LED行业技术开发基地报告要点.docx
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1、 福建省福建省 LEDLED 照明与显示行业技术开发基地照明与显示行业技术开发基地 报告要点报告要点 一、一、行业技术开发基地的作用行业技术开发基地的作用 1.1.建设背景建设背景-源于市场需求源于市场需求 以发光二极管(LED)为核心的半导体照明是21世纪最具发展前景的新兴高技术领域之一,半导体照明光源具有节能、环保、安全、易驱动、体积小、寿命长、色彩丰富、性能可靠等显著优点。无疑,LED将成为人类照明史上继爱迪生发明电灯之后最重要的一次革命。20142014年年借借着着LEDLED照明照明获得诺贝尔物理学奖的东风,获得诺贝尔物理学奖的东风,LEDLED将将迎来迎来新一轮新一轮的快速发展期,
2、将朝着更高光效、更高可靠性、更低功耗、更低成本、更智能化方向的快速发展期,将朝着更高光效、更高可靠性、更低功耗、更低成本、更智能化方向发展。发展。图1 LED照明获得诺贝尔物理学奖将迎来新一轮的黄金发展期 据统计,近几年来全球LED市场一直保持着20%左右的快速增长,2014年 全球光电产业总产值5766亿美元,台湾地区光电产业产值约占12%,为674亿美元。全球照明产品的市场规模从2007年的1956亿美元增长至2013年的3784亿美元。其中LED照明所占百分比逐年增加,预计到2018年将达到8.4%。十年来中国照明产业快速成长,产业规模得到最大化扩张。据LEDinside最新发布的201
3、5全球LED照明市场趋势报告显示,20152015年全球照明市场规模将达到年全球照明市场规模将达到821821亿美金。其中亿美金。其中LEDLED照明市场规模将达照明市场规模将达257257亿美金,市场渗透亿美金,市场渗透率为率为31%31%。预计近几年,预计近几年,LEDLED市场将维持约市场将维持约25%25%的增长。的增长。图2 全球照明市场规模及LED照明市场规模(亿美元)和渗透率 2.福建省福建省 LEDLED 照明与显示行业现状照明与显示行业现状 2004 年年 4 月,厦门成为首批四个月,厦门成为首批四个国家半导体照明工程产业化基地国家半导体照明工程产业化基地之之一。一。以以厦门
4、、福州厦门、福州为中心,与为中心,与台湾台湾 LED 产业进行全面对接产业进行全面对接,有力促进,有力促进了台湾光电产业向海峡西岸的转移,正在建设全国乃至东南亚地区了台湾光电产业向海峡西岸的转移,正在建设全国乃至东南亚地区具有区域优势的具有区域优势的 LED 产业基地产业基地。2013 年厦门被科技部评为全国半导体照明领域仅有的年厦门被科技部评为全国半导体照明领域仅有的 2 家家 A 类基类基地地之一,之一,LED 产业总产值达产业总产值达 450 亿元,近十年来增长率一直稳居亿元,近十年来增长率一直稳居30%以上。以上。LED 是我省十二五战略性新兴产业发展重点,该产业的集群效应逐是我省十二
5、五战略性新兴产业发展重点,该产业的集群效应逐渐凸显,已成为渐凸显,已成为福建省新的经济增长点之一福建省新的经济增长点之一。2014 年福建光电总年福建光电总产值达到产值达到 2060 亿元。亿元。经过近年来的布局和发展,福建省 LED 照明与显示产业的集群效应逐渐 凸显,已成为福建省新的经济增长点之一。在福建省“十二五”信息产业发展专项规划中,提出重点培育包括新型光电显示、LED 照明等在内的光电产业集群。“十二五”期间,福建省将 LED 照明与显示等光电产业作为重点发展的新的支柱产业。以厦门和福州为重点,以LED 照明与显示及太阳能光伏为桥梁,与台湾相关光电产业进行全面对接,有力促进了台湾光
6、电产业向海峡西岸的转移,建设了全国乃至东南亚地区具有比较优势的光电产业基地。福建省政府于 2014 年下达福建省人民政府办公厅转发省信息化局关于福建省推广应用LED 照明产品若干措施的通知,大力推广 LED 在照明光源中的应用比重。力争到 2015年底前,新建照明工程普遍使用 LED 照明产品,已建照明工程基本完成照明产品改造。通过实施 LED 照明工程,到 2015 年,实现本地区同比口径下照明节能(电)50%以上。在福建省政府的宏观政策推动下,我省的 LED 市场容量已经较为庞大,并且存在巨大的提升空间。3.3.厦门厦门市市 LEDLED 光电产业现状光电产业现状 厦门的光电产业已经形成完
7、整的产业链条,2014 年总产值 1162 亿元,到 2018 年可实现总产值 2500 亿元以上。图3 厦门市LED光电产业现状 4.4.厦门市厦门市 LEDLED 主要企业主要企业 厦门 LED 产业基地具备全产业链生态模式实现良性发展 图4 厦门市主要LED光电企业 5.5.台湾省台湾省 LEDLED 产业单位(部分)产业单位(部分)台湾的 LED 产业发展与大陆和海峡西岸的 LED 产业能够实现全面对接和优势互补,企业之间、科研机构之间都能良好合作,共同培养好 LED 这一朝阳产业,实现两岸实现两岸 LEDLED 产产业共同繁荣业共同繁荣。图 5 台湾主要 LED 光电企业 6.6.两
8、岸合作发展前景两岸合作发展前景 进一步开展深层次的合作,统筹协调,提高效率,需要加快推动两岸在标准、研发、专利等方面的实质性合作,实现两岸优势互补两岸优势互补,打造华人共同品牌。打造华人共同品牌。图 6 两岸半导体照明合作项目工作会议 7.7.福建省福建省 LEDLED 光电产业存在问题光电产业存在问题 LED 照明和显示产业是知识密集、技术要求高、多学科交叉的产业。我们应该清醒地认识到福建省工业基础相对较为薄弱,高端产品和领军人才缺乏。在现有的条件下,大多数企业无论是从资金上还是技术上,都难以完成大规模的研发和应用推广。我省的 LED 照明与显示产业可持续发展的技术支撑还不够强,加上力量分散
9、导致研发支撑力度不足,产业资源不能优化集聚,产业格局急需整合,商业推广模式需要进一步探索,技术服务支撑体系尚未建立。这些原因导致我省的光电产业规模还不够大,产品的技术档次还不够高,国际竞争力还不够强。为此,亟需采取“政府支持,独立运作,服务社会”的方式,规划、建立一个服务于海峡西岸的 LED 照明与显示产业基地,提升 LED 照明与显示相关产品的质量和整体竞争力,促进台湾光电和电子相关产业向海峡西岸的转移。存在存在主要主要问题问题:产品主要处于中低端。产品主要处于中低端。产业链不够完整,产业链不够完整,产业集聚力有待增强。虽然已建设了检测平台,但产业集聚力有待增强。虽然已建设了检测平台,但对产
10、品研发过程的检测分析、仪器计量方面的支持不足。对产品研发过程的检测分析、仪器计量方面的支持不足。研发能力偏弱,研发能力偏弱,高端人才培育不足。产品开发范围偏窄,对产品研发高端人才培育不足。产品开发范围偏窄,对产品研发过程中的技术支撑不足。过程中的技术支撑不足。新技术新产品储备较弱,对新技术新产品储备较弱,对新产业的技术支撑如新产业的技术支撑如 OLEDOLED,ACAC-LEDLED 的反的反应较慢。应较慢。二、二、基地条件和能力基地条件和能力 1.1.平台构成平台构成 本产业技术开发基地的建设将主要依托厦门大学物理与机电工程学院进行建设。厦门大学是国内最早设立半导体专业的五所高校之一,是国内
11、最早设立半导体物理与器件物理博士点的单位之一,也是国内高校最早建立发光物理教研室。在国家“985”和“211”重点建设经费支持下,厦门大学在光电和电子领域拥有一支高水平、专业化的技术力量,并拥有价值约 1 亿 5 千万元的光电和电子领域研发设备。近年来,厦门大学光电和电子学科的发展为厦门大学物理学、材料科学进入全球 ESI(基本科学指标数据库)世界前 1%作出了重大的贡献。表 1 为依托单位厦门大学物理与机电工程学院在光电领域的科技创新平台,表 2 为依托单位对 LED 照明和显示产业的学科支撑。图 7 平台构成图 表表 1 依托依托单位在光电领域的科技创新平台单位在光电领域的科技创新平台 序
12、号序号 依托单位的相关科技创新平台名称依托单位的相关科技创新平台名称 级别级别 1 教育部微纳光电子材料与器件工程研究中心 部级 2 福建省半导体照明工程技术研究中心 省级 3 福建省集成电路设计工程技术中心 省级 4 福建省半导体材料及应用重点实验室 省级 5 厦门市半导体照明检测认证中心(与厦门市产品质量监督检验院共建)市级 6 厦门市创新方法工程技术研究中心 市级 7 厦门市光伏产业研发与公共检测平台 市级 表表 2 依托依托单位在光电领域的单位在光电领域的学科支撑学科支撑 类别类别 学科名称学科名称 国家重点学科 凝聚态物理 博士后流动站 电子科学与技术、仪器科学与技术、物理学、信息与
13、通信工程 一级学科博士 学位授权点 电子科学与技术、仪器科学与技术、物理学、信息与通信工程、机械工程 硕士学位 授权点 工科工科:微电子学与固体电子学、物理电子学、电磁场与微波技术、光伏工程、精密仪器及机械、机械电子工程、仪器仪表工程、电气检测技术及仪器、光学工程 工程硕士工程硕士:仪器仪表工程、电子与通信工程 福建省 重点学科 电子科学与技术(优势学科培养)、仪器科学与技术(特色)、物理学(特色)、信息与通信工程 2.2.行业基地总体情况行业基地总体情况 基地的前世基地的前世 19571957 年,厦门大学与北京大学等五校联办半导体专门化,年,厦门大学与北京大学等五校联办半导体专门化,厦大也
14、是全国最早开设半导体发光专业的高校。厦大也是全国最早开设半导体发光专业的高校。基地的今生基地的今生 20062006 年年 1010 月,经省科技厅批准筹建“福建省半导体照月,经省科技厅批准筹建“福建省半导体照明工程技术研究中心”,随后明工程技术研究中心”,随后 福建省政府出台了福建省促进福建省政府出台了福建省促进 LEDLED 和和光伏产业发展的实施意见,旨在光伏产业发展的实施意见,旨在促进福建省促进福建省 LEDLED 及其相关产业的提升及其相关产业的提升和发展和发展,本中心就是在这样历史背景下建设。,本中心就是在这样历史背景下建设。3.3.目标定位目标定位 目标:国内一流目标:国内一流
15、瞄准国际瞄准国际 LED 照明与显示领域的热点和重点问题,结合国家照明与显示领域的热点和重点问题,结合国家LED 产业发展的需要,建设国内一流的半导体照明(产业发展的需要,建设国内一流的半导体照明(LED)材料和器件及其检测)材料和器件及其检测技术的研发平台。技术的研发平台。立足:服务海西立足:服务海西 本基地主要服务于本基地主要服务于海峡西岸海峡西岸 LED 照明与显示企事业单位照明与显示企事业单位,重点,重点服务福建省服务福建省 LED 产业链所遇到的工程和技术问题,为福建省半导体照明相关产业产业链所遇到的工程和技术问题,为福建省半导体照明相关产业的可持续发展提供公共研发和检测平台。的可持
16、续发展提供公共研发和检测平台。强调:产学研结合强调:产学研结合 积极承担积极承担 LED 相关的“相关的“863”计划、科技支撑计划以及福建省计划、科技支撑计划以及福建省和厦门市重大科技和产业项目外,注重企业的实际需求,共同技术攻关。和厦门市重大科技和产业项目外,注重企业的实际需求,共同技术攻关。4.4.基地总体情况基地总体情况 厦门大学在 985 工程一期就投入 2000 多万元人民币成立“半导体光子学研究中心”。于 2005 年购买了一台进口 MOCVD 设备和相关设备,作为 GaN 基材料和器件的研究工作。211 工程第二期再投入 1100 万元,完善这一器件工艺线,其中用于购买的 X
17、射线衍射仪用于对生长得到的晶体质量进行分析,进口 ICP 刻蚀机用于 GaN 基LED 器件管芯的制备工艺等等。985 工程二期投入 6000 多万元人民币主要用于半导体器件的研究设备,主要是用于半导体材料生长和器件工艺及材料和器件的测量分析。其中主要包括:电子束蒸发设备,进口 AFM,扫描式电子显微镜,紫外可见分光光度系统,紫外分光光度计,共聚焦显微拉曼谱仪,阻抗测量系统,薄膜厚度测试仪,光学多道 CCD 光谱系统,YAG 脉冲激光器,皮秒级荧光寿命分析系统,氦镉激光器等。图 8 MOCVD设备和相关设备 于 2007 年成立的福建省半导体照明工程技术研究中心,建立了国内先进的半导体照明产品
18、综合检测与研发平台,具备国际上一流的 LED器件光学,电学,热学测试系统。为本开发基地的研究提供了良好的测试分析条件,已具备完成材料生长、器件工艺和测量分析的实验条件。图 9 半导体照明产品综合检测与研发平台 图10 资质认定能力 LED 检测国家资质认证检测国家资质认证 公共检测和分析支撑公共检测和分析支撑 LED 技术标准工作组技术标准工作组 图11领军人才 三、三、基地创新能基地创新能 力力 1.技术开发能力技术开发能力 我们注重功率级半导体照明(LED)关键技术和重要科学问题的原创性研究,开展高效LED材料外延、器件工艺与结构优化、检测与质量控制研究,探索提高功率级LED器件量子效率的
19、有效方法,促进其在照明中的应用。2009年,我们成功开发出具有自主知识产权的新结构瓦级LED芯片,该技术通过连续改变有源层的量子阱区生长温度的方法获得渐变In组分的InGaN多量子阱结构,有效地提高了芯片的发光效率、波长稳定性、可靠性和寿命。该 系列研究成果发表后得到国际同行的广泛重视和高度评价,如国际知名半导体技术网站Semiconductor Today对该成果进行了专题报道。我们在紫外LED研究方面也取得了突破性进展。我们成功制备了量子点高度仅为1 nm的高密度六棱台状GaN/AlN量子点,突破了高Al组分AlGaN材料中强极化场的制约,将紫外发光内量子效率提高到62%。并将量子点作为紫
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