广州市半导体照明产业发展规划
（2010-2020年）
半导体照明也称固态照明或LED照明，是基于新型固态冷光源LED （发光二极管“Light Emitting Diode”的英文简写）的照明技术。以半导体照明为主体的产业称为半导体照明产业，包括上游外延、中游芯片、下游封装和应用，以及相关配套与关联产业（简称“LED”产业）。
在能源危机与环境保护等关系全球人类自身可持续发展的严峻形
势下，开发利用节能、新能源及可再生能源成为大多数发达国家和发展中国家21世纪能源发展的基本选择。半导体照明作为第三代照明技术，具有节能环保、应用广泛等优点，正在全球范围内孕育着一场新的产业革命。近年来，美国、日本、欧盟、韩国、等相继推出国家半导体照明计划，以抢夺技术与产业制高点。
已经公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，将高效节能、长寿命的半导体照明列入第一重点领域（能源）的第一优先主题（工业节能），在国内外引起广泛关注。“十一五”期间，半导体照明已成为我国重点扶持与优先发展的高新技术产业之一，支持力度不断加大。半导体照明技术与产业正在成为第三代半导体技术和整个光电子产业发展的切入点和突破口。
为贯彻落实《中共广州市委、广州市人民政府关于大力推进自主创新加快高新技术产业发展的决定》和《珠江三角洲地区改革发展规划纲要》，特制定本规划。通过本规划的实施，扶持我市半导体照明产业做
大做强，进一步带动产业结构升级，构建现代产业体系，建设资源节约型与环境友好型社会，促进广州市经济又好又快地发展。
一、广州产业基础与条件
（一）LED产业发展环境
1.基础条件
广州市明显的地缘和区位优势和完善的交通疏运网络为产业发展
和创新提供了优良的硬件环境。稳步快速的区域经济和高新技术产业发展，为半导体照明产业提供了雄厚的经济实力和良好的发展环境。广州市产业规划及珠三角产业圈中心城市的定位，为半导体照明发展提供了有利的政策保障。
此外，广州金融资本环境良好，服务体系发达，在对外贸易、国际合作、劳动力资源等方面在全国也具备很多优势，广州的会展业具有地区性、国际性优势地位，有“中国第一展”美誉的广州交易会，有规模居亚洲第一、世界第二的广州国际照明展（光亚展）等专业会展。广州集中了华南地区绝大部分的科研力量和具有国家资质的LED相关检测平台，院校及科研机构的研发实力整体实力较强。及人才储备与培养基础，这些为LED产业的发展提供了坚实的服务基础与保障。
2.LED市场需求现状
在与LED相关的产业领域，广州市汽车产业、TV产业、传统照明产业、电子仪器仪表、太阳能灯具、舞台灯光等在全国大中城市中名列前茅，为LED产业提供了良好的配套基础和广阔的市场前景。此外，广东省已成为国内LED产业最集中的地区，是全国LED的重要生产基地和贸
易中心，尤其在中下游LED封装和应用产品方面，广东省LED市场份额占到了全国的70%左右。随着LED通用照明产品在未来1-2年内实现大规模商用，广东省LED产业即将迎来爆炸式增长。预计到2012年，广东省LED产业有望形成规模超3000亿元的新兴产业集群，而广州市的LED市场需求也将超过1000亿元。
3.LED产业发展现状
广州市半导体照明产业体系处于不断的发展和完善之中，产业已经具有一定规模，产业链已经形成，并具有了自己的特色和优势。从整体上来说，广州市LED企业数量不多，但集约度高，带动能力强，在国内LED产业中处于高端水平，具有很强的创新能力和可持续发展潜力。
广州目前已有半导体照明企业200多家，其中应用企业占80%左右，2008年总的产业规模在50亿元左右。规模较大的企业主要集中在封装、普通照明、汽车照明、舞台灯光、建筑装饰、LED-TV背光源及显示屏等环节，形成了广州半导体照明产业的主体，为产业的进一步拓展奠定了较好的基础。
从产业链来看，广州半导体照明从中上游的外延芯片、下游的封装应用都有企业分布，特别是在封装、应用方面形成了一定规模和特色，如广州鸿利光电子公司的SMD器件封装、晶科电子公司的芯片和集成封装等产品在国内具有较强竞争优势，广东亚一照明科技有限公司在LED-TV背光源制造方面已跻身国际先进行列。此外，在舞台灯、显示屏、景观、路灯、太阳能灯具等应用领域也形成了特色优势，构成了具有特色、基本完整的产业链。
值得关注的是，广州与周边区域的半导体照明产业形成了一定的互补关系，周边产业的发展为广州半导体照明提供了可以整合和利用的资源，如佛山的照明产业基础、东莞的加工制造能力等，也在一定程度上为广州半导体照明产业提供了配套、制造等的发展基础，广佛一体化进程的推进更为周边资源的整合利用创造了条件。
（二）存在的不足
尽管广州市发展半导体照明产业具备了良好的基础与条件，但仍存在一系列问题和风险不容忽视。主要体现在以下方面：产业发展不集中，尚未形成产业集群，缺乏在国际上有较大影响力的龙头企业；产业链高端环节比较薄弱，外延及芯片企业数量少、规模偏小；封装企业技术水平有待进一步提升；企业研发基础相对薄弱，技术创新能力相对不足，缺乏核心专利；产业技术人才缺乏，高端工艺人才引进难度加大；资源有效配置不够，缺少公共服务平台；国家标准和行业标准的空白影响LED 产品质量和技术的提高；宣传和示范力度不够；周边城市如深圳、佛山、东莞等地区对半导体照明产业发展非常重视，对广州产业资源形成竞争，也给广州半导体照明产业的发展造成一定压力。
二、指导思想与发展目标
（一）指导思想
通过发展面向未来、高端通用和功能性照明的LED产业，做大做强我市LED产业，建设国家级半导体照明应用示范城市，打造国家半导体照明产业基地，带动广州市产业结构调整和优化升级，培育新的经济增长点。
（二）发展思路
一是坚持以市场为导向，完善产学研用模式，引导产业集聚发展。
以市场需求为根本导向，加强政府扶持力度。完善产学研用模式，以应用拉动产业发展，通过政策引导与协调，不断改善产业结构、提升产业层次、创造良好产业环境，通过“以点带面、辐射渗透”，加快产业集聚的形成与基地的建设，形成发展合力。
二是以创新为主线，突出重点领域，强化差异发展。
强化自主创新能力，积极探索半导体照明新兴产业发展的新思路和新模式，在产业的技术水平、商业模式、资本运作、经营管理、生产工艺、人才培养、产业服务等各个环节不断创新，打造特色明显优势突出的产业链。
坚持“有所为、有所不为”、“有限目标、重点突出”的原则，在努力营造良好产业环境的同时，围绕产业的比较优势环节，尽快培育一批带动作用强的企业，同时要谋划长远，虑及LED整个产业链条及相关配套产业的发展，将近期利益和长远发展有机结合起来，在特色优势的领域尽快形成产业规模和竞争优势。
三是坚持科学统筹，坚持内联外引，实现跨越式发展。
坚持科学合理的资源统筹与产业布局，同时加强全球范围内整合资源，加强与优势区域间的互动合作，同时积极引进国内外半导体照明大型企业，内部整合与外部引进并举。同时立足现有的产业基础、技术水平和资源条件，充分挖掘潜力，注重人才培养、科研开发、成果转化等创新机制建设，和区域创新服务体系构建，实现产业发展的良性循环和
产业的可持续跨越式发展。
（三）发展目标
1.近期发展目标（至2012年）
（1）产业目标：
发挥本地LED技术起点高、后发优势强的特点，在外延片生长等关键环节和市场示范应用等关键环节有所突破，形成自己的研发优势和后续竞争储备。引进1-2家外延、芯片具有核心竞争力的龙头企业。通过新建、扩建项目，培育扶持3-5家中、高端封装企业，形成自己的研发优势和后续竞争储备，初步形成从外延材料、外延片生产、芯片制造、封装及特色应用在内的完整产业链。通过建设一批应用示范、政策引导，重点发展5-10家在汽车照明、LED-TV背光源、通用照明等领域的专业LED应用龙头企业。支持企业做大做强，形成2-3个产值过10亿元人民币的LED企业、8-10个产值过亿元人民币的LED应用产品生产企业，扶持1-2家上市公司。实现LED产业及相关产业的年销售收入300亿元人民币以上。
（2）创新与服务目标：
充分运用广州现有的产业优势及院校与研究机构的科研实力，对广州市的共性技术难题联合攻关，通过自主创新，形成一批专利技术，避开技术性壁垒，以利于产业的良性持续发展；依托行业龙头企业建立一批综合性研发机构，如省、市级企业技术中心和工程中心；鼓励企业间开展各个层面的知识产权战略协作，联合进行专利引进或争取授权，增加谈判能力并降低专利费用，增强专利侵权纠纷应对能力，共同应对产
业竞争中的专利障碍并争取形成一定专利优势；大力扶持一批知名企业、创建系列知名产品，打造半导体照明产业的知名区域品牌。
2.中期发展目标（至2015年）
（1）产业目标：
按照“生产一代、开发一代、预研一代”的创新战略，从“研究开发、产业化、支撑服务、人才资源”等四个关键环节，建设一流的LED 技术创新体系，为LED产业的发展提供源源不断的技术支持。在白光通用照明级外延芯片、照明应用等方面取得重大技术和产业突破，形成完整的高端产业链和创新链，以及广州独有的产业特色和竞争优势。加快培育和发展一批具有国际竞争力的龙头企业，培育和发展产值超过50亿元人民币的LED企业2-3家、产值超过10亿元人民币的10家以上；实现LED产业及相关产业的年销售收入500亿元人民币以上。
（2）创新与服务目标
相关技术研发中心、产品与工程展示、技术/产品/专利等的专业市场及交易平台、LED分析检测认证中心、LED系统设计中心、节能服务机构、金融资本机构、人才培训与交流中心、公共信息平台等产业配套服务体系的建设初具规模，并为LED产业的良性发展发挥着重要作用。
同时，产业具备整体规模，可聚集一大批LED领域的优秀科学家、技术专家和企业家人才队伍，形成一支层次明晰、结构合理、实力雄厚的专业技术人才队伍，熟练的职业技术工人和从事管理、经营和中介服务的企业家群体。
3.远期发展目标（至2020年）
在外延芯片、功率LED器件及特色应用照明产品等形成国际领先的竞争优势；争取半导体照明核心产业规模达到1000亿元，带动相关配套与关联产业规模超过3000亿元；实现企业自主创新能力的显著提升，拥有特色产业优势、核心技术和持续创新能力，区域创新体系完善、科技支撑能力显著增强，形成可持续发展的新机制和现代产业发展模式，并培育出多家具有世界影响力的企业；建成“国内一流、国际知名”和具有较强竞争实力的半导体照明产业化集聚区。
三、产业发展布局
LED产业基地包括一个核心区和若干专业园区。
（一）核心区
根据我市产业整体规划布局，充分发挥现有LED产业基础和优势，整合各种创新资源和产业资源，引导建设我市LED产业集聚核心区。核心区主要建设内容包括国家半导体照明产业基地、光电产业企业孵化器与加速器、半导体照明监测中心、半导体照明研发公共服务和周边生产服务性基地。核心区集中行业龙头企业，建成集企业总部、中上游产业的研发与生产、生产性服务和生活配套齐全的LED产业核心集聚区。
（二）LED专业园区
在全市范围内，结合各区产业特点与优势，形成若干LED专业园区。发挥花都区在LED封装和LED大功率照明灯具制造的优势，建设花都光电子产业基地；发挥荔湾区广东光电科技产业基地在LED-TV背光源产业优势，建设LED高端应用产业园；发挥南沙开发区在LED芯片制造方面的优势，建设LED外延片生长、芯片封装制造上游产业园；发挥广州
开发区在LED照明灯具方面的优势，建设LED下游产品制造产业园。
以“一核多园”的模式推动产业区域集约化发展，建设国家级半导体照明产业基地。以基地为依托争取国家、省重大项目落户广州。
四、产业发展重点任务
（一）培育和壮大产业规模
1.外延与芯片产业
外延芯片是半导体照明的基础，以包括未来通用照明及目前已经实现的特殊照明应用为目标，外延芯片的发展正向更高发光效率、更大单颗功率、更科学的结构设计发展。广州应充分利用在外延芯片领域已经形成的优势，积极扶持和引进，在大功率芯片方面取得突破。
重点发展通用照明和大尺寸LED-TV背光源等高端应用的GaN基外延和蓝、绿光芯片制造技术。形成月产1000KK以上的芯片生产能力，逐步替代进口芯片，在高端应用领域达到50%以上的自主配套能力。
2.LED封装产业
重点发展大功率白光LED及SMD高端封装产品。围绕广州特色应用领域（汽车照明、LED-TV背光源、通用照明等），通过扩大产能、优化升级现有封装生产线，达到产能在月产2000KK以上的规模。
3.高端照明产品及应用
重点发展中、高端LED应用产品、优先发展LED通用照明（室内照明灯具、道路照明灯具等）、LED-TV背光源、汽车LED照明、高端景观照明、舞台灯光等应用产品及系统。加大LED照明在道路照明中二次配光、光色、显色性、光环境等方面的研究力度，完善LED技术在道路照
明中的应用。
4.关键配套产业
支持高品质荧光粉、树脂和硅胶等封装材料、自动化封装设备的研发和产业化，支持LED照明产品的创意设计，有针对性地发展半导体照明相关的电源管理模块及电路控制芯片，在这些领域形成独特的产业特色和竞争优势。支持有关企业和科研院所，制定广东省或广州市LED产品应用及技术标准、检测标准等，为LED产品的应用和推广提供科学依据。重点扶持有资质的LED产品检测认证机构，完善LED产品的检测技术、方法和手段，提升产品质量，深化产业发展。
（二）积极推动应用示范
通过政府引导，积极推广半导体照明产品应用示范，营造市场环境、带动市场需求、鼓励相关部门及企业积极参与，共同推动广州LED应用产品的技术集成和创新。围绕广州市政改造、地铁建设等重大建设工程，大力推广节能绿色照明，重点发展LED路灯照明、隧道照明，地铁照明，室内照明、高端景观照明等。以2010广州亚运会为契机，发挥我市LED 企业在奥运会开幕式上的优势，争取在亚运会开幕式、主要赛场建设等方面展示我市自主LED产品。
广州市半导体照明应用示范工程，要以市政建设工程为切入点；要能突出显现广州的文化和城市建设水平，又能符合科技节能、绿色照明、生态居住区等城市可持续发展宗旨；既要促进广州的城市及人居环境建设，又可以充分展现LED应用产品在各类景观应用上的特色和优势，促进广州LED产业的发展和高新技术产品的应用。
（三）加强关键技术研发
1.功率型、高亮度LED芯片制造技术
研制GaN基外延材料、功率型高亮度蓝光LED芯片；开发照明级蓝光LED芯片及其规模生产工艺；研发具集成功能的LED芯片光源技术。
2.功率型、高亮度LED器件关键技术的研发
功率型LED器件的散热和光学结构设计；LED器件可靠性研究；适用于蓝光激发的白光功率型LED用高效荧光材料的开发；LED高耐候性封装材料研发；功率型LED器件用导热材料和焊接材料研发；功率型LED 自动化封装设备与工艺研发；高效、高显色指数、长寿命、低热阻的照明用LED光源研发；标准化LED光源模组制造技术；LED照明用驱动芯片及电源管理单元研发。
3.LED照明应用与系统集成
重点支持大尺寸LED-TV背光源、LED汽车照明技术开发、数字智能化LED照明系统开发、新型半导体照明光源应用系统开发、半导体照明规模化系统集成技术、大功率LED照明散热技术等的研究。
4.有机发光二极管（OLED）照明器件研发
重点解决白光OLED所涉及的重大工艺、关键技术和材料问题，包括白光OLED材料的纯化和量产技术；高效率、高稳定性白光OLED的结构设计与制造技术；大面积均匀有机薄膜的制备技术；柔性白光OLED 的制备技术；OLED照明产品开发技术等。
（四）支持企业做强做大
根据产业发展特点，集中资源支持龙头企业做强做大。加强对LED
产业中优势企业的培育力度，选择一批具有自主知识产权、有核心竞争力、在国内外有一定知名度和品牌的优势企业培育上市，帮助企业发展壮大；加强对LED中小企业的科技创新创业扶持，促进产业主体多元化。进一步降低LED中小企业创业的门槛，鼓励更多的科技人员创业；为中小企业提供融资服务、信息服务、科技创新公共平台服务等；加快LED 产业孵化器、加速器建设。
五、政策与措施
为保证规划战略目标的实现、推动LED产业的快速发展，必须围绕组织保障、创新服务、区域合作、金融支撑与人力资源建设等方面建立有效的机制和政策，并采取相应的方法和措施。
（一）建立健全组织保障。
联合各政府部门力量，设立半导体照明产业发展联席会议制度，形成政府支持产业发展的合力，全面协调和统筹安排。加强市政府与LED 产业界的互动机制，及时解决产业发展问题，提供相关服务。
（二）完善政策体系。
制定和完善有利于我市LED产业发展的政策和具体措施，鼓励对LED产业的投资、核心技术研发、公共服务平台的建设、企业产品开发等，制定和落实LED产业的人才政策、应用示范工程补助措施等。
（三）多渠道提供资金保障。
设立“广州市半导体照明产业发展专项资金”，加大对LED产业发展的资助力度。主要用于鼓励对LED产业的投资、LED产业核心技术研发、公共服务平台的建设、企业产品开发的引导、应用示范工程补助等。
设立“创业投资引导基金”，引导和支持民间资本介入，推动多元化投融资渠道的建立。鼓励企业和金融机构联合探索信用融资、合同融资、项目融资、结构融资等新型融资方式，支持中小企业融资行为；支持企业通过多种途径和方式在境内外资本市场进行融资、加强与国内外风险投资机构的联系、针对特色优势企业实施“精品企业上市工程”，以资本国际化带动产业国际化，不断扩大企业在资本市场中的品牌效应；建立产业信用评估体系，加强企业、银行、风险投资公司及民间资本之间联系，完善资本进入和退出机制。
（四）强化科技支撑作用，提升企业自主创新能力。
鼓励以企业为主体，产学研结合开展关键共性技术研发和新产品开发。集中资源，设立半导体照明技术关键共性技术攻关专项，在重大关键技术和共性技术上组织实施一批重大研究开发项目，增强半导体照明产业核心竞争力；对获得国家级重大科技项目的企业，给予适当的配套支持；支持企业、高等院校和科研院所建立半导体照明工程中心、重点实验室、技术中心、检测与认证平台等。
（五）实施知识产权战略。
鼓励企业、高等院校和科研院所通过自主创新，形成一批专利技术，避开技术性壁垒，以利于产业的良性持续发展；鼓励企业间开展各个层面的知识产权战略协作，联合进行专利引进或争取授权，共同应对产业竞争中的专利障碍并争取形成一定专利优势；大力扶持一批知名企业、创建系列知名产品，打造半导体照明产业的知名区域品牌。
（六）建设有效的人才培养与人力资源保障体系。
通过引进战略投资者、吸引创业投资和实施高端培训等方式，促使一批技术型创业者成长为既懂专业技术，又具有市场开拓意识、精通企业经营的现代企业家；建立企业与大学间人才培养互动机制，大力支持大学和企业联合培养人才，推广校企联合定制的人才培养模式；鼓励企业参与改革和创新大学教学内容和模式、设置相关专业，培养产业发展所需的多层次人才；建立健全企业家和员工科技素质培训制度，重点对企业负责人、管理人员和技术骨干进行科技管理知识与新技术知识培训；建立有效的人才激励机制，以巩固技术带头人和高级管理人才队伍，稳定技术骨干、管理人员以及关键岗位工人。
（七）完善产业配套服务体系。
建设一批技术研发中心、产品与工程展示、技术/产品/专利等的专业市场及交易平台、LED分析检测认证中心、LED系统设计中心、节能服务机构、金融资本机构、人才培训与交流中心、公共信息平台等。鼓励和支持成立半导体照明行业协会、产学研联盟等组织，开展产业发展战略研究、科技合作、标准制定、市场开拓、人才培养与交流等产业服务；构筑以企业为主体、产学研联盟为依托的技术创新、标准评价体系和人才培训平台，加快企业研发机构、重点实验室建设，实现研发创新和产业发展的有效衔接；建立LED公共信息网站，将半导体照明企业、科研院所以及与半导体照明产业相关的信息统一纳入网站，企业及科研机构之间交流技术需求和科研转化信息、科研机构之间整合科研资源、企业之间交流产品开发信息。
（八）加强国内国际交流与合作。
鼓励区内相关企业积极协作，不断完善产业链上中下游企业间的配套协作关系；引导鼓励产业界垂直整合及跨行业的合作与联合，促进相关产业的共同发展；积极参与国内，特别是珠三角区域产业、技术资源分工与协作及工商、金融、信息服务平台一体化建设，加强跨区域技术、市场、产业资源整合；抓住半导体照明产业国际转移的机遇，建设“国际LED产业合作基地”，积极引进台湾、欧美等转移企业或技术团队。鼓励企业实施品牌战略、国际化战略，将广州半导体照明产业纳入到全球市场体系之中。
厦门半导体照明产业化基地 发展规划 本规划以2002年为基期，2006年为近期规划年，2010年为中期规划年。 本规划旨在为厦门发展半导体照明产业明确发展目标与思路，发展重点与措施，并以此作为向科技部申报国家级半导体照明产业化基地的参考资料，是一项具有战略指导性的规划。 厦门发展半导体照明产业的背景 半导体照明技术是21世纪最具发展前景的新兴高技术领域之一。作为新型高效固态光源，半导体照明光源具有寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰富、微型化等显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次标志性飞跃，是世界照明工业的一次全新的革命。半导体照明技术广泛应用于白光通用照明、装饰（景观、家居、休闲、商用装饰）照明、汽车等各类运输工具照明、交通信号显示、背景显示、背光源、大屏幕、特种工作照明、军用照明及旅游、轻工产品等各个领域。半导体照明产业具有巨大的应用市场和发展空间，将产生不可估量的社会和经济效益。世纪之交，面对半导体照明产业所带来的巨大机遇，美国、日本、欧盟、韩国、台湾等国家和地区相继推出了半导体照明国家或地区计划，大力培养和发展本国或本地区的半导体照明产业。以美国GE、荷兰Philip、德国Osram三大世界照明生产巨头为代表的跨国公司，纷纷与上游半导体公司合作组建半导体照明公司，积极创造竞争优势，抢占竞争制高点。 中国是世界照明电器的生产大国。半导体照明技术的出现与发展，也为我国传统照明工业的产业升级和提升国际竞争力，发展成为世界照明强国提供了全新的机遇，同时也面临着巨大的挑战。我国政府高度重视半导体照明产业发展的历史性机遇，于2003年6月成立了国家半导体照明工程协调领导小组，正式启动“国家半导体照明工程”计划。该计划在体现政府引导、企业为主体、市场化运作的原则下，旨在通过支持产业化关键技术和原创技术的创新，通过示范工程和应用推广的拉动，扶持和培育一批高科技公司，发展一批有特色的产业化基地，
实用标准文案 1、硅材料 从提高硅集成电路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）单晶的直径和减小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si发展的总趋势。目前直径为8英寸（200mm）的Si单晶已实现大规模工业生产，基于直径为12英寸（300mm）硅片的集成电路（IC‘s）技术正处在由实验室向工业生产转变中。目前300mm，0.18μm工艺的硅ULSI生产线已经投入生产，300mm，0.13μm工艺生产线也将在2003年完成评估。18英寸重达414公斤的硅单晶和18英寸的硅园片已在实验室研制成功，直径27英寸硅单晶研制也正在积极筹划中。 从进一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的大直径硅外延片会成为硅材料发展的主流。另外，SOI材料，包括智能剥离（Smart cut）和SIMOX材料等也发展很快。目前，直径8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在开发中。 理论分析指出30nm左右将是硅MOS集成电路线宽的“极限”尺寸。这不仅是指量子尺寸效应对现有器件特性影响所带来的物理限制和光刻技术的限制问题，更重要的是将受硅、SiO2自身性质的限制。尽管人们正在积极寻找高K介电绝缘材料（如用Si3N4等来替代SiO2），低K介电互连材料，用Cu代替Al 引线以及采用系统集成芯片技术等来提高ULSI的集成度、运算速度和功能，但硅将最终难以满足人类不断的对更大信息量需求。为此，人们除寻求基于全新原理的量子计算和DNA生物计算等之外，还把目光放在以GaAs、InP为基的化合物半导体材料，特别是二维超晶格、量子阱，一维量子线与零维量子点材料和可与硅平面工艺兼容GeSi合金材料等，这也是目前半导体材料研发的重点。
第10期(2009年lo月中国科技论坛 ?99? 2.2专利申请国别分析 图1显示了1998--2007年的十年间,国外九个发达国家和地区在华有关半导体照明领域的专利申请量。其中,在总量方面,以台湾、日本、美国高居榜首。但是,在发明专利上,除台湾、日本、美国以外,韩国、荷兰、德国也显示出强大的实力。在实用新型方面,台湾香港地区为主,其他国家和地区很少,而香港较之台湾专利申请的差距十分明显。对于日本,在外观设计方面具有较强的领先优势,说明日本在相关半导体照明产品市场化方面居于前列。
图l 九个国家和地区专利申请详细分布图 国外在华申请的三个专利类型数量均在总体上呈现逐年上升的趋势(见图2。在2000年前,国外在华申请的有关半导体照明的专利几乎全部是发明专利,其原因一方面是在半导体照明领域,国外技术还处于发展早期阶段,比较注重于基础技术的研发,发明专利较多;另一方面,国外具有强烈的知识产权保护专利战略意识,一旦实现技术突破,就很快申请专利保护,抢占未被充分开发的市场,实现专利技术价值。在
2000年后,国外在华发明专利的申请数量继续保持突飞猛进,而在同时,实用新型和外观设计也成为国外企业的关注重点,其数量也在逐年提高。2.3半导体照明发明专利申请量趋势分析 1998 图2国外在华专利类型申请历年变化图 发明专利,其中台湾、美国、日本、韩国、荷兰、德国申请的发明专利均超过100件。在半导体照明领域,美日两国可以说是老牌专利大国,一直保持稳定快速发展的势头。我国台湾地区这一领域的专利,从2002年在大陆地区申请第一个发明专利以来,迅速发展,已经在量上赶超美日,可以说是这一领域的后起之秀。另外,作为一个新兴电子强国,韩国在半导体照明领域的发明专利申请量也很大(见图3。2.4半导体照明领域的企业竞争力分析 本文统计了各个国家和地区有关半导体照明领域的专利申请量大于10项(包含10项的企业数量,根据统计过程,这些专利以发明专利为主,且法国、新加坡由于专利少,没有企业归入(见图4。 图3有关半导体照明发明专利历年申请量变化图 图4有关半导体照明灯各国企业专利≥10个的企业个数
照明行业国内外现状及市场分析 作者：点击：0 国内外发展现状： 半导体灯作为典型的绿色照明光源，孕育出诱人的市场前景。LED应用市场的规模，2004年全球超过120乙美元；2010年全球将达到500乙美元，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%以上的成长速度。 据专门对高亮度发光二极管和氮化镓的市场调研公司StrategiesU nlimited 的主管罗伯特?斯蒂尔表示，由于移动应用的需求巨增（手机，掌上电脑和数码相机）2004年全球高亮度发光二极管市场增长了37%增至37亿美元。斯蒂尔表示，高亮度发光二极管在移动领域的应用的收入为21.5亿美元，占了58%的市场，比2003年增长了7个百分点。不过它在标志、信号以及汽车等领域会稳健增长，会占有13%的市场。至于产品细分，斯蒂尔就表示，白光发光二极管占需求的50%，而蓝/绿光发光二极管就占29%。以生产地区来分，45%的高亮度发光二极管来自台湾，韩国和中国的制造商，而25%是由美国生产。 另外，白光发光二极管在手持应用的全色彩显示背光的渗透率已经达到75%。随着移动应用趋于饱和，高亮度发光二极管的增长速度在未来几年会放缓。因此，斯蒂尔建议那些发光二极管的制造商应该集中在其它应用领域比如说汽车照明领域，更大的LCD背光和交通信号灯领域的应用上。
Sumitomo住友电子向美国CREE公司一年内订购了一亿美元的LED合同，这将是CREE公司一年的全部生产能力，住友很显然是想独霸整个高亮度LED 的市场。 以LUMILEDS为例，其功率LED产能每月可以达到10KK左右（其中供亚洲市场每月约2KK-3KK ）。台湾功率LED发展始于2002年初，现在由正装芯片向倒装芯片转变，产量刚刚起步，产能每月不足3KK ;内地功率LED封装基本以小芯片集成和正装芯片为主，目前已逐步向倒装大芯片过度。 美国从2000年起投资5亿美元实施"国家半导体照明计划"。美国能源部预测，到2010年前后，美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯具替代，每年仅节电就可达350亿美元。 科技部建议，在将半导体照明产业纳入国家重点发展的高新技术产业的同时，以2 0 0 8年北京奥运会和2 0 10年上海世博会为契机，推动半导体灯在城市景观照明中的应用。国家计划先从863计划和攻关计划中拿出8 0 0 0万元作为引导经费，安排一些急需上马的项目。 2 0 0 3年3月，随着大连方大集团“大功率高亮度半导体芯片”等我国 “十五”科技攻关计划“半导体照明产业化技术开发”重大项目的正式立项，国家半导体照明工程已进入实质性推进阶段。
LED照明技术细节分析 led光源的技术日趋成熟，每瓦发光流明迅速增长，促使其逐年递减降价。led绿色灯具的海量市场和持续稳定数年增长需求将是集成电路行业继VCD、DVD、手机、MP3之后的消费电子市场的超级海啸! LED灯具的高节能、长寿命、利环保的优越性能获得普遍的公认。 led高节能：直流驱动，超低功耗(单管0.03瓦-1 瓦)电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。 led长寿命：led 光源被称为长寿灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰快等缺点。 led寿命：使用寿命可达5万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。 led利环保：led是一种绿色光源，环保效益更佳。光谱中没有紫外线和红外线，热量低和无频闪，无辐射，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。 led光源工作特点照明用led光源的VF电压都很低，一般VF =2.75-3.8V，IF在15-1400mA;因此LED驱动IC的输出电压是VF X N或VF X 1， IF恒流在15-1400mA。LED灯具使用的led光源有小功率 (IF=15-20mA)和大功率(IF》200mA))二种，小功率led多用来做led日光灯、装饰灯、格栅灯;大功率LED用来做家庭照明灯、射灯、水底灯、洗墙灯、路灯、隧道灯、汽车工作灯等。功率led光源是低电压、大电流驱动的器件，其发光的强度由流过led的电流大小决定，电流过强会引起led光的衰减，电流过弱会影响led的发光强度，因此，led的驱动
需要提供恒流电源，以保证大功率led使用的安全性，同时达到理想的发光强度。在led照明领域，要体现出节能和长寿命的特点，选择好LED 驱动IC至关重要，没有好的驱动IC的匹配，led照明的优势无法体现。led照明设计需要注意的技术细节led灯具对低压驱动芯片的要求： 1. 驱动芯片的标称输入电压范围应当满足DC8-40V，以覆盖应用面的需要，耐压如能大于45V更好;AC 12V或24 V输入时简单的桥式整流器输出电压会随电网电压波动，特别是电压偏高时输出直流电压也会偏高，驱动IC如不能适应宽电压范围，往往在电网电压升高时会被击穿，led光源也因此被烧毁。 2. 驱动芯片的标称输出电流要求大于1.2-1.5A，作为照明用的led 光源，1W功率的led光源其标称工作电流为350mA，3W功率的led光源其标称工作电流为700mA，功率大的需要更大的电流，因此LED照明灯具选用的驱动IC必需有足够的电流输出，设计产品时必需使驱动IC工作在满负输出的70-90%的最佳工作区域。使用满负输出电流的驱动IC在灯具狭小空间散热不畅，容易疲劳和早期失效。 3. 驱动芯片的输出电流必需长久恒定，led光源才能稳定发光，亮度不会闪烁;同一批驱动芯片在同等条件下使用，其输出电流大小要尽可能一致，也就是离散性要小，这样在大批量自动化生产线上生产才能有效和有序;对于输出电流有一定离散性的驱动芯片必选在出厂或投入生产线前分档，调整PCB板上电流设定电阻(Rs)的阻值大小，使之生产的led 灯具恒流驱动板对同类led光源的发光亮度一致，保持最终产品的一致性。
国家半导体照明工程南昌产业化基地 1．成立时间 2004年5月南昌市被科技部批准为“国家半导体照明工程产业化基地”。 2．空间分布 南昌半导体照明产业基地建设的总体布局是以南昌高新技术产业开发区内的联创光电公司为依托，形成“一个中心、两个园区、多点扩展、众星捧月”的产业发展布局。 “一个中心”——即成立“南昌国家半导体照明工程研究中心”，以南昌大学教育部发光材料与器件工程研究中心为龙头，实行政府支持，其它企业、高校、行业管理机构等共同投资，其主要职能为：孵化光电子中小企业，培训光电子专业技术人员，与北京大学、南京大学合作建立光电子专业博士后工作站，开展半导体照明共性及关键技术的研究、光电子产品的检测及标准制定工作。中心面向社会开放，服务于基地内的光电子企业及科研机构，协调及促进基地内光电子产业及技术的发展。 “两个园区”——一个是一期工程已完工并投入使用的以半导体发光材料、芯片及器件封装上中游产品为主的占地面积达300亩的“联创光电科技园”，近期园区面积将扩大至400亩；另一个是以半导体照明应用为主的联创博雅产业园，占地面积500余亩，并预留1000亩地作为2008年以后半导体照明产业发展用地。 “多点扩展”——在南昌经济技术开发区、小蓝工业园规划一定面积的扩展区。扩展区主要以半导体照明用高性能荧光粉、高性能铜基散热材料、照明灯具各种配件及其它辅助材料为主要发展方向。利用江西丰富的稀土资源、铜矿资源及铜冶炼技术优势及低廉的劳动力成本优势，重点研究、生产半导体照明用高效率荧光粉和高性能铜基散热材料，为国内主要半导体照明产品生产企业配套。同时发展照明光源、灯具配件及辅助材料的生产企业。 “众星捧月”——产业基地建设以重点企业为核心，努力引进和不断做强做大核心企业，带动众多中小企业协作配套发展，形成集聚效应和较为完整的产业链。 3．经济总量 基地内现有半导体照明企业15家，其中基地落户南昌以后新增企业7家。2004年基地销售收入突破15亿元，比上年增长44%，占地方工业比重达2.77%。 4．产业链情况 南昌基地已初步形成以江西联创光电科技股份有限公司的外延片为上游产业，南昌欣磊光电科技有限公司的芯片制造为中游产业，江西联创光电科技股份有限公司、南昌联众电子有限公司、南昌永兴电子有限公司的芯片封装和联创博雅科技有限公司的光源、灯具、LED显示屏、联创致光科技有限公司的手机背光源、南昌晶明电子有限公司的LED点阵块为下游产业，南昌宏森高科光电子有限公司的LED支架为配套产业的一个较为完整的产业链。 5．技术水平以及人才情况 基地拥有一支富有创新敬业精神的LED专业化管理、技术研发和工艺技术人才队伍，拥有精干的LED企业管理人员、一流的专业技术人才和技术熟练的技术工人。南昌LED产业从业人员3200余人，其中技术人员近千人，占从业人员的比例高达32%，直接从事新产品开发的人员近500人，占从业人员的比例达15%，具有高级职称的技术人员占技术人员比例的9%，中级以上技术职称的人员占技术人员总数的28%，具有初级以上技术职称的人员占技术人员总数的65%。同时，为了加快半导体照明产业的发展，基地内龙头企业江西联创光电科技股份有限公司、南昌欣磊光电科技有限公司相继成立了企业技术中心，主要负责企业半导体照明前瞻性、基础性技术的研究及半导体照明用功率型LED芯片，功率型LED器件、特种及装饰照明用半导体照明光源、灯具及照明系统集成开发，LED产品的检测、分析。 6．重点科研院所及其研究方向 南昌大学教育部发光材料与器件工程研究中心——该中心是南昌大学材料物理与化学国家重点学科、材料物理与化学博士点、材料科学与工程博士后科研流动站，拥有仪器设备近3000万元，有进口生产型GaN-MOCVD系统、自制开发型ZnO-MOCVD系统。拥有GaN基蓝光、绿光、紫光LED外延材料生产技术。中心已在ZnO半导体发光材料、硅基片上生长氮化镓外延材料及芯片方面取得突破性进展，成功研制出高亮度硅衬底GaN-LED蓝、白光二极管材料及器件。现已拥有GaN基蓝光、绿光、紫光LED 外延材料生产技术。其中，高亮度硅衬底GaN-LED白光二极管材料及器件这一项目已完成小试，现正在进行中试研究及产业化论证。 7．公共创新平台建设 （1）启动南昌光电子科技综合服务大楼建设。建成后的光电子科技大楼主要用于建立光电子专业博士后工作站、南昌光电子工程技术中心、半导体照明公共技术服务平台、南昌半导体照明行业生产力促进中心、半导体照明行业中小企业孵化器、半导体照明技术人才培训等公共技术服务。
某光源发出波长为460nm 的单色光，辐射功率为100W ，用Y 值表示其光通量，计算其色度坐标X 、Y 、Z 、x 、y 。 解：由教材表1-3查得460nm 单色光的三色视觉值分别为0.2908X =，0.0600Y =， 1.6692Z =，则对100W P =，有 4356831000.2908 1.98610lm 6831000.0600 4.09810lm 683100 1.6692 1.14010lm m m m X K PX Y K PY Z K PZ ==××=×==××=×==××=× 以及 )()0.144 0.030x X X Y Z y Y X Y Z =++==++=
1. GaP绿色LED的发光机理是什么，当氮掺杂浓度增加时，光谱有什么变化，为什么？GaP红色LED的发光机理是什么，发光峰值波长是多少？ 答：GaP绿色LED的发光机理是在GaP间接跃迁型半导体中掺入等电子陷阱杂质N，代替P原子的N原子可以俘获电子，又靠该电子的电荷俘获空穴，形成束缚激子，激子复合发光。当氮掺杂浓度增加时，总光通量增加，主波长向长波移动，这是因为此时有大量的氮对形成新的等电子陷阱，氮对束缚激子发光峰增加，且向长波移动。 GaP红色LED的发光机理是在GaP晶体中掺入ZnO对等电子陷阱，其发光峰值波长为700nm的红光。 2. 液相外延生长的原理是什么？一般分为哪两种方法，这两种方法的区别在哪里？ 答：液相外延生长过程的基础是在液体溶剂中溶质的溶解度随温度降低而减少，而且冷却与单晶相接触的初始饱和溶液时能够引起外延沉积，在衬底上生长一个薄的外延层。 液相外延生长一般分为降温法和温度梯度法两种。降温法的瞬态生长中，溶液与衬底组成的体系在均处于同一温度，并一同降温（在衬底与溶液接触时的时间和温度上，以及接触后是继续降温还是保持温度上，不同的技术有不同的处理）。而温度梯度法则是当体系达到稳定状态后，整个体系的温度再不改变，而是在溶液表面和溶液－衬底界面间建立稳定的温度梯度和浓度梯度。 3. 为何AlGaInP材料不能使用通常的气相外延和液相外延技术来制造？ 答：在尝试用液相外延生长AlGaInP时，由于AlP和InP的热力学稳定性的不同，液相外延的组分控制十分困难。而当使用氢化物或氯化物气相外延时，会形成稳定的AlCl化合物，会在气相外延时阻碍含Al磷化物的成功生长。因此AlGaInP 材料不能使用通常的气相外延和液相外延技术来制造。
半导体照明科技发展“十二五”专项规划为加快推进半导体照明技术进步和产业发展，依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》、《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《国家“十二五”科学和技术发展规划》等相关要求，制定本专项规划。 一、形势与需求 （一）半导体照明技术及应用快速发展 近年来，半导体照明技术快速发展，正向更高光效、更优发光品质、更低成本、更多功能、更可靠性能和更广泛应用方向发展。目前，国际上大功率白光LED（发光二极管）产业化的光效水平已经超过130 lm/W（流明/瓦）。据报道，实验室LED光效超过200 lm/W。虽然LED的技术创新和应用创新速度远远超过预期，但与400 lm/W的理论光效相比，仍有巨大的发展空间。半导体照明在技术快速发展的同时也不断催生出新的应用。目前，竞争焦点主要集中在GaN基LED外延材料与芯片、高效和高亮度大功率LED器件、LED功能性照明产品、智能化照明系统及解决方案、创新照明应用及相关重大装备开发等方面。 OLED（有机发光二极管）作为柔和的平面光源，与LED 光源可以形成互补优势，近年来发展同样迅速。据报道，实验室白光OLEOLEOLED光效已达128 lm/W128 lm/W128 lm/W128 lm/W128 lm/W128 lm/W128 lm/W128 lm/W。与之相关的有机发光材料、生产装备和新型灯具的研发正顺势而上。目前，市场上已有少量OLED照明产品。 （二）半导体照明产业爆发式增长 近年来，许多发达国家/地区政府均安排了专项资金，设立了专项计划，制定了严格的白炽灯淘汰计划，大力扶持本国和本地区半导体照明技术创新与产业发展。全球产业呈现出美、日、欧三足鼎立，韩国、中国大陆与台湾地区奋起直追的竞争格局。半导体照明产业已成为国际大企业战略转移的方向，产业整合速度加快，商业模式不断创新。瞄准新兴应用市场，国际大型消费类电子企业开始从产业链后端向前端发展；以中国台湾地区为代表的集成电路厂商也加快了在半导体照明领域的布局；专利、标准、人才的竞争达到白热化，产业发展呈爆发式增长态势，已经到了抢占产业制高点的关键时刻。 （三）我国半导体照明技术和产业具备跨越式发展机会 在国家研发投入的持续支持和市场需求的拉动下，我国半导体照明技术创新能力得到了迅速提升，产业链上游技术创新与国际水平差距逐步缩小，下游照明应用有望通过系统集成技术创新实现跨越式发展。部分产业化技术接近国际先进水平，功率型白光LED封装后光效超过110 lm/W，接近国际先进水平。指示、显示和中大尺寸背光源产业初具规模，产业
关于新型显示与半导体照明芯片的市场发展趋势分析 新型显示与半导体照明芯片的市场发展趋势分析 1 新型显示市场 1.1 全球新型显示市场 OLED 目前分为PMOLED（无源驱动OLED）和AMOLED（有源驱动OLED）两条路线。相比传统的液晶面板，AMOLED 突破了不可弯曲的局限，具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等特点；相较于PMOLED，AMOLED 的尺寸可以做得很大，在高端手机及新一代穿戴显示系统等领域具有广阔的应用前景[1-4]。 据2017～2022 年中国OLED（有机发光二极管）显示器行业专项调研及投资价值预测报告预测，2017 年全球OLED 市场规模将跃增32% 至192 亿美元，出货量也将飙升22% 至6.3 亿组。2017 年，苹果下一代智能手机产品预计将采用双曲面柔性AMOLED 面板，全球整个供应链厂商都在积极跟进。除韩国三星显示（SDC）、LG Display 外，中国面板厂商和辉光电、维信诺、Truly 等都将在现有产线的基础上增设柔性面板的产能。随着OLED 产能的释放，估计2017 年全球双曲面OLED 智能手机将快速上量。 中商产业研究院于2016 年12 月公布的《2015～2020 年中国OLED 材料市场潜力与投资前景分析报告》指出，2015 年全球AMOLED 的销售额为131 亿美元，预计2016 年全球AMOLED 的销售额将达157 亿美元，如图1 所示。 目前OLED 面板市场90% 以上的产能和市场份额都被三星显示（SDC）和LG 显示（LGD）占据，同时SDC 和LGD 也是全球OLED 技术的领跑者。SDC 在中小尺寸OLED 市场一度占据99%的市场份额，其最先量产AMOLED 并应用于自家手机，经过多年坚持技术创新和产品创新，引领了OLED 时代的到来。 LGD 在大尺寸OLED 面板市场独占鳌头，大尺寸OLED 量产技术先进，并不断改进工艺，以降低成本，致力于OLED 面板在TV 市场上的普及。LGD 计划2017 年导入喷墨印刷式制造工艺，一旦量产，OLED TV 的价格有望大幅度降低。
一填空题 1、LED3528小功率灯珠额定电流为___20 mA，1W灯珠额定电流为____350____mA。 2、RGB三基色指___ 红___，_____绿___，____蓝__ 三种颜色。 3、灯具驱动方式分：恒_ 流 __驱动和恒_ 压__驱动，LED光源常用恒__流 ___驱动。 4、LED灯具一般是由___ 光源，____外壳_ ， __驱动电源 _等几部分组 5、光源的光效（lm/W）指光源发出___光通量除以光源所耗费的__电功率 _，它是衡量光源节能的重要指标。 6、LED调光功能的实现方式可分为两种： PWM 方式和模拟方式。 7、色温越偏蓝，色温越高，偏红则色温越低。 8、590nm波长的光是黄光；380nm波长的光是紫光（填颜色）,可见光的波长范 围是 380－780 nm。 9、LED TV背光源常用到的LED芯片型号为2310，其尺寸为23mil×10mil，即 584.2 um× 254 um。 1mil＝25.4um 10、T10的LED日光灯管，其直径是： 31.75 mm 。 25.4* (10/8)=31.75mm 11、目前市场主流的白光LED产品是由 InGaN(蓝光) 芯片产生的蓝光与其激发YAG 荧光粉产生的黄光混合而成的，且该方面的专利技术主要掌握在日本日亚化学公司手中。 12、对于GaAs,SiC导电衬底，具有面电极的红、黄（单电极或L型） LED芯片，采 用银胶来固晶；对于蓝宝石绝缘衬底的蓝、绿（双电极或V型）LED 芯片，采用绝缘胶来固定芯片。 13、银胶的性能和作用主要体现在：固定芯片、导电性、导热性。 14、LED胶体包括A，B，C，D胶，它们分别指的是主剂、硬化剂、 色剂、扩散剂。 15、翻译以下行业术语： 示例：外延片 Wafer （1）发光二极管 Light emitting diode （2）芯片 chip （3）荧光粉 phosphor （4）直插式LED LED Lamp
半导体材料与器件发展趋势总结 材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功，导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期，石英光纤材料和光学纤维的研制成功，以及GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明，使光纤通信成为可能，目前光纤已四通八达。我们知道，每一束光纤，可以传输成千上万甚至上百万路电话，这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。彻底改变了光电器件的设计思想。使半导体器件的设计与制造从过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴，使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构为特征的固态量子器件和电路的新时代，并极有可能触发新的技术革命。半导体微电子和光电子材料已成为21世纪信息社会的二大支柱高技术产业的基础材料。它的发展对高速计算、大容量信息通信、存储、处理、电子对抗、武器装备的微型化与智能化和国民经济的发展以及国家的安全等都具有非常重要的意义。 一、几种重要的半导体材料的发展现状与趋势 1.硅单晶材料 硅单晶材料是现代半导体器件、集成电路和微电子工业的基础。目前微电子的器件和电路，其中有90％到95％都是用硅材料来制作的。那么随着硅单晶材料的进一步发展，还存在着一些问题亟待解决。硅单晶材料是从石英的坩埚里面拉出来的，它用石墨作为加热器。所以，来自石英里的二氧化硅中氧以及加热器的碳的污染，使硅材料里面包含着大量的过饱和氧和碳杂质。过饱和氧的污染，随着硅单晶直径的增大，长度的加长，它的分布也变得不均匀；这就是说材料的均匀性就会遇到问题。杂质和缺陷分布的不均匀，会使硅材料在进一步提高电路集成度应用的时候遇到困难。特别是过饱和的氧，在器件和电路的制作过程中，它要发生沉淀，沉淀时的体积要增大，会导致缺陷产生，这将直接影响器件和电路的性能。因此，为了克服这个困难，满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高，人们不得不采用硅外延片，就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样，可以有效地避免氧和碳等杂质的污染，同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法，还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结，这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产，8英寸的硅外延片，也正在从实验室走向工业生产；更大直径的外延设备也正在研制过程中。 除此之外，还有一些大功率器件，一些抗辐照的器件和电路等，也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的，它在生长时，不与石英容器接触，材料的纯度可以很高；利用这种材料，采用中子掺杂的办法，制成N或P型材料，用于大功率器件及电路的研制，特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面，它有着很好的应用前景。当然还有以硅材料为基础的SOI材料，也就是半导体/氧化物/绝缘体之意，这种材料在空间得到了广泛的应用。总之，从提高集成电路的成品率，降低成本来看的话，增大硅单晶的直径，仍然是一个大趋势；因为，只有材料的直径增大，电路的成本才会下降。我们知道硅技术有个摩尔定律，每隔18个月它的集成度就翻一番，它的价格就掉一半，价格下降是同硅的直径的增大密切相关的。在一个大圆片上跟一个小圆片上，工艺加工条件相同，但出的芯片数量则不同；所以说，增大硅的直径，仍然是硅单晶材料发展的一个大趋势。那我们从提高硅的
LED半导体照明的发展与应用 者按：半导体技术在上个世纪下半叶引发的一场微电子革命，催生了微电子工业和高科技ＩＴ产业，改变了整个世界的面貌。今天，化合物半导体技术的迅猛发展和不断突破，正孕育着一场新的革命——照明革命。新一代照明光源半导体ＬＥＤ，以传统光源所没有的优点引发了照明产业技术和应用的革命。半导体ＬＥＤ固态光源替代传统照明光源是大势所趋。１、ＬＥＤ半导体照明的机遇 （１）全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展所急需解决的问题。作为能源消耗大户的照明领域，必须寻找可以替代传统光源的新一代节能环保的绿色光源。 （２）半导体ＬＥＤ是当今世界上最有可能替代传统光源的新一代光源。 其具有如下优点： ①高效低耗，节能环保； ②低压驱动，响应速度快安全性高； ③固体化封装，耐振动，体积小，便于装配组合； ④可见光区内颜色全系列化，色温、色纯、显色性、光指向性良好，便于照明应用组合； ⑤直流驱动，无频闪，用于照明有利于保护人眼视力； ⑥使用寿命长。 （３）现阶段ＬＥＤ的发光效率偏低和光通量成本偏高是制约其大规模进入照明领域的两大瓶颈。目前ＬＥＤ的应用领域主要集中在信号指示、智能显示、汽车灯具、景观照明和特殊照明领域等。但是，化合物半导体技术的迅猛发展和关键技术的即将突破，使今天成为大力发展半导体照明产业的最佳时机。２００３年我国人均ＧＤＰ首次突破１０００美元大关，经济实力得到了进一步的增强，市场上已经初步具备了接受较高光通量成本（初始成本）光
源的能力。在未来的１０～２０年内，用半导体ＬＥＤ作为光源的固态照明灯，将逐渐取代传统的照明灯。 （４）各国政府予以高度重视，相继推出半导体照明计划，已形成世界性的半导体照明技术合围突破的态势。 ①美国：“下一代照明计划”时间是２０００～２０１０年投资５亿美元。美国半导体照明发展蓝图如表１所示； ②日本：“２１世纪的照明计划”，将耗费６０亿日元推行半导体照明目标是在２００６年用白光ＬＥＤ替代５０％的传统照明； ③欧盟：“彩虹计划”已在２０００年７月启动通过欧共体的资助推广应用白光ＬＥＤ照明； ④中国：２００３年６月１７日，由科技部牵头成立了跨部门、跨地区、跨行业的“国家半导体照明工程协调领导小组”。从协调领导小组成立之日到２００５年年底之前，将是半导体照明工程项目的紧急启动期。从２００６年的“十一五”开始，国家将把半导体照明工程作为一个重大项目进行推动； （５）我国 的半导体ＬＥＤ产业链经过多年的发展已相对完善，具备了一定的发展基础。同时，我国又是照明灯具产业的大国，只要政府和业界协调整合好，发展半导体ＬＥＤ照明产业是大有可为的； ２ＬＥＤ的发展历程（如图１所示） ２．１ＬＥＤ技术突破的历程
世界LED产业发展现状 1、世界各国积极发展LED产业 日本于1998年率先实施“21世纪照明”计划，并在2006年完成用白光发光二极管照明替代50%的传统照明。目前，日本正计划到2010年实现LED的发光效率达到120lm/w。2008年4月日本政府呼吁力争到2012年为止，全面实现由白炽灯向荧光灯的转换。 美国“半导体照明国家研究项目”由美国能源部制定，计划用10年时间，投资5亿美元开发半导体照明，目的是为了使美国在未来照明光源市场竞争中，领先于日本、欧洲及韩国等竞争者。计划的时间节点是2002年达20lm/w，2007年达75lm/w，2012年达150lm/w。预计到2010年，55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯取代；到2025年，固态照明光源的使用将使照明用电减少一半，每年节电额达350亿美元。 2008年欧盟春季首脑会议上达成协议，决定欧盟各国将逐步用节能灯取代白炽灯；欧盟各国也拟通过立法从2009年开始禁止生产白炽灯泡。欧盟成员国能源部长要求欧盟委员会在08年底前制订计划，从2010年起禁止在欧盟销售包括白炽灯在内的高耗能家用照明设备。 另外，阿根廷今年12日签署法案，决定从2011年起彻底禁止普通灯泡的使用。同时新西兰能源部07年表示，将从2009年开始，禁止使用白热灯泡。 2、全球LED产业竞争格局 LED产业已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导、三足鼎立的产业分布与竞争格局，这些地区的厂商垄断着高端产品市场。从全球看，LED的主导厂商是日本的日亚化学（Nichia）和丰田合成（Toyoda Gosei）、美国的Cree以及欧洲的Philips Lumileds和欧司朗（Osram）五大厂商，他们无一例外都在上游拥有强大技术实力和产能。 从收入看，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颜色的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。丰田合成从1986年开始LED的研究和开发，1991年成功开发出世界第一个氮化镓的蓝光LED，扫除了实现白光LED的最后障碍。目前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。 欧美也是LED的传统强势区域，其主要厂商是Cree和Philips Lumileds。美国Cree虽然是新兴照明企业，但以其技术先进性成为LED照明产业的先锋代表。2008年3月，Cree完成对元老级厂商LED Lighting Fixture Inc 公司的收购，使其在产品丰富性及技术先进性上得到进一步加强。2008财CREE的销售收入达到5亿美元。Philips Lumileds Lighting 目前是飞利浦的全资子公司，总部设在加州圣何塞，是世界领先的高功率LED的制造商，同时也是为日常用途，包括汽车照明、照相机闪光灯、LCD显示器和电视、便携照明、投影和普通照明等领域，开发固态照明解决方案的开创者。
半导体材料的发展现状与趋势
半导体材料与器件发展趋势总结 材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功，导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期，石英光纤材料和光学纤维的研制成功，以及GaAs 等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明，使光纤通信成为可能，目前光纤已四通八达。我们知道，每一束光纤，可以传输成千上万甚至上百万路电话，这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。彻底改变了光电器件的设计思想。使半导体器件的设计与制造从过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴，使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构
的制作过程中，它要发生沉淀，沉淀时的体积要增大，会导致缺陷产生，这将直接影响器件和电路的性能。因此，为了克服这个困难，满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高，人们不得不采用硅外延片，就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样，可以有效地避免氧和碳等杂质的污染，同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法，还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结，这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产，8英寸的硅外延片，也正在从实验室走向工业生产；更大直径的外延设备也正在研制过程中。 除此之外，还有一些大功率器件，一些抗辐照的器件和电路等，也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的，它在生长时，不与石英容器接触，材料的纯度可以很高；利用这种材料，采用中子掺杂的办法，制成N或P型材料，用于大功率器件及电路的研制，特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面，
《半导体照明技术及其应用》课程教学大纲 （秋季） 一、课程名称：半导体照明技术及其应用Semiconductor Lighting Technology and Applications 二、课程编码： 三、学时与学分：32/2 四、先修课程: 微积分、大学物理、固体物理、半导体物理、微电子器件与IC设计 五、课程教学目标： 半导体照明是指用全固态发光器件LED作为光源的照明，具有高效、节能、环保、寿命长、易维护等显著特点，是近年来全球最具发展前景的高新技术领域之一，是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一场照明光源的革命。本课程注重理论的系统性﹑结构的科学性和内容的实用性，在重点讲解发光二极管的材料、机理及其制造技术后，详细介绍器件的光电参数测试方法，器件的可靠性分析、驱动和控制方法，以及各种半导体照明的应用技术，使学生学完本课程以后，能对半导体照明有深入而全面的理解。 六﹑适用学科专业：电子科学与技术 七、基本教学内容与学时安排： 绪论（1学时） 半导体照明简介、学习本课程的目的及要求 第一章光视觉颜色（2学时） 1光的本质 2光的产生和传播 3人眼的光谱灵敏度 4光度学及其测量 5作为光学系统的人眼 6视觉的特征与功能 7颜色的性质 8国际照明委员会色度学系统 9色度学及其测量 第二章光源（1学时） 1太阳 2月亮和行星 3人工光源的发明与发展 4白炽灯 5卤钨灯 6荧光灯 7低压钠灯
8高压放电灯 9无电极放电灯 10发光二极管 11照明的经济核算 第三章半导体发光材料晶体导论（2学时） 1晶体结构 2能带结构 3半导体晶体材料的电学性质 4半导体发光材料的条件 第四章半导体的激发与发光（1学时） 1PN结及其特性 2注入载流子的复合 3辐射与非辐射复合之间的竞争 4异质结构和量子阱 第五章半导体发光材料体系（2学时） 1砷化镓 2磷化镓 3磷砷化镓 4镓铝砷 5铝镓铟磷 6铟镓氮 第六章半导体照明光源的发展和特征参量（1学时）1发光二极管的发展 2发光二极管材料生长方法 3高亮度发光二极管芯片结构 4照明用LED的特征参数和要求 第七章磷砷化镓、磷化镓、镓铝砷材料生长（3学时）1磷砷化镓氢化物气相外延生长（HVPE） 2氢化物外延体系的热力学分析 3液相外延原理 4磷化镓的液相外延 5镓铝砷的液相外延 第八章铝镓铟磷发光二极管（2学时） 1AlGaInP金属有机物化学气相沉积通论 2外延材料的规模生产问题 3电流扩展 4电流阻挡结构 5光的取出 6芯片制造技术
Led产业基地项目建议书 一、项目概况 （一）项目名称 LED产业基地建设项目 （二）内容提要 LED产品以其节能、环保、寿命长等优势，广泛应用于显示、照明等领域，已成为引领未来照明的先进技术。欧盟将于2012年起全面禁止使用白炽灯以推动LED产业的发展，我国政府也从“十一五”规划开始将LED半导体照明产业列为国家重点发展的新兴产业。随着LED技术的逐渐成熟和国家的大力推动，我国LED产业发展迅速，2009年产业规模预计达400亿元，预计到2010年LED半导体照明产业规模将突破1000亿元。 九洲集团2004年开始进入LED产业，经过大力发展，九洲已初步形成了以LED封装器件产品、大功率LED半导体照明应用产品为核心，覆盖芯片、封装器件、显示应用、背光应用、景观亮化等领域的5大类14个系列200余种规格的产品体系，综合实力步入国内同行领先位置，形成了较为雄厚的LED半导体照明产业基础和产业竞争力。 根据九洲集团LED产业发展现状和LED产业市场发展趋势，九洲集团将启动“LED产业基地建设项目”。项目投资额12亿元，新建生产厂房、库房、配套动力站、产品场地等，新增建筑面积约4万平方米;建设大功率LED、LED单灯、数码点阵系列和SMD LED封装等全自动生产线，建设半导体照明、景观装饰照明、LED显示屏等应用产品生产线;购置测试所需的仪器、设备、软件等，建设研发测试平台。项目建成后，预计可形成年产值20亿元。 （三）项目承担单位 四川九洲光电科技有限公司（四川九洲电器集团有限责任公司全资子公司） （四）法人代表 项目法人代表：张正贵 电话：86－816－2468306 （五）联系方式 通信地址：四川绵阳市跃进路16号 邮政编码：621000 传真：86－816－2468544 电话：86－816－2468430 项目联系人：刘永富
序号：3 半导体材料的发展现状及趋势 姓名：李霄 学号：1111044081 班级：电科1103 科目：微电子设计导论 二〇一三年12 月23 日
半导体材料的发展进展近况及趋向 引言：随着全球科技的飞速发展成长，半导体材料在科技进展中的首要性毋庸置疑，半导体的发展进展历史很短，但半导体材料彻底改变了我们的生活，从半导体材料的发展历程、半导体材料的特性、半导体材料的种类、半导体材料的制备、半导体材料的发展。从中我们可以感悟到半导体材料的重要性 关键词：半导体、半导体材料。 一、半导体材料的进展历程 20世纪50年代，锗在半导体产业中占主导位置，但锗半导体器件的耐高温和辐射性能机能较差，到20世纪60年代后期逐步被硅材料代替。用硅制作的半导体器件，耐高温和抗辐射机能较好，非常适合制作大功率器件。因而，硅已经成为运用最多的一种半导体材料，现在的集成电路多半是用硅材料制作的。二是化合物半导体，它是由两种或者两种以上的元素化合而成的半导体材料。它的种类不少，主要的有砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、锑化铟(InSb)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、硫化镉(CdS)等。此中砷化镓是除了硅以外研讨最深切、运用最普遍的半导体材料。氮化镓可以与氮化铟（Eg＝1.9eV）、氮化铝（Eg＝6.2eV）构成合金InGaN、AlGaN，如许可以调制禁带宽度，进而调理发光管、激光管等的波长。三是非晶半导体。上面介绍的都是拥有晶格构造的半导体材料，在这些材料中原子布列拥有对称性和周期性。但是，一些不拥有长程有序的无定形固体也拥有显著的半导体特征。非晶半导体的种类繁多，大体上也可按晶态物质的归类方式来分类。从现在}研讨的深度来看，很有适用价值的非晶半导体材料首推氢化非晶硅（α－SiH）及其合金材料（α－SiC:H、α－SiN:H），可以用于低本钱太阳能电池和静电光敏感材料。非晶Se（α－Se）、硫系玻璃及氧化物玻璃等非晶半导体在传感器、开关电路及信息存储方面也有普遍的运用远景。四是有机半导体，比方芳香族有机化合物就拥有典范的半导体特征。有机半导体的电导特征研讨可能对于生物体内的基础物理历程研究起着重大推进作用，是半导体研讨的一个热点领域，此中有机发光二极管（OLED）的研讨尤为受到人们的看重。 二、半导体材料的特性 半导体材料是常温下导电性介于导电材料以及绝缘材料之间的一类功效材