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LED是什麽時候出現的?它是什麽時候興起並工業化的?目前國內LED行業發展前景如何?

1907年,亨利·約瑟夫·輪首先在壹塊碳化矽中觀察到電致發光。

因為它的黃光太暗,不適合實際應用;更困難的是碳化矽和電致發光不能很好地適應,

這項研究被放棄了。伯恩哈德·古登和羅伯特·維查德在20世紀20年代末在德國使用硫化鋅和硫化鋅。

從銅中提取的黃磷會發光。又壹次因為光線昏暗而停止了。1936年,George Destiau發表了硫化鋅粉末發光的報告。隨著電流的應用和廣泛了解,它終於出現了。

引入了術語“電致發光”。20世紀50年代,英國科學家將半導體用於電致發光實驗。

砷化鎵發明了第壹個具有現代意義的LED,出現在20世紀60年代。據說在早期的實驗中,LED需要

放在液氮中,還需要進壹步操作和突破,才能在室溫下高效率工作。第壹個商用的LED只能發出不可見的紅外光,但很快在感應和光電領域得到應用。20世紀60年代末,在砷化鎵中

通過在襯底上使用磷化物,發明了第壹個可見的紅色LED。磷化鎵的變化讓LED效率更高,發出紅光。

更亮,甚至產生橙色光。到了70年代中期,磷化鎵被用作光源,然後它發出灰燼。

白光和綠光。LED采用雙層磷化鎵芯片(壹紅壹綠),可以發出黃光。就在那時,

俄羅斯科學家用金剛砂制造黃色LED。雖然沒有歐洲的led效率高。但是在20世紀70年代末,

它能發出純綠色的光。1980年代早期和中期砷化鎵和磷化鋁的使用制造了第壹代高亮度發光二極管

出生,先是紅色,然後是黃色,最後是綠色。到90年代初,銦鋁鎵磷被用於生產。

有橙色,橙色,黃色和綠色的發光二極管。第壹個歷史性的藍色LED也出現在20世紀90年代初。

金剛石砂的二次利用--早期半導體光源的障礙。按今天的技術標準,它和俄羅斯昔日的黃差不多。

光線和LED壹樣暗淡。90年代中期,超高亮GaN LED出現,之後被制造出來生產高強度。

綠色和藍色InGaN發光二極管。超亮藍光芯片是白光LED的核心,這種光芯片塗有熒光。

磷,然後熒光磷通過吸收核心的藍色光源轉化為白光。就是用這種技術制造任何。

什麽顏色的光是可見的。今天,妳可以看到LED市場上生產的新穎顏色,如淺綠色和粉紅色。有

科學思想的讀者可能會意識到,LED的發展經歷了壹個漫長而曲折的歷史過程。實際上

最近開發的LED不僅可以發出純紫外光,還可以發出真正的“黑色”紫外光。然後引領發展

不知道歷史已經愚蠢到什麽程度。也許有壹天我們能開發出能發射X射線的LED。然而,LED的發展不僅

純粹是它的顏色和它的亮度。它和計算機壹樣,遵循摩爾定律的發展。每18個月,它的亮度是

會翻倍。早期的led只能用在指示燈、早期的計算器顯示屏和數字手表中。從現在開始,

出現在超亮領域。將在接下來的壹段時間內持續。例如,到2005年,美國所有的交通信件

否。指示燈將由LED取代;美國汽車工業也將在十年內停止使用白熾燈,采用LED燈,包括汽車大燈。大多數大型戶外顯示屏也使用數千個led來產生高質量的視頻效果。

不久,LED將照亮我們的家、辦公室甚至街道。高效節能的led意味著太陽能充電電池可以

用陽光給它充電。從而可以在沒有電的情況下將光源帶到第三世界和其他地方。曾經暗淡

發光二極管現在真正預示著LED新時代的到來。

LED產業發展前景:

隨著全球LED市場需求的進壹步增加,未來中國LED產業將面臨巨大機遇。然而,目前LED核心技術和專利基本被國外壟斷,國內企業在“幸福”中“痛苦”前行——

2008年,北京奧運會開幕式上,神奇的“卷軸”彩屏出自中國金利祥科技有限公司;

2009年,國慶60周年閱兵,天安門廣場上的巨幅彩屏來自中國利亞德電子科技有限公司;

2010年,上海世博會開幕式上,10000平方米的大屏幕半導體發光二極管(以下簡稱led)來自中國銳拓顯示技術有限公司...

這些看似無邊無際的企業背後,是中國LED產業發展的巨大隱患。記者發現,目前全球LED領域壹半以上的技術和專利被美國、日本、德國等發達國家的少數大公司占據。這些專利大多是核心技術專利,國內企業尤其是中小企業很難找到突破口。此外,這些外企在全球尤其是中國精心布局專利網絡,猶如壹把達摩克利斯之劍懸在頭頂。中國的LED產業要想獲得長遠發展,就必須突破這些專利的層層關卡。

狀態

發展迅速,但企業規模小,產業鏈不完整。

作為全球最具吸引力的新壹代光源,LED以其高亮度、低熱、長壽命、無毒、可回收等優點,被譽為21世紀最有前途的綠色照明光源。中國的LED產業始於20世紀70年代。經過近40年的發展,現已形成上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州、石家莊七大國家半導體照明工程產業化基地,產品廣泛應用於景觀照明和普通照明。中國已經成為世界上最大的照明電器生產國和第二大照明電器出口國。

然而,LED行業研究機構——中國LEDinside的壹份統計數據顯示,截至2009年底,我國LED企業超過3000家,其中年產值過億的只有140家。然而,在這140家企業中,沒有壹家企業的產品年銷售額超過1億元,超過5億元的也只有少數,大多在1億元至2億元之間。由此可見,我國LED企業雖多,但規模普遍較小。

記者隨機選擇了國內壹家LED公司進行采訪。廣東東莞勤上光電有限公司(以下簡稱勤上光電)成立於1993。是國內較早從事LED產品生產的企業,與清華大學聯合成立了LED照明技術研究院。國家大劇院照明、北京綠色奧運道路照明、上海F1賽車場照明、清華大學奧運場館照明等國內很多項目都出自這家企業。然而,就是這樣壹個國內LED產業發展的“探路者”。遇到日美德的專利“圍堵”,它不得不繞道避開。

“勤上光電的R&D主要集中在下遊應用領域,上中遊的R&D投入相對較少。這主要是因為國外大公司和臺灣省的壹些企業壟斷了大部分LED核心技術,國內企業只能將目光轉向技術含量較低的下遊應用市場。”勤上光電知識產權專員萬偉在接受《中國知識產權報》采訪時,對國內LED企業的現狀直言不諱。

據記者了解,目前全球已經初步形成了以亞洲、北美、歐洲為中心,以日本的尼雅化學和豐田合成,美國的嘉裏、通用電氣和德國的歐司朗為專利核心的產業格局。美國和日本企業在外延片、芯片技術和設備方面具有壟斷優勢,歐洲企業在應用技術領域優勢突出,而中國LED仍處於較低水平,80%左右的產品集中在景觀照明、交通信號燈等應用市場,較少涉及汽車照明、大屏幕等高端產品。

腹部腫塊

缺乏核心專利,產學研合作松散。

“來自日本、美國和歐洲的五大國際制造商代表了當今LED的最高水平,對產業發展具有重大影響。這種影響不僅體現在產品和收入上,更重要的是技術的壟斷。超過50%的核心專利掌握在這五大廠商手中。”壹位行業分析師向本報記者介紹。

隨著國內LED市場的快速發展,越來越多的外國企業將目光投向中國。尤其是近年來,我國受理的LED領域專利申請數量逐年大幅增長。記者在國家知識產權局發展研究中心提供的壹份半導體照明專利風險分析報告中看到,截至2008年底,全球已有22個國家和地區在中國申請專利,技術優勢明顯的國家在中國申請專利的比例較高。排名前五的國家是日本、韓國、美國、德國和荷蘭。其中,日本以1306的專利申請量遙遙領先,占申請總量的24%,其他四國分別占申請總量的7%、5%、4%和3%。

在有效專利方面,中國國內專利申請與國外專利申請的比例約為4比5。但在這些國內專利申請中,臺灣省占據了較大份額,其有效發明專利占53%。換句話說,如果把臺灣省排除在外,中國大陸與外國在專利數量和專利含金量上的差距將會更大。

此外,從產業鏈分布來看,國外公司主要在芯片、封裝等領域專利布局較多,半數LED核心發明在國內提出了專利申請。尼雅化工、歐司朗、拉米德、嘉裏、通用電氣等公司掌握了絕大多數核心專利技術。其中日亞化工擁有的核心專利最多,涉及除包裝以外的所有產業鏈。

與上述國外公司相比,中國的LED專利申請明顯處於劣勢。據高科LED產業研究院調查,截至2008年底,中國LED相關專利申請量為26071萬件,其中產業中下遊專利接近50%。雖然中國在電極、微結構、反射層、基板剝離/鍵合等方面有壹定優勢,但大部分屬於外圍專利,發明專利僅占60%,通過專利合作條約(PCT)提交的國際專利申請和國外申請的專利很少。

據了解,我國LED產業在核心技術上競爭力不強,產學研結合松散也是制約其發展的主要因素。我國LED專利很大壹部分集中在科研院所。比如在外延領域,專利前三名分別是中科院半導體所、中科院物理所、北京工業大學。在芯片領域,前三名分別是中科院半導體所、北京工業大學、北京大學。與科研機構相比,國內企業申請的實用新型專利更多。

缺乏核心專利,產學研合作松散,已經成為懸在我國企業頭上的壹把達摩克利斯之劍,隨之而來的是企業隨時面臨的專利侵權風險。

“2008年2月,壹位美國老太太以專利侵權為由向美國國際貿易委員會提出申請,要求對日立、三星、東芝等34家公司進行337調查,其中包括廣州李鴻光電有限公司、深圳周磊電子有限公司等6家中國公司,此案為中國led產業敲響了警鐘。”壹位業內專家告訴記者,隨著LED市場的進壹步擴大,中國企業將面臨越來越高的專利風險。

反措施

加強自主研發,重視專利的重要作用。

LED照明在北京奧運會、上海世博會等重大活動中的集中展示,讓人們對其有了全新的認識,有力地推動了我國LED產業的發展。但對於國內企業來說,加強自主研發,擴大規模,提高產品質量和技術水平是現階段的首要任務。

TCL集團有限公司知識產權中心專利開發與許可部部長王華君告訴記者:“面對國外公司的'虎視眈眈',國內企業要練好'內功',加大自主創新力度,著力開發能被市場廣泛接受和認可的新技術,並在此基礎上與國外公司展開許可與合作。”

此外,“在消化吸收國外先進技術的基礎上,加強模仿和創新,提高競爭對手核心專利的技術效果,申請改進專利,是規避專利侵權風險的有效途徑。國家知識產權局發展研究中心主任毛金生指出。

對此,北京立方律師事務所律師謝也表達了同樣的觀點。他認為,企業要學會合法使用先進技術,跟蹤即將到期的專利,簽訂專利許可合同、反壟斷許可、交叉許可、授權生產,還要在專利未覆蓋的國家開拓市場。

由於國內企業面臨越來越多的知識產權糾紛,尤其是涉外專利訴訟,王華君建議:“當企業接到跨國公司的專利侵權訴訟時,選擇積極應訴才是上策,要學會熟練運用不同國家的不同專利制度和法律訴訟程序。”他進壹步解釋說,以美國為例,利用美國民事訴訟中的證據交換程序,國內企業可以要求原告提供與涉案專利相關的所有技術信息,包括技術秘密。

此外,加強企業與研究機構的產學研合作也是促進我國LED產業快速發展的有效途徑。毛金生表示,國內壹些研究機構有壹定的R&D能力,而壹些企業有很強的加工制造能力。企業、企業和科研機構要強化合作意識,促進科研機構創新成果向企業轉移,努力培育壹批具有自主知識產權的創新型“龍頭”企業。

采訪中,記者了解到,雖然我國LED產業發展存在壹些問題,但不可否認的是,這種情況已經在逐步改善。而且中國在襯底、外延、封裝、芯片壹些領域的優勢也不容忽視。壹些研究所擁有世界領先的專利技術,有能力和實力與跨國公司競爭。

itei工業安全研究中心主任滕飛告訴記者,中國LED企業的觀念正在逐漸改變。越來越多的中小企業開始戰略部署,逐漸重視知識產權的前期積累,學會用科技武裝自己,用專利打開國內外市場,把“陷阱”變成良好的市場前景。“有了好的試驗田和突破方向,企業要總結更多的經驗教訓,才能飛得更高更遠。”

背景鏈接

什麽是LED?

LED(LightEmittingDiode),中文意思是發光二極管,是壹種能將電能轉化為可見光的固體半導體器件,可以直接將電轉化為光。具有體積小、功耗低、壽命長、高亮度、低發熱、環保耐用等特點。主要用於各種室內外顯示屏、儀表盤、剎車燈、尾燈、電子表、手機等。

LED產業鏈包括哪些部分?

LED產業鏈主要包括LED外延片、LED芯片制造、LED器件封裝和產品應用四個部分,此外還包括相關配套產業。

壹般來說,外延屬於LED產業鏈的上遊,芯片屬於中遊,封裝和應用屬於下遊。上遊屬於資金和技術密集型領域,中下遊進入門檻相對較低。

什麽是LED外延片?

LED外延片生長的基本原理是:在加熱到適當溫度的襯底上,主要是藍寶石、sic和Si,氣態物質InGaAlP以可控的方式輸送到襯底表面,生長出特定的單晶薄膜。目前,LED外延片的生長技術主要采用有機金屬化學氣相沈積法。

LED外延片的襯底材料是半導體照明產業技術發展的基石。不同的襯底材料需要不同的LED外延片生長技術、芯片加工技術和器件封裝技術,襯底材料決定了半導體照明技術的發展路線。

目前能用於商業化的襯底只有兩種,分別是藍寶石和碳化矽。其他襯底,如GaN、Si和ZnO,還處於研發階段,距離產業化還有很長的路要走。

什麽是LED芯片?

LED芯片又稱LED發光芯片,是壹種固態半導體器件。它的主要功能是將電能轉化為光能。芯片的主要材料是單晶矽。

半導體晶圓由兩部分組成,壹部分是P型半導體,其中空穴占優勢,另壹部分是N型半導體,這裏主要是電子。但是當這兩個半導體連接在壹起時,它們之間就形成了壹個pn結。當電流通過導線作用於芯片時,電子會被推到P區,在那裏與空穴復合,然後以光子的形式放出能量,這就是LED發光的原理。光的波長,也就是光的顏色,是由形成pn結的材料決定的。

什麽是LED封裝?

LED封裝是指發光芯片的封裝,和集成電路封裝有很大區別。它不僅要求保護燈芯,還要求能夠透光。所以LED封裝對封裝材料有特殊要求。

LED封裝技術大多是在分立器件封裝技術的基礎上發展起來的,但具有很大的特殊性。壹般來說,分立器件的管芯是密封在封裝中的,封裝的主要作用是保護管芯,完成電氣互連。而LED封裝是輸出電信號,保護管芯正常工作,輸出可見光的功能,既有電參數又有光參數的設計和技術要求,所以不能簡單的用分立器件對LED進行封裝。

LED封裝包括引腳封裝、表面貼裝封裝、電源封裝等多種形式。

LED應用產品有哪些?

信息顯示。信息顯示,電子儀器、設備、家用電器等的數字顯示。、各種顯示器和LED顯示屏的信息顯示、廣告、記分牌等。

交通燈。城市交通、公路、鐵路、機場、航海和內河航運的信號燈。

車燈。車內和車外燈、轉向燈、剎車燈、霧燈、前照燈、儀表顯示器和汽車照明等。

LED背光。小型背光:小於10英寸,主要用於手機、MP3、MP4、PDA、數碼相機、攝像機和健身器材;中型背光:10寸到20寸,主要用於筆記本電腦、電腦顯示器以及各種顯示器;大尺寸背光:大於20英寸,主要用於彩電顯示屏。

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