¿Cuándo apareció el LED? ¿Cuándo surgió y se industrializó? ¿Cuál es la perspectiva de desarrollo actual de la industria LED nacional?

Debido a que su luz amarilla es demasiado tenue, no es adecuada para aplicaciones prácticas; lo que es más difícil es que el carburo de silicio y la electroluminiscencia no se pueden adaptar bien.

Esta investigación fue abandonada. Bernhard Guden y Robert Wichard trabajaban con sulfuro de zinc y sulfuro de zinc en Alemania a finales de los años 1920.

El fósforo amarillo extraído del cobre emite luz. Se detuvo de nuevo debido a la poca luz. En 1936, George Destiau publicó un informe sobre la luminiscencia del polvo de sulfuro de zinc. A medida que la corriente eléctrica estuvo más disponible y comprendida, finalmente surgió.

Introdujo el término "electroluminiscencia". En la década de 1950, los científicos británicos utilizaron semiconductores en experimentos de electroluminiscencia.

El arseniuro de galio inventó el primer LED moderno, que apareció en los años 60. Se dice que en los primeros experimentos, los LED debían colocarse en nitrógeno líquido y se necesitaban más operaciones y avances para funcionar de manera eficiente a temperatura ambiente. Los primeros LED comerciales sólo podían emitir luz infrarroja invisible, pero pronto encontraron aplicaciones en sensores y optoelectrónica. A finales de la década de 1960, se inventó el primer LED rojo visible con arseniuro de galio utilizando fosfuro en el sustrato. Los cambios en el fosfuro de galio hacen que los LED sean más eficientes y emitan luz roja.

Más brillante, produciendo incluso luz naranja. A mediados de la década de 1970, se utilizaba fosfuro de galio como fuente de luz, que luego emitía cenizas.

Luz blanca y luz verde. El LED utiliza un chip de fosfuro de galio de doble capa (uno rojo y otro verde) para emitir luz amarilla. En aquella época,

Los científicos rusos utilizaron esmeril para fabricar LED amarillos. Aunque no tan eficientes como los LED europeos. Pero a finales de la década de 1970, pudo emitir luz verde pura. La primera generación de diodos emisores de luz de alto brillo se creó a principios y mediados de la década de 1980 utilizando arseniuro de galio y fosfuro de aluminio, primero rojo, luego amarillo y finalmente verde. A principios de la década de 1990, se utilizaba en la producción indio, aluminio, galio y fósforo.

Hay LEDs de color naranja, naranja, amarillo y verde. El primer LED azul histórico también apareció a principios de los años 90.

Utilización secundaria de arena de diamante: un obstáculo para las primeras fuentes de luz semiconductoras. Según los estándares técnicos actuales, es más o menos igual que el amarillo ruso de antaño.

La luz es tan tenue como el LED. A mediados de la década de 1990, aparecieron los LED GaN ultrabrillantes que luego se fabricaron para producir alta intensidad.

Diodos emisores de luz InGaN verdes y azules. El núcleo de los LED blancos es el chip azul ultrabrillante, que está recubierto con luz fluorescente.

El fósforo fluorescente se convierte luego en luz blanca absorbiendo la fuente de luz azul del núcleo. Simplemente use esta tecnología para hacer cualquier cosa.

De qué color de luz es visible. Hoy en día, se pueden ver colores novedosos producidos en el mercado de LED, como el agua y el rosa. Los lectores con ideas científicas pueden darse cuenta de que el desarrollo del LED ha pasado por un proceso histórico largo y tortuoso. De hecho,

Los LED desarrollados recientemente pueden emitir no sólo luz ultravioleta pura, sino también verdadera luz ultravioleta "negra". Luego lidera el desarrollo.

No sé qué tan estúpida ha sido la historia. Quizás algún día podamos desarrollar LED que emitan rayos X. Sin embargo, el desarrollo del LED no es sólo su color y su brillo. Al igual que las computadoras, sigue el desarrollo de la Ley de Moore. Cada 18 meses su brillo se duplica. Los primeros LED sólo podían usarse en luces indicadoras, en las primeras pantallas de calculadoras y en relojes digitales. A partir de ahora,

aparece en el campo ultrabrillante. continuará por algún tiempo más. Por ejemplo, en 2005, todas las cartas de tráfico en los Estados Unidos

No. Las luces indicadoras serán reemplazadas por LED; la industria automotriz estadounidense también dejará de usar lámparas incandescentes y adoptará luces LED, incluidos los faros de los automóviles, dentro de diez años. La mayoría de las pantallas exteriores grandes también utilizan miles de LED para producir efectos de vídeo de alta calidad.

Pronto, los LED iluminarán nuestros hogares, oficinas e incluso calles. Los LED de bajo consumo permiten cargar baterías solares recargables con luz solar.

Esto permite llevar fuentes de luz al tercer mundo y a otros lugares sin electricidad. Los diodos emisores de luz, que alguna vez fueron tenues, ahora anuncian verdaderamente una nueva era de LED.

Perspectivas de desarrollo de la industria LED:

A medida que la demanda del mercado global de LED aumente aún más, la industria LED de China enfrentará enormes oportunidades en el futuro. Sin embargo, en la actualidad, la tecnología central y las patentes de LED están básicamente monopolizadas por países extranjeros, y las empresas nacionales avanzan con "felicidad" y "dolor".

En 2008, en la ceremonia de apertura de la En los Juegos Olímpicos de Beijing, la mágica pantalla en color de "desplazamiento" provino de China Jinlixiang Technology Co., Ltd.;

En 2009, el 60.° aniversario del desfile militar del Día Nacional, la enorme pantalla en color en la Plaza de Tiananmen provino de China Leyard Electronic Technology Co., Ltd.;

2010, Shanghai En la ceremonia de inauguración de la Exposición Universal, 10.000 metros cuadrados de diodos emisores de luz semiconductores de pantalla grande (en lo sucesivo, LED) procedieron de China Ruituo Display Technology Co., Ltd....

Detrás de estas empresas aparentemente ilimitadas se esconden enormes peligros ocultos para el desarrollo de la industria LED china. El periodista descubrió que actualmente más de la mitad de las tecnologías y patentes en el campo mundial de LED están ocupadas por unas pocas grandes empresas en países desarrollados como Estados Unidos, Japón y Alemania. La mayoría de estas patentes son patentes de tecnología básica y es difícil para las empresas nacionales, especialmente las pequeñas y medianas, encontrar avances. Además, estas empresas extranjeras han establecido cuidadosamente redes de patentes en todo el mundo, especialmente en China, como una espada de Damocles colgando sobre sus cabezas. Si la industria LED de China quiere lograr un desarrollo a largo plazo, debe superar estas barreras de patentes.

Estado

Se está desarrollando rápidamente, pero la empresa es pequeña y la cadena industrial está incompleta.

Como fuente de luz de nueva generación más atractiva del mundo, el LED es conocido como la fuente de iluminación verde más prometedora en el siglo XXI debido a sus ventajas como alto brillo, bajo calor, larga vida útil, no toxicidad y reciclabilidad. La industria LED de China comenzó en la década de 1970. Después de casi 40 años de desarrollo, se han formado siete bases nacionales de industrialización de ingeniería de iluminación de semiconductores en Shanghai, Dalian, Nanchang, Xiamen, Shenzhen, Yangzhou y Shijiazhuang. Los productos se utilizan ampliamente en iluminación de paisajes e iluminación general. China se ha convertido en el mayor productor y el segundo exportador mundial de aparatos de iluminación.

Sin embargo, las estadísticas de China LEDinside, una organización de investigación de la industria LED, muestran que a finales de 2009, había más de 3.000 empresas LED en mi país, de las cuales sólo 140 tenían un valor de producción anual de más de 100 millones. Sin embargo, entre estas 140 empresas, ninguna tiene ventas anuales de productos de más de 100 millones de yuanes, y sólo unas pocas tienen más de 500 millones de yuanes, la mayoría de los cuales oscilan entre 100 millones y 200 millones de yuanes. Se puede ver que, aunque hay muchas empresas de LED en mi país, su escala es generalmente pequeña.

El periodista seleccionó al azar una empresa nacional de LED para una entrevista. Guangdong Dongguan Qinshang Optoelectronics Co., Ltd. (en adelante, Qinshang Optoelectronics) se estableció en 1993. Es una de las primeras empresas dedicadas a la producción de productos LED en China y estableció conjuntamente el Instituto de Investigación de Tecnología de Iluminación LED con la Universidad de Tsinghua. Muchos proyectos nacionales, como la iluminación del Centro Nacional de Artes Escénicas, la iluminación de carreteras de los Juegos Olímpicos Verdes de Beijing, la iluminación del circuito de F1 de Shanghai y la iluminación de las sedes olímpicas de la Universidad de Tsinghua son de esta empresa. Sin embargo, es un "pionero" para el desarrollo de la industria LED nacional. Al encontrarse con la patente "contención" de Japón y Estados Unidos, tuvo que desviarse para evitarla.

“La I+D de Qinshang Optoelectronics se concentra principalmente en los campos de aplicaciones posteriores, y la inversión en I+D en las fases upstream y midstream es relativamente pequeña. Esto se debe principalmente a que las grandes empresas extranjeras y algunas empresas de la provincia de Taiwán han monopolizado la mayor parte. Las tecnologías LED centrales sólo pueden centrar su atención en el mercado de aplicaciones posteriores con menor contenido técnico". Wan Wei, especialista en propiedad intelectual de Qinshang Optoelectronics, fue directo sobre la situación actual de las empresas LED nacionales en una entrevista con China Intellectual Property. Noticias.

Según la comprensión del periodista, el mundo ha formado inicialmente un sistema de patentes centrado en Asia, América del Norte y Europa, con Niya Chemical y Toyoda Gosei de Japón, Kerry de Estados Unidos, General Electric y la alemana Osram como núcleo de patentes. Las empresas estadounidenses y japonesas tienen ventajas de monopolio en obleas epitaxiales, tecnología de chips y equipos. Las empresas europeas tienen ventajas sobresalientes en el campo de la tecnología de aplicaciones, mientras que los LED de China todavía se encuentran en un nivel bajo. Alrededor del 80% de sus productos se concentran en mercados de aplicaciones como este. como iluminación de paisajes y semáforos, menos involucrados en productos de alta gama como iluminación para automóviles y pantallas grandes.

Masa abdominal

Falta de patentes básicas y escasa cooperación entre la industria, la academia y la investigación.

"Los cinco principales fabricantes internacionales de Japón, Estados Unidos y Europa representan el nivel más alto de LED en la actualidad y tienen un impacto significativo en el desarrollo de la industria. Este impacto no sólo se refleja en los productos y los ingresos, sino también en más "Lo más importante en el monopolio tecnológico es que más del 50% de las patentes principales están en manos de estos cinco fabricantes", dijo un analista del sector a este periodista.

Con el rápido desarrollo del mercado nacional de LED, cada vez más empresas extranjeras están poniendo sus ojos en China. Especialmente en los últimos años, el número de solicitudes de patentes en el campo de los LED aceptadas por nuestro país ha aumentado significativamente año tras año. El periodista vio en un informe de análisis de riesgo de patentes de iluminación de semiconductores proporcionado por el Centro de Investigación para el Desarrollo de la Oficina Estatal de Propiedad Intelectual que a finales de 2008, 22 países y regiones de todo el mundo habían solicitado patentes en China. solicitudes de patentes en China la proporción es mayor. Los cinco primeros países son Japón, Corea del Sur, Estados Unidos, Alemania y Países Bajos. Entre ellos, Japón está muy por delante con 1.306 solicitudes de patentes, lo que representa el 24% del total de solicitudes, y los otros cuatro países representan el 7%, 5%, 4% y 3% del total de solicitudes, respectivamente.

En términos de patentes válidas, la proporción entre solicitudes de patentes nacionales y solicitudes de patentes extranjeras en China es de aproximadamente 4:5. Sin embargo, la provincia de Taiwán representa una proporción mayor de estas solicitudes de patentes nacionales, con el 53% de sus patentes de invención válidas. En otras palabras, si se excluye la provincia de Taiwán, la brecha entre China continental y los países extranjeros en el número y valor de las patentes será aún mayor.

Además, desde la perspectiva de la cadena de distribución industrial, las empresas extranjeras tienen principalmente muchos diseños de patentes en campos como chips y embalajes, y la mitad de las invenciones principales de LED han presentado solicitudes de patente a nivel nacional. Empresas como Niya Chemical, Osram, Lamid, Kerry y General Electric han dominado la gran mayoría de las principales tecnologías patentadas. Entre ellos, Nichia Chemical tiene la mayoría de las patentes principales, que cubren todas las cadenas industriales excepto el embalaje.

En comparación con las empresas extranjeras antes mencionadas, las solicitudes de patentes de LED de China están obviamente en desventaja. Según una encuesta realizada por el Instituto de Investigación de la Industria LED de alta tecnología, a finales de 2008, el número de solicitudes de patentes relacionadas con LED en China era de 260,71 millones, de las cuales casi el 50% eran patentes en los tramos medio y bajo del mundo. industria. Aunque China tiene ciertas ventajas en electrodos, microestructuras, capas reflectantes, despegado/unión de sustratos, etc., la mayoría de ellas son patentes periféricas, y las patentes de invención representan solo el 60% de las solicitudes de patentes internacionales presentadas a través del Tratado de Cooperación en materia de Patentes (PCT). Se han presentado pocas patentes extranjeras.

Se entiende que la industria LED de mi país no es muy competitiva en tecnologías centrales, y la débil integración de la industria, la academia y la investigación es también el principal factor que restringe su desarrollo. Una gran parte de las patentes de LED de mi país se concentran en institutos de investigación científica. Por ejemplo, en el campo de la epitaxia, las tres principales patentes son el Instituto de Semiconductores, la Academia China de Ciencias, el Instituto de Física, la Academia China de Ciencias y la Universidad Tecnológica de Beijing. En el campo de los chips, los tres primeros son el Instituto de Semiconductores, la Academia China de Ciencias, la Universidad Tecnológica de Beijing y la Universidad de Pekín. En comparación con las instituciones de investigación científica, las empresas nacionales solicitan más patentes de modelos de utilidad.

La falta de patentes fundamentales y la falta de cooperación entre la industria, el mundo académico y los institutos de investigación se ha convertido en una espada de Damocles que pende sobre las cabezas de las empresas chinas, y con ello viene el riesgo de infracción de patentes que enfrentan las empresas en todo momento. en cualquier momento.

"En febrero de 2008, una anciana estadounidense presentó una solicitud ante la Comisión de Comercio Internacional de Estados Unidos por infracción de patente, solicitando una investigación de la Sección 337 contra 34 empresas, incluidas Hitachi, Samsung y Toshiba, incluida Guangzhou. Li Hong Optoelectronics Co., Ltd., Shenzhen Zhoulei Electronics Co., Ltd. y otras seis empresas chinas, este caso ha hecho sonar la alarma para la industria LED china ", dijo un experto de la industria a los periodistas que con la mayor expansión del mercado de LED. , Las empresas chinas se enfrentarán a más y más problemas cuanto mayor sea el riesgo de patentes.

Contramedidas

Fortalecer la investigación y el desarrollo independientes y prestar atención al importante papel de las patentes.

La exhibición centralizada de iluminación LED en eventos importantes como los Juegos Olímpicos de Beijing y la Exposición Mundial de Shanghai ha brindado a la gente una nueva comprensión de la misma y ha promovido efectivamente el desarrollo de la industria LED de mi país. Pero para las empresas nacionales, las principales prioridades en esta etapa son fortalecer la investigación y el desarrollo independientes, ampliar la escala y mejorar la calidad del producto y el nivel técnico.

Wang Huajun, director del Departamento de Licencias y Desarrollo de Patentes del Centro de Propiedad Intelectual de TCL Group Co., Ltd., dijo a los periodistas: "Frente a los 'ojos' de las empresas extranjeras, las empresas nacionales deben practicar sus 'habilidades internas', aumentar la innovación independiente y centrarse en desarrollar nuevas tecnologías que puedan ser ampliamente aceptadas y reconocidas por el mercado y, sobre esta base, otorgar licencias y cooperar con empresas extranjeras”.

Además, “fortalecer la imitación y la innovación sobre la base de digerir y absorber tecnologías avanzadas extranjeras. Mejorar los efectos técnicos de las patentes principales de los competidores y solicitar patentes de mejora son formas efectivas de evitar el riesgo de infracción de patentes.

Señaló Mao Jinsheng, director del Centro de Investigación para el Desarrollo de la Oficina Estatal de Propiedad Intelectual.

Al respecto, Xie Xie, abogado del bufete de abogados Lifang de Beijing, también expresó la misma opinión. Él cree que las empresas deben aprender a utilizar tecnologías avanzadas legalmente, rastrear las patentes que caducan, firmar contratos de licencia de patentes, licencias antimonopolio, licencias cruzadas, producción autorizada y desarrollar mercados en países no cubiertos por patentes.

A medida que las empresas nacionales enfrentan cada vez más disputas sobre propiedad intelectual, especialmente litigios sobre patentes relacionadas con el extranjero, Wang Huajun sugirió: "Cuando las empresas reciben demandas por infracción de patentes de empresas multinacionales, la mejor política es responder activamente". "Debe aprender a utilizar hábilmente diferentes sistemas de patentes y procedimientos legales en diferentes países". Explicó además que tomando a Estados Unidos como ejemplo, las empresas nacionales pueden exigir al demandante que proporcione toda la información técnica relacionada con la patente en cuestión utilizando el procedimiento de intercambio de pruebas. en litigios civiles estadounidenses, incluidos los secretos técnicos.

Además, fortalecer la cooperación industria-universidad-investigación entre empresas e instituciones de investigación también es una forma eficaz de promover el rápido desarrollo de la industria LED de mi país. Mao Jinsheng dijo que algunas instituciones de investigación nacionales tienen ciertas capacidades de investigación y desarrollo, mientras que algunas empresas tienen fuertes capacidades de procesamiento y fabricación. Las empresas, las empresas y las instituciones de investigación científica deben fortalecer su conciencia de cooperación, promover la transferencia de resultados innovadores de las instituciones de investigación científica a las empresas y esforzarse por cultivar una serie de empresas "líderes" innovadoras con derechos de propiedad intelectual independientes.

Durante la entrevista, el periodista supo que aunque existen algunos problemas en el desarrollo de la industria LED de mi país, es innegable que la situación ha ido mejorando gradualmente. Además, no se pueden ignorar las ventajas de China en algunos campos como el sustrato, la epitaxia, el embalaje y los chips. Algunos institutos de investigación poseen tecnologías patentadas líderes en el mundo y tienen la capacidad y la fuerza para competir con empresas multinacionales.

Teng Fei, director del Centro de Investigación de Seguridad Industrial de itei, dijo a los periodistas que los conceptos de las empresas chinas de LED están cambiando gradualmente. Cada vez más pequeñas y medianas empresas están comenzando a desplegarse estratégicamente, dando gradualmente importancia a la acumulación temprana de derechos de propiedad intelectual, aprendiendo a armarse con tecnología, utilizando patentes para abrir mercados nacionales y extranjeros y convirtiendo las "trampas" en buenos perspectivas del mercado. "Con buenos campos de prueba y direcciones innovadoras, las empresas deben resumir más experiencias y lecciones para volar más alto y más lejos."

Enlace de referencia

¿Qué es LED?

LED (LightEmittingDiode), que significa diodo emisor de luz en chino, es un dispositivo semiconductor sólido que puede convertir energía eléctrica en luz visible y puede convertir directamente la electricidad en luz. Tiene las características de tamaño pequeño, bajo consumo de energía, larga vida, alto brillo, bajo calor, protección ambiental y durabilidad. Se utiliza principalmente en varias pantallas interiores y exteriores, paneles de instrumentos, luces de freno, luces traseras, relojes electrónicos, teléfonos móviles, etc.

¿Qué partes incluye la cadena de la industria LED?

La cadena de la industria LED incluye principalmente cuatro partes: obleas epitaxiales LED, fabricación de chips LED, embalaje de dispositivos LED y aplicaciones de productos, además de industrias de apoyo relacionadas.

En términos generales, la epitaxia pertenece a la fase inicial de la cadena de la industria LED, los chips pertenecen a la fase intermedia y el embalaje y la aplicación pertenecen a la fase final. El sector upstream es un campo intensivo en capital y tecnología, mientras que las barreras de entrada para los sectores midstream y downstream son relativamente bajas.

¿Qué es la oblea epitaxial LED?

El principio básico del crecimiento de obleas epitaxiales LED es: sobre un sustrato calentado a una temperatura adecuada, principalmente zafiro, sic y Si, el material gaseoso InGaAlP se transporta a la superficie del sustrato de manera controlada para crecer. películas monocristalinas. En la actualidad, la tecnología de crecimiento de obleas epitaxiales LED utiliza principalmente deposición química de vapor de metales orgánicos.

El material del sustrato de la oblea epitaxial LED es la piedra angular del desarrollo tecnológico de la industria de la iluminación de semiconductores. Los diferentes materiales de sustrato requieren diferentes tecnologías de crecimiento de obleas epitaxiales de LED, tecnologías de procesamiento de chips y tecnologías de empaquetado de dispositivos. Los materiales de sustrato determinan la ruta de desarrollo de la tecnología de iluminación de semiconductores.

Actualmente sólo existen dos sustratos que se pueden utilizar para su comercialización: el zafiro y el carburo de silicio. Otros sustratos, como GaN, Si y ZnO, aún se encuentran en fase de investigación y desarrollo y aún están muy lejos de su industrialización.

¿Qué es un chip LED?

El chip LED, también conocido como chip emisor de luz LED, es un dispositivo semiconductor de estado sólido. Su función principal es convertir la energía eléctrica en energía luminosa. El material principal del chip es silicio monocristalino.

La oblea semiconductora se compone de dos partes, una parte es un semiconductor tipo P, en el que los agujeros son dominantes, y la otra parte es un semiconductor tipo N, donde están presentes principalmente los electrones. Pero cuando estos dos semiconductores se conectan entre sí, se forma una unión pn entre ellos.

Cuando la corriente actúa sobre el chip a través del cable, los electrones serán empujados a la región P, donde se recombinarán con agujeros y luego liberarán energía en forma de fotones. Este es el principio de emisión de luz LED. La longitud de onda de la luz, es decir, el color de la luz, está determinada por el material que forma la unión pn.

¿Qué es el packaging LED?

El embalaje de LED se refiere al embalaje de chips emisores de luz, que es muy diferente al embalaje de circuitos integrados. No solo requiere proteger la mecha, sino también transmitir la luz. Por lo tanto, los envases LED tienen requisitos especiales para los materiales de embalaje.

La tecnología de embalaje LED se desarrolla principalmente sobre la base de tecnología de embalaje de dispositivos discretos, pero tiene una gran particularidad. En términos generales, la matriz de un dispositivo discreto está sellada en un paquete. La función principal del paquete es proteger la matriz y completar la interconexión eléctrica. El empaque de LED tiene la función de emitir señales eléctricas, proteger el funcionamiento normal del núcleo del tubo y emitir luz visible. Tiene requisitos técnicos y de diseño para parámetros eléctricos y ópticos, por lo que los LED no pueden empaquetarse simplemente con dispositivos discretos.

El empaque de LED incluye empaque de clavija, empaque de montaje en superficie, empaque de energía y otras formas.

¿Cuáles son los productos de aplicación LED?

Visualización de información. Visualización de información, visualización digital de instrumentos electrónicos, equipos, electrodomésticos, etc. , displays diversos y displays LED para visualización de información, publicidad, marcadores, etc.

Semáforos. Semáforos para tráfico urbano, autopistas, ferrocarriles, aeropuertos, navegación y navegación interior.

Luces del coche. Luces interiores y exteriores, intermitentes, luces de freno, faros antiniebla, faros, pantallas de instrumentos e iluminación automotriz, etc.

Retroiluminación LED. Retroiluminación pequeña: menos de 10 pulgadas, utilizada principalmente para teléfonos móviles, MP3, MP4, PDA, cámaras digitales, videocámaras y equipos de ejercicios; retroiluminación mediana: de 10 a 20 pulgadas, utilizada principalmente para computadoras portátiles, monitores de computadora y varias pantallas de gran tamaño; Retroiluminación: mayor de 20 pulgadas, utilizada principalmente para pantallas de televisión en color.