我国发展LED 产业已有20-30年的历史，早期由下游封装开始投入，一路毕路褴褛的开创，至1980年代开始有中游晶粒厂的成立，并于'90年代积极的往上游磊晶制程着手，有鉴于上游材料以仰赖日本进口为主，无法降低生产成本，于是近几年更是大力投入上中游材料研发，再加上政府的大力推行科专计画，积极投资上中游的技术研发，配合业界的需求，着实也造就了一波上中游投资热，1998年发展达到最高峰，由于看好市场的发展性，在这期间新加入了十来家厂商，大多以上游磊晶技术为主，目前上中游厂商已达20-30家，而下游厂也已达40-50家，整体LED 产业结构可谓非常完整，相较于其他国家或区域，是较具竞争力的。

但在这波的不景气下，国内厂商又该如何寻求生存之道，找寻生机，将是本文所要探讨的重点，未来这些产品应用的拓展及延伸，才将是产业的另一种的契机，而新的应用开发，也待业者积极的投入与规划。

大环境的波动变化

全球市场走向

首先，先来探讨全球LED的市场趋势，2000年LED全球市场，在整体上成长趋于平稳，相较于1999年，总成长率达8.89%。于可见光LED部份，销售金额为19.58亿美元，而红外线LED 则为15.69亿美元。 2001年则由于大环境景气的低迷，再加上新应用领域拓展速度来不及反应市场需求，因此将呈微幅成长，预估整个LED市场仅有6.74%的成长空间。至2002年，于可见光LED 部份预计可达22亿美元，而红外线发光二极体则可拓展至18.6亿美元。全球市场2000年至2002年的复合成长率于可见光部份为6%，红外光部份则为8.88%。 (图一)

造成这样发展的原因，主因可归纳如下:

目前全球LED的发展方向，皆朝向高亮度LED技术迈进，其中发展高亮度蓝光、绿光及白光的厂商，以GaN材料为主流，技术上以Nichia领先，另外量产该产品有Toyoda Gosei、Cree 、Osram Opto Semiconductor、HP、Samsung、Uniroyal等公司，其中Cree是以SiC为基材，发展出较低亮度但价格便宜且封装容易的蓝光LED，近来成长相当快速，潜力不容忽视;而发展AlGaInP四元材料红、橘、黄光LED方面，美国Agilent (HP)及日本的Toshiba 发展已久，量产技术较纯熟，其他如LumiLEDs Lighting、Osram Opto Semiconductor、Stanley Electric、Matsushita Electric、Sharp、Citizen Electric、AXT、Uniroyal Optoelectrics及台湾的国联、晶元等公司也在此领域有着一定的地位，发展近况热闹非凡。

我国市场现况

1999年对国内厂商来说是相当黯淡的一年，但至'99年底，因手机的兴起及景气的翻升，造成需求扩大，再加上厂商纷纷采取调涨的政策及可携式产品需求急增如手机和PDA产品的盛行，因此2000年可谓大丰收年。其中，上中游产值较去年成长47.2%，而下游为17.9%，整体成长率为25.5%，表现相当亮丽。但至2000年第四季由于景气的反转，下游制造厂纷纷为吸收库存而减少进货，造成旺季不旺的情形，以致于2001年第一季成长不如预期，再加上全球景气日渐恶化，产业外移情形日增，所以2001年想要有如2000年一般的成长，就形势看来，可能性不高，预估2001年仅呈现约13.2%的成长率。虽然如此，在未来手机的换机市场、汽车用内外部指示灯、IrDA模组应用及交通号志等发展契机带动下，还是有其一定的发展空间。综合来说，2000-2002年复合成长率为11.58%。(图二)

在台湾LED发展史上，红外线LED虽不是主流，但由于目前光通讯的发展及短距资讯传输需求急增下，发展潜力日增，这也带动国内的商家投入，如东贝、光宝、亿光、光磊、鼎元等，其中东贝是国内IrDA模组产量最大之厂商，全球排名仅次于惠普、德力方根及Infineon。但台湾以发展单一元件为主，在糸统整合技术上，实力相对就显得较弱，而在提升产品的附加价值上观察，未来必须以加强整合技术及开发红外线的相关元件为前提，就2000年来说，其产值占总产值不到一成，预计2001在上述利多的因素下，会有一番不错的作为。

2001年由于产业逐渐萧条，及全球景气下滑，未来趋势应属大者恒大的局面，否则就是需有一个良好联盟伙伴网，所以这些中小企业未来生存之道，于策略上着实就需思考一番，也因为这一波的不景气，可能有一些体质较不健全的公司因此会遭到淘汰。

《图一 全球发光二极管产值预估（数据源：工研院经资中心ITIS计划2001.7）》

新技术发展动向

高亮度LED

根据Strategies Unlimited 的资料，可发现一件事，就是高亮度LED的比重逐年增加，由'93年的7%一直扩大至2000年的42%，为未来的发展重心。何谓高亮度LED，在此定义为产品之发光亮度介于5000-15000mcd之间，若又以材料来区分，则分为InGaN、四元材料InGaAlP为及三元材料AlGaAs。

2000年高亮度LED全球产值可达12.2亿美元，预计2005年将达34.64亿美元，复合成长率为23.2%。 2000年比重，以InGaN最高，达61%; 四元InGaAlP为29%，最少者为AlGaAs，只有10%。

其中四元有逐年取代三元的趋势，至2005年，三元比重降至6%而已，造成这种现像原因何在，主因在于价格。前者一直维持在0.11-0.14美元/颗间，表示发展已至一成熟阶段，价格已趋近于成本价；而三元价格则一直都在0.1美元/颗，表示该产品已迈向传统LED行列，再加上前者的的产品物性及化性皆来得比三元好，这也是为什么三元产品应用比重会越来越低的主因。另外就InGaN而言，2000年价格在0.56美元/颗左右，至2005年，可降至0.35美元/颗，跌幅为37.5%，有利于拓展应用层面，如全彩看板及手机用背光模组等等。

高亮度LED 市场呈现一片荣景，那么其技术发展究竟如何?还有其瓶颈在那里呢?由目前商品化产品特性来观察，有两个发展重点，一是发光强度，另一个则是外部量子化效率的提升。

目前材料发展已可襄括整个可见光波长，虽然内部量子化效率已高达90%以上，但经过晶粒及封装制程后，外部量子化效率仅达20%以下，浪费太多能源。也鉴于此，目前业界积极的往这方面研发，试图突破这项关卡，如:

《图二 我国发光二极管产值预估（数据源：工研院经资中心ITIS计划2001.7）》

白光LED

另外，随着蓝光LED 技术的突破及未来能量资源的短缺，白光LED技术的发展着实就另人关注，其应用范围很广，可取代车用光源、液晶背光板、照明、行程指示板等电泡及萤光灯。而白光LED 制造商概况，以1999年来说，96%是在日本，以日亚化学居首，其次为鹿儿岛松下电子，其他则是一些欧美厂商，如Citizen、HP、CREE、OSRAM等，而销售的地区也以日本为主，可谓是一个自产自销的情况。至于技术方面，目前发展可以三大方面来探讨，分别为1Chip、2Chip及3Chip。

《图三 1999发表TIP结构的红光LED（数据源：工研院经资中心ITIS计划2001.7）》

1Chip

为目前商业化产品主流，(1)有日亚及丰田化成的InGaN/YAG制程，发光效率可达15lm/w，以单一晶粒发白光，成本低电子回路且设计简单，缺点为较红、绿、蓝三原色的LED 混色成白光LED的发光效率低。 (2)另外为蓝光LED+ZnSe基板技术，目前日本住友电工有商品化产品，优点是以单一晶粒发白光，成本低，电子回路设计简单，驱动电压低，可达2.7V，但发光效率较GaN系列低50%，寿命只有8000小时，太短。(3)UV LED (375nm)+萤光材料正在开发中，可使用转换效率高于YAG萤光粉的萤光材料，以提高发光效率，目前仍在研发的阶段，未来渴望能有所突破。 (4)更短波长的UV LED (253.7nm)+萤光材料技术也正在开发中，商品化时间未定，由于可使用发光效率极佳的萤光材料，预计可开发出高于100 lm/w以上白光LED，此技术尚在基础研究的阶段。

2Chip

为Blue LED + Yellow-Green LED，混成白光，特性及发光效率介于1Chip和3Chip之间。

3Chip

使用红、绿、蓝三原色的LED 混色成白光，发光效率高，可达20 lm/w，能自由选定颜色，适用于照明设备，但缺点为需要三颗晶粒，且各晶粒需拥有各自的电子回路设计，成本高。

《图四 Cree使用TIP技术制作的蓝光LED（数据源：工研院经资中心ITIS计划2001.7）》

而另外于封装技术方面，也有新的发展，如Flip Chip技术，其相较于传统的封装技术有着体积小，不用打线及发光亮度会更高等优势。鹿儿岛松下电子公司于1999年和Toyoda Gosei共同开发Flip Chip蓝、绿InGaN LEDs，该产品可视角度可达140°，而台湾的工研院光电所也有开发这类的制程，目前该技术已达到相当的水准，正积极的推广当中。 (图七)

由于白光是未来大家看好的技术趋势，因此各国无不积极的在布局当中，以期能占有一席之地，如:

《图五 OSRAM使用Cree TIP chip制作高亮度LED（数据源：工研院经资中心ITIS计划2001.7）》

台湾目前为因应世界潮流，于2000年8月也成立了21世纪白光LED 照明产业推动委员会，由中国电器公司韩启富担任召集人，于光电协进会( PIDA)成立此委员会，其它加入者包括业界厂商及学术研究机构。但在整体布局上此并非为一国家级的计画，在此，也呼吁政府应及早作规划，积极投入，以期能及早掌握商机，避免丧失入主此领域的机会。

《图六 LumiLED使用Flip Chip的技术发展大面积LED（数据源：工研院经资中心ITIS计划2001.7）》

专利现况及影响

蓝光LED专利战火持续绵延当中，主要由日商Nichia引发，该公司于1993年开发出蓝光LED，至今已拥有超过100件以上的相关专利，在策略上采取垄断的布局，并藉由一连串的专利诉讼来打击其他市场进入者。主要分为两大部份，一为和Toyoda Gosei，另一为和Cree集团官司关系。

Nichia最早由1996年开始，对Toyoda Gosei的GaN蓝光LED 产品，前前后后提出了7次的控诉，要求立刻停止生产及销售，目前已获得2次胜诉，分别是2000年的8月31日及11月30日，各可得到1亿及1.048亿元的赔偿金。而Toyoda Gosei也不甘示弱，针对此也提出再上诉。更提出了2次的反击，案件皆在审理当中，目前以Nichia居上风。

另外于1999年Nichia正式对住友商事提出告诉，其为Cree于日本之经销商。指控该公司引进及贩售Cree之GaN蓝光LED，侵犯其专利，这也正式引发Nichia与Cree集团的专利大战。日本东京地方法院于2001年5月15日驳回此控诉，主因在于Cree的蓝光LED和Nichia并不相同，因此并无侵权的事实存在，此举让一向无往不利的Nichia终于吃到闭门羹，初尝败绩。

再加上Cree邀请美国圣塔巴巴拉大学(NCSU)的中村修二教授从事兼职研究，带领Cree从事异于Nichia的蓝光LED技术。其为GaN蓝光LED的发明人，在Nichia服务长达20年之久，因此倍受Nichia的关注。而Cree也受住友商事之托，结合及中村修二教授联合NCSU向Nichia提出侵权的告诉。

另一方面，Rohm与Cree组成蓝光LED技术策略联盟，其更接受Cree的要求于美国国际贸易委员会(ITC)及美国宾州东部地方法院对日亚化学提出告诉，要求其立刻停止制造GaN系LED等产品，正式的加入此一专利的战火之中，而使得整个专利诉讼陷入复杂而微妙的关系中。针对此Nichia也予以反击。

一场专利诉讼混战进行至此，高潮迭起，战火也还在持续当中，但Nichia的垄断之路，一路走来，终尝败绩，这也证实了即使有致密完美的专利布局，也并不带表胜利的永存，而是可以绕过专利的地雷自创新局，这样的结果，也将带给国、内外厂商另一番的省思。

再者，积极的发展新材料，未尝不是一条可行之路，如往紫外光(UV) LED发展，未来政府也应大力的支持业界及研究单位，做先期参与，早日在智权上做布局，以扩大我国LED 产业的版图及避免专利无自主权的窘境。

《图七 白光LED封装技术（数据源：工研院经资中心ITIS计划2001.7）》

结论与建议

在国内的投资环境日渐恶化下，厂商纷纷寻求出路，以求自保，而在政府的戒急用忍的政策下，造成诸多不便，国内厂商也大多希望能快速的通过两岸三通，以达到时间、人力及资金上的竞争优势。

政府也当思考如何将根留台湾及发掘未来的明星产业，以期再创造另一个经济的奇迹，积极扩大内需，制定相关的法规，避免恶性竞争，并有计画的推动策略联盟，以期为未来产业作一个良好的把关及铺路。再加上配合厂商的需求，有计画的培养人才，加强鼓励，以实际的减免政策来留住厂商，让国内的投资环境不再是这么的恶劣，以实际的行动来挽回厂商的心，才是当务之急。以下有几项建议:

产业整合是未来趋势

我国产值占全球27.02%，国际排名坐二望一，仅次于日本，但上中游投入厂商过多，产能过剩，预计近几年会形成一整合的风潮，其中高亮度LED为发展趋势，价格竞争将会成为我未来产业优势。

扩大产品应用面，增加产品附加价值。

目前国内可往几个方向发展，如IrDA模组、交通号志、可携式产品(行动电话、PDA及Notebook等)及汽车使用产品。而在时辰上又可分为短期及长期。

短期以发挥现有(中/下游)量产技术及设备，结合国际技术来源为主，利用快速开发及拓展新应用领域，抢先布局国际供应链。

长期以加强技术及专利上的优先布局，避免再受局困之苦，政府在此也可大力的推动先期参与，及早研发新技术并配合业界的需求，早日在智权上布局，免得日后又遭他人的控告，无法自主。

积极寻求OEM及策略联盟厂商

积极寻求OEM或ODM配合厂商，除了提升自身专业性外，更是技术认证的一大指标，有利于业务上的推广。另外找寻国、内外上、中、下游策略联盟之厂商，不但能及早规画发展方向，更是能稳固自身企业版图的地位及形象。

善用两岸的人力优势，将研发重心根留台湾。

政府有计画的投入及培训相关组织及人才,以提升产业竞争力。