LED行业具有比较长的产业链（包括上游、中游、下游及应用产品），本文经过整理主要概述一下2005～2006国内外LED上游芯片，封装及中游的发展。
每一领域的技术特征和资本特征差异很大，从上游到中游再到下游，行业进入门槛逐步降低。上游外延片具有典型的“双高”（高技术、高资本）特点，中游芯片技术含量高、资本相对密集，下游封装在技术含量和资本投入上要低一些，而应用产品的技术含量和资本投入最低。仅从投资规模看，LED产业链各环节的情况大致如下：
LED产业链投资规模估算
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产业链节点 |
产品类别 |
投资规模 |
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上游（外延片） |
GaN基外延片 |
1亿元以上 |
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四元外延片 |
6000万元以上 |
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中游（芯片） |
蓝绿芯片 |
5000万元以上 |
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红黄芯片 |
3000万元以上 |
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下游（封装） |
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2000万元以上 |
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应用产品 |
如手电筒、指示灯、信号灯等 |
几十万或上百万 |
注：按中小投资规模估算。
MOCVD系统和封装设备是我国发展半导体照明产业的重要瓶颈之一，设备国产化不但是当务之急更是大势所趋。目前， 中科院半导体所 、 中国电子科技集团第 48研究所和南昌大学等单位已经在政府有关计划的支持下开始MOCVD系统的开发，并取得了阶段性成果；中国电子科技集团第45研究所 等单位也在投资着手后封装设备（如粘片机等）的开发及产业化。
全球 LED 产业格局
目前日本是全球最大的 LED 生产地，约占一半的市场份额，其主要厂商为日亚公司和丰田合成公司。其中日亚公司为全球最大的 LED 生产商，专长生产荧光粉和各种 色的 LED,年销售收入超过 10 亿美元，是全球 INGAN LED 的领导者，以生产高亮度白光LED 和大功率 LED著称，丰田合成主要生产应用于移动手机的 LED 产品，高亮度 LED 年销售收入超过 2.74 亿美元。
台湾在全球市场份额中排名第二，其 LED 技术含量与日本、欧美的主要企业相比还存在一定距离，但由于台湾电子企业格局加快了其 LED产业的发展。 我国台湾地区发展 LED产业是典型的下游切入模式，即通过二十多年下游封装领域的经验积累，逐步延伸拓展到上游/中游的外延片/芯片领域。 目前 ，台湾约有 10余家下游封装厂商和14家上游外延片厂商。在整个产业链上的投资，从2000年开始急剧增加，尤其 是2003年产能扩充达到了新的高度，且诸多上游厂商相继将业务延伸到中游，同时，上游、中游和下游厂商相互持股现象日趋明显，这本身也是一种投资策略联盟。
美国在全球市场排名第三。
全球 LED 产业发展前景预测
2006 年 HBLED 市场总值为 42亿美元，由于白色的 LED越来越多地作为彩色显示屏的背光灯使用在各种各样的携带式电子设备上，加之LCD背光灯和汽车市场的兴起，预测 HBLED 市场到 2010 年将增长至 83 亿美元，平均增长率为 18.3%。
美国ＣＩＲ预测数据
据美国市场研究公司Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ（ＣＩＲ）预测，全球ＬＥＤ市场将从２００４年的３２亿美元，增长至２００８年的５６亿美元；高亮度发光二极管市场产值将由１６亿美元增至２６．４亿美元；而超高亮度发光二极管市场将从２００６年起快速成长，并于２００８年占据全球市场２２％的份额。
国内 LED 行业发展前景分析
1）国内 LED 相关企业格局
我国现有LED企业2000余家，企业主要集中在下游封装和应用领域，国内从事LED 上游外延片和中游芯片的企业大约在 10余家，主要企业有厦门三安电子、大连路美芯片、深圳方大国科、上海蓝宝光电、上海蓝光、上海大晨、南昌欣磊、士兰明芯、山东华光、河北汇能等。国内从事 LED 下游封装的企业主要有佛山国星光电、宁波爱米达、厦门华联、天津天星、深圳超亮、镇江稳润等 20 余家。
2003年科技部启动国家半导体照明工程，同时推动国家半导体照明产业化基地的建设，现今共建成大连光产业园、上海张江高科技园、南昌联创光电科技园、厦门开元科技园、北京亦庄经济技术开发区与深圳光明高新区六个产业基地。
２００４年全国已有ＬＥＤ各类企业约３５００余家，从业人员５０余万人，ＬＥＤ器件产量超过４００亿只/年，年市场规模大于３００亿人民币。目前市场主要集中在珠江三角区域及长江三角区域等制造业发达的地区，市场份额占到全国各类ＬＥＤ应用市场的９５％以上。
全国ＬＥＤ企业９９％的厂家都从事后道封装生产，所需芯片几乎全部从国外进口。“九五”以来通过技术改造、技术攻关、引进国外先进设备和部分关键技术，使得我国ＬＥＤ的生产技术向前跨进了一步。ＧａＡｓ和ＧａＰ单晶、ＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ液相外延、ＬＥＤ芯片制造已达到小批量生产能力。
近年来，我国ＬＥＤ产业平均增长率大于３０％。１９９８年实现销售收入２２．４４亿元，产量约为６５亿只，产值达３５亿元，初步形成了产业规模。
在众多生产商中，后道封装厂主要有佛山光电、厦门华联、苏州半导体厂、深圳奥伦德电子等２０余家，但中小型封装厂家在珠江三角洲就有３００多家；
在芯片制作方面有主要有５家，深圳奥伦德、南昌欣磊、厦门三安是目前仅有的能够批量供应芯片的厂商，每月累计产量仅达１０００ＫＫ只，供不应求。
LED 产业基地 核心企业 主要产品
大连光产业园 路美、路明、中新、美明 外延片、芯片、荧光粉
上海张江高科技园 蓝宝、蓝光、大晨、科润 外延片、芯片、灯具
南昌联创光电科技园 联创、欣磊、昌大 外延片、芯片、
厦门开元科技园 三安、安美、华联、通士达 外延片、芯片、封装、 灯具
北京亦庄经济技术开发区 长电智源（长电已退出） 外延片、芯片、
深圳光明高新区 世纪晶源、方大国科 外延片、芯片、
国内 LED 主要集中在下游封装产业，实际有能力进行芯片设计和外延加工的且具备一定规模的主要集中在厦门三安、大连路美、士兰微等几家公司，其中具备规模生产蓝光 LED 只有厦门三安。
2）国内 LED 行业市场前景分析
截至 2006 年 12 月，我国有十余家外延芯片厂商已经装备 MOCVD ，投入生产的总计数量为 40 台。按照各厂商的扩展计划， 2007 年预计另有 15 台 MOCVD 陆续安装投入使用，将使国内的 GaN MOCVD 设备 增加到 55 台。
2006 年国内 LED 芯片市场分布如图 5 所示。 其中 InGaN 芯片市值约占据 43 ％， 四元 InGaAlP 芯片市值约占据整个国内 LED 芯片的 15 ％；其他种类 LED 芯片的市值约占据 42 ％。从国内芯片产值上计算， 2006 年国内 InGaN 芯片产值 4.5 亿元，同期国内 InGaN 芯片需求总产值 25 亿元。国内非 InGaN 芯片（普亮和四元）总产值 6 亿元，同期国内非 InGaN 芯片需求总产值 17 亿元。合计国内芯片市场总需求 42 亿元。
从国内芯片供需状况来看， 2006 年国内 InGaN 芯片产量约 60 亿颗，而同期国内对 InGaN 芯片需求总量约达 200 亿颗，国内自产 InGaN 芯片约占总需求量 30% ；四元 InGaAlP 芯片国内产量约 60 亿颗，约占同期国内总需求量 200 亿颗的 30 ％；合计其他类型的国产芯片 2006 年产量约达 170 亿颗，国产率达 65.4 ％。综合而言， 2006 年国内芯片自产量合计 290 亿颗，占总需求量 660 亿颗的 43.9 ％，其中 2006 年国产高亮芯片 120 亿颗， 2006 年国内芯片需求量及自产率 见如下表所示。
表 7 国内芯片需求量及国产率状况（ 2006 年度）
需求量 ( 亿颗 ) 国产量 ( 亿 颗 ) 芯片种类 国产率 （ % ）
四元 LED 200 60 30.0
InGaN LED 200 60 30.0
普亮 LED 260 170 65.4
合计 660 290 43.9
( 数据来源： china-led.net/ 麦肯桥资讯）
目前，我国具有一定封装规模的企业约 600 家，各种大大小小封装企业已超过 1000 家。从分布地区来看，主要集中在珠江三角洲、长江三角洲、江西、福建、环渤海等地区。目前国内 LED 器件封装能力约 600 亿只 / 年。 2006 年国内高亮度 LED 封装产品的销售额约 146 亿元 ，比 2005 年的 100 亿元增长 46% 。（ 2005 年统计国内 LED 产 业总产值 133 亿元，其中封装 封装产品的销售额约 100 亿）。
随着国内相关企业生产规模的扩大及新的芯片公司的陆续进入，在国内需求市场的推动下，国内 InGaN 芯片产能已经由 2003 年的 65KK/ 月倍增至 2005 年的 400KK/ 月，国内自产供应率逐年提升。 2006 年国内 InGaN 芯片产能较 2005 年增长 50 ％，已达 600KK/ 月。预计未来几年国内 InGaN 芯片仍将保持 30 ％左右的年复合增长率，至 2010 年国内将超过日本成为全球第二大 GaN 芯片生产基地， 产能高达 1650KK/ 月。
功率型ＬＥＤ作为典型的绿色照明光源，蕴含着诱人的市场前景。２００４年全球ＬＥＤ应用市场的规模超过１２０亿美元，预计２０１０年全球将达到５００亿美元，中国将达到６００亿元人民币。据中国光学光电子协会统计，国内市场将保持３０％以上的增长速度。
手电筒、矿灯、航标灯等均属于大功率ＬＥＤ的重要应用领域。现在各厂家均在积极尝试用功率ＬＥＤ取代普通白光ＬＥＤ，一旦功率ＬＥＤ产品实现批量化生产，价格下降至１５元以下，将进入大批量应用的产业阶段。
车用市场亦将是白光ＬＥＤ的高成长领域，汽车内外部照明均会用到功率ＬＥＤ。手机Ｆlash、３００万像素以上数码相机闪光灯将会大量采用功率型TOP LED。
城市灯饰、景观灯（方向灯、迷你聚光、装饰、建筑细节、穹顶照明等）会逐步用功率ＬＥＤ取代霓虹灯，此领域市场巨大。
目前行业的发展趋势是 RGB 三色混合成白光，可以解决光衰问题，
目前行业的成本主要取决于劳工、生产规模，因此即使企业在中国，可是成本优势规模无法达到成本最低点，主要是规
模太小 .
目前产能的瓶颈可能导致客户的订单的丢失， 规模优势1000KK/M 以上 1000－300KK/M小于 300KK/M 由于客户的产能不断的扩大，芯片厂家的产能至关重要，如果无法满足客户需求，客户一般不会考虑长期合作
当前主要原材料供应商
外延片：信息产业部十三所、江西联创光电、日本日立电线、日本日亚、日本三菱化学、日本信越光电、日本住友电工、南韩Ｐｒｏｗ－ｔｅｃｈ，俄罗斯半导体研究所。
混合蒸镀源：贵研铂业、贺力氏招远、宁波康强。
光刻胶及化学药品：北京化学研究所、苏州瑞红、东江化学。
LED核心技术
1）目前 LED 照明技术的核心专利基本都被外国几大公司控制，如日本的日亚、丰田合成、东芝，美国的 Lumileds、Cree，德国的Osram 公司等。这些公司利用各自的核心专利，采取横向(同时进入多个国家)和纵向(不断完善设计，进行后续申请)扩展方式，在全世界范围内布置了严密的专利网。随着国内 LED出口规模的扩大、我国台湾地区及韩国企业专利诉讼的减少，不排除 Nichia 等大公司将专利诉讼重点向国内企业转移的趋势。
2）国外LED 生产企业的竞争，随着中国加入 WTO,市场的进步开放，国外LED 生产企业有可能在中国直接建厂，厦门三安电子有限公司将面临国外厂家的竞争压力。
大功率ＬＥＤ产业简史
功率型ＬＥＤ器件的研发起始于上世纪90年代中后期，超高亮度ＩｎＧａＡＩＰ红黄光与ＩｎＧａＮ蓝绿光器件的研制成功与迅猛发展，为功率型器件的开发奠定了基础。首先是美国的ＨＰ公司通过将ＧａＰ晶片直接键合于ＩｎＧａＡＩＰ红黄光ＬＥＤ芯片，制成透明衬底（ＴＳ）的“食人鱼”型大功率器件，其正向工作电流达７０ｍＡ，耗散功率大于１５０ｍW，最高量子效率超过５０％，波长６１１ｎｍ的ＬＥＤ器件的流明效率可达１０２ｌｍ/W。
我国台湾省是世界上开发生产各类ＬＥＤ器件的主要地区之一。继国联光电研制成ＧＢ大功率ＩｎＧａ-ＡＩＰＬＥＤ之后，光鼎电子也成功开发了白光与各种色光的功率型ＬＥＤ器件，并投入了批量生产。这类器件在不附加额外热时，可通过１５０ｍＡ的工作电流，红、黄、蓝绿光的光通量分别为４～６ｌｍ与２～４ｌｍ。
我国大陆较晚开展超高亮度红、黄与蓝绿光器件的研制工作，目前上海大晨光电的功率型器件开发工作也达到了一定的水平。
国际先行者
本世纪初，ＨＰ公司推出了ＴＳ倒梯形结构的功率型大面积芯片，工作电流可进一步增大至５００ｍＡ，发光通量大于６０ｌｍ。以脉冲方式工作时，则可达１４０ｌｍ。
德国Ｏｓｒａｍ公司通过在器件表面制作纹理结构，于２００１年研制出新一代功率型ＬＥＤ芯片，获得了大于５０％的外量子效率，其基本性能与ＴＳ结构的ＬＥＤ相当。目前，该器件的制作工艺已大为简化，可批量生产。
国际先进行列
对于ＧａＮ基蓝绿光器件，美国Ｌｕｍｉｌｅｄｓ公司于２００１成功研制了倒装芯片结构的ＡＩＧａＩｎＮ的功率型器件。当该器件的正向电流为１Ａ，正向电压为３．３Ｖ时，光输出功率达４００ｍW。据可靠性试验表明，该器件性能极为稳定。
同时，美国Ｃｒｅｅ公司开发了背面出光功率型的ＡＩＧａｌｎＮ/ＳｉＣ ＬＥＤ芯片结构，该器件的芯片尺寸达０．９ｍｍ×０．９ｍｍ，采用米字型电极，其工作电流为４００ｍＡ时，输出光功率达到２５０ｍW。
国家半导体照明工程
２００３年６月１７日，“国家半导体照明工程”协调领导小组召开了第一次电视电话会议，“国家半导体照明工程”正式启动。
２００４年３月２２日，协调领导小组与中国照明电器协会联合主办了“２００４年中国国际半导体照明论坛”。批准建立上海、厦门、大连、南昌四个半导体照明基地。
２００５年４月，深圳成为第５个国家半导体照明产业基地。２００４年深圳ＬＥＤ产值已超过５０亿元，有些企业的产值高达１０亿元，分布在上、中、下游产业链上的企业有３００多家。
国家计委、科技部发布的“国家优先发展的高技术产业化重点领域指南”中指出，功率型ＬＥＤ是光电器件，是新型电子显示器件，是国家优先支持的重点产业。ＩｎＧａＡｌＡｓ四元素红、绿、黄色超高亮度外延片是超高亮度ＬＥＤ的关键材料，是国家重点支持的产业。
功率型ＬＥＤ产业化的关键技术路线
功率型LED产业化的关键技术如下表示。
金属有机化合物汽相淀积（ＭＯＣＶＤ）
采用金属有机化合物汽相淀积的外延生长技术和多量子阱结构增大芯片面积，从而加大芯片的工作电流，提高芯片的整体功率。从目前单芯片１Ｗ、３Ｗ和５Ｗ的大功率ＬＥＤ向功率高至１０Ｗ，具有更高发光效率、经济实用的固态ＬＥＤ照明光源迈进。
晶片键合（Wａｆｅｒ Bｏｎｄｉｎｇ）
采用新型封装结构的主要目标是提高光电功率转换效率。目前采用晶片键合以透明的ＡｌＧａＩｎＰ衬底（ＴＳ）取代吸光的ＧａＡｓ衬底（ＡＳ）的倒梯形结构的功率型大面积芯片，工作电流可达５００ｍＡ，光通量大于６０ｌｍ，以脉冲方式工作时，则可达１４０ｌｍ。
采用ＩｎＧａＡｌＰ（ＡＳ）纹理表面结构的新一代功率型ＬＥＤ芯片，可以获得大于５０％的外量子效率，其基本性能与ＴＳ结构的ＬＥＤ相当，不仅可取代常规的方形芯片，而且还可以很容易按比例放大成为功率型的大尺寸芯片，因此在降低生产成本和实现产业化规模生产方面，纹理表面高效取光结构的ＩｎＧａＡｌＰ（ＡＳ）ＬＥＤ具有广阔的发展前景。
芯片结构
设计新的芯片结构目标是提高取光效率。功率型ＬＥＤ所用的外延材料，虽然其内量子效率还需进一步提高，但获得高发光通量的最大障碍乃是芯片的取光效率低，其原因是半导体与封装环氧的折射率相差较大，致使内部的全反射临界角很小。
目前，按照常规理念设计的超高亮度ＬＥＤ远远不能满足固体照明所需的光通量。为提高ＬＥＤ的光通量，满足固体照明的要求，必须采用新的设计理念，用倒装焊新结构来提高芯片的取光效率，从而获得较高的光通量。
生产工艺
（1）金属有机化合物汽相淀积（ＭＯＣＶＤ）；
（2）多量子阱结构；
（3）倒装焊接；
（4）晶片键合；
（5）纹理表面结构；
（6）动态自适应粉涂布量控制。
产业化技术指标
（１）芯片功率：１Ｗ，３Ｗ，５Ｗ（１０Ｗ级目前为实验室产品）；
（２）产品成品率≥９５％。
LED 的目前市场应用
根据 LED 发光亮度的不同，可将可见光 LED分为普通亮度（低于 100 毫烛光）、高亮度（100 毫烛光至 10 烛光之间）、超高亮度（高于 10 烛光）三大类，不同亮度的 LED 应用领域不同。 普通亮度 LED 普通亮度LED 只能在室内环境下发出可见光，而不能用于照亮其它物体，它的应用领域主要有两大类，一类是作为指示灯。第二类是用 LED 发光点阵组成的小型字符或数字显示器，用于计算器、测试仪器、指示牌等电子设备上。
（1）、移动产品应用
移动产品（手机、PDA、相机）是目前高亮度LED 最大的应用领域， 2006 全部移动产品 LED 应用市场合计占比为 48%。
（2）、大型 LED 显示屏
大型 LED 显示屏包括单色屏和全彩显示屏，前者主要用于室内场所的文字信息公告，后者用于体育娱乐场所、户外广告牌等户外公共场所的视频信息显示，全彩显示屏已占到整个大型 LED 显示屏市场的三分之二。纽约时代广场的 NASDAQ 大楼上安装了全球最大的户外全彩显示屏，它包含 1800 万颗 LED，有 8 层楼高，面积达 0.25 英亩。
（3）、汽车应用
汽车应用分为车内和车外应用两部分，车内LED 用于仪表板背光源、车内顶灯照明，仪表板背光源是目前汽车应用的主要领域；车外 LED 用于高位刹车灯、尾灯族等，在欧洲已经有 80%的车辆使用有 LED 高位刹车灯，包含刹车、转向和示宽功能的 LED 尾灯族目前的使用率还很低，只用在一些高档轿车上。
（4）、交通信号灯
LED 可直接产生单色红、黄、绿光，而传统的白炽灯需要加滤光片才能产生红、黄、绿光，滤光片损失了白炽灯 70%的能量，另外 LED 发出光具有方向性，可以将光集中于所需的方向。目前 LED 交通灯的发光效率达到传统交通灯的十倍，可以节约 90%的能源。另外，交通灯要经受卡车经过时的震动冲击，还要频繁的开关启动，交通灯使用传统灯炮
（5）、景观照明
LED 景观照明除了节能环保外，还有色彩丰富多变、体积小巧、结构简单、设计灵活等独特的优势，可以实现照明方式的个性设计，使室内装潢和城市景观充分体现人的性格和城市的品味。 超高亮度 LED
超高亮度LED 的应用市场主要是通过照明、汽车前照灯和大尺寸LCD领域，通用照明指家庭、企业和公共场所的内部和外部照明。它是未来LED 最大市场，LED 照明将逐步取代白炽灯和荧光灯。由于目前白光 LED的发光效率还有待进一步提高，而且成本很高，因此在通用照明市场的渗透率微不足道，主要应用于手电筒、台灯、矿灯等产品。
用于汽车前照灯的超高亮度 LED 比白炽灯节能同时易于控制光束，但成本较高。
