LED光電產(chǎn)業(yè)是一個(gè)新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，具有節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，尤其是2009年12月哥本哈根全球氣候會(huì)議的低碳減排效應(yīng)，將使LED光電產(chǎn)業(yè)更加符合我們國(guó)家的能源、減碳戰(zhàn)略，而獲得更多的產(chǎn)業(yè)支持和市場(chǎng)需求，成為一道亮麗的產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)景。
中國(guó)是LED封裝大國(guó)，據(jù)估計(jì)全世界80%數(shù)量的LED器件封裝集中在中國(guó)，分布在各類(lèi)美資、臺(tái)資、港資、內(nèi)資封裝企業(yè)。
在過(guò)去的五年里，外資LED封裝企業(yè)不斷內(nèi)遷大陸，內(nèi)資封裝企業(yè)不斷成長(zhǎng)發(fā)展，技術(shù)不斷成熟和創(chuàng)新。在中低端LED器件封裝領(lǐng)域，中國(guó)LED封裝企業(yè)的市場(chǎng)占有率較高，在高端LED器件封裝領(lǐng)域，部分中國(guó)企業(yè)有較大突破。隨著工藝技術(shù)的不斷成熟和品牌信譽(yù)的積累，中國(guó)LED封裝企業(yè)必將在中國(guó)這個(gè)LED應(yīng)用大國(guó)里扮演重要和主導(dǎo)的角色。
下面從十個(gè)方面來(lái)論述我國(guó)LED封裝業(yè)的現(xiàn)狀與未來(lái)：
(一)LED封裝產(chǎn)品
LED封裝產(chǎn)品大致分為直插式(LAMP)、貼片式(SMD)、大功率(HI-Power)三大類(lèi)，三大類(lèi)產(chǎn)品中有不同尺寸、不同形狀、不同顏色等各類(lèi)產(chǎn)品。
我國(guó)的LED封裝產(chǎn)品經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，已形成門(mén)類(lèi)齊全的各類(lèi)封裝型號(hào)，與國(guó)外的封裝產(chǎn)品型號(hào)基本同步，在國(guó)內(nèi)基本能找到各類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品的替代產(chǎn)品。在今后的幾年里，我國(guó)的LED封裝產(chǎn)品種類(lèi)將更加齊全，與國(guó)外產(chǎn)品保持同步。
(二)LED封裝產(chǎn)能
中國(guó)已逐漸成為世界LED封裝器件的制造中心，其中包括臺(tái)資、港資、美資等企業(yè)在中國(guó)的制造基地。
據(jù)估算，中國(guó)的封裝產(chǎn)能(含外資在大陸的工廠)占全世界封裝產(chǎn)能的60%,并且隨著LED產(chǎn)業(yè)的聚集度在中國(guó)的增加，此比例還在上升。大陸LED封裝企業(yè)的封裝產(chǎn)能擴(kuò)充較快，隨著更多資本進(jìn)入大陸封裝產(chǎn)業(yè)，LED封裝產(chǎn)能將會(huì)快速擴(kuò)張。
(三)LED封裝生產(chǎn)及測(cè)試設(shè)備
LED封裝主要生產(chǎn)設(shè)備有自動(dòng)固晶機(jī)、自動(dòng)焊線機(jī)、自動(dòng)封膠機(jī)、自動(dòng)分光分色機(jī)、自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)、自動(dòng)貼帶機(jī)等;LED主要測(cè)試設(shè)備有IS標(biāo)準(zhǔn)儀、光電綜合測(cè)試儀、TG點(diǎn)測(cè)試儀、積分球流明測(cè)試儀、熒光粉測(cè)試儀、冷熱沖擊箱、高溫高濕箱等。
五年前，LED主要封裝設(shè)備是歐洲、臺(tái)灣廠商的天下，國(guó)產(chǎn)設(shè)備多為半自動(dòng)設(shè)備，現(xiàn)在，除自動(dòng)焊線機(jī)外，國(guó)產(chǎn)全自動(dòng)設(shè)備已能批量供應(yīng)，不過(guò)精度和速度有待進(jìn)一步提高。LED的主要測(cè)試設(shè)備，除IS標(biāo)準(zhǔn)儀外，其它設(shè)備已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。就硬件水平來(lái)說(shuō)，中國(guó)規(guī)模以上的LED封裝企業(yè)是世界上最先進(jìn)的。當(dāng)然，一些更高層次的測(cè)試分析設(shè)備還有待進(jìn)一步配備。
中國(guó)在封裝設(shè)備硬件上，由于購(gòu)買(mǎi)了最新型和最先進(jìn)的封裝設(shè)備，擁有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，具備先進(jìn)封裝技術(shù)和工藝發(fā)展的基礎(chǔ)。
(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(guó)大陸的LED芯片企業(yè)約有十家左右，起步較晚，規(guī)模不夠大，最大的LED芯片企業(yè)年產(chǎn)值約3個(gè)億人民幣，每家平均產(chǎn)能在1至2個(gè)億。
國(guó)內(nèi)中小尺寸芯片(指15mil以下)已能基本滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)的需求，大尺寸(指功率型瓦級(jí)芯片)還需進(jìn)口，主要來(lái)自美國(guó)、臺(tái)灣企業(yè)。
國(guó)產(chǎn)品牌的中小尺寸芯片性能與國(guó)外品牌差距較小，具有良好的性?xún)r(jià)比，能滿(mǎn)足絕大部分LED應(yīng)用企業(yè)的需求。國(guó)產(chǎn)大尺寸瓦級(jí)芯片還需努力，以滿(mǎn)足未來(lái)照明市場(chǎng)的巨大需求。隨著資本市場(chǎng)對(duì)上游芯片企業(yè)的介入，預(yù)計(jì)未來(lái)三年我國(guó)LED芯片企業(yè)將有較大的發(fā)展，將有力地促進(jìn)LED封裝產(chǎn)業(yè)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(guó)大陸的封裝輔助材料供應(yīng)鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產(chǎn)供應(yīng)。高性能的環(huán)氧樹(shù)脂和硅膠以進(jìn)口居多，這兩類(lèi)材料主要要求耐高溫、耐紫外線、優(yōu)異折射率及良好的膨脹系數(shù)等。隨著全球一體化的進(jìn)程，中國(guó)LED封裝企業(yè)已能應(yīng)用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。
(六)LED封裝設(shè)計(jì)
直插式LED的設(shè)計(jì)已相對(duì)成熟，目前主要在衰減壽命、光學(xué)匹配、失效率等方面可進(jìn)一步上臺(tái)階。貼片式LED的設(shè)計(jì)尤其是頂部發(fā)光TOP型SMD處在不斷發(fā)展之中，封裝支架尺寸、封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、光學(xué)設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)等不斷創(chuàng)新，具有廣闊的技術(shù)潛力。
功率型LED的設(shè)計(jì)則是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造還處于發(fā)展之中，使得功率型LED的結(jié)構(gòu)、光學(xué)、材料、參數(shù)設(shè)計(jì)也處于發(fā)展之中，不斷有新型的設(shè)計(jì)出現(xiàn)。
中國(guó)的LED封裝設(shè)計(jì)是建立在國(guó)外及臺(tái)灣已有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的改進(jìn)和創(chuàng)新。設(shè)計(jì)需依賴(lài)良好的電腦設(shè)計(jì)工具、良好的測(cè)試設(shè)備及良好的可靠性試驗(yàn)設(shè)備，更需依據(jù)先進(jìn)的設(shè)計(jì)思路和產(chǎn)品領(lǐng)悟力。目前中國(guó)的LED封裝設(shè)計(jì)水平還與國(guó)外行業(yè)巨頭有一定差距，這也與中國(guó)LED行業(yè)缺乏規(guī)模龍頭企業(yè)有關(guān)，缺乏有組織、有計(jì)劃的規(guī)模性的研發(fā)設(shè)計(jì)投入。
(七)LED封裝工藝
LED封裝工藝包括固晶參數(shù)工藝、焊線參數(shù)工藝、封膠參數(shù)工藝、烘烤參數(shù)工藝、分光分色工藝等。隨著中國(guó)LED封裝企業(yè)這幾年的快速發(fā)展，LED封裝工藝已經(jīng)上升到一個(gè)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(guó)的LED優(yōu)秀封裝企業(yè)已能滿(mǎn)足其需求，先進(jìn)封裝工藝生產(chǎn)出來(lái)的LED已接近國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品水平。不過(guò)，大功率LED器件的封裝工藝要求更高，我國(guó)大功率封裝工藝水平還有待進(jìn)一步完善。
(八)LED封裝器件的性能
LED器件性能指標(biāo)主要包括亮度/光通量、光衰、失效率、光效、一致性、光學(xué)分布等。
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由于小芯片(15mil以下)已可在國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)大規(guī)模量產(chǎn)(盡管有部分外延片來(lái)自進(jìn)口)，小芯片亮度已與國(guó)外最高亮度產(chǎn)品接近，其亮度要求已能滿(mǎn)足95%的LED應(yīng)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(lài)進(jìn)口，每瓦流明值取決于所采購(gòu)芯片的流明值，封裝環(huán)節(jié)對(duì)流明值的影響只有10%.
②光衰;
一般研究認(rèn)為，光衰與芯片關(guān)聯(lián)度不大，與封裝材料與工藝關(guān)聯(lián)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(shí)間及材料匹配等。目前，中國(guó)LED封裝工藝經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和積累，已有較好的基礎(chǔ)，在光衰的控制上已與國(guó)外一些產(chǎn)品匹敵。
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失效率與芯片質(zhì)量、封裝輔助材料、生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)水平和管理水平相關(guān)。LED失效主要表現(xiàn)為死燈、光衰過(guò)大、波長(zhǎng)或色溫漂移過(guò)大等。根據(jù)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(shí));照明用途LED為500PPM(3000小時(shí));彩色顯示屏用途LED為50PPM(3000小時(shí))。中國(guó)封裝企業(yè)的LED失效率整體水平有待提高?？上驳氖牵倭恐袊?guó)優(yōu)秀封裝企業(yè)的失效率已達(dá)到世界水平。
④光效;
LED光效90%取決于芯片的發(fā)光效率。中國(guó)LED封裝企業(yè)對(duì)封裝環(huán)節(jié)的光效提高技術(shù)也有大量研究。如果中國(guó)在大尺寸瓦級(jí)芯片的研發(fā)生產(chǎn)上取得突破及量產(chǎn)，將會(huì)極大促進(jìn)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(zhǎng)一致性、亮度一致性、色溫一致性、衰減一致性等前三項(xiàng)一致性是可以通過(guò)投料工藝控制和分光分色機(jī)篩選達(dá)到的。前三項(xiàng)水平來(lái)說(shuō)，中國(guó)LED封裝技術(shù)與國(guó)外一致。角度一致性往往難以分選出來(lái)，需通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、物料機(jī)械精度控制、生產(chǎn)制程嚴(yán)格控制來(lái)達(dá)到。例如，LED全彩顯示屏用途的紅、綠、藍(lán)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(zhì)，成為L(zhǎng)ED器件的一項(xiàng)高端技術(shù)。衰減一致性也與物料控制和工藝控制有關(guān)，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(shù)的一個(gè)重要課題。中國(guó)部分LED封裝企業(yè)在LED一致性方面的技術(shù)已與國(guó)際接軌。
?、薰鈱W(xué)分布;
LED是一個(gè)發(fā)光器件，對(duì)于很多LED應(yīng)用用途來(lái)說(shuō)，LED的光形分布是一個(gè)重要指標(biāo)，決定了應(yīng)用產(chǎn)品二次光學(xué)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，也直接影響了LED應(yīng)用產(chǎn)品的視覺(jué)效果。例如，LED戶(hù)外顯示屏使用的LED橢圓形透鏡設(shè)計(jì)能夠使顯示屏在角度變化時(shí)亮度變化平穩(wěn)并有較大視角，符合人的視覺(jué)習(xí)慣。又如，LED路燈的光學(xué)要求，使得LED的一次光學(xué)設(shè)計(jì)和路燈的二次光學(xué)設(shè)計(jì)必須匹配，達(dá)到最佳路面光斑和最佳發(fā)光效率。通過(guò)計(jì)算機(jī)光學(xué)模擬軟件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)是常用的手段。中國(guó)LED封裝企業(yè)在積極迎頭趕上，與國(guó)外技術(shù)的差距在縮小。
(九)LED封裝應(yīng)用方向
目前，我國(guó)的LED封裝產(chǎn)品已廣泛地應(yīng)用在指示、背光、顯示、照明等應(yīng)用方向，應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋消費(fèi)類(lèi)電子業(yè)、汽車(chē)業(yè)、廣告業(yè)、交通業(yè)、體育業(yè)、娛樂(lè)業(yè)、建筑業(yè)等全方位領(lǐng)域。我國(guó)LED封裝器件應(yīng)用領(lǐng)域的廣度將會(huì)更加拓展，我國(guó)在LED的應(yīng)用上已走在世界的前列。
(十)LED封裝業(yè)人才狀況
我國(guó)LED封裝業(yè)的人才是建立在消化吸收臺(tái)、港、美資LED企業(yè)的技術(shù)和管理人才基礎(chǔ)上再培養(yǎng)和成長(zhǎng)起來(lái)的。行業(yè)的中、高層技術(shù)及管理人才滿(mǎn)足不了現(xiàn)有LED行業(yè)快速發(fā)展的需要，行業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)型人才偏多，技術(shù)型、學(xué)術(shù)型人才偏少?？上驳氖?，隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，部分高校已設(shè)置相關(guān)光電專(zhuān)業(yè)進(jìn)行培養(yǎng)人才，產(chǎn)學(xué)研的合作深入也為我國(guó)LED封裝企業(yè)輸送和培養(yǎng)了一批人才。
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