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2011年LED产业 台湾如何克敌致胜?
日韩虎视眈眈 台湾成待宰羔羊?

【作者: 王岫晨】2011年01月06日 星期四

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目前苹果iPad的背光板主要是由日本日亚化和丰田合成来供应,至于其他品牌业者所推出的平板计算机,多半采用台湾厂商生产的LED,因此预计明年的平板计算机潮,将会成为高阶LED晶粒2、3月供货吃紧的主因。


市场预估高阶LED晶粒将在2011年下半年旺季时出现大缺货,但专家认为LED晶粒缺货将在2月发生。也为了因应趋势发展和市场需求,台湾LED厂商目前都积极扩充产能,或者规划赴中国大陆投资兴建新厂,例如晶电、璨圆、华上、鼎元、亿光、光宝、光鼎、艾笛森等,都有在大陆投资建厂的计划。


三星LED为台湾最大对手

台湾LED厂商虽然积极布局,韩国厂商却也紧追在后。尤其三星电子特别投资了三星LED,直接跨入LED市场分食商机。尽管受限于MOCVD机台订单前置期长、供给量少等限制,导致三星LED目前为止MOCVD机台的装机数量仍低,但专家评估,三星LED在2010年的MOCVD装机数量可达100台,2011年更将持续扩产。而观察三星LED近期导入的新机台机种新、产量大,按此推估,最快在2~3年内,三星LED就能追上台湾LED晶粒大厂晶电,成为台湾LED产业的主要竞争对手。


LED制程<Source : 李洲科技>

上游
磊晶制造

利用砷(As)、镓(Ga)、磷(P)等Ⅲ-Ⅴ族化合物为材料的单芯片作为结晶成长用的基板,透过磊晶方法制作磊芯片。磊晶方法大致可分为液相磊晶法(LPE)、气相磊晶法(VPE)或金属有机物化学气相磊晶法(MOCVD)等三种。目前蓝宝石基板型LED磊晶技术也已经成熟。

中游
晶粒制造

依据不同LED组件的需求,透过扩散、金属膜蒸镀、蚀刻、热处理等制程进行LED磊芯片电极制作,接着将磊晶基板磨薄、抛光后,再切割、崩裂成单颗晶粒。

下游
封装测试

将晶粒黏着于导线架上,经过固晶、固化、打线、树脂封胶、烘烤、切割、测试、包装等制作流程,将晶粒封装成各类型的LED组件。
晶粒:透过磊晶、单晶制成的发光二极管LED芯片。
导线架:也可称为「支架」,导线架主要提供芯片焊接与引线端子间区域的一组零件,分为阳极与阴极。
固晶:将LED芯片安置于已涂布银胶的电路板或导线架上相对应的位置。
固化:透过高温加热银胶,使环氧树脂材料固化后将LED芯片固定于导线架上。
打线:利用金属引线连接LED芯片上之电极与导线架上之端子。
树脂封胶:利用树脂材料将LED芯片与焊线进行封装。
切割:透过切割机台将LED支架相互的连接予以切除。
测试:针对LED产品功能与讯号进行测试。


MOCVD装机明年创新高

2020年LED TV的背光需求,为LED带来爆炸性成长。回顾2009年,台湾不管在LED封装和晶粒之产值,均名列全球前矛之地位。因应市场需求,台湾LED厂商近来积极扩产,并陆续赴中国大陆投资设厂。但放眼此商机,韩国厂商也加速LED机台设备的导入。韩厂扩产速度积极,预计韩国在未来2~3年就会成为台湾LED晶粒生产的最大竞争者。


据了解,过去生产红黄光LED磊晶、晶粒,都是以硅基板型技术为主,主要应用则是照明市场。目前随着蓝宝石基板型LED技术成熟,加上其主要应用为LED背光源,因此随着大尺寸面板背光源需求不断增加,更多厂商都在2010年大举投入蓝宝石基板型的蓝绿光LED磊晶市场。


只不过,由于近期的上游蓝宝石基板及有机金属气体等材料的供应短缺,使得蓝光LED磊晶与晶粒在2010年底前,供货都吃紧。而为了满足市场对于蓝光LED磊晶与晶粒的需求,市调单位DisplayBank预计2011年第一季,全球用来生产蓝光LED的MOCVD设备安装数量,将成长到2000台,并持续增加到2011年底的2500台。


《图一 Scott认为,如果市场上没有提供更多的LED蓝宝石基板产能,2011年将会供不应求。》
《图一 Scott认为,如果市场上没有提供更多的LED蓝宝石基板产能,2011年将会供不应求。》

抢进LED蓝宝石基板供应链

LED产业分析师预测,未来几年因受平板电视及商业、住宅照明等产品的销售成长推动,LED市场年复合成长率可能达40%。而蓝宝石正是这一快速成长市场上,用得最普遍的基底材料。GT Solar营销副总裁Scott Kroeger指出,LED产业有三波带动市场的浪潮,第一波是手机与行动装置的背光需求,第二波是目前市场热门的液晶电视、笔电与液晶屏幕的LED背光需求,第三波则是即将到来的LED照明需求。Scott认为,如果从目前LED各厂商扩厂的幅度,以及市场需求的趋势来看,如果市场上没有提供更多的LED蓝宝石基板产能,到时候将会供不应求。


Scott说,蓝宝石基板材料供应量,预计将从2012年起将超越LED的扩产速度,但是目前在整个LED供应链中,却独缺蓝宝石长晶设备供货商,因此2010~2011年将是跨足LED蓝宝石芯片市场的最佳时机。


全球MOCVD设备安装数量情况<Source : DisplayBank>

时程

优点

2008 年 4 月

约 500 台

2009 年 6 月

约 1000 台

2011 第一季

约 1000 台

2011 年底

约 2500 台


LED多晶封装渐成气候

LED组装成照明灯泡时,输出的总流明数是LED灯能否满足照明需求,并取代传统灯泡的最大关键。只不过,高功率LED芯片虽然在单晶封装下能得到较高流明数,但在发光效率上却远不如小功率LED芯片。这也使得LED下游封装厂分走两派,一派是专走主流大功率LED芯片的封装厂,另一派则是主打小功率LED芯片进行多晶封装(multi-chip package)的封装厂。


高功率LED单晶封装的技术应用在照明市场上已经成熟,这些技术也证明LED应用在照明之上是可行的,只是LED单晶封装应用于照明时,容易产生的炫光、令人不舒服的色泽,技术上还需要再突破。除了透过光罩或透镜等二次光学的方式之外,并无其他较好的解决方法。此外,大功率单芯片封装,在量产技术上虽已相当成熟,不过单一芯片在大电流(>700mA)的情况下运作,芯片上将会产生热密度相当高的热点,相这使得封装厂在封装方式上,也必须考虑热应力对固晶及焊接时的衍生问题。


反观在相同的总功率之下,小功率芯片不但有更高的流明数,而且由于热源分散在各个芯片上,反而较不易产生热点。因此单纯以光和热的特性表现上,小功率多晶封装反而是占了上风。


《图二 梅润平说,LED短时间内尚难普及,而五年内传统照明市场上,CFL的成长将高于LED。》
《图二 梅润平说,LED短时间内尚难普及,而五年内传统照明市场上,CFL的成长将高于LED。》

五年内CFL成长将高于LED

LED将成为新一代照明主流是不争的事实。然而包括光效率、成本与体积等问题都还有及技术瓶颈存在,短时间内难有革命性的突破,因此LED要进入传统照明市场,可能还需要一段时间的沈潜。而这段时间内,CFL(可调光节能荧光灯)就成为照明市场上另一个可靠的照明选择。


恩智浦高性能混合讯号事业部暨标准产品事业部大中华资深营销协理梅润平指出,为了使LED跃升为主流照明技术,还需要在光线输出、效率和成本等方面进一步努力。许多产业专家预测,LED照明要能成为传统照明市场主流解决方案,大约还得经过至少5年以上的努力。而在这段空窗期内,能替代目前高耗电的白炽灯,而具更大成长性的照明方案,就是节能荧光灯。


梅润平说,根据研究机构估算,每颗CFL约可替代5颗白炽灯,如此估算,白炽灯在照明市场的使用数量将逐年锐减,估计到了2015年,照明市场将减少约10亿颗白炽灯的使用量,在LED真正大量普及之前,节能的需求也将提供CFL更大的活跃空间。


《图三 蔡文贵说,以「耐热」与「隔热」来解决LED热问题,优点在于耐热与隔热材料便宜易取得,对成本降低有很大帮助。》
《图三 蔡文贵说,以「耐热」与「隔热」来解决LED热问题,优点在于耐热与隔热材料便宜易取得,对成本降低有很大帮助。》

耐热与隔热是LED新王道

崇越节能董事长蔡文贵指出,目前市场上仍逐渐从白炽灯过渡到省电荧光灯泡,一提到LED则消费者莫不闻价钱色变,如此一来LED照明的普及将遥遥无期。因此崇越节能将一改现在市场上以省电灯替代白炽灯的传统作法,直接以LED来取代省电灯泡,来加速LED灯导入照明市场。


蔡文贵认为,LED为人所诟病的发热问题是研发厂商心中永远的痛,目前相关厂商普遍以导热与散热等方式来解决发热问题,只不过这些方式一样容易导致LED内部零件因过热问题而损坏,使其使用寿命降低。因此崇越节能以「耐热」与「隔热」等方式来解决LED热问题,其优点在于耐热与隔热材料便宜易取得,对成本的降低有很大的帮助。


蔡文贵也说,成本及发光效率是LED照明市场普及的两大关键。台湾身为全球第二大LED 生产国,出货量仅次于日本,在国际LED产业市场占有相当重要的地位。台湾厂商应以更积极宏观的角度,以既有的技术与产业优势抓紧市场脉动,进而取得产业的制高点,瞄准全球LED照明市场商机。


蔡文贵强调,目前全球LED市场,要以日本市场最难切入。只要取下日本市场,全球市场便已是囊中之物。崇越节能也积极与通路商合作开发日本LED市场,目前已取得日本市场11%的市占率,预计年底将可达到20%。


《图四 黄梦华认为,建立共同标准才能保证规模化,也才能面对国际市场。》
《图四 黄梦华认为,建立共同标准才能保证规模化,也才能面对国际市场。》

两岸建立共同标准 才能面对国际竞争

LED是公认的下一代照明主流,自然各国厂商无不积极投资此一绿色金鸡母抢商机。只不过目前日本、韩国厂商的成长力道惊人,尤其韩国厂商在今年高亮度LED的产值已经超越台湾。台湾目前整体LED全球市占率约25%,仅次于日本的41%,虽然台湾在产量与降低成本的能力,是发展LED产业的一大优势,然而面对韩国厂商的竞争实力,台湾厂商除了由政府加以政策协助,与中国大陆携手合作,更是称霸全球的关键。


据了解,韩国LED产业发展如此快速,韩国政府的协助功不可没,举全国之财力物力支持大型企业(例如三星、LG电子等),发展成为全球LED产业的大厂,这种作法成功将韩国大型企业拉高成为全球龙头厂商,并抢下市占率领先的地位。


LED 大厂光林电子总经理黄梦华则认为,台湾拥有LED技术,加上大陆在LED照明的产值占了全球约五成以上,因此两岸应共同建立LED检测平台、相互认证,才能规模化,互相扶助,打入全球市场。


黄梦华认为,建立共同标准才能保证规模化,也才能面对国际市场。毕竟大陆与台湾LED厂商,目前多半是依靠规模来获取竞争优势,只不过对于价格的敏感性也最强。随着LED价格的下滑,利润也将连带受到严重威胁,且系统整合的瓶颈也有待突破。因此面对日韩强劲对手,唯有两岸连手,才能更为强化自身优势。


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