LED
LED為通電時可發光的電子元件,是半導體材料製成的發光元件,材料使用III-V族化學元素(如:磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)等),發光原理是將電能轉換為光,也就是對化合物半導體施加電流,透過電子與電洞的結合,過剩的能量會以光的形式釋出,達成發光的效果,屬於冷性發光,壽命長達十萬小時以上。LED最大的特點在於:無須暖燈時間(idling time)、反應速度很快(約在10^-9秒)、體積小、用電省、污染低、適合量產,具高可靠度,容易配合應用上的需要製成極小或陣列式的元件,適用範圍頗廣,如汽車、通訊產業、電腦、交通號誌、顯示器等。
LED又可以分成上、中、下游。從上游到下游,產品在外觀上差距相當大。上游是由磊晶片形成,這種磊晶片長相大概是一個直徑六到八公分寬的圓形,厚度相當薄,就像是一個平面金屬一樣。LED發光顏色與亮度由磊晶材料決定,且磊晶佔LED製造成本70%左右,對LED產業極為重要。上游磊晶製程順序為:單晶片(III-V族基板)、結構設計、結晶成長、材料特性/厚度測量。
中游廠商就是將這些晶片加以切割,形成為上萬個晶粒。依照晶片的大小,可以切割為二萬到四萬個晶粒。這些晶粒長得像沙灘上的沙子一樣,通常用特殊膠帶固定之後,再送到下游廠商作封裝處理。中游晶粒製程順序為:磊晶片、金屬膜蒸鍍、光罩、蝕刻、熱處理、切割、崩裂、測量。而,下游封裝順序為:晶粒、固晶、黏著、打線、樹脂封裝、長烤、鍍錫、剪腳、測試。
台灣LED主要廠商,在上游磊晶、中游晶粒有晶電、璨圓、廣鎵、泰谷、新世紀、華上、聯勝。中游晶粒切割代工廠有光磊及鼎元。下游封裝廠有億光、光寶、東貝、佰鴻、宏齊、先進、華興、光鼎、南亞、李洲等等,以及專注在高功率LED封裝及照明業者,如艾笛森、研晶、海立爾及齊瀚等廠商。
◎日本LED 產業聚落(資料來源:工研院 IEK)
(一)LED 元件生產:日亞化學(德島縣阿南市) 、豐田合成(愛知縣清須市) 、松下電工(新瀉縣燕市) 、Sharp(廣島縣福山市與三原市)、Citizen(山梨縣/福島縣) 、Toshiba(福岡縣北九州市/豐前市)。
(二)LED 材料:
Sapphire 基板:Kyocera(茲賀/北海道/岡谷)、新光社(神奈川縣大船市)、Namik(秋田縣秋田市/青森縣)。
GaAs/Gap基板:住友電工(兵庫縣伊丹市與神戶市)、日立電線(茨城縣日立市)、三菱化學(茨城縣筑波市)、DOWA(秋田縣秋田市)、昭和電工(崎玉縣)、信越半導體。
2011年台灣LED元件包括磊晶片、晶粒、封裝及模組,總產值為新台幣1361億元(約46.95億美元),全球市占率近3成,其中LED封裝模組產值為新台幣832億元,磊晶片及晶粒為新台幣529億元。
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