LED是什么時候出現(xiàn)的？是何時興起和產(chǎn)業(yè)化的？目前國內(nèi)的LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景？

【專家解說】：　　1907年Henry Joseph Round 第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象。 　　由于其發(fā)出的黃光太暗，不適合實際應(yīng)用；更難處在于碳化硅與電致發(fā)光不能很好的適應(yīng)， 　　研究被摒棄了。二十年代晚期Bernhard Gudden和Robert Wichard 在德國使用從鋅硫化物與 　　銅中提煉的的黃磷發(fā)光。再一次因發(fā)光暗淡而停止。1936年,George Destiau出版了一個關(guān)于硫化鋅粉末發(fā)射光的報告。隨著電流的應(yīng)用和廣泛的認識，最終出現(xiàn) 　　了“電致發(fā)光”這個術(shù)語。 二十世紀50年代，英國科學(xué)家在電致發(fā)光的實驗中使用半導(dǎo)體 　　砷化鎵發(fā)明了第一個具有現(xiàn)代意義的LED,并于60年代面世。據(jù)說在早期的試驗中，LED需要 　　放置在液化氮里，更需要進一步的操作與突破以便能高效率的在室溫下工作。第一個商用LED僅僅只能發(fā)出不可視的紅外光，但迅速應(yīng)用于感應(yīng)與光電領(lǐng)域。 60年代末，在砷化鎵 　　基體上使用磷化物發(fā)明了第一個可見的紅光LED。磷化鎵的改變使得LED更高效、發(fā)出的紅光 　　更亮，甚至產(chǎn)生出橙色的光。 到70年代中期，磷化鎵被使用作為發(fā)光光源，隨后就發(fā)出灰 　　白綠光。LED采用雙層磷化鎵蕊片（一個紅色另一個是綠色）能夠發(fā)出黃色光。就在此時， 　　俄國科學(xué)家利用金剛砂制造出發(fā)出黃光的LED。盡管它不如歐洲的LED高效。但在70年代末， 　　它能發(fā)出純綠色的光。 80年代早期到中期對砷化鎵磷化鋁的使用使得第一代高亮度的LED的 　　誕生，先是紅色，接著就是黃色，最后為綠色。到20世紀90年代早期，采用銦鋁磷化鎵生產(chǎn) 　　出了桔紅、橙、黃和綠光的LED。 第一個有歷史意義的藍光LED也出現(xiàn)在90年代早期，再一 　　次利用金鋼砂―早期的半導(dǎo)體光源的障礙物。依當(dāng)今的技術(shù)標準去衡量，它與俄國以前的黃 　　光LED一樣光源暗淡。90年代中期，出現(xiàn)了超亮度的氮化鎵LED，隨即又制造出能產(chǎn)生高強度 　　的綠光和藍光銦氮鎵Led。 超亮度藍光蕊片是白光LED的核心，在這個發(fā)光蕊片上抹上熒光 　　磷，然后熒光磷通過吸收來自蕊片上的藍色光源再轉(zhuǎn)化為白光。就是利用這種技術(shù)制造出任 　　何可見顏色的光。今天在LED市場上就能看到生產(chǎn)出來的新奇顏色，如淺綠色和粉紅色。 有 　　科學(xué)思想的讀者到現(xiàn)在可能會意識到LED的發(fā)展經(jīng)歷了一個漫長而曲折的歷史過程。事實上 　　，最近開發(fā)的LED不僅能發(fā)射出純紫外光而且能發(fā)射出真實的“黑色”紫外光。那么LED發(fā)展 　　史到低能走多遠，不得而知。也許某天就能開發(fā)出能發(fā)X射線的LED。 然而，LED的發(fā)展不單 　　純是它的顏色還有它的亮度，像計算機一樣，遵守摩爾定律的發(fā)展。每隔18個月它的亮度就 　　會增加一倍。早期的LED只能應(yīng)用于指示燈、早期的計算器顯示屏和數(shù)碼手表。而現(xiàn)在開始 　　出現(xiàn)在超亮度的領(lǐng)域。將會在接下的一段時間繼續(xù)下去。例如，到2005年美國所有的交通信 　　號指示燈將被LED所取代；美國汽車產(chǎn)業(yè)也會于十年內(nèi)停止使用白熾燈而采用LED燈，包括汽車前燈。大多數(shù)的大型戶外顯示屏也采用成千上萬個LED以便產(chǎn)生高質(zhì)量視頻效果。 　　不久，LED將會照亮我們的家、辦公室甚至街道。高效節(jié)能的LED意味著太陽能充電電池能夠 　　通過太陽光為其沖電。從而能夠把光源帶到第三世界及其他沒有電能的地方。 曾經(jīng)暗淡的 　　發(fā)光二極管現(xiàn)在真正預(yù)示著LED新時代的來臨。 　　LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景： 　　隨著全球LED市場需求的進一步加大，未來我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨巨大機遇。然而，目前LED核心技術(shù)和專利基本被國外壟斷，國內(nèi)企業(yè)在"快樂"中"痛苦"前行-- 　　2008年，北京奧運會開幕式上，神奇的“畫卷”彩屏出自中國金立翔科技有限公司； 　　2009年，國慶60周年閱兵式，天安門廣場上的巨幅彩屏出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，1萬平米的半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LightEmittingDiode，下稱LED）大屏幕出自中國銳拓顯示技術(shù)有限公司…… 　　在這一個個看似風(fēng)光無限的企業(yè)背后，隱藏著中國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大隱患。記者采訪發(fā)現(xiàn)，目前，全球LED領(lǐng)域的技術(shù)和專利，一半以上被美、日、德等發(fā)達國家的少數(shù)大公司所占有。這些專利多為核心技術(shù)專利，國內(nèi)企業(yè)尤其是中小企業(yè)很難尋找到突破口。此外，這些國外企業(yè)已在全球，尤其是中國，精心部署了專利網(wǎng)，猶如頭懸一柄達摩克利斯之劍。我國LED產(chǎn)業(yè)要想取得長遠發(fā)展，必須突破這些專利的層層包圍。 　　現(xiàn)狀 　　發(fā)展迅速，但企業(yè)規(guī)模偏小，產(chǎn)業(yè)鏈不完整 　　作為目前全球最受矚目的新一代光源，LED因其高亮度、低熱量、長壽命、無毒、可回收再利用等優(yōu)點，被稱為是21世紀最有發(fā)展前景的綠色照明光源。我國的LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀70年代，經(jīng)過近40年的發(fā)展，現(xiàn)已形成上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊7個國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于景觀照明和普通照明領(lǐng)域，我國已成為世界第一大照明電器生產(chǎn)國和第二大照明電器出口國。 　　然而，LED產(chǎn)業(yè)研究機構(gòu)--集邦LED中國在線（LEDinside）的一份統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2009年底，我國共有LED企業(yè)3000余家，其中，年產(chǎn)值上億的只有140家。然而，在這140家企業(yè)中，沒有一家企業(yè)的產(chǎn)品年銷售額超過10億元，超過5億元的也只有少數(shù)幾家，大部分在1億元至2億元之間。可見，雖然我國LED企業(yè)數(shù)量較多，但規(guī)模普遍偏小。 　　記者在國內(nèi)隨機選擇了一家LED企業(yè)進行采訪。廣東東莞勤上光電股份有限公司（下稱勤上光電）創(chuàng)建于1993年，是國內(nèi)較早從事LED產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)，并與清華大學(xué)共同組建了LED照明技術(shù)研究院，國內(nèi)許多項目如國家大劇院照明、北京綠色奧運道路照明、上海F1賽車場照明、清華大學(xué)奧運場館照明等都出自該企業(yè)。然而，就是這樣一家國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“探路者”，在遭遇日本、美國、德國的專利“圍堵”時，也不得不繞道以避之。 　　“勤上光電的研發(fā)主要集中在下游的應(yīng)用領(lǐng)域，在上、中游的研發(fā)投入相對較少。這主要是因為，國外大公司和我國臺灣的一些企業(yè)已經(jīng)壟斷了大部分LED核心技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)只能把目光轉(zhuǎn)向技術(shù)含量較低的下游應(yīng)用市場?！鼻谏瞎怆娭R產(chǎn)權(quán)專員萬偉在中國知識產(chǎn)權(quán)報記者采訪時，對國內(nèi)LED企業(yè)的現(xiàn)狀直言不諱。 　　據(jù)記者了解，目前全球已初步形成以亞洲、北美、歐洲三大區(qū)域為中心的產(chǎn)業(yè)格局，以日本的日亞化工、豐田合成，美國的克里、通用電器和德國的歐司朗為專利核心的技術(shù)競爭格局。美、日企業(yè)在外延片、芯片技術(shù)、設(shè)備方面具有壟斷優(yōu)勢，歐洲企業(yè)在應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域優(yōu)勢突出，而我國的LED還處于較低端的水平，80%左右的產(chǎn)品集中在景觀照明、交通信號燈等應(yīng)用市場，在汽車照明、大屏幕等高端產(chǎn)品方面涉及的比較少。 　　癥結(jié) 　　缺乏核心專利，產(chǎn)學(xué)研合作松散 　　“來自日、美、歐的五大國際廠商代表了當(dāng)今LED的最高水平，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大影響。這種影響不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品和收入上，更重要的是對技術(shù)的壟斷，50%以上的核心專利都掌握在這五大廠商手中?！币晃粯I(yè)內(nèi)分析師向本報記者介紹。 　　隨著國內(nèi)LED市場的蓬勃發(fā)展，越來越多的國外企業(yè)把目光轉(zhuǎn)向中國，尤其近幾年，我國受理的LED領(lǐng)域的專利申請數(shù)量逐年顯著增加。記者在國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)展研究中心提供的一份《半導(dǎo)體照明專利風(fēng)險分析研究報告》中看到，截至2008年底，全球已有22個國家和地區(qū)在我國申請了專利，技術(shù)優(yōu)勢明顯的國家在我國的專利申請比例較高，排名前五位的國家分別是日本、韓國、美國、德國和荷蘭。其中，日本以1306件專利申請的數(shù)量遙遙領(lǐng)先，占申請總量的24%，其余四國分別占申請總量的7%、5%、4%、和3%。 　　在有效專利方面，國內(nèi)專利申請與國外來華專利申請的比例約為4比5。但在這些國內(nèi)專利申請中，臺灣地區(qū)占據(jù)了大量的份額，其有效發(fā)明專利占到了53%。換句話說，如果除去臺灣地區(qū)，大陸與國外在專利數(shù)量、專利含金量方面的差距將會更大。 　　此外，從產(chǎn)業(yè)鏈的分布來看，國外公司主要在芯片、封裝領(lǐng)域的專利布局較多，有一半的LED核心發(fā)明在我國提出了專利申請，日亞化工、歐司朗、拉米爾德、克里、通用電氣等公司掌握了絕大多數(shù)的核心專利技術(shù)。其中，日亞化工的核心專利最多，涉及除封裝外的所有產(chǎn)業(yè)鏈。 　　與上述外國公司相比，我國LED專利申請明顯處于劣勢。據(jù)高工LED產(chǎn)業(yè)研究所調(diào)查，截至2008年底，中國的LED相關(guān)專利申請共2.6071萬件，其中處于產(chǎn)業(yè)中游和下游的封裝與應(yīng)用方面的專利接近50％。盡管我國在電極、微結(jié)構(gòu)、反射層、襯底剝離/健合等方面具有一定優(yōu)勢，但大多屬于外圍專利，發(fā)明專利只占60％，且通過《專利合作條約》（PCT）途徑提交的國際專利申請和向國外申請的專利不多。 　　據(jù)了解，我國LED行業(yè)除了核心技術(shù)競爭力不強之外，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合比較松散也是制約其發(fā)展的主要因素。我國的LED專利有很大一部分集中在科研院所，例如，在外延領(lǐng)域，專利擁有量排前三名的分別是中科院半導(dǎo)體所、中科院物理所和北京工業(yè)大學(xué)；在芯片領(lǐng)域，排前三位的分別是中科院半導(dǎo)體所、北京工業(yè)大學(xué)和北京大學(xué)。與科研院校相比，國內(nèi)企業(yè)申請的實用新型專利較多。 　　缺乏核心專利、產(chǎn)學(xué)研合作松散，已成為懸在中國企業(yè)頭上的一把達摩克利斯之劍，隨之而來的是企業(yè)隨時面臨的專利侵權(quán)風(fēng)險。 　　“2008年2月，一名美國老婦以專利侵權(quán)為由，向美國國際貿(mào)易委員會提出申請，要求對日立、三星、東芝等34家企業(yè)進行337調(diào)查，其中包括廣州鴻利光電子有限公司、深圳洲磊電子有限公司等6家中國企業(yè)。這一案件為我國LED產(chǎn)業(yè)敲響了警鐘?！币晃粯I(yè)內(nèi)專家向記者介紹，隨著LED市場的進一步擴大，中國企業(yè)面臨的專利風(fēng)險將越來越高。 　　對策 　　加強自主研發(fā)，重視專利的重要作用 　　北京奧運會、上海世博會等重大賽事活動對LED照明的集中展示讓人們對其有了全新的認識，有力推動了中國LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但對國內(nèi)企業(yè)而言，加強自主研發(fā)、壯大規(guī)模、提高產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)水平是現(xiàn)階段的首要任務(wù)。 　　TCL集團股份有限公司知識產(chǎn)權(quán)中心專利開發(fā)和授權(quán)許可部部長王華鈞向記者表示：“面對國外公司的‘虎視眈眈’，國內(nèi)企業(yè)更應(yīng)苦練‘內(nèi)功’，加大自主創(chuàng)新力度，重點研發(fā)能夠被市場廣泛接受和認可的新技術(shù)，并以此為基礎(chǔ)，與國外公司展開許可、合作?！? 　　另外，“可以在消化、吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，加強模仿創(chuàng)新，通過對競爭對手的核心專利進行改進，提高其技術(shù)效果，申請改進型專利，這是規(guī)避專利侵權(quán)風(fēng)險的一條有效途徑。”國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)展研究中心主任毛金生指出。 　　對此，北京市立方律師事務(wù)所律師謝冠斌也表達了相同的看法。他認為，企業(yè)要學(xué)會合法利用先進技術(shù)，跟蹤即將到期的專利，簽訂專利實施許可合同、反壟斷許可、交叉許可、授權(quán)生產(chǎn)，還可以到專利未覆蓋的國家開拓市場。 　　對于國內(nèi)企業(yè)面臨越來越多的知識產(chǎn)權(quán)糾紛，尤其是涉外專利訴訟，王華鈞建議：“企業(yè)在接到跨國公司的專利侵權(quán)訴訟時，選擇積極應(yīng)訴才是上策，要學(xué)會巧妙運用各國不同的專利制度和法律訴訟程序。”他進一步解釋說，以美國為例，利用美國民事訴訟中的證據(jù)交換程序，國內(nèi)企業(yè)可以要求原告提供與涉案專利有關(guān)的所有技術(shù)資料，包括技術(shù)秘密。 　　此外，加強企業(yè)與研究機構(gòu)的產(chǎn)學(xué)研合作也是促進我國LED產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的有效途徑。毛金生表示，國內(nèi)有些研究機構(gòu)具有一定的研發(fā)能力，而有些企業(yè)則具有較強的加工制造能力，企業(yè)之間、企業(yè)與科研機構(gòu)之間要強化合作意識，促進科研機構(gòu)的創(chuàng)新成果向企業(yè)轉(zhuǎn)移，努力培育一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型“龍頭”企業(yè)。 　　記者在采訪過程中了解到，盡管我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在一些問題，但不可否認的是，這一情況目前已有逐漸好轉(zhuǎn)的趨勢，而且，我國在襯底、外延、封裝以及芯片的部分領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)勢是不容忽視的，一些科研院所擁有的專利技術(shù)世界領(lǐng)先，已經(jīng)具備了與跨國公司抗衡的能力和實力。 　　國務(wù)院發(fā)展研究中心國際技術(shù)經(jīng)濟研究所產(chǎn)業(yè)安全研究中心主任滕飛向記者表示，我國LED企業(yè)的觀念在逐漸轉(zhuǎn)變，越來越多的中小企業(yè)開始了戰(zhàn)略性部署，逐漸重視在知識產(chǎn)權(quán)方面的前期積累，學(xué)習(xí)運用科學(xué)技術(shù)武裝自己，運用專利開拓國內(nèi)外市場，把一個個“陷阱”變成了良好的市場前景，“有了好的試驗田和突破方向，企業(yè)應(yīng)該多總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，這樣才能飛得更高、更遠?！? 　　背景鏈接 　　什么叫LED？ 　　LED（LightEmittingDiode），中文含義是發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光，具有體積小、耗電量低、使用壽命長、亮度高、熱量低、環(huán)保、耐用等特點。主要應(yīng)用于各種室內(nèi)、戶外顯示屏，汽車內(nèi)部的儀表板、剎車燈、尾燈，電子手表，手機等。 　　LED產(chǎn)業(yè)鏈包括哪幾部分？ 　　LED產(chǎn)業(yè)鏈主要包括4個部分：LED外延片、LED芯片制造、LED器件封裝和產(chǎn)品應(yīng)用，此外，還包括相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)。 　　一般來說，外延屬于LED產(chǎn)業(yè)鏈的上游，芯片屬于中游，封裝和應(yīng)用屬于下游。上游屬于資本、技術(shù)密集型的領(lǐng)域，而中游和下游的進入門檻則相對較低。 　　什么叫LED外延片？ 　　LED外延片生長的基本原理是：在一塊加熱至適當(dāng)溫度的襯底基片主要有藍寶石和、SiC、Si上，氣態(tài)物質(zhì)InGaAlP有控制的輸送到襯底表面，生長出特定單晶薄膜。目前LED外延片生長技術(shù)主要采用有機金屬化學(xué)氣相沉積方法。 　　LED外延片襯底材料是半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的基石。不同的襯底材料，需要不同的LED外延片生長技術(shù)、芯片加工技術(shù)和器件封裝技術(shù)，襯底材料決定了半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展路線。 　　當(dāng)前，能用于商品化的襯底只有兩種，即藍寶石和碳化硅，其他諸如GaN、Si、ZnO襯底，還處于研發(fā)階段，離產(chǎn)業(yè)化仍有一段距離。 　　什么是LED芯片？ 　　LED芯片也稱為LED發(fā)光芯片，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，其主要功能是：把電能轉(zhuǎn)化為光能，芯片的主要材料為單晶硅。 　　半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。 　　什么叫LED封裝？ 　　LED封裝是指發(fā)光芯片的封裝，與集成電路封裝有較大不同，不僅要求能夠保護燈芯，而且還要能夠透光。所以，LED封裝對封裝材料有特殊要求。 　　LED封裝技術(shù)大都是在分立器件封裝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展演變而來的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內(nèi)，封裝的作用主要是保護管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是完成輸出電信號，保護管芯正常工作，輸出可見光的功能，既有電參數(shù)，又有光參數(shù)的設(shè)計及技術(shù)要求，無法簡單地將分立器件的封裝用于LED。 　　LED封裝包括引腳式封裝、表面貼裝封裝、功率型封裝等多種形式。 　　LED應(yīng)用產(chǎn)品包括哪些？ 　　信息顯示。電子儀器、設(shè)備、家用電器等的信息顯示、數(shù)碼顯示和各種顯示器以及LED顯示屏信息顯示、廣告、記分牌等。 　　交通信號燈。城市交通、高速公路、鐵路、機場、航海和江河航運用的信號燈等。 　　汽車用燈。汽車內(nèi)外燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、霧燈、前照燈、車內(nèi)儀表顯示及照明等。 　　LED背光源。小尺寸背光源：小于10英寸，主要用于手機、MP3、MP4、PDA、數(shù)碼相機、攝像機和健身器材等；中等尺寸背光源：10英寸至20英寸之間，主要用于手提電腦、計算機顯示器和各種監(jiān)視器；大尺寸背光源：大于20英寸，主要用于彩色電視的顯示屏。