LED照明的LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導體制成的。在LED行業中，2009年該消費金屬鎵約為25噸，2010年達到50噸左右，2011年將達到75噸左右，2012年突破100噸，連同現代半導體工業（無線通訊和LED照明）的使用量約占金屬鎵全年產量的80%左右。正是由於LED下遊產業的發展導致了對金屬鎵的需求出現爆發式增長。

根據全球市場研究機構TrendForce旗下綠能事業處LEDinside估計，2014年LED照明市場產值為353億美元，較2013年成長 47.8%，2014年LED照明滲透率也將提升至32.7%，TrendForce資深分析師郭志豪表示，為滿足2014年新增球LED泡燈與燈管市場需求，預估仍須新增250臺MOCVD機臺產能。

LED照明應用激增，讓LED照明需求強勁，LEDinside估計，2014年LED照明市場產值為353億美元，較2013年成長47.8%，2014年LED照明滲透率也將提升至32.7%，其中球泡燈及燈管滲透率分別達20%與15%。

就2014年LED照明需求拉升情況看來，具競爭力的LED芯片廠2014年仍需持續增加產能，郭志豪表示，為滿足2014年新增球LED泡燈與燈管市場需求，預估仍須新增250臺MOCVD機臺產能。

以LED芯片廠今年稼動率來看，臺灣與中國LED芯片一線廠的產能皆在高檔水位，而中國市場雖然仍有數量不小的未稼動MOCVD機臺，但這些機臺多掌 握在小廠手中，在市場價格競爭態勢仍相當激烈情況下，小廠要啟動這些MOCVD機臺的成本過高，預期小廠將持續退出LED供應市場。

除了持續提升良率、機臺運轉天數與運轉次數以外，預估LED芯片大廠2014年也可能采取並購小廠以取得MOCVD機臺的方式擴增產能，郭志豪進一步 表示，就擴增MOCVD機臺方式來看，LED芯片廠下單後必須等MOCVD廠商出貨，加上裝機、調機也需要花一些時間，換句話說，新購置機臺在短時間內無 法立即提供產能，因此，LED芯片大廠采並購小廠方式增加產能的可能性大增，才能在LED照明市場快速起飛之際准備好產能應戰。


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由於LED具有的節能、環保、顯示好、壽命長、應用範圍廣等特點，雖然在前期市場培育中價格相較傳統白熾燈要高，但政府通過政策扶持、各類市政工程照明項目扶持產業發展，從長期趨勢看，LED替代白熾燈、熒光燈成為主流照明產品是必然趨勢。

2013-2017年中國LED行業銷售收入年增長率將保持在10%以上，2017年行業銷售收入預計將達到5159.96億元。

同質化競爭造成價格戰硝煙四起，加快品牌建設迫在眉睫

行業普遍性的問題還在於利潤最高的上遊外延片及芯片由於技術要求高門檻也相對較高，進入企業遠少於中遊LED封裝與下遊LED應用領域的企業。 《2013-2018年中國LED行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》顯示，目前國內有1200多家LED封裝企業，而企業推出的各類LED應用新產品 數量卻不足550件；LED路燈企業超過300家，產品基本處於互相抄襲模仿的階段。同質化競爭造成價格戰硝煙四起，缺少標杆性的品牌，企業規模難以壯 大，行業缺乏公信力。因此，培植龍頭企業，加快自主品牌建設已成為LED行業迫在眉睫的任務。

外資企業攻城略地，本土企業亟需提供技術水平構建專利防禦體系

我國LED研發技術水平的不足不僅難以獲得微笑曲線高價值區利潤，甚至將面臨外資企業的攻城略地、搶占市場份額。專利技術是全球主要LED廠商獲得競 爭優勢、保持市場份額的重要手段。國內LED專利技術構成不完善，上遊專利大部分被國外廠商所掌握，技術受制於人，高端芯片80%以上來自國外或臺灣地 區，企業無法延伸到中高端利潤板塊。由於缺乏原理性專利，產品受到專利封鎖，出口受制約。即使在集中了我國80%以上企業的封裝和應用下遊領域也處於較低端水平。


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發光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當電子與空穴複合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發光二極管。LED被稱為第四代光源，具有節能、環保、安全、壽命長、低功耗、低熱、高亮度、防水、微型、防震、易調光、光束集中、維護簡便等特點，可以廣泛應用於各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明等領域。其中，銦氮化鎵(InGaN)-近紫外線，藍綠色，藍色。

臺灣國立成功大學已采用氮化銦鎵生長工藝開發出近綠光LED，這使得器件峰值外量子效率達到48.6%。該工藝涉及到氮化銦和氮化鎵在2秒爆裂(bursts)時的生長轉化。

許多研究人員正在探尋提升綠光LED光效的方法。目前，仍沒有生產高效的LED的理想材料，因為黃綠帶(gap)存在於砷化物/磷化物器件的紅橙和氮化銦鎵的藍色可見光譜之間。

這種LED材料生長於Thomas Swan 19x2英寸的密配合噴淋頭(CCS) MOCVD系統的圖案化藍寶石襯底上。CCS技術的擁有者是愛思強。藍寶石的圖案為直徑為3.5μm、間隙為2μm的角錐陣列。角錐高度為1.3μm。

氮化物半導體有機金屬外延源為三甲基鎵、三甲基銦和三甲基鋁(TMG、TMI、TMA)和氨氣((NH3)、氮氣。InN/GaN的轉化(圖2)是在有源 發光區多量子阱(MQW)執行。該轉化loop包含40個TMG與TMI兩秒爆裂環。氨氣保持恒定。研究人員在阱生長時也制作出了一顆標准的TMG與 TMI恒量MQW(LED I)。

外延材料的X-ray和PL分析表明，轉化後的InN/GaN阱生長(LED II)晶體質量更好。LEDII的PL半峰全寬(FWHM)為24.6nm，LEDI為29.1nm。x-ray也顯示，LED II為89 arcsec，LED I為93.5 arcsec。更寬的伴峰(satellite peaks)與遞增的表面粗糙度或合金成分變化有關。

注入電流低於120mA時，LED I的前向電壓為3.35V，而LED II則為3.34V。在-15V時，LEDI的反向漏電流53.7μA，LEDII為5.1μA。其電流與電壓曲線圖表明，通過理想因子 (ideality factor)的測量得知，LEDII的非輻射複合減少了，非輻射複合會降低發光效率。

研究人員認為，更好的理想因子和反向電流泄露的減少，歸因於LEDII轉化InN/GaN生長工藝中綠光InGaN/GaN MQW晶體質量的改進。

電致發光(EL)光輸出功率和外量子效率(EQE)數據確認了理想因子和反向電流泄露預期(圖3)。在120mA時，LED I和II的光輸出功率為89.5mW和110.2mW。各自的EQE分別為30.8%和37.9%。LED II的峰值EQE為48.6%，LED I為34.0%。

LED II的不足是，在350mA時的光衰是峰值的44.6%。LEDI則為30.7%。

研究人員也研究了EL發光譜的藍光漂移和FWHM問題。該研究表明，LEDII晶體質量的改進提升了應力誘變極性電場(strain-induced polarization field)，從而也導致更強的量子約束斯塔克效應(QCSE)，QCSE中的電子和空穴被大電場所分開，降低發光。研究人員表示，這就導致了LED II的發光波長藍光漂移和光衰都比LED I大。


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2015年LED照明節能產業產值有望達到4500億元，而關鍵設備和重要原材料國產化的政策導向將使相關上市公司從中受益。

發改委昨日發布《半導體照明節能產業規劃》提出，到2015年，半導體照明節能產業的關鍵設備和重要原材料實現國產化，重大技術取得突破。高端應用產品達到國際先進水平，節能效果更加明顯。LED照明節能產業集中度逐步提高，產業集聚區基本確立，一批龍頭企業競爭力明顯增強。研發平臺和標准、檢測、認證體系進一步完善。

具體而言，首先是節能減排效果要更加明顯，市場份額逐步擴大。到2015年，60W以上普通照明用白熾燈全部淘汰，市場占有率將降到10%以下;節能 燈等傳統高效照明產品市場占有率穩定在70%左右;LED功能性照明產品市場占有率達20%以上。此外，LED液晶背光源、景觀照明市場占有率分別達 70%和80%以上。與傳統照明產品相比，LED道路照明節電30%以上，室內照明節電60%以上，背光應用節電50%以上，景觀照明節電80%以上，實 現年節電600億千瓦時，相當於節約標准煤2100萬噸，減少二氧化碳排放近6000萬噸。

其次是產業規模穩步增長，重點企業實力增強。LED照明節能產業大發展目標是產值年均增長30%左右，2015年達到4500億元(其中LED照明應 用產品1800億元)。產業結構進一步優化，建成一批特色鮮明的半導體照明產業集聚區。形成10~15家掌握核心技術、擁有較多自主知識產權和知名品牌、 質量競爭力強的龍頭企業。

第三是技術創新能力大幅提升，標准、檢測、認證體系進一步完善。LED芯片國產化率80%以上，矽基LED芯片取得重要突破。核心器件的發光效率與應 用產品的質量達到國際同期先進水平。大型MOCVD設備(LED外延片生產設備)、關鍵原材料實現國產化，檢測設備國產化率達70%以上。

據統計，近幾年全球LED照明節能產業產值年增長率保持在20%以上。到2020年全球照明市場規模將超過1500億美元，LED照明市場有望達到750億美元，占全球照明市場份額50%。


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