我國LED封裝業的現狀與未來發展
編輯：天嘯 [ 2010-4-13 9:09:29 ] 文章來源：LED大屏網
一、簡述
LED光電產業是一個新興的朝陽產業，具有節能、環保的特點，尤其是2009年12月哥本哈根全球氣候會議的低碳減排效應，將使LED光電產業更加符合我們國家的能源、減碳戰略，而獲得更多的產業支持和市場需求，成為一道亮麗的產業發展風景。
LED產業鏈總體分為上、中、下游，分別是LED外延芯片、LED封裝及LED應用。作為LED產業鏈中承上啟下的LED封裝產業，在整個產業鏈中起著無可比擬的重要作用�；贚ED器件的各類應用產品大量使用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器件在應用產品總成本上占了40%至70%，且LED應用產品的各項性能往往70%以上由LED器件的性能決定。
中國是LED封裝大國，據估計全世界80%數量的LED器件封裝集中在中國，分布在各類美資、臺資、港資、內資封裝企業。
在過去的五年里，外資LED封裝企業不斷內遷大陸，內資封裝企業不斷成長發展，技術不斷成熟和創新。在中低端LED器件封裝領域，中國LED封裝企業的市場占有率較高，在高端LED器件封裝領域，部分中國企業有較大突破。隨著工藝技術的不斷成熟和品牌信譽的積累，中國LED封裝企業必將在中國這個LED應用大國里扮演重要和主導的角色。
二、我國LED封裝業的現狀與未來
下面從十個方面來論述我國LED封裝業的現狀與未來：
（一）LED封裝產品
LED封裝產品大致分為直插式（LAMP）、貼片式（SMD）、大功率（HI-POWER）三大類，三大類產品中有不同尺寸、不同形狀、不同顏色等各類產品。
我國的LED封裝產品經過十多年的發展，已形成門類齊全的各類封裝型號，與國外的封裝產品型號基本同步，在國內基本能找到各類進口產品的替代產品。
在今后的幾年里，我國的LED封裝產品種類將更加齊全，與國外產品保持同步。
（二）LED封裝產能
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、美資等企業在中國的制造基地。
據估算，中國的封裝產能（含外資在大陸的工廠）占全世界封裝產能的60%，并且隨著LED產業的聚集度在中國的增加，此比例還在上升。大陸LED封裝企業的封裝產能擴充較快，隨著更多資本進入大陸封裝產業，LED封裝產能將會快速擴張。
（三）LED封裝生產及測試設備
LED封裝主要生產設備有自動固晶機、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主要測試設備有IS標準儀、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主要封裝設備是歐洲、臺灣廠商的天下，國產設備多為半自動設備，現在，除自動焊線機外，國產全自動設備已能批量供應，不過精度和速度有待進一步提高。LED的主要測試設備，除IS標準儀外，其它設備已基本實現國產化。
就硬件水平來說，中國規模以上的LED封裝企業是世界上最先進的。當然，一些更高層次的測試分析設備還有待進一步配備。
中國在封裝設備硬件上，由于購買了最新型和最先進的封裝設備，擁有后發優勢，具備先進封裝技術和工藝發展的基礎。
（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芯片企業約有十家左右，起步較晚，規模不夠大，最大的LED芯片企業年產值約3個億人民幣，每家平均產能在1至2個億。
國內中小尺寸芯片（指15mil以下）已能基本滿足國內封裝企業的需求，大尺寸（指功率型瓦級芯片）還需進口，主要來自美國、臺灣企業。
國產品牌的中小尺寸芯片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應用企業的需求。
國產大尺寸瓦級芯片還需努力，以滿足未來照明市場的巨大需求。
隨著資本市場對上游芯片企業的介入，預計未來三年我國LED芯片企業將有較大的發展，將有力地促進LED封裝產業總體水平的提高。
（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鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產供應。
高性能的環氧樹脂和硅膠以進口居多，這兩類材料主要要求耐高溫、耐紫外線、優異折射率及良好的膨脹系數等。
隨著全球一體化的進程，中國LED封裝企業已能應用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。
（六）LED封裝設計
直插式LED的設計已相對成熟，目前主要在衰減壽命、光學匹配、失效率等方面可進一步上臺階。貼片式LED的設計尤其是頂部發光TOP型SMD處在不斷發展之中，封裝支架尺寸、封裝結構設計、材料選擇、光學設計、散熱設計等不斷創新，具有廣闊的技術潛力。
功率型LED的設計則是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造還處于發展之中，使得功率型LED的結構、光學、材料、參數設計也處于發展之中，不斷有新型的設計出現。
中國的LED封裝設計是建立在國外及臺灣已有設計基礎上的改進和創新。設計需依賴良好的電腦設計工具、良好的測試設備及良好的可靠性試驗設備，更需依據先進的設計思路和產品領悟力。目前中國的LED封裝設計水平還與國外行業巨頭有一定差距，這也與中國LED行業缺乏規模龍頭企業有關，缺乏有組織、有計劃的規模性的研發設計投入。
（七）LED封裝工藝
LED封裝工藝包括固晶參數工藝、焊線參數工藝、封膠參數工藝、烘烤參數工藝、分光分色工藝等。
隨著中國LED封裝企業這幾年的快速發展，LED封裝工藝已經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優秀封裝企業已能滿足其需求，先進封裝工藝生產出來的LED已接近國際同類產品水平。不過，大功率LED器件的封裝工藝要求更高，我國大功率封裝工藝水平還有待進一步完善。
（八）LED封裝器件的性能
LED器件性能指標主要包括亮度/光通量、光衰、失效率、光效、一致性、光學分布等。
① 亮度或光通量；
由于小芯片（15mil以下）已可在國內芯片企業大規模量產（盡管有部分外延片來自進口），小芯片亮度已與國外最高亮度產品接近，其亮度要求已能滿足95%的LED應用需求，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口，每瓦流明值取決于所采購芯片的流明值，封裝環節對流明值的影響只有10%。
② 光衰；
一般研究認為，光衰與芯片關聯度不大，與封裝材料與工藝關聯度最大。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封裝工藝經過多年的發展和積累，已有較好的基礎，在光衰的控制上已與國外一些產品匹敵。
③ 失效率；
失效率與芯片質量、封裝輔助材料、生產工藝、設計水平和管理水平相關。
LED失效主要表現為死燈、光衰過大、波長或色溫漂移過大等。根據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）。
中國封裝企業的LED失效率整體水平有待提高�？上驳氖�，少量中國優秀封裝企業的失效率已達到世界水平。
④ 光效；
LED光效90%取決于芯片的發光效率。中國LED封裝企業對封裝環節的光效提高技術也有大量研究。
如果中國在大尺寸瓦級芯片的研發生產上取得突破及量產，將會極大促進功率型封裝器件光效的提高。
⑤ 一致性；
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到的。前三項水平來說，中國LED封裝技術與國外一致。
角度一致性往往難以分選出來，需通過優化設計、物料機械精度控制、生產制程嚴格控制來達到。例如，LED全彩顯示屏用途的紅、綠、藍三種橢圓形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，成為LED器件的一項高端技術。
衰減一致性也與物料控制和工藝控制有關，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封裝技術的一個重要課題。
中國部分LED封裝企業在LED一致性方面的技術已與國際接軌。
⑥ 光學分布；
LED是一個發光器件，對于很多LED應用用途來說，LED的光形分布是一個重要指標，決定了應用產品二次光學的設計基礎，也直接影響了LED應用產品的視覺效果。
例如，LED戶外顯示屏使用的LED橢圓形透鏡設計能夠使顯示屏在角度變化時亮度變化平穩并有較大視角，符合人的視覺習慣。又如，LED路燈的光學要求，使得LED的一次光學設計和路燈的二次光學設計必須匹配，達到最佳路面光斑和最佳發光效率。
通過計算機光學模擬軟件來進行設計開發是常用的手段。中國LED封裝企業在積極迎頭趕上，與國外技術的差距在縮小。
（九）LED封裝應用方向
目前，我國的LED封裝產品已廣泛地應用在指示、背光、顯示、照明等應用方向，應用領域涵蓋消費類電子業、汽車業、廣告業、交通業、體育業、娛樂業、建筑業等全方位領域。我國LED封裝器件應用領域的廣度將會更加拓展，我國在LED的應用上已走在世界的前列。
（十）LED封裝業人才狀況
我國LED封裝業的人才是建立在消化吸收臺、港、美資LED企業的技術和管理人才基礎上再培養和成長起來的。行業的中、高層技術及管理人才滿足不了現有LED行業快速發展的需要，行業內經驗型人才偏多，技術型、學術型人才偏少�？上驳氖�，隨著產業的發展，部分高校已設置相關光電專業進行培養人才，產學研的合作深入也為我國LED封裝企業輸送和培養了一批人才。
三、結束語
LED封裝產業是LED光電產業中承上啟下的重要環節，所有LED應用產品均需使用高品質的LED封裝器件。LED封裝設計工藝、及技術配方具有高新技術特點，相對上游外延芯片領域，LED封裝產業的知識產權壁壘較少。LED照明和LED電視將成為LED封裝產業的強勁增長點。
我國目前的LED封裝企業規模普遍不夠大，第一陣營的封裝企業的平均銷售收入在1個億左右，與臺灣的上市封裝龍頭企業億光（2008年營收約23億人民幣）相比差距較大。隨著我國LED產業的快速發展，中國的LED封裝企業增長潛力巨大。
我國LED封裝產業迫切需要自主民族品牌，以打破國外品牌在高端應用領域的壟斷。
我國LED封裝產品將切實受益于國家節能減排戰略的實施，將切實受益于金融危機中中國GDP的高位增長。
隨著我國成為全世界的LED封裝大國，中國的LED封裝技術在快速發展和進步，與世界頂尖技術的差距在縮小，并且局部產品有超越。
我們需要加深對LED封裝產業的戰略認識和重視。需加大在LED封裝技術研究領域方面的研發投入。我們中國LED封裝產業與國外的差距主要在品牌和研發投入上�？捎^的研發投入才能支撐起世界認同的品牌。
隨著中國國力的增長，LED應用市場的強勁拉力，我們相信中國會由LED封裝大國成為LED封裝強國。
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