半导体的核心技术范文

十年磨一剑,四年亦非短也。时至今日,LED正大张旗鼓地走进了人们的视线。输入“LED”,搜索引擎上出来的结果可能80-90%都是关于LED背光源电视。虽然LED照明似乎躲在“深闺”,但是也掩藏不了其被热宠的事实。

作为出生“寒门”的LED,可谓是一路跋涉、辛苦异常。如今随着技术的跃升,已经被称为第四代照明光源或绿色光源,可谓实至名归。它具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。故在当前的经济形势严峻、能源危机的情况下一跃成为广受赞誉的新的照明形式。

近年来,世界上各个国家围绕LED的研究和应用展开了激烈的技术竞赛。美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”,欧盟也在2000年7月宣布启动类似的计划。中国在“863”计划的支持下,2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。

863计划奠定中国LED产业基础

2002年前国内LED芯片完全依赖进口,2003年国家半导体照明工程启动后,GaN功率型芯片从无到有,并带动了小功率芯片的发展,逐步替代进口。2006年国内LED芯片需求量660亿只,进口370亿只,国产化率已达到44%。预计2007年国产白光照明用小功率GaN芯片将达到80亿只,国产化率超过30%,功率型GaN芯片国产化率将达到20%。

2003年,半导体照明的“十一五”863重大项目自实施以来,代表了国内研发的最高水平。如今,我国LED外延材料、芯片制造、器件封装、荧光粉等方面均已显现具有自主技术产权的单元技术,部分核心技术具有原创性,初步形成了从上游材料、中游芯片制备、下游器件封装及集成应用等比较完整的研发与产业体系,为我国LED产业做大做强在一定程度上奠定了基础。

截至2008年底,国家半导体照明工程取得重大进展:探索性、前沿性材料生长和器件研究出现部分原创性技术。国内已研制出280纳米紫外LED器件,20毫安输出功率达到毫瓦量级,处于国际先进水平;非极性氮化镓的外延生长,X射线衍射半峰宽由原来的780弧秒下降至559弧秒,这一数值是目前国际上报道的最好结果之一;首次实现大面积纳米和薄膜型光子晶格LED,20mA室温连续驱动小芯片输出功率由4.3mW提升至8mW;全磷光型叠层白光OLED发光效率已达到45流明/瓦;成功开发出6片型和7片型MOCVD样机,正在进行工艺验证。

我国LED产业在产业化关键技术上也取得较大突破。国产芯片替代进口比例逐年增长,截至目前已接近50%。功率型白光LED封装接近国际先进水平,已成为全球重要的LED封装基地。以企业为主体的100流明/瓦LED制造技术进展较快,通过图形衬底技术和改善外延层结构,产业化线上完成的功率型芯片封装后达到75流明/瓦。具有自主知识产权的功率型硅衬底LED芯片封装后效率接近60流明/瓦,处于国际先进水平。

同时,规模化系统集成技术研究和重大应用进展顺利。应用产品种类与规模处于国际前列,已成为全球LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品最大的生产和出口国。天津一汽夏利和常州星宇已开发出LED汽车前照灯样灯,2008年7月海信首款42英寸超薄LED背光液晶电视上市,目前已销售近万台,预示着占世界产量40%的中国消费类电子产品开始大规模使用LED技术。

以奥运示范工程为代表的规模化系统集成技术的实施,促进了产品集成创新与示范应用,显示达到了节能、环保的效果,提高了国际社会的认知度。去年8月,北京奥运会开幕式及场馆采用的LED景观照明、全彩显示屏等产品,开创了奥运历史上大规模使用LED照明技术的先例,LED成为支撑绿色奥运、科技奥运的重要力量。据测算,仅水立方5万平米的LED景观照明,与荧光灯相比,全年可节电74.5万度,节能70%以上。功率型LED(用国外的芯片封装可达80―90流明/瓦)已开始在次干道路灯、停车场、加油站等照明领域应用,可节电30―50%,采购与运行综合成本约3年左右与传统光源持平,而光效每年提高约30%,价格下降40%。约5万盏LED路灯已在20多个城市开始示范应用,用LED进行市政照明节能改造已成为可能。

在标准协调推进方面成效显著,12项国家标准和7项行业标准正在审批。特别是组织成员单位自发筹资应对美国“337调查”专利诉讼。联盟还积极利用两个市场、两种资源,推动国际合作,已成功组织召开五届半导体照明国际论坛暨展览,累计参会人数达3000人次。参加美国固态照明系统与技术联盟(ASSIST),以每季度参与国际成员相关会议为契机,协调推进国际标准化工作。

通过半导体照明工程重大项目的实施,预计2010年,中国有望突破材料、器件部分核心技术,使白光发光效率达130lm/W,产业化水平达100lm/W,申请发明专利200项以上,进一步降低成本,在产业链上的主要环节上形成2―3家龙头品牌企业,应用开始进入通用照明领域,相关产业规模达1000亿元,年节电500亿度,最终形成具有自主知识产权和国际竞争力的中国半导体照明新兴产业。

十城万盏吹响中国LED产业集结号

据了解,2008年我国半导体照明产业产值近700亿,芯片国产化率近50%。目前我国半导体照明相关企业约3000余家,出现了上、中游企业向下延伸,已出现并购重组的苗头;今年第一季度封装和应用企业订单快速回升,在金融危机背景下我国半导体照明产业呈现出逆势上扬的态势。2009年“十城万盏”应用示范工程将为半导体照明产业带来了快速发展的历史机遇。

2009年5月21日,科技部组织召开了“十城万盏”半导体照明应用工程试点城市试点工作方案研讨会。2009年,6月19日,科技部“十城万盏”半导体照明应用工程在大连启动。大连、深圳、上海、天津、杭州等21个城市成为“十城万盏”半导体照明应用工程试点城市。8月31日,全国“十城万盏”半导体照明应用工程试点工作启动仪式在山东潍坊隆重举行,宣告着“十城万盏”工程的全国性战役已经打响。

“十城万盏”半导体照明应用工程目标是,到2011年在试点城市面向市政工程应用600万盏半导体照明产品,直接拉动内需150亿元;到2015年,半导体照明进入30%的通用照明市场。半导体照明(LED)以其环保、节能和长寿命的特点,被认为是21世纪最具发展前景的高技术绿色产业,发展LED照明成为全球照明产业的焦点。

2009被业界称为是白光LED进入通用照明的元年,金融危机更凸显其重要性。“十城万盏”工程的实施标志着半导体照明产业逐渐进入产业经济的主战场。如今看来,以21个城市为主导的半导体照明工程的实施正热火朝天。在此次采访中我们撷取了几个典型城市关于“十城万盏”工程的实施现状,以供大家参考。

东莞:“千里十万”、“十城万盏”并行不悖

针对LED照明应用试点工程面临的新问题,近日在东莞市科技馆举办“光电产业发展”论坛,应邀国家工业和信息化部电子研究所专家、清华大学教授重点介绍LED产业未来发展趋势,以及如何提升LED产业集群在国际市场的竞争力。

据记者连线东莞科技局高新技术产业科何建忠了解到,在广东省重大专项指南中明确把LED示范工程作为其中之一的任务,在具体的操作中,鼓励先上路段,或进行相关的路段的整改工程。2008年的预定目标是5000盏LED灯,但迫于现实只完成了3000盏的布设,剩下的任务继续滚动作为下一轮的计划。而2009年的目标是9000盏,在6―7个镇实施。作为广东省重大科技专项节能减排专项的LED路灯示范工程的“千里十万”工程。

今年年初,广东省大功率LED路灯示范推广会在东莞市召开,并全面启动“千里十万”大功率LED路灯产业化示范推广工程。此项工程是指在广州、东莞、佛山、中山、肇庆、汕头等市建设总里程1500公里左右,规模约10万盏的LED路灯示范推广工程。向世人宣布LED照明由传统景观照明走向道路照明,并顺利走向规模化使用。

推广普及LED路灯,发展壮大LED产业,对于广东省产业结构调整和节能减排均有重要意义。为做大做强广东省LED产业,广东首先制定了LED产业技术路线图,明确未来5年乃至更长时期内LED产业的科技需求、优先主题、时间节点和发展路径。其次是组织实施“绿色照明工程”:一是继续实施“节能减排与可再生能源”重大科技专项,重点攻克大功率芯片制造、灯具结构优化设计和芯片散热等关键技术。二是策划实施了“千里十万”大功率LED路灯产业化示范推广工程。三是建设LED产业化基地,着力优化LED产业的区域布局,提高产业配套能力,引导传统照明产业转型升级。再就是进一步优化政策环境,完善金融服务体系,促进技术资本、产业资本和金融资本的有机融合。全面推广“企业+用户+银行”模式,为LED路灯产品的大规模应用引入更多的战略投资伙伴。

福州:外引内联稳步前进

作为国家“十城万盏”试点城市的福州市,可谓是集中优势兵力倾力而为。

9月8日下午,由福建省信息化局主办的第十三届中国国际投资贸易洽谈会信息产业对口洽谈会在国家会计学院举行。对于今年省信息化局举办的“投资海西”信息产业对口洽谈会来说,台湾照明灯具输出业同业公会是一位新客人。它的出席,却具有标志性意义。因为这个协会负责的是信息产业的下游,说明闽台信息产业合作正在向产业链上下游延伸。

台湾照明产业曾经风靡全世界,随着两岸经贸交流合作不断深化,不少台湾照明产业移师大陆,获得了新的发展。近年来,LED产业逐渐壮大,不少传统照明企业正寻求与LED的结合点,但苦于没有技术;而同时,新兴的LED企业也希望在照明方面寻找新的增长点,但照明是一种艺术,它是服务人们生活的,LED企业虽有技术优势,但缺乏照明产业的经验。台湾照明灯具输出业同业公会正是传统照明产业和现代LED技术合作的“红娘”。

如今,福建的LED产业发展已经有很雄厚的基础,很多地方都已经建设了以光电主要产业的园区,从原材料、生产、加工到销售都已经形成完整的产业。据福州科技局相关负责人透露,目前福州市的LED正处于试探性阶段,但是在技术、标准上因为缺乏相关的政策指导,只能通过摸索前行。比如以半年为标准在某些路段进行安装实验,测定相关的参数,为进行科学分析提供判断。作为具体的十城万盏相关的规划,还未见依据出台。

成都:3年15000盏发挥聚集效应

今年5月,成都市成为国家首批“十城万盏”试点城市。

据成都市科技局高新处王方全介绍,6月24日,成都市正式印发《成都市“十城万盏”半导体照明应用工程试点实施方案(2009―2011年)》,该计划是今后3年该市LED照明技术创新和产业化并推广应用的规范性文件。同时,该市LED产业发展规划、应用工程奖补办法等文件也将出台。这些规范性文件涵盖了示范工程、示范政策、产业发展目标和重点方向、组织保障措施等方面,将为LED产业发展和市场应用营造良好的政策环境。计划在3年内分批分阶段开展示范工程,推广LED路灯、隧道灯和景观照明超过15000盏。通过应用带动市场,引导企业技术创新,加快产业发展,提高公众认知和接受程度。

据介绍,近年来,成都加快LED产业培育,营造促进产业发展的良好环境,LED产业规模、技术水平和应用推广取得了积极成效,成为国内LED产业主要聚集区域之一。扶持政策上,一是在已有的光伏光电产业集群发展规划的基础上,进一步规划LED产业的发展目标和重点方向。二是积极拓展LED应用领域,采取促进市政公共照明应用、配套发展背光源项目、鼓励商业机构使用LED等措施。三是出台“十城万盏”示范政策,包括企业关心的政府采购、应用工程奖补等激励措施。四是加强市场秩序维护,相继开展了技术标准需求研究、产品质量检查等行动,规范LED产品市场。

目前,成都市“十城万盏”试点各项工作已按计划有序展开,高新西新建道路、新津希望大道等第一批LED照明示范工程已进入实施阶段。

根据LED产品的特性和有关场所的应用要求,成都市选择道路、地铁和景观建筑分批开展示范工程,体现了重点领域突出、试点逐步深化、应用带动市场的要求,同时兼顾灾后重建。在LED产业发展上,积极探索以应用促进市场、以市场培育产业的发展道路,充分利用潜在的LED照明市场资源,引导技术创新,扶持和引进一批具有自主产权和核心竞争力的LED企业,促进产业又好又快发展。

针对当前,国内LED厂家众多,产品良莠不齐,王方全表示,目前还没有LED路灯的国家标准,这给推广应用LED路灯产品带来一定困难。另外,还需要通过技术提升、规模生产来进一步降低LED成本和完善产品质量。

石家庄:方案出台,总投资3亿元

河北省石家庄市“十城万盏”半导体照明应用工程试点工作方案既定,该方案将促进石家庄半导体照明产业更加健康快速发展。

石家庄市“十城万盏”LED应用工程推进方式采取政府拉动、示范推动、市场带动的方式,项目总投资3亿元,在全市陆续推广使用LED路灯、隧道灯1.7万盏,LED园林照明灯2万盏,LED螺口灯、LED灯管13万盏,LED吸顶灯0.8万盏。项目投入上,加油站照明2000万元、LED路灯、隧道灯项目14000万元、LED室内照明项目7000万元、石家庄国际机场LED照明综合应用项目2000万元、园林LED照明5000万元。预计2011年实现累计节电2000万度以上,2011年石家庄LED市政照明灯具产业规模达到30亿元,带动半导体照明相关产业产值超过100亿元。项目实施可累计节电1200万度以上。

石家庄市将采取一系列政策措施,促进项目实施和产业发展。一是鼓励企业承担国家科技部、河北省科技厅“半导体照明工程”重点项目。支持拥有自主知识产权和核心竞争力企业开发新产品,加强产品可靠性和测试检验的研究,提高产品竞争力,培育和扶持在全国LED行业内有影响力和辐射能力的龙头企业。二是市科研经费向LED产业倾斜建设LED研究开发平台,研究解决LED产品光电转换效率、色温一致性、眩光及散热等关键技术,开发高光效、高性价比LED照明应用产品;支持建设好LED检测平台,保障产品可靠性,为用户提供满意产品;组织示范推广。三是鼓励企事业单位使用LED照明产品,石家庄市政府对经核定的灯具给予10%的补贴。四是在城市道路、街道、小区、园林、政府机关大楼室内照明等优先选用LED照明产品。五是保证LED照明产品的质量。充分利用国家半导体器件质量监督检验中心(河北省半导体照明检测中心)对企业提供的产品进行检验、考核,对石家庄市半导体照明应用工程提供质量保证。

武汉:规划指引助推产业自主创新

据武汉市政府于7月1日出台的《武汉市十城万盏半导体照明应用工程试点工作方案》(以下简称《方案》)显示:将根据已成熟的技术将太阳能与半导体照明LED相结合,在街道、车站、开发区、住宅小区、旅游景区及室内照明等适合发展LED照明的重点区域(领域)推广应用长效节能、环保的LED功能性照明应用产品。力争用3年时间,在刚启动和新建示范项目中安装36000盏LED灯,其中室外灯26000盏、室内灯10000盏,全力推动武汉半导体照明应用示范城市建设行动。

同时《方案》在LED照明产品供应企业条件中明确指出:在本市注册且注册资本不小于2000万元,或注册资本在1000万元以上且年产品销售额在5000万元以上,具有法人资格的企业;有相关的企业标准,产品通过国家相关权威机构的检测认定;公司生产的LED照明产品已在样板工程中试用,并正常运行半年以上,性能达到节能要求;具有LED照明产品相关的自主知识产权;同等条件下,优先选择本地芯片及封装技术的LED照明产品。

在模式的选择上,《方案》也指出,半导体照明工程采取政府补贴和市场化两种模式,针对不同的工程灵活实施。在试点工作期间,以政府主导为主,然后逐步探索EMC(合同能源管理)、节能产品推广基金等市场化方式。以半导体照明LED技术为主要推广对象,鼓励863计划半导体照明重大项目成果的集成与应用,鼓励国产芯片、器件、控制系统及产品等大规模应用,要求国产芯片、器件应用比例不低于60%。根据太阳能技术和风光互补的成熟度及其应用特点,在合适应用场合将太阳能和风光互补技术与半导体照明LED技术结合应用。

大力扶持高效节能LED照明产品。经过示范工程检验,节能效果达到40%以上的本地上、中、下游产业联合体的高效节能LED照明产品,经相关部门认定列为政府集中采购目录。

在3年试点期间,设立武汉市LED推广应用专项资金。每年安排2000万元,共计6000万元,主要由市科技局、市发展改革委、武汉东湖新技术开发区管委会、市经委和市信息产业局年度预算资金中集中安排。

此外,武汉市将优先使用本地光源产品,要求采购本地企业产品比例不低于80%;对政府补贴金额原则上不超过用户实际建设工程投资与传统照明建设方式投资增量的40%,单个工程补贴不超过100万元等。

据相关人士介绍,目前,东湖高新区已在滨湖路周边初步形成了新光源产业带,聚集了富士康、光谷电子、迪源光电、元茂光电、华灿光电等多家LED研发及生产企业。此前又在该区佛祖岭产业园规划6000亩土地,集中建设新能源产业园,集聚发展LED、光伏、风能等产业。

据悉,目前,东湖高新区拥有新光源企业20余家,去年,该区实现产业销售收入近10亿元。预计到2009年,新光源产业规模可达20亿元。

扬州:标准先行全球通行

今年2月底,国家启动“十城万盏”计划重大部署。扬州市委、市政府高度重视、积极行动,迅速成立了扬州市创建国家半导体照明工程应用示范城市领导小组,制定了《扬州市半导体照明功能性城市照明应用示范工程项目规划》(以下简称《规划》)和详细的实施方案,并确定了半导体照明应用工程的应用试点(2009年―2010年)和应用推广(2011年―2015年)两个阶段。

扬州市计划在应用试点阶段在市区装配5万盏以上的LED照明灯具,其中包括20358套市政道路照明、6127套小区照明和23882套城市亮化。这一阶段,主要是通过5万盏市政照明的试点应用,总结经验,探索模式,搭建平台,突破共性技术。

据扬州市科技局相关负责人透露,未来两年内,扬州市拟投入1亿元,引导企业投入数亿元,并向上申请一部分,实施5万盏大功率白光LED市政照明应用计划。未来两年,市政道路、小区和城市之间将到处充盈着五光十色的灯影。

未来6年,是扬州市LED照明应用推广阶段,也是扬州在市政照明领域的更大范围内推广应用半导体照明的关键阶段。《规划》提出,应用推广阶段其实分两步走,一是规划在2011―2012年期间,在全市(区)再推广应用5万盏以上LED照明灯具,即到2012年,市区要装配10万盏以上LED照明灯具。到2015年,100%的次干道照明、小区照明、景区亮化使用LED照明产品,30%的城市主干道照明、商业照明及家居照明使用LED照明产品。

扬州市科技局有关人士说,在应用推广阶段,扬州的目标是把部级光电产品检测重点实验室建设成为国内一流、国际先进的检测平台,形成“一个标准、一次检测、全球通行”的“检学研”全方位发展的现代化检测体系,实现光电企业在扬州既可进行符合国际标准的产品性能和安全性能检测,又可促进扬州新能源与新光源产业的集聚;建设成为国内产业链最为完备、产业高度集聚的半导体照明产业基地,成为研发与产业化、中上游与下游、规模生产与配套环境、新能源与新光源协调发展的创新示范区,跨入具有国际影响力的LED集群区。

大连:“双十双百”点亮海滨

半导体照明是大连培育高技术战略产业和发展绿色经济的重点领域,自2004年大连市被科技部批准为首批“国家半导体照明工程产业化基地”以来,大连已初步构建了从衬底材料、外延片制造、芯片生产、器件封装到高端应用较为完整的产业链,形成基础研究与应用开发相适应、上中下游产业链条互相衔接的良好产业发展态势,涌现出大连路明、长城光电、九久光电、三维传热等一批骨干企业。

为推进“十城万盏”半导体照明应用工程的实施,根据科技部的部署,大连将启动实施“双十双百”工程,即突破LED核心专利10项,应用LED照明灯具10万盏;培育LED骨干企业100家,实现新增绿色产值100亿元。

半导体的核心技术范文篇2

在2010年“中国芯”颁奖典礼上，工业和信息化部公布了一组数据，让人们对我国集成电路产业的发展速度咋舌。

“2000年，我国的集成电路产业规模是186亿元，到2009年规模已经过千亿元，而预计2010年则可达到1440亿元。”工业和信息化部电子信息司司长肖华宣布。

同时，某咨询机构数据显示，经过10年的发展，中国本土芯片厂家从2000年的76家猛增到2010年的532家。

中国正在成为一个巨大且高速增长的芯片消费市场，这是芯片产业十年发展的“”。它有挟市场以令产业的能力吗?

另一组数据却打破了这个梦想。某咨询机构数据显示，2010年，我国的芯片企业收入规模超过1亿美元的还不到1％，只有14％的中国芯企业收入规模超过1亿元，而85％的中国芯企业收入规模还没有突破亿元大关。

赛迪顾问芯片行业资深分析师李珂告诉记者，10年前，我国90％以上的芯片严重依赖进口，十年后的今天，我国几乎100％的PC处理器、80％以上的手机处理器仍严重依赖海外。

且歌且泣且前行

2000年的那个初夏，国务院颁发了被现在人们所说的“老18号文”，即《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》，“中国芯”工程在一片腾欢呼声中启动。

经过了10年的发展，我国成为全球第三大IC设计企业聚集地。

众多的半导体业内专家却指出，市场是壮大了不少，我们的半导体企业也确实进步了很多，但是在这么大的市场中，中国的芯片产业存在的劣势以及如何与国外同行竞争，却是中国芯企业不得不面对的问题。

集成电路产业链包括芯片设计、制造业、封装测试三个环节。中国软件测评中心测试工程师宋世博向《中国经济和信息化》记者介绍，目前，我国企业多集中在封装测试这一最低端的环节，企业小而散。而芯片核心技术的应用都在芯片设计和制造两个环节上，在这两个环节上，我国只能生产一些技术简单的芯片，应用于MP3播放器等科技含量低的产品上。

据中国海关公布的数据显示，2009年中国集成电路进口总量为1462.3亿块，进口额为1199亿美元，出口量为566.1亿块，出口额为233亿美元，逆差达到965亿美元。

“核高基”高端通用芯片实施专家组组长魏少军在《中国集成电路设计业发展面临的形势与机遇》中指出：“国内IC设计市场严重依赖进口，是全球第一大的集成电路消费市场。”

“美国、日本以及我国台湾地区等的半导体产业有着独特的优势，比如美国的优势是技术领先，日本的优势是有大型系统厂商(OEM)支持，我国台湾地区的优势是规模效应和成本优势，中国大陆芯片设计企业的优势却无从谈起。”某业内人士说。

该人士指出，我国芯片设计公司只顾低头拉车，不知抬头看路，它们很难理解、把握客户和市场的真正要求，设计出符合市场需求的产品来。

三道坎

“投有自己的核心技术，我们的信息产业大厦就如同建立在沙滩上。”原科技部部长徐冠华曾于2005年为中国IT产业的“芯”病发出如此感叹。然而5年过去了，截止到2010年，我国的芯片核心技术仍然是一个问号。

专家认为，由于芯片技术特殊的敏感性，弥补芯片制造核心技术的差距主要得靠自己。据介绍，国际半导体巨头的投资一般是独资的，又多为技术含量较低的劳动密集型代工线，我们很难从中学到先进的半导体加工技术。

其次是芯片设计能力和IP核(一组拥有知识产权的电路设计的集合)设计能力不足，严重影响到了代工业的发展，而没有设计的制造不过是“赚点可怜的加工费”而已。

李珂却认为，目前大陆本土芯片厂商所提供的芯片仅满足了大陆市场需求的19％，可发挥和拓展的市场空间仍然很大。

从目前的情来看，在制造环节，芯片业的产业利益划分已经基本完成。到目前为止，世界芯片巨头英特尔在中国的大连、上海、成都等地建立了芯片工厂或测试封装厂。

中国芯片庞大的市场需求带给我国芯片企业的只是望梅止渴，只能眼睁着自己的市场被别人抢去。而芯片设计这个集成电路产业发动机一样的环节，其现状更加剧了产业发展的矛盾。

发展任何产业，资本永远是绕不开的主题。工业和信息化部软件与集成电路促进中心主任邱善勤指出：“芯片设计的资金门槛越来越高。例如，一条65nm生产线的投入需要25～30亿美元，32nm生产线就要提升到50～70亿美元，而22nm生产线的投入将超过100亿美元。开发一款45nm芯片的总研发成本达到6000万美元左右，32nm芯片的研发成本在7000万美元左右，到28nm时会飙升到1亿美元，而开发16nm芯片，则可能需要1.5亿美元到2亿美元的投入。”

事实上，2002～2005年，国内芯片设计业的高速发展，仅仅是得益于那段时间国内风投的活跃。但受困于目前国内芯片设计整体回报不佳，前几年热情高涨的风投已不再积极，更有许多风投在芯片设计公司初步成功后选择套现撤出，国内芯片设计公司的壮大愈发困难。

“我们并不需要沙，我们需要大浪淘沙。”中国半导体行业协会芯片设计分会理事长王芹生说。目前的500多家公司需要减少到50家，中国芯片设计业才能强起来。

但现实是，发生在国内公司之间的兼并案例几乎为零，少数涉及到兼并活动的国内公司也是被国外公司收购。TD―SCDMA芯片领先厂商凯明的倒闭更让人心痛。就在其倒闭的当天，大唐等公司便派车堵在凯明门口抢人，他们了解凯明技术的价值，但是凯明宁肯破产也不愿选择被收购，甚至还拒绝了展讯在最后时刻提出的收购其知识产权的请求。

目前我国的芯片产业发展如鲠在喉，离迈过资金、技术、人才三道坎儿还有很长一段路要走。

突围之道

但是这并不意味国内IC设计企业在困境下无从突围。

“新的技术造就新的产业，新的产业又提供新的机会。”魏少军说，

2010年，我国政府将节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车七大产业确定为现阶段重点培育发展的战略性新兴产业。

“我们应该认识到，半导体产业不仅是战略性新兴产业的一个领域，而且是所有战略性新兴产业的核心和基础。”中国半导体行业协会理事长江上舟说，“所谓‘基础’就意味着其公共性很强，与其他各类产业的发展息息相关。从另一个角度而言，半导体企业昕面临的风险并不仅仅是企业自身的风险，而是国家所面临的风险。因此，半导体产业的发展不能完全依靠市场机制，国家必须投入足够资金予以扶持。”

江上舟透露，在“十二五”期间，我国半导体行业的投资将超过2700亿元，比过去5年增加一倍。尽管政府的直接投资可能只占其中的一小部分，但将对整个产业起到引导作用，其意义是不可小视的。

半导体的核心技术范文

今年,是我国“十一五”计划的终止年,同时也是“十二五”的起始年,还是我国低碳承诺单位GDP能耗降低20%的兑现年。在此背景下,作为战略新兴低碳产业典型样态的半导体照明产业,其所应担当的责任将再次升级并向纵深发展,并将在下一个五年期内得到郑重考量和问责。

按照公认的表述,半导体照明作为第三次光源革命的成果,其将迎来前所未有的大发展。2009年,我国LED产业逆势上扬,根据国家半导体照明研发及产业联盟的统计和相关咨询机构预测,2010年我国半导体照明市场总体规模将达到1500亿元左右,预计未来到2015年半导体照明产业规模将达到5000亿元以上。

英国有句俗话:“不要太相信表面”。中国有句谚语:“人不可貌相,水不可斗量”。在半导体照明产业内,所有关于商机的预测都似漫天飞花,但终究是要肯定半导体照明产业在未来的商机是巨大的。若以五年为期,此种商机的评测便显得更能让人信服,因为我们从2003年到如今已经等了7年。

面对千亿元的巨大市场蛋糕,以通用电气、飞利浦、欧司朗、科锐、日亚化学等全球产业链巨头为代表的跨国公司、国内4000余家LED诸侯企业,1万多家传统照明企业虎视眈眈,如今市场竞争格局正在进一步上演“强者越强,弱者愈弱”的“魔咒”,我们并不是游离在外,而处于“水深火热”中。

芯片涨价没有休止符?

最近,在下游应用领域需求的强烈刺激之下,国内LED企业介入上游市场的热情迅速激发,一时间,大量厂商强势介入,内地LED外延、芯片企业数量快速增长,主要外延、芯片生产企业也都在不断扩大其生产规模,芯片价格也一度以接近三成的涨幅上涨,有的品种已接近50%,同时,国外照明巨头也明显加大了在中国LED芯片市场的投入,这些都使芯片产业呈现出炙手可热的态势。

另一方面,对于这样一场需求盛宴,中国的LED芯片企业似乎并没有做好准备,是把握机会高调进入,急剧扩张产能,还是潜心稳打稳扎,理性发展,企业面临着自己的新一轮战略选择。

强大的需求刺激企业快速扩张,芯片价格也跟着持续上涨。业内人士表示,上半年芯片涨幅接近三成,红黄光LED芯片、蓝绿光LED芯片价格上涨达两成多,有的芯片涨幅已经接近50%。勤上光电副总经理朱炳忠表示,公司的LED芯片既有台湾进口的,也有从大陆芯片厂家购买,芯片价格都有近两三成的上涨。

在这种出人意料的急速涨价中,中国各大芯片巨头们迎来了利润高增长期,以士兰微为例,2009年第四季度其LED芯片的毛利润率为40%,到2010年第二季度其毛利润已经提升至50%。

与此同时,生产LED芯片的主要设备MOCVD也严重缺货,目前全球MOCVD设备市场由德国的Aixtron、美国的Veeco两家公司垄断,市场调查机构水清木华研究中心在报告中指出,两家公司今年MOCVD设备出货量可望达662台,为过去3年出货量的总和,预计2011年出货量仍将创新高。而美国Veeco首席执行官JohnR.Peeler也指出,包括中国大陆、台湾以及韩国的LED厂商都为了满足客户需求而大幅提高产能,使得Veeco的MOCVD设备供不应求。

蓄势待发,还是低水平迂回?

据LED产业研究机构LEDinside统计,至2009年8月,中国大陆现存LED芯片生产企业达62个,近几年呈快速上涨的势头。1999年是中国LED芯片企业开始飞速发展的开始,在1998年中国仅有3个相关企业,1999年增加了6个,并从1999年至2009年每年都有2-7个企业进入LED芯片行业。

最终谁是赢家,尚无定论。但显然,一场关于“芯”的角逐已经大规模展开。纵观国内市场,国际照明三大巨头飞利浦、科锐以及德国西门子旗下的欧司朗,以“投资+本土化”策略巧妙布局中国,凭借着“技术、资金、产品、人才”的优势,占据大部分市场份额,同时,台湾最大的LED芯片企业晶元也在中国大陆有多处投资,其中在厦门全额投资的晶宇光电产值达到5.5亿元,超过三安、乾照和德豪润达等大陆上市企业。

而面对竞争,未来国内大陆厂商有何胜算?国内的芯片企业又是一种什么样的态度和行动?

据LEDinside统计,中国大陆现存这62个LED芯片企业规划的产能预计已超过2008年产量的多倍,如果全部释放出来中国大陆将会是世界上最主要的LED芯片生产基地。

目前,国内LED外延生长和芯片制造的主要企业有厦门三安、武汉华灿、大连路美、上海蓝光、杭州士兰明芯、江西晶能光电等,以及武汉迪源、广州晶科等专注于大功率芯片生产的厂商,这些企业中的一部分在芯片结构和工艺改进方面做了大量工作,在提高产品性能、成品率、工艺重复性,提高抗光衰能力和可靠性等方面均取得一定成果。

作为LED行业的龙头企业,三安光电产品涵盖全色系列LED外延及芯片,约占全国产能近六成,公司毛利率水平也一直处于较高水平。目前公司正在扩充产能,行业领头羊地位将进一步确立。

士兰微旗下的士兰明芯则是一家专门设计、制造高亮度LED芯片的公司,公司从成立之初就抢占了产业链高端环节,从而保证了较为丰厚的利润。目前也在不断扩大其外延片和芯片生产能力,逐步提升其外延片自供比。

另外,江西晶能光电依托南昌大学的技术支持近年来也获得了快速发展,一些在小芯片领域技术相对成熟的企业,也开始准备上马大功率芯片的项目。

值得一提的还有,武汉华灿光电近期获得1.5亿元融资,其企业负责人表示这笔资金将主要用于生产线扩产。而华灿被投资人看重的技术团队,是多位化合物半导体专业背景和实践经验的归国博士、台湾及外籍专家组成。一位参与华灿光电投资人士表示,“目前虽然国内外技术差距较大,但如果做好了,替代机会也很大。相比下游应用,上游的芯片技术、资金门槛较高,更能吸引投资人眼光。”下游应用公司,最小的投资50万人民币即可,而上游则至少要2000万美元左右。上游的主要设备约在200万美元,通常一个公司没有三五台设备,不构成规模。

另据赛迪调查显示:LED上游制造业得以扩大产能,持续保持较快的发展,与政府及风投的注入资金不无关系,芯片在产业中所占比重也逐步提升。2009年,中国LED外延产业规模达到7亿元,占整体产业的3.2%,芯片产业规模达到19.3亿元,占整体产业的8.8%。

如此趋势,无疑让人振奋,但是中国LED芯片企业在技术研发、自主创新能力、首创精神方面的严重缺失将长期掣肘其发展。目前,业内的精英,真若凤毛麟角。连上海一家投资公司的职员都向《十城万盏参考》记者坦言,很难看到一家让人欣慰的企业,关注快钱的企业可以说是十之八九。一旦赚得金盆满满,也便“功成身退”。

据深圳一家照明科技公司市场部经理透漏,目前国内的芯片企业参差不齐,若以认可的大功率芯片为分水岭,恐怕会全军覆没。

“核心技术”瓶颈如鲠在喉

据了解,奥运会中采用的LED器件和灯具主要是由中国企业封装和生产的,但是价值链中含量最高的功率型芯片基本上是来自于美国科锐等海外企业。说到最近的世界杯赛场,其实在国人自豪奥拓“中国制造”的LED全彩显示屏扬威南非世界杯赛场时,却不曾意识到,此时,南非世界杯10个赛场,正沐浴在德国照明业老牌劲旅欧司朗LED曼妙的灯光下。

不可否认,虽然我国的LED外延芯片生产近年虽有很大发展和进步,但总体仍一直停留在中低档水平,尤其是在LED上游核心技术方面的缺失,暗藏着产业的深刻隐忧。

目前,国内很多LED企业目前已经掌握小功率芯片技术。而大功率、高光效、高可靠的LED应用产品所用的高档外延芯片大部份还依赖于进口。“国内的LED企业,每10家使用大功率芯片的企业中有8家用的是国外企业生产的芯片,每10家使用小功率芯片的企业中大约有5家用的是国产芯片。”高工LED产业研究中心主任张小飞博士的话,概括了目前在上游外延片和芯片领域国内LED企业的现状。

由于相当部分的中国LED应用企业使用的是他人的核心枝术,还需相应支付高昂的专利使用费,无形中拉高了成本,如芯片基片制造的主流技术蓝宝石衬底技术和碳化硅衬底技术,由于对技术和工艺水平要求苛刻,目前仅被日本日亚公司和美国Cree公司掌控,我国使用的大多是日本日亚的蓝宝石衬底技术,不得不向日亚缴纳不菲的专利费用。

纵观国内芯片业,企业的产业化规模偏小,企业研发力量不足,缺乏具有自主知识产权的核心技术,高性能LED和功率型LED产品主要依赖进口成为现实困境。尤其是缺乏具有自主知识产权的核心技术,成为阻碍芯片产业发展的最大瓶颈。

面对欧美日韩LED巨头的激烈竞争,如何突破我国LED芯片技术瓶颈,在核心技术上加快培育我国LED自主创新体系成为关键。

去年10月,国家发改委出台的《半导体照明节能产业发展意见》中明确提出,到2015年要使关键原材料以及70%以上的芯片实现国产化,上游芯片规模化生产企业达到3-5家。这一《意见》可谓切中了问题的要害。

值得一提的是,2008年,国内晶能光电在技术路线(硅衬底)上走出了自主创新的第一步,南昌大学江风益教授带领的团队,在氮化镓基半导体发光材料领域打破了目前日本日亚公司垄断蓝宝石衬底和美国科锐公司垄断碳化硅衬底半导体照明技术的局面,形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术方案三足鼎立的局面,走出了全球LED芯片第三条技术路线。这无疑为中国外延芯片技术填补了空白,增添了令人振奋的一笔。

但是,据笔者了解,晶能光电早在2006年就已经开始硅衬底LED芯片的产业化尝试,但直到2008年5月才实现LED芯片量产。目前晶能光电大功率照明芯片的良品率仍然不高。晶能光电参股的江西晶和照明有限公司的一位工作人员就曾表示:“因为晶能光电的良品率不够,我们的大功率照明产品还有一部分要买美国Cree公司的产品。”

五年期,靠什么胜券在握?

“作为LED产业上游,利润高风险大的外延、芯片领域,不仅是拥有了投入和资金就能做得起来,包括技术、人才以及决策者能力是未来进入者同样需要审慎考虑的。”中科院苏州纳米所研究员梁秉文博士表示,“进口一个MOCVD就需要一个专门的技术团队,随着新公司的建立和已有公司的扩产,再加上LED外延芯片人才还没有正式的、系统的、大批量的培养机构,这些都会使得LED产业面临人才严重短缺的问题。”

核心技术的缺失,是中国融入经济全球化的潮流之后,面对国际市场竞争挥之不去的伤痛。同样,面对再度涌来的芯片产业热潮,核心技术缺失的问题则显得更为突出和紧迫。而如何痛定思痛,抓住机遇,引起国际超一流人才,掌握具备自主知识产权的核心技术才是打造企业核心竞争力的关键所在,也应是更多的芯片企业冷静思考未来发展战略的立足之本。

随着,半导体照明产业的急遽发展,以人才为攻势的战争早已在业内兴起。据记者了解,目前国内LED企业的技术人员,大多数都在竞争对手的公司工作过。而他们并不觉得,这种跳槽方式是不正常的。而之前,让人印象深刻的就是中村修二的专利技术之争。人才的稀缺,让很多企业目前停滞不前,而只能对竞业禁止熟视无睹。

2009年,由国家半导体照明工程研发及产业联盟组成的专题调研小组调研数据显示:在半导体照明企业人员流失总数中,科研人员的流失率将近11%。一位半导体照明企业总裁对公司科研人员流失严重的现状的愤怒地说:“辛辛苦苦把果树培育长大,果实却被别人抢走了!”虽然很多公司声称“非常重视”培养人才,但事实上大部分企业更青睐有实际工作经验的现成人才,互挖人才墙角现象大量存在。所以一些做长久打算的企业,不惜花重金到国外引进首席科学家、学者、研发工程师。