全球產業分析
期末報告
以我國LED產業為例
指導老師：許素華 老師
學生：張志達
學號：S9666020
索引
LED產品及消費市場簡介
1.1 LED的LED的LED的LED燈的LED如何發出白光
1.6 LED的製程LED發光的特性
1.8 覆晶封裝技術汽車交通號誌全球產值變化趨勢全球主要產品結構分布概況全球產值之市占率分布概況全球車用市場產值概況2007年LED產業LED產銷概況LED進出口成本結構我國LED廠商轉投資中國市場營運概況
我國LED業主要廠商營運概況光磊、億光、晶電、璨圓、宏齊我國LED業產值預估全球LED業下游應用市場區隔預估我國LED海外產值預估LED背光源與CCFL光源之價差變化趨勢Light Emitting Diode；LED）是一種化合物半導體，由於是自體發光，用手觸摸不會感覺熱，壽命可達10 萬小時以上，具有低驅動電壓、高壽命、安全和省電特性。其所發出的可見光依顏色、亮度、波長等不同，可做為各種電子產品的光源與顯示，如LED看板、電話背光源、第三煞車燈等。
早在1923年，德國學者羅塞夫（O．W．LOSSEW）將探針插在當時作檢波器的碳化硅上，加上直流電壓後觀察到這種物質發光現象。到了50年代，人們在對砷化鎵的電光效應研究日益加深的基礎上，又對磷化鎵進行研究，認識到在某些半導體材料的pn結上加正向電壓，使其pn結勢壘下降後，n區的電子和p 區的空穴分別越過勢壘進入p區和n區，由于注入少數載流子在與多數載流子複合時會把多余的能量以光的形式釋放，從而把電能直接轉換成光能。pn結加反向電壓時，結勢壘升高，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用所謂注入式電致發光原理制作的二極管就叫發光二極管，通稱。1950年代，以GaN為主要製造材料的藍光LED率先於美國問世；可是它卻經歷了數十年才真正成為可量產的技術。的發光顏色與發光效率和制作的材料及生產工藝有關。1962年第一支紅色問世，它是用磷砷鎵混晶制作的，1969年利用磷化鎵摻氮工藝制作出發綠光的，而能發藍色光的卻一直由于發光效率低和制作成本高而難以普及應用。近來，由于藍色在生產工藝上的突破，藍色管的價格已大幅度下降，普及用三基色作顯示屏已為期不遠。 LED 具有省電、輕巧、壽命長、高耐久性等特徵，70 年代開始商業化之後，便快速朝向高輝度、多色化以及高發光效率方向發展，80 年代陸續出現GaAsP 高輝度紅光LED與AlGaAs 綠光LED，90 年代則有AlGaInP 高輝度紅光、橙色LED 與GaInN 藍光、綠光LED 被開發。LED的用途從早期的警示、廣告為主，逐漸轉移到一般照明領域，尤其是高亮度藍光LED 的實用化後，使得白光LED 照明光源的發展動向備受歐美日各國的重視。隨著高亮度LED的實用化，不論是由用途或是省能源的觀點來看，低成本、高效率化、可靠性、高亮度的提升，將是LED未來發展的主要方向。
LED在1970年代，便開發出以磷化鎵(GaP)、磷化砷鎵(GaAsP)為材質的LED，波長在550nm以上，主要發光區域為紅、黃、橘、綠等，即為一般所稱之傳統LED。由於亮度偏低，因此應用市場以各種指示燈、數字顯示燈等為主，為目前普遍被使用的發光材料。1991 年HP(後LED部門獨立為今日的Lumileds)與東芝共同開發出以磷化鋁鎵銦(InGaAlP、AlGaAs)（即一般所稱的四元LED）為材料的LED，由於是直接能隙的高效能光轉換材料，其亮度較傳統LED 高出許多，屬於高亮度LED，近年來開始被廣泛大量使用，其中AlGaAs仍採用LPE 技術，而AlGaInP 則採MOCVD技術，四元LED因為組成元素的特性，因此發光波長只能得到紅、黃、橘、綠光等，而藍、紫光的發展仍未能商業化，因此使LED的全彩化夢想一直無法實現。1993年日亞化學成功開發出以氮化鎵銦(InGaN)為材質的LED，採用MOCVD的磊晶技術，製作出高亮度純綠光及藍光LED，成為全球第一個商業化的藍、紫光LED產品，至此LED全彩化終於得以實現。
日本科學家中村修二（Shuji Nakamura）教授可說是整個藍光LED技術突破的主要推手。中村博士於1990年代中就職於日亞化學工業時，帶領其研發團隊率先生產高亮度藍光LED，繼而以生產藍寶石（Sapphire）基板為主要基板材料來製造藍光。這個突破不但影響整個照明事業之技術發展，緊接著台灣、中國大陸及南韓的GaN LED生產量更在2004年前成長超過3倍，成為全球藍光LED主要生產區域。台灣已成為全球以氮化鎵（GaN）為主要製造材料的藍光二極體（LED）製造大本營。GaN不過才發明10年，現在已成為SSL（Solid-state lighting）建造的LED照明的重要元件。
1.2 LED的沿革
（一）萌芽期：1968～1990年
照明光源依照發光原理可分成熱輻射燈、放電燈、電子光與雷射光四類，發光二極體(LED, Light Emitting Diode)即屬於電子光之一種。發光二極體自1968年美國Monsanto、HP公司相繼推出GaAsP/GaAs紅色LED商品後，發展迄今已有40餘年。1970年代起LED開始應用在指示燈之產品，1973年因石油危機之故，全球對於能源之消耗逐漸重視，而紅色GaP LED因其壽命長、反應速率快、低耗電及耐震、操作溫度範圍大等優異性質獲得重視，日本乃開始發展單晶成長、磊晶製備，並進入GaAsP、GaP可見光LED之市場，使LED亦開始廣泛使用在家電、OA機器、汽車儀表及室內顯示器等各類指示燈等各項產品。
1980年代，隨著高亮度紅色GaAlAs LED之推出，日本開拓了用於車站、高速公路之資訊看板及戶外廣告看板、第三煞車燈等應用市場。1990年後，業界更積極發展AlGaInP四元化合物紅、橙、黃等色高亮度LED，以及ZnSe、SiC及GaN等藍色LED、低製造成本的有機材料LED等開發。
（二）導入期：1991～1999年
全球LED主要領導國―日本於1993年底研發出高亮度藍光LED，而1995年亦開發出高亮度綠光，使得全彩化LED看板市場得以成長，而LED在交通號誌的應用亦更上一層樓。但是，日本於1992年國內經濟泡沬化，使其LED產值呈現下滑趨勢，相對而言，我國雖然在過去十多年來一直以技術層次較低之下游封裝業為主，但自1995年以後我國在可見光LED產值已居全球第三位，僅次於日本、美國。但在中游晶粒製造方面，由於大部分上游材料仍倚賴日本，故我國自1993年以後開始積極發展中上游之晶粒、晶片製造，並以AlGaInP四元化合物之高亮度磊晶片切入市場，使得本產業之產製技術逐漸提高，而競爭力亦大幅提昇。
1996年日本日亞化(Nichia)開發出GaN藍光LED，紅藍綠全彩化得以實現之後，繼之而起的為白光LED的發展，我國白光LED產業自1999年中開始發展，首先量產的廠商是億光電子，而台灣光寶電子、今台電子、琭旦電子等均有白光LED的產品，但受限於日本Nichia專利的問題，國內LED封裝廠商大都採Cree的藍光LED晶粒，但亮度仍不及Nichia產品。而由於2000年1月Nichia對Cree提出侵權控訴之後，藍光LED的晶粒就更加難以取得。
（三）成長期：2000～20
LED全球产业分析.doc