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綠色產業之節能部份：LED 台達電子迎戰全球照明三雄 報告學生：溫勝湟 授課教師：廖顯宗教授 前言 LED是台灣光電產業中最具競爭力的產品之一， 台灣光電產業發展目前建構的最完整項目也應 推LED，從上游的磊晶片，中游晶粒至下游封 裝，國內均有業者投入，其中國聯更是全球第 三家開始量產高亮度LED。 台灣目前已成為全球可見光LED下游封裝產品 最大供應中心，高亮度LED也已進入世界排名， 全球競爭力大幅提升。 台灣在發光二極體產業僅次於日本、美國，排 名世界第三。台灣LED中下游的晶粒切割、封 裝和應用產業結構完整，上游磊晶片的研發、 生產也在快速成長中，將具有成為全球第一大 LED生產國的實力 LED 發光二極體 （簡稱LED） 是一種能發光的半導體 電子元件。早在1962年出現，早期只能發出低光 度的紅光，之後發展出其他單色光的版本，時至 今日能發出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線， 光度也提高到相當的光度。隨著白光發光二極體 的出現而續漸發展至被用作照明。 具有效率高、壽命長、不易破損、開關速度高、 高可靠性等傳統光源不及的優點。白光LED的發光 效率，在近幾年來已經有明顯的提升，同時，在 每千流明的購入價格，也因為投入市場的廠商相 互競爭的影響，而明顯下降。LED照明雖然尚未達 到全面普及的程度，但是在光電轉換效率及有效 照度對用電量的比值上，均已經超過螢光燈，甚 至有機會挑戰低壓鈉燈。 優點： 1. 使用壽命長 2. 體積小 3. 耐震盪等機械衝擊 4. 反應（開關）時間短 缺點： 1. 效率受高溫影響而急劇下降 2. 成本較高。 3. LED為光源面積小、分佈較集中，作照明 用途時會刺眼，須運用光學設計分散光源。 發展歷史 1995-美國無線電公司首次發現了砷化鎵（GaAs）及其他半導體合 金的紅外放射作用。 1962-通用電器公司開發出第一種實際應用的可見光發光二極體。 1993-日本日亞化學工業成功把氮滲入，造出了基於寬禁帶半導體 材料氮化鎵（GaN）和銦氮化鎵（InGaN）、具有商業應用價值的 藍光LED。 2002-在市場上開始有5W的LED的出現 ，而其效率大約是每瓦18 ～22流明。 2003年九月，Cree, Inc.公司展示了其新款的藍光LED，在20mW下 效率達35%。他們亦製造了一款達65 lm/W（流明每瓦）的白光 LED商品，這是當時市場上最亮的白光LED。 2005年他們展示了一款白光LED原型，在350mW下，創下了每瓦 70 lm 的記錄性效率。 2009年2月-日本LED廠商日亞化工發表了效率高達249 lm/W的LED， 此仍實驗室數據，但也已經是目前最高發光效率的LED了。 2010年2月-飛利浦造一白色LED在受控的實驗室環境內，以標準 測試條件及以350mA電流推動下得出208 lm/W，但由於該公司無 透露當時的偏壓電壓，所未能得知其功率。 藍光LED ◦ 自LED問世後，相隔多年仍未能製造出能產生藍 光的LED，由於藍色是三原色之一，當時其他 LED所產生的光的波長都較藍光長，因此未能以 其他已有的LED間接製造出藍光來，缺少了藍光 LED也導致不能製造出白光LED。 白光LED ◦ LED本身是單色光源，而自然界的白光的光譜是 闊頻帶的，所以LED本身不可能做到。白光LED 是通過發出三源色的單色光或以螢光劑把LED發 出的單色光轉化，使整體光譜含為含有三源色 的光譜，刺激人眼感光細胞，使人有看見白光 的感覺。 LED產業的產品種類 LED之應用領域 1. 消費電子產品： 可應用在家電產品、玩具、計算機及各類電器產品 上，主要以指示燈的形態出現 2. 號誌/顯示看板： 大致以室、內外看板應用為主，凡室內外廣告看板、 火車/飛機看板、股市看板、運動場看板及交通號誌 交通資訊看板 3. 4. 5. 6. 通訊業：電腦、周邊產品 資訊業：行動電話中的按鍵背光源上 汽車業：第三煞車、燈尾燈、方向燈 工業/儀表：和資訊業相同，以儀器設備的指示燈為主 60 車外光源 發 光 效 LCD背光源 40 車用顯示 器背光源 率 一般照明 (lm/W) 車內光源 20 彩色手機 之背光源 照相手機 輔助光源 特殊照明 10 指示燈、信 號燈、LED 顯示器 1996 1998 2000 2002 2004 2006 未來成長焦點-白光LED 高亮度白光LED的產品應用最為多元發 展且成長性強，其需求量每年均呈現大 幅度成長（如下圖表），未來以手機背 光源、LCD背光源、一般照明及車用光 源最被看好。 產業概況 1998年LED產值的成長率為11.31%，其中屬於上游產值的 成長率為4%，中游產值的成長率高達50.68%，而下游封 裝成長幅度為7.45%，由此顯示近年來中游磊晶製作的成 長幅度高於下游封裝。 由於投入者眾，未來台灣LED的產業結構將更加完整，台 灣不但會超越美國成為全球第二的LED生產國，也可能會 超越日本，成為LED全球產值產量第一的國家。 但由於國內高毛利下游產品的開發應用逐漸成長，因此 估計未來下游產品需求的年成長率將會有逐步成長的現 象，並且可成為全球可見光LED下游封裝產品的最大供應 商，預估至2000年市場佔有率可達27.6%。中游晶粒方面， 在1994年之前，因廠商過度依賴日本進口上游材料，導 致其成長受到限制。 國內LED產業SWOT分析 優勢-S 具有上中下游的完整架構 已具規模經濟 劣勢-W 國內無法掌握LED專利權 磊晶技術取得不易 機會-O 可發展高毛利產品 各種新應用的產品不斷推出帶動需求 專利權問題的突破 威脅-T 美、日、歐盟各國在白光LED照明產業的發展積極且有明顯的計畫 台達電子 成立：1971年 創辦人暨董事長：鄭崇華 副董事長暨執行長：海英俊 資本額：225.35億元 合併總資產：1285億元 合併營收：891億 營收來源：電視事業群60％、零組件事 業群17％、視訊事業部4％、電機事業 部6％、其他13％ 台達電子 1971年4月成立。生產電視線圈、電子零組 件，公司以製造繞線式磁性元件起家，為全 球磁性及散熱元件重要供應商。 1975年8月20日改組為股份有限公司，包括 電源管理的整體解決方案、視訊顯像系統、 工業自動化、網路通訊產品、太陽能、LED 照明與電動車控制系統及整車動力系統等可 再生能源與各種節能及新能源科技。 台達電子經營理念 台達電子秉持「環保 節能 愛地球」的經 營使命，持續創新，在多項產品領域成為 世界級的領導廠商，並連續獲選為富比世 雜誌「亞洲頂尖五十強企業」。 經營使命-環保 節能 愛地球 企業文化-勇於變革，永續經營 創新-有效創新 成功實現 顧客滿意-預知需求 超越期待 品質-精益求精 追求卓越 團隊合作-全球整合 達成共贏 敏捷-洞察趨勢 速掌新機 未來展望 99年LED產品發展趨勢上，在可見光產品部份， 由於電子業產品走向輕薄短小，LED產品朝小 型化發展也成為趨勢，高亮度產品則是廠商全 力發展的重點。在紅外光產品方面，由於行動 資訊普及，無線傳輸技術被視為是最具潛力的 市場，另外，未來台灣LED產業的發展關鍵， 將是在藍光LED的開發技術，因為目前藍光技 術仍然掌握在日方手中，台灣廠商不容易突破 日方所佈下的專利防線。而目前市場看好的全 彩LED大型看板和未來將改變照明歷史的LED， 都需要藍光技術為基礎，才能開發出白光LED 產品 結論 產業獲利谷底已過，景氣朝向復甦發展。 朝向高亮度LED發展，其中以白光LED 成長性最大。 LED在手機上的應用將為2006年國內廠 商的觀察重點。 白光LED將有機會取代CCFL成為下一 世代面板背光源。 THE END