LED 製程技術與產業鏈

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圖 3-6 2007 年全球 LED 供應分佈區域 資料來源︰IEK

第二節 LED 製程技術與產業鏈 一、 LED 製程技術

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。，經由對 化合物半導體施加電流，使得電子與電洞結合時，剩餘的能量會以光的形式釋 出，此即 LED 的發光原理，是一種將電能轉換為光的技術。常被使用的半導體材 料為 III-V 族化合物（如：磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)等）。

LED 因其使用的材料不同，其內電子、電洞所佔的能量也有所不同，能量的 高低差影響結合後光子的能量而產生不同波長的光，也就是不同顏色的光，如 紅、橙、黃、綠、藍光或不可見光等。若依發光波長可區分為可見光(波長 450~680nm)與不可見光(波長 850~1550nm)兩大類。表 3-2 列出不同磊晶材料與 發光顏色的對應。

LED 產業近幾年來的快速成長可以歸因於高亮度白光 LED 的發展。目前白光 LED 商品化最主要的二種方式為日亞化的 InGaN 藍光 LED 加上 YAG(釔鋁石榴石) 螢光材料，與住友電工的藍光 LED 加上 ZnSe (硒化鋅)。其中日亞化的技術較為 普及，但也因其所需使用的螢光粉技術掌握在日亞化手上，故技術仍受制於日亞 化。

表 3-2 LED 顏色與材料種類對照

Colour 基板 發光材料 波長 (nm)

紅外光

GaP Gap 700

GaP GaAsP 650

GaP GaAsP 650

GaAs AlGaAs 660

GaAs AlGaAs 660

GaAs AlGaInP 635-644

紅橙光

橙光

GaP GaAsP 590

GaAs AlInGaP 590

GaP GaP 570

GaP GaP 565

綠光

Sapphire GaN 450

SiC SiC 470

SiC GaN 460

白光

紅光

黃光 黃綠光

藍光

資料來源︰ITRI, Nomura

二、 LED 產業鏈

LED 產業可以分成上、中、下游。

1. 上游/磊晶製程

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、磊晶片、材料特性/厚度測 量。

2. 中游/晶粒製程

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：金屬膜蒸鍍、

光罩、蝕刻、電極製作、熱處理、切割、崩裂、測量。

3. 下游/封裝測試

下游封裝順序為：晶粒、固晶、黏著、打線、樹脂封裝、烘烤、鍍錫、剪 腳、測試、包裝。

圖 3-7 LED 產業鏈 資料來源︰本研究整理

圖 3-8 LED 上/中/下游製程步驟 資料來源︰STPI

若以產業結構來看，日本與歐美各國因對材料與專利掌握程度較高，故多 採垂直整合的方式經營，從上游磊晶到下游封裝測試全包，如日亞化、Rohm、歐 司朗等廠商。反觀台灣廠商，初期由封裝測試切入 LED 產業，故廠商多集中於中

下游的晶粒與封裝製程。上游的磊晶製程則仍需從國外大廠取得專利授權才可進 入。

以上下游之銷售關係來分析，台灣 LED 產業鏈中上/中游晶粒完成後，即須 銷售予下游之封測廠商；而封測廠商則依終端市場應用需求向上游購入 LED 晶 粒，加以封裝測試後出貨給其下游系統廠商做各種終端市場應用。由此可知，下 游的封測廠商實為此產業鏈中之 Channel captain。

由以上的銷售關係亦可看出台灣 LED 上/中游廠商推銷活動之重點為向下游 封測廠商行銷以求出貨，故行銷模式屬於「拉式」行銷；而下游封測廠商雖在本 質上仍為 B2B 的推銷模式，向下游系統廠商做各種行銷活動仍為其重點，但另一 方面亦負向終端使用者教育/推廣此產品的責任，故行銷模式屬「拉式」與「推 式」行銷兼具但偏向「拉式」。