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W-LED Patent Ltd.公司全力打造中国LED产业基地
□ 滕忠歧
LED是取自Light Emitting Diode三个字的缩写,即发光二极管,是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而 引起光子发射。目前不同的LED可以发出从红外到蓝间不同波长的光线,发出紫色乃至紫外光的LED也已经诞生,在蓝光LED上涂上荧光粉,将蓝光转化成白 光的称作白光LED。
自从出现LED以来,人们一直在努力追求实现固体光源,随着LED制造技术的不断进步和新型材料(氮化物晶体和荧光粉)的开发及应用,使发白色光的LED 半导体固体光源性能不断完善并进入实用阶段。白光LED的出现,使高亮度LED应用领域跨至高效率照明光源市场。
白光LED的核心技术——荧光粉
在光显示领域,LED制造分前道外延 、中道芯片 、后道封装 技术,我国LED生产厂中以封装为主的占绝大多数。作为LED核心的芯片我国几乎也 没有生产能力,这种占LED成本近一半的芯片基本依赖进口。由于占成本80%的前道、中道产品被外国垄断,我国企业所获利润很有限。
在中道、后道产品中目前白光LED主要技术路线有芯片加荧光粉和多芯片组合。主要配套材料的荧光粉虽然国内有好几家可以提供但由于某些性能和工作寿命还不够理想很多企业还是以进口为主。
1993年GaN系蓝光LED被开发出来后,白光LED才成为实际可行的产品。所谓白光是多种颜色混合而成的光,如二波长光(蓝色光+黄色光)或三波长光 (蓝色光+绿色光+红色光),白光LED开发基础在于蓝光LED技术,目前在蓝光LED技术方面以日本Nichia日亚公司领先。
荧光粉的核心技术又在于它的激发效能。德国Osram光电子公司是欧洲最大的超高亮度LED厂家之一其产品世界领先。目前世界上大多数白光LED产品所使用的荧光粉技术都来自于德国Osram光电子公司和日本Nichia日亚公司的转授权技术。
目前,全球半导体照明产业形成了以美国、亚洲、欧洲三足鼎立的全球产业格局。世界主要厂商分布在美国、日本、欧盟等地,他们对核心技术有很强的保护措施, 在GaN基蓝、蓝光LED、白光技术方面具有领先优势,同时在产业规模方面也具有优势。我国台湾地区LED产业近年来发展很快,通过二十多年下游封装领域 的经验积累,逐步延伸拓展到上游、中游的外延片、芯片领域。到2003年底,台湾用于生产外延片设备的MOCVD已达250台,2004年保守估计新购买 的MOCVD系统也将超过30台,堪称全球设备密度最高的地区,台湾地区的芯片数量和封装产量占到全球的60%。
注册于开曼群岛的W-LED Patent Ltd.公司是一家拥有发明专利的外资公司,公司瞄准LED产品主要发展及经营方向,由中国台湾和俄罗斯著名科学家及专家组成的约20人的研发团队,在中 国上海和俄罗斯拥有两个实验室,经过多年研发,目前在YAG、YAB、UV+荧光粉、太阳能电池增效、荧光粉农膜等领域取得突破性进展,并在中国台湾、中 国大陆和美国申请了发明专利。
W-LED Patent Ltd.公司研发的荧光粉效能经过测试,在激发效能比较和亮度衰减比较方面,已经远远超过目前掌握市场荧光粉技术的日本Nichia日亚公司且经测试结 果其荧光粉对太阳能效能之转换能力已远超国际水平。由日本Nichia日亚公司率先采用蓝光LED加上YAG黄色荧光粉发出白光,W-LED Patent Ltd.公司的UV+荧光粉技术必将在LED业界引领高亮度LED新潮流,曾经有人指出,白光LED将是人类继爱迪生发明白炽灯灯泡之后,最伟大的发明之 一。
W-LED Patent Ltd.公司引领白光LED主流
W-LED Patent Ltd.公司架构分为LED事业群和荧光粉事业群。公司LED事业群运营重点在于建立相关技术与产品专利,作为自用与策略合作之交叉授权用,或收取专利使 用费。运作主要采用研发设计与应用,生产大部分委托加工的方式,以减少资本投入。在开拓市场方面,积极开发LED产品的相关应用,如显示器背光源、汽车内 外光源、辅助照明、灯饰与消费性产品等。同时结合相关产业,进行策略合作与整合,扩大市场份额。
W-LED Patent Ltd.公司荧光粉事业群运营重点结合中国台湾约有50家封装厂,国内约有2000家的现状,采用转授权的方式推广公司研发的荧光粉专利技术,除LED应用外,布局其他应用如显示器、灯管等以开拓市场,提高市场占有率。
公司经营及研发团队中的索斯清南姆博士是俄罗斯著名科学家,曾经担任原苏联电子工业部直属的莫斯科州弗里亚济诺市普拉坦研究所专业材料实验室主任, 1971年在以发光技术研发闻名世界的爱沙尼亚国立塔尔图大学获得博士学位,工作期间在荧光粉、单晶硅、覆膜等领域研发出120多种发光材料,其研究成果 在材料科学界颇具影响力,并荣获“俄罗斯十大功勋科学家”称号。
研发团队中还聚集了一批台湾LED业界的精英,他们有多年LED封装厂的管理经验,在固体光源荧光无机粉聚合光转换涂层蓝绿发光二极管和基于蓝绿发光二极管的信号装置等产品的销售方面有着十余年的市场经验。
2005年5月至9月,W-LED Patent Ltd.公司在韩国南部某农村,进行了一次新农业用膜与传统农业用膜的比较实验,实验选用了俄罗斯、韩国的农业用膜和W-LED Patent Ltd.公司的荧光粉农膜作参照,选用植物种类为小西红柿、红辣椒、茄子。实验结果显示,W-LED Patent Ltd.公司的荧光粉农膜对于自然农作物的生长与产品质量及养分之提升更可能成为下一阶段农作物培育的新方向。
W-LED Patent Ltd.公司旗下的上海茂纶光电科技有限公司,以半导光源之多波峰荧光无机粉和紫外光固体光源之无机粉这两项发明专利,凭借公司在市场通路的掌握与串合组 件封装设计技术、设厂量产技术、关键原物料掌控与开发、LED光电模块设计技术等方面具有的核心竞争力,正在上海全力打造中国LED产业基地,这对于我国 现有近2000家的封装企业将会有一定程度的整合作用。
LED产业蕴藏巨大商机
我国拥有巨大的照明市场和雄厚的照明工业基础,是世界照明电器生产大国和出口大国之一。近几年来我国LED产量和销售值均有较大的发展 特别是“国家半导体照明工程”的启动,标志着我国高亮度LED产业进入加速发展的新阶段,为LED产业发展提供了良好的契机。根据中国光学光电子行业协会 光电器件分会的初步统计,2003年我国LED产量达200亿只,其增长率为25%,其中超高亮度LED约50亿只,增长率达到50%。应该说国内目前 LED产业具有一定的规模初步形成从原材料、外延、芯片、封装、应用以及相关配套件等的整个产业链。
固态白光照明技术具有明显的节能和环保的效果,也被认为是一个战略性的高技术产业。在当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的 重要的问题。现在我国每年照明耗电为2000亿千瓦时,占全国用电总量的12%。由于同样亮度下,半导体灯用电量仅为白炽灯的1/10,只要有一半的白炽 灯被半导体灯取代,每年就能为国家节省用电近1000亿度,相当于一个三峡工程的发电量。
根据国内外市场需求的预测,我国照明电器行业的高速增长还将继续,国际市场对LED产业提速的要求也明显加快。欧盟2003年2月连续发布的两项环保指 令,涉及的产品包括大型及小型家用电器类、IT和通信设备、照明设备类、电气电子工具类、医疗设备类等10大类、近20万种产品,几乎涵盖了我国主要出口 机电产品。
欧盟RoHS(关于在电子电器设备中限制使用某些有害物质指令)指令,要求2006年7月1日以后投放欧盟市场的电器和电子产品不得含有铅、汞、镉、6价铬、聚溴二苯醚和聚溴联苯6种有害物质。
欧盟WEEE(报废电子电器设备指令)指令,要求生产商包括进口商和经销商在2006年8月13日以后,负责回收、处理进入欧盟市场的废弃的电器和电子产品,并在今年8月13日后对投放市场的电器和电子产品上加贴回收标志。
就国内市场需求而言,人们生活水平已逐步提高,对生存环境质量的要求也越来越高,因而对照明电器产品也提出了更高的要求。新的建筑照明标准已制订完成,并 已批准执行。新标准基本与国际接轨,对不同场合的照明提出了更高的要求,也需要众多生产企业适应新标准的要求,为各类照明场所所提供相应的产品。
半导体照明作为一个新兴的产业,技术水平发展很快,新技术、新产品不断涌现,一些可以用于白光照明的功率型 LED产品已可批量生产,产业发展已达到一个快速上升的阈值。以GaN基半导体材料为基础所发展起来的固态白光照明技术有望在2020年前取代白炽灯,并 将会形成500亿美元产值的巨大新兴产业。
政府对LED产业发展大力支持
正是因为超高亮度及白光LED具有很多特点其应用面不断扩展可预见未来将进入普通照明领域具有强大的市场潜力。
近年来,世界上各主要国家均已制定发展规划并以政府名义投资围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。日本、美国、欧盟、韩国等相继推出国家半导体照明 计划。目前,美、日、欧盟皆由官方成立专案,编制预算与计划推行白光LED照明。日本的21世纪“光计划”计划从1998-2002年耗费50亿日元推行 白光照明,并到2006年完成用白光LED照明替代50%的传统照明;欧盟的“彩虹计划”则在2000年7月启动,其计划是通过欧洲共同体的补助金来推广 白光LED的应用;美国的“国家半导体照明计划”则是从2000年到2010年,其计划耗资5亿美元,到2010年前后,用半导体灯代替55%的白炽灯和 荧光灯,这样每年可以节约350亿美元。
面对半导体照明市场的巨大诱惑,世界三大照明工业巨头通用电气、飞利浦、奥斯拉姆集团纷纷与半导体公司合作,成立半导体照明企业,并提出要在2010年前使半导体灯的发光效率再提高8倍,一场抢占半导体照明新兴产业制高点的争夺战已经在全球打响。
2003年我国在“863”计划的支持下,全面启动半导体照明工程,在材料、芯片、封装和应用产业化支撑技术方面取得较大突破。我国已在上海、大连、厦门、深圳等城市设立了国家半导体照明产业化基地。
我国光电子器件的研究水平与国际先进水平差距较小,个别技术还处于领先地位,总体水平比较先进。据863光电子主题专家组介绍。光电子器件及其集成技术作 为863计划中信息领域的四大主题之一,十几年来,在光电子材料、器件、工艺和应用等各方面实现了很大进步。关键技术量子阱材料和量子阱器件的研制已取得 决定性的突破,光电集成OEIC 和光子集成PIC 在国际上仅有4个国家拥有该项技术,我国亦是其中之一,同时聚集和培养了一支从事这门高技术研究 开发的人才队伍。
我国量子阱光电子产业已成雏形,正处于高斜率的上升阶段。以密集波分复用为代表的光通信应用,以DVD用650nm红光激光器和GaN蓝光激光器为代表的光存储应用,及以红、绿、蓝LED为代表的全色光显示和白光灯预示着中国光电子产业的美好未来。
根据国内外市场需求的预测,我国照明电器行业的高速增长还将继续,作为新的经济增长点,信息产业部将努力为LED产业立法营造良好的政策环境,同时在鼓励技术创新、扩大产业规模、加强应用开发三个方面予以大力推动。
LED器件是冷光源,作为一种新型的绿色光源产品,具有光效高、工作电压低、耗电量小、体积小、可平面封装、易于开发轻薄型产品、结构坚固且寿命很长等特 点。LED光源本身不含汞、铅等有害物质,无红外和紫外污染,可以广泛应用于各种仪器仪表的指示光源、装饰照明(景观、家居、休闲、商用装饰)、汽车等各 类交通工具照明、交通信号显示、背景显示、电子屏幕、军用照明及旅游、轻工业产品等领域。无论从节约电能、降低温室气体排放的角度,还是从减少环境污染的 角度,LED作为新型照明光源都具有替代传统照明光源的极大潜力。
鉴于LED产业的巨大商机上海环华投资有限公司和安徽鼎润创业投资有限公司近日携手发起注资成立上海环华科技有限公司并锁定该公司的主体营运方针即为 转投资于拥有高科技LED荧光粉技术 及高阶High Power 封装技术的LED企业据了解上海环华科技有限公司首选企业已选定为W-LED Patent Ltd.公司设立于上海的封装厂——上海茂纶光电科技有限公司。
有业内人士认为,上海环华科技有限公司看好LED产业前景实际上是看好W-LED Patent Ltd.公司荧光粉技术在LED产业所带来的革命性变革,上海环华投资有限公司和安徽鼎润创业投资有限公司期望这次对该项目的投资,能带动我国中西部的 LED相关产业的发展并引入相关的技术,协助LED上下游产业升级成国际水平的LED企业。
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