻舞臺，呈現了一場(chǎng)視覺(jué)盛宴。
因此，整個(gè)產(chǎn)業(yè)對材料器件的需求也有了新的變化。在芯片器件方面，對表貼器件的需求不斷提升，且要求波長(cháng)離散小、色彩一致性強;抗靜電能力強，可靠性高;性?xún)r(jià)比高，便于成本控制。在驅動(dòng)元件方面，對刷新頻率和智能控制有了更高的要求。在電源系統方面，則要求節能、可靠，能實(shí)現冗余備份。
同方光電科技有限公司副總經(jīng)理郭德博
高壓芯片推廣亟須產(chǎn)業(yè)鏈配合
HV芯片的優(yōu)點(diǎn)主要表現在以下幾個(gè)方面：減少了芯片固晶、打線(xiàn)的數量，降低失效概率，降低封裝成本;單顆芯片內形成多顆微晶集成，避免了芯片間BIN內波長(cháng)、電壓、亮度跨度帶來(lái)的一致性問(wèn)題;芯片由于自身的工作高電壓，容易實(shí)現封裝成品工作電壓接近市電，提高了驅動(dòng)電源的轉換效率;工作電流低，降低了成品應用中的線(xiàn)路損耗;小電流驅動(dòng)，光效高，減輕了散熱壓力;無(wú)需變壓器，避免了變壓器上的能量損耗，降低了成本，節約了驅動(dòng)空間，方便燈具設計。
GaN基LED在照明領(lǐng)域取得了前所未有的進(jìn)步，其光效和價(jià)格是LED能否得到快速推廣的關(guān)鍵因素。藍寶石襯底的正裝結構LED以工藝簡(jiǎn)單、成本相對較低一直是GaN基LED的主流結構。我國臺灣晶元光電最早推出HV LED，發(fā)光效率可達到160lm/W以上。中國大陸的迪源光電在大陸率先實(shí)現了HV芯片的量產(chǎn)，所開(kāi)發(fā)的HV芯片封裝后，光效超過(guò)110lm/W。但是，目前HV芯片還沒(méi)有大面積普及，封裝企業(yè)對HV芯片的需求較少，而HV芯片配光應用的整體方案才能突顯HV芯片的優(yōu)勢。因此，HV芯片的制作與生產(chǎn)只是其中一個(gè)方面，更重要的是與設計、封裝、應用等環(huán)節相結合，做好與應用端客戶(hù)的對接和匹配工作，才能使HV芯片得以廣泛推廣。
傳統正裝結構芯片仍是當前的主流結構，未來(lái)的主流結構還不明朗。而HV LED使LED照明燈具設計進(jìn)一步簡(jiǎn)便和輕薄化，符合燈具發(fā)展的方向，有望成為未來(lái)LED芯片市場(chǎng)的重要組成部分。
江西省晶瑞光電有限公司總經(jīng)理周智明
新型封裝有講究
硅襯底垂直芯片采用銀作為P電極，相比藍寶石芯片采用ITO做P電極，導電性能提高10倍以上，因此具有良好的電流擴散特性，具備低電壓、高光效的特點(diǎn)，可以在大電流下工作。硅的導熱系數是藍寶石的5倍，良好的散熱性使硅襯底LED具有高性能和長(cháng)壽命。同時(shí)，硅具備理想的熱延展性，高溫下仍可保持優(yōu)良的可靠性。另外，硅襯底可以實(shí)現無(wú)損剝離，消除了基板和氮化鎵材料層的應力。其N(xiāo)面朝上，單面出光，無(wú)側光，發(fā)光形貌為朗伯分布，容易匹配二次光學(xué)，更適合指向性照明。
基于此，硅襯底垂直芯片在封裝時(shí)，一般采用陶瓷基板作為熱導和電性載體，可以獲得優(yōu)越的熱電效應。底部鍍金適合銀漿固晶工藝，底部金錫合金適合共晶工藝。P電極與基板貼切接觸，熱阻小，可耐大電流使用。焊線(xiàn)少且短，性能穩定。Molding光學(xué)Lens可以選擇30度到140度之間，指向性發(fā)光特點(diǎn)更突出。
倒裝芯片正面無(wú)Finger線(xiàn)，發(fā)光面積大，亮度更高。采用銀反射鏡電極，導電率大于ITO，電流分布更均勻，可以在大電流下工作。芯片和基板用金屬AuSn合金聯(lián)接，導熱更好。無(wú)金線(xiàn)焊接工藝，具有更高的可靠性。
在倒裝芯片封裝時(shí)，也是選取陶瓷基板作為熱導和電性載體，可以獲得優(yōu)越的熱電效應，當然也可以用金屬銅作為基板。芯片底部多為純錫或者金錫合金，適合共晶。P-N電極距離近，容易短路，工藝要求高。同時(shí)P-N電極與基板無(wú)縫連接，熱阻小，可耐大電流使用。無(wú)焊線(xiàn)，性能更穩定?？蛇x用Molding光學(xué)Lens，也可以選擇SMD和COB封裝。
北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院教授、光威能源CTO趙耀華
微熱管陣列解決散熱難題
相對傳統光源，LED具有長(cháng)壽命、響應快、潛在高光效、體積小以及窄光譜等優(yōu)點(diǎn)，但也正是由于其體積小、高光效的特點(diǎn)，使得LED仍存在應用的障礙——散熱問(wèn)題。以目前的半導體制造技術(shù)，大功率LED只能將約15%的輸入功率轉化為光能，而其余85%轉化成了熱能。而散熱不良將導致芯片加速老化，嚴重減少LED的壽命。所以，LED芯片散熱問(wèn)題成了當前LED技術(shù)在照明工程中應用的障礙。
目前，LED散熱技術(shù)主要包括兩個(gè)方面，一是LED功率芯片的內部傳熱，另一個(gè)是LED功率芯片的外部散熱。相變冷卻技術(shù)是正在發(fā)展中的高效LED散熱技術(shù)，目前北京工業(yè)大學(xué)相關(guān)團隊在相變傳熱及功能性高效傳熱器件的研究方面處于世界最前列，他們首次提出了真正意義上的平板微熱管陣列概念。
微熱管陣列因為同時(shí)具有高效吸熱、傳輸及高效放熱特性，且可柔性變形與翅片結合，因此基本解決了各種LED的散熱難題。其特點(diǎn)如下：微熱管陣列的蒸發(fā)換熱部的最大換熱能力可達到200W/平方厘米;熱傳導率是實(shí)心鋁材的5000倍以上;平板內的每根微熱管獨立工作，且承壓能力是傳統圓形熱管的10倍以上，很難發(fā)生機械性破壞;每米溫差小于1攝氏度，幾乎可以被認為是一個(gè)等溫體;微熱管陣列的放熱面積大，可實(shí)現鋁翅片、基板及熱管的溫度基本一致，幾乎完全消除了“翅片效應”。
北京澄通光電股份有限公司技術(shù)總監徐國平
智能控制系統實(shí)現二次節能
LED智能照明控制系統是利用計算機、網(wǎng)絡(luò )通信、自動(dòng)控制、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，根據環(huán)境變化、客觀(guān)要求、用戶(hù)預定需求等條件自動(dòng)采集各種信息并對信息進(jìn)行分析判斷，最終實(shí)現最佳的實(shí)際LED照明控制效果的系統。它不僅能提高LED燈具的工作效率，充分發(fā)揮LED的自身特點(diǎn)，更能在節約能源并延長(cháng)光源壽命的同時(shí)，便于管理維護。
LED智能照明控制系統由硬件、軟件和中間的傳輸系統三個(gè)部分組成。硬件即為L(cháng)ED智能終端，我們可以實(shí)時(shí)獲取燈具的狀態(tài)信息和環(huán)境信息，同時(shí)還結合了紅外、微波、光感等功能。中間的傳輸系統即為通信控制系統，包括了傳輸方式、傳輸協(xié)議、控制模式等。軟件也就是綜合管理系統，通過(guò)它來(lái)實(shí)現智能照明的統一控制、管理，同時(shí)實(shí)現對燈具的單點(diǎn)及分組控制，對燈具運行情況進(jìn)行查詢(xún)、統計等。
以一個(gè)會(huì )場(chǎng)照明的燈具系統為例，從我們的角度來(lái)說(shuō)，沒(méi)有必要要求每一盞燈的亮度都是一樣的，我們的最終追求應該是照明整體的效果，包括光照射的對比度等等。具體來(lái)看，靠近窗戶(hù)的地方因為有自然光，燈可以稍微暗一點(diǎn)，而離窗戶(hù)遠一些的燈則需要亮一點(diǎn)。諸如此類(lèi)的在LED節能的基礎上進(jìn)行二次節能的照明需求，通過(guò)基于物聯(lián)網(wǎng)的照明控制系統就可以實(shí)現。同時(shí)，智能照明控制系統還可以進(jìn)行更多更好的控制，比方說(shuō)我們不僅可以通過(guò)手機控制房間所有燈具的開(kāi)關(guān)，還可以調節它們的亮度和色溫，甚至在燈具發(fā)生故障時(shí)還會(huì )自動(dòng)向我們發(fā)送報告等等。
洲明科技股份有限公司投融資副總裁陳之良
抓住機遇贏(yíng)得渠道話(huà)語(yǔ)權
對LED顯示屏行業(yè)來(lái)說(shuō)，現在就像是一年四季中的夏天。國內市場(chǎng)就像夏末，該曬死的已經(jīng)曬死了，格局基本已定。國際市場(chǎng)仍是初夏，剛開(kāi)始熱起來(lái)，進(jìn)入激烈競爭狀態(tài)。我們預計，顯示屏行業(yè)未來(lái)的發(fā)展會(huì )像其他傳統家電行業(yè)一樣，制造廠(chǎng)商僅僅能有5到8家生存下來(lái)。從市場(chǎng)趨勢來(lái)看，LED顯示屏的剛性需求越來(lái)越明顯，以渠道見(jiàn)長(cháng)的公司將面臨更大的市場(chǎng)機遇。
再來(lái)看看LED照明行業(yè)。節能燈從出現到推廣用了整整20年，LED照明產(chǎn)品卻只用了不到兩年時(shí)間便鋪天蓋地。面對LED產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格高低不一、品質(zhì)參差不齊的混亂狀況，作為廠(chǎng)家，市場(chǎng)探索和導入期的用戶(hù)教育讓人頭痛。首先是產(chǎn)品之痛，目前產(chǎn)品良莠不齊，總體質(zhì)量不是太好，市場(chǎng)接受度不高，大部分產(chǎn)品沒(méi)有品牌。其次是價(jià)格之痛，有品牌的價(jià)格貴，價(jià)格低的沒(méi)有售后服務(wù)?，F在經(jīng)銷(xiāo)商面臨的問(wèn)題是，一旦進(jìn)貨馬上發(fā)現價(jià)格下跌，但是如果不進(jìn)貨，又沒(méi)有產(chǎn)品可賣(mài)。再次是交貨之痛，工廠(chǎng)是按照訂單生產(chǎn)的，有訂單又經(jīng)常交不上貨。最后是品牌之痛，市場(chǎng)缺乏強勢品牌，面臨著(zhù)被一些不懂LED、沒(méi)有品質(zhì)觀(guān)念的企業(yè)“做亂”、“做壞”的危險。
為此，我們更應看清LED照明行業(yè)的三大機遇：一是行業(yè)將呈現井噴式和革命式的快速發(fā)展，二是行業(yè)技術(shù)變革必然帶來(lái)新品牌的崛起，三是所有品牌都將回歸到產(chǎn)品競爭的原點(diǎn)。因此，廣大企業(yè)應借助行業(yè)變革機遇，狠抓品牌建設，用富有競爭力的LED新產(chǎn)品打出寬廣的銷(xiāo)售通路，贏(yíng)得照明銷(xiāo)售渠道的話(huà)語(yǔ)權。
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