临近2017年，LED的半导体时代已经终结

最近的LED：会议论坛很多，重点很少！

最近LED论坛很多，但是对很远的未来趋势说的多，真正讨论LED行业核心内涵的越来越少，进入初冬的十一月，中村修二教授在北京论坛提及三项重点LED产业新趋势，包括Micro LED、激光照明与LiFi，可能是因为LED这个行业已经很成熟了，这些技术感觉离我们很近，但其实很远很远，或许有必要跟大家说明未来LED的技术与产业趋势，让从事LED产业的朋友参考一下。

身为一个清醒的LED老兵，有些技术趋势与产品的未来方向我还是看得比较透的，我记得2014年参加完法兰克福照明展之后，当大家都在起哄智能照明的时候，我判断这是一个LED技术题材方面的炒作，绝对不会在短期内成为LED的主流。

结果如我所料，智能照明到目前依旧是曲高和寡。“为赋新词强说愁”是目前论坛与媒体最大的特写，于是最近的论坛与媒体很精彩，有激光照明，LiFi与Micro LED给LED技术人员无限的希望，也有氮化镓高功率器件HEMT的热议给从事LED外延与芯片技术者另一个春天，有梦想是美好的，但是现实是残酷的，

LED到底未来会是什么样？这个问题确实需要我们好好思考了。
LED是照明产业还是半导体行业？

LED到底是半导体产业还是照明产业，现在大家都有很深的困惑，依照我近日的观察，今年过后，LED已经彻底进入照明产业了，它的半导体产业特征越来越薄弱，要如何说明呢？我们可以从两个产业的特性来对比，我们先分别介绍这两个产业吧！

  半导体产业的特征 

我们知道IC有摩尔定律，这个定律预测集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18个月就翻一倍，微处理器的性能每隔18个月提高一倍，或价格下降一半。如下图一图二所示：

▲ 图一：单位面积芯片的数目：微观的摩尔定律

▲ 图二：芯片效能与速度的摩尔定律

摩尔定律到现在还是精确地预测IC芯片的技术走势，而集成电路相关产业也花大笔大笔的经费投入研发，做出效能与速度最好最快的处理器或内存芯片，所以我们几乎每年都会看到最新的电子产品更新换代，刺激年轻消费者的需求，这就是半导体产业最大的特征，投资→技术超越→电子产品更新换代→产品市场饱和→投资→技术再超越→……

所以几乎每一到二年，我们的电子产品例如手机都会出新品，而新款手机的性价比都会比前一代高出30%到50%，这就是半导体产业，他是一直加速的汽车，几乎不愿意减速下来，因为减速意味着被淘汰，所以它是资金与人才缺一不可的产业，除了吸纳了大量的资金，也垄断了大量的人才。 

同样的，在化合物半导体的LED有一个我们比较不熟知的海兹定律：

▲ 图三：海兹定律

如图三所示，这个定律预测LED的价格每10年将为原来的1/10，输出流明则增加20倍，如图三所示，从第一颗可见光红光商业化的1962年到现在，这个定律看似完美无缺的精准预测LED的技术与价格发展趋势。

自从1993年中村修二博士发明第一颗商业化蓝光LED之后，LED开始进入全彩时代，但是当时的LED价格高，亮度不亮，所以应用有限，经过七年的摸索， 这个行业慢慢转移到中国人手上，台湾是推动LED第一波高潮的推手。

如图四所示，2000年到2008年，LED进入第一个黄金时期，技术进步是驱动LED成长的最大动力，第一波的激光切割技术大幅降低芯片成本，ITO透明导电层取代镍金透明电极的技术的导入，提高了一倍的亮度，LED进入背光时代。

▲ 图四：2002年到2015年LED技术与市场应用趋势图

2008年到2010年，图形衬底PSS技术的倒入，让大尺寸背光开始大量使用LED取代CCFL，LED的半导体属性达到高潮，技术人才奇货可居，中国大陆开始新一轮的疯狂投资，LED重心由中国台湾慢慢转移到中国大陆，一系列的技术都由台湾工程师带到大陆，台湾与大陆由分工关系变成竞争关系。

2014年到2016年对LED来说是由半导体高科技行业转变为照明产业的转折过渡的三年，由于欧美日韩中国台湾的企业因为中国大陆非理性的杀价竞争，结果对LED产业产生了不如归去之感，他们对LED技术的投资几乎是九牛一毛，很多企业几乎都要脱手放弃这个鸡肋，所以自从2014年科锐宣布303流明瓦的技术发布之后，欧美日韩中国台湾企业就很少有声音了，相对的，中国大陆的企业就活跃多了。

LED芯片技术的增长没有对海兹定律有多大的贡献，但是中国封装行业在成本上可以说花了很大的力气，硅胶国产化导致胶水成本的急速降低，LED器件的电流密度提高三倍的大电流over drive驱动灯珠大幅度降低成本，合金线，镀钯铜线的使用让成本又降低了一定的比例，中国LED厂家为了降低成本几乎已经用尽了洪荒之力了，海兹定律似乎已经来到了极限，几乎已经失去了半导体技术带动行业增长的属性了。它不再需要大量的投资，也几乎不需要那么多高端人才了。

  照明产业的特征 

照明产业是一个非常传统的产业，从爱迪生钨丝灯泡开始已经将近137年的历史了，这个产业有一个特色，初期技术开发是高大上的高科技产业，但是随着灯泡产品的成熟，技术与开发的比重越来越低，产业越来越成熟，需要投入的研发与工程验证经费会越来越低，技术人员的价值也开始贬值，营销与市场渠道越来越重要，这个产业在历史上经过几次产品更新换代，例如节能灯的出现与最近LED半导体照明的崛起都有这样的过程。

而最接近我们看到的时代就是LED照明快速崛起独占市场的时代，如上图四所示，2014年开始，技术突破在LED发展的比重就慢慢降低了，LED颠覆性技术大突破已经越来越少了，几乎没有什么技术可以一锤定音促发一种LED应用产品的大爆发。

就像钨丝灯与节能灯一样，初期是一个不折不扣的高大上高科技产业，但是不到几年光景，它就成为一个成熟的照明产业，技术的主导作用越来越少，最后行业的走向就是管理，规模与通路三驾马车并行的行业。

如图四所示，当2014年LED照明产值开始高于大尺寸背光产值时，大家感受还没有这么强烈，到了今年的2016，LED照明产值已经大于其他LED应用产值，LED半导体行业属性越来越淡，即将进入2017年，大家有没有感觉到LED的半导体时代已经终结，正式进入照明行业时代了呢？

  LED的无奈与尴尬：照明东方不败，显示却被逼入墙角 

由上面对半导体行业与照明产业的分析，大家应该可以意识到LED已经属于照明行业了，而且LED几乎让其他光源没有翻身的机会，未来十年甚至三十年，LED一定是家家户户使用的光源，就像七零年代前的钨丝灯泡与二十世纪后期的节能灯一样，它变成人类需要光亮的生活必需品，技术进步已经不是它前进的动力，因为它已经是价格最便宜，光效最高的无污染光源了。

现在你用的LED灯泡是100流明瓦，你会因为飞利浦最近出一款120流明瓦的新产品而去换灯吗？LED光源不会像电子消费品只要技术更新换代就会出现换机潮，而用技术降低成本的比例也越来越小，这个现状会持续很久很久。

显示市场除了最近小间距需求变大以外，背光可谓一片惨淡，大尺寸背光市场的饱和，加上OLED的步步紧逼，在液晶显示供应链的LED背光似乎处于非常尴尬的境地，最近的氛围都在提Micro LED，真的有机会让这个技术给供过于求的技术人员发挥的舞台吗？下面是我个人对这个技术的未来分析。

♦ 苍白与无力的LED技术人员大反扑！Micro LED

最近micro LED被炒得火热，这一波的热议很特别，是由海外开始的，并没有在国内产生多少涟漪，我一直认为在液晶电视出来之前，显示技术的更新换代是比较有意义的，清晰的画质，节省大量的用电与少去有害的污染物质，跟照明一样，经过钨丝灯，节能灯到LED，目标是更省电更环保，显示技术也是如此，到了液晶时代已经到了一个里程碑。

但是人类从来不是一个满足于现状的动物，现在显示技术的竞争就是如何满足人类视觉更苛刻的贪婪要求，于是群雄并起，如图五所示，主轴是LCD+LED背光与OLED的对抗，配角是量子点，激光显示与小间距LED显示屏，LED始终在这场战争里当配角或随从的角色，LCD与OLED对抗，LED是LCD的背光源，本质还是LCD与OLED的对抗，小间距LED显示屏几乎只能是这场战争里面的配角而已，它要挑战显示市场的主流几乎不可能，它只能在户外与户内远距离观看的显示市场有发挥的空间。

▲ 图五：显示产业的竞争图

最近热炒的Micro LED有机会吗？这个问题很难回答，但是现实却也很残酷，就算Micro LED可以取代显示市场又如何？对LED整个市场有影响吗？我想答案是LED技术从业者不想听的，我试着从最近谈论Micro LED优点的两方面给大家解答：

说法一：Micro LED技术可以跟OLED竞争，主导未来显示市场

回答：

依照我看到的Micro LED技术的优点，确实有跟OLED一较高下的实力，但是它只是把失去的市场拿回来，OLED取代LCD+LED背光，Micro LED再把OLED干掉，一去一回，LED还是那个LED，只是角色从背光变成主动像素发光，技术升级了，成本可能增加更多。

况且目前OLED还在与LCD竞争，他们的投资巨大，成本会越来越低，Micro LED在跟他们竞争上会落于先天的弱势，短时间很难造成对他们的威胁，而且技术成熟度非常低，目前我看到的只是处于概念阶段，想要竞争，估计没有五年很难成功。

说法二：Micro LED会解决上游过剩的问题，未来上游还有扩产的空间

回答：

OLED要取代LCD+LED背光，LED确实受到用量减少的威胁，不过因为照明市场的崛起，这个减少不会对LED市场有多大的影响，而且目前小间距显示屏市场的崛起，LED用量确实增加了不少，就算Micro LED取代了OLED，对LED市场也起不了什么波涛，就是LED用量增加了几个百分点，要用Micro LED来解决LED芯片产能过剩的问题，我觉得是一个假议题，至少内地不是，也许海外LED厂商需要，因为LED背光需求已经萎缩得很严重了，没有新技术来刺激显示市场，他们会更难过，更难存活下去。

所以Micro LED对大陆来说是不可能受到重视的，这是台湾与海外LED公司为了与大陆竞争者进行市场差异化所描绘的远景，也许成功了，这些海外LED玩家差异化策略奏效，但是对整个LED市场影响有限，最受伤的又是最近衰事不断的韩国，因为冲击最大的还是OLED，但是对最近拼命上液晶十代厂与十一代厂的大陆公司来说，冲击不是更大吗？

而Micro LED未来量产的设备投资据说也很大，性价比能不能超越上述韩国OLED与大陆LCD的玩家，我的看法是悲观的，就像《唐吉诃德》的遭遇一样，我只能用LED技术人苍白无力的反扑来形容Micro LED对这个产业的意义。

LED还有机会重回半导体产业吗？

目前LED技术已经进入瓶颈时期，被技术人期待的倒装或CSP技术在2016年似乎进入雷声大雨点小的尴尬，尤其是CSP，除了大尺寸背光，在照明领域似乎起不了任何照明厂商的兴趣，只有特殊与小众市场，半导体技术路线才有发挥的余地，倒装技术之于手机闪光灯，硅衬底垂直结构技术之于车用照明与紫外光LED，CSP技术之于市场萎缩的背光，氮化镓同质衬底技术之于激光？这些高大上的技术似乎只能聚焦在特定的市场，对通用照明几乎起不了什么作用，LED要回到半导体时代似乎机会渺茫！

除非倒装技术相对于正装可以提高LED性价比30%以上，依照目前倒装的共晶技术或回流焊技术，在器件性能与成本上似乎很难达到，还有一段很艰难的路要走，2018年或许是一个节点，不过那时候倒装技术已经不再是高大上的技术了。

♦ 论激光二极管LD与可见光通信是否可以再造一个新的半导体照明时代

激光照明是中村修二教授最近提出的新光源，我想中村当然看好激光，因为他自己目前的研究领域就是激光，尤其是蓝光与绿光激光二极管，他自己当顾问的公司也在推广激光二极管。

▲ 中村修二自己当广告明星代言蓝光激光二极管

中村教授有一个追求极限的使命，所以在完成LED任务之后，他觉得LED还不够完美，他认为激光才是最好的光源，跟很多研发科学家一样，他们只追求极致与完美，但是忽略了经济效益，科学家一般都不是好的经营者或管理者，所以一味地看好而没有量产经济效益的考虑，然后说要取代LED照明，我认为他是乐观主义者，不够务实。

但是他也看到了方向，就是如何利用中国的力量完成他的使命，这个方向是对的，如果中国可以在氮化镓衬底的价格完成革命性的突破，也许激光照明是有机会的，但是绝对不会很快，我估计在特殊照明如汽车与激光显示会有比较快突破，估计在2018年左右，将会有一定比例的汽车与激光显示器占据市场，至于激光要渗透进入通用照明，我想乐观至少要五年以上的时间，悲观估计永远不可能取代。

关键就在中国力量能不能帮中村教授一臂之力，未来所有汽车能不能都有激光大灯，微型激光投影机能不能普及，中村修二与中国制造的合作将是唯一的可能与机会！

▲ 图六：可见光通信技术目前的状态与未来的挑战

LiFi的概念最早是英国爱丁堡大学哈斯教授提出来的，LiFi又称为可见光通信（VLC），是面向LED照明产业、通信产业、物联网产业等多领域交叉融合、具有广阔市场应用空间和战略发展前景的高新技术，国际上有多个研究单位正开展高响应速率GaN基LED的研究工作，很多研究小组发现单量子阱GaN基LED结构更容易获得高的响应速率和更好的温度特性，在20mA条件下得到250Mbit/s的光纤传输速率，目前照明级LED满足可见光通信的应用要求，速度能达到150M/秒。

可见光通信虽然已经触及定位方面的初步应用，但是这个全新概念还属于实验室阶段，未来也许随着数据高效转化及多通道传输系统等配套技术的解决，可见光通信应对大数据时代，对于网速提出更高要求时，LiFi也许可以脱颖而出，

如图六所示，目前只是处于实验室成功阶段，离技术成熟和普及还需至少5年时间，也许这两年“华为”开始关注这项技术之后，我们才能看清这个技术对LED产业是否有开创性的贡献，到时候的我也许比较关注如何让我的LED在单量子井结构下能兼顾照明亮度与更快的可见光传输。

  未来五年的照明与显示格局 

照明未来是LED天下一统，这是无法逆转的，因为LED已经把技术与成本发挥到极致了，几乎没有任何光源可以跟LED竞争，其他的如激光，OLED与等离子光源估计只能在特殊照明市场发挥。

显示就不是如此了，LCD与LED合作但是各怀鬼胎，抗拒OLED、量子点与激光显示的挑战，micro LED就像LED狐狸后面的那只老虎，看似声势浩大，其实八字还没有一撇，所谓狐假虎威是也，目前来看，显示的市场已经进入混战厮杀的新时代，每个技术都是大手笔的投资，谁也输不起，以我的观察，大尺寸显示未来会是LCD与激光投影显示的竞争，中小尺寸估计会是LCD，OLED与量子点的天下，Micro LED会是最后的收割者吗？五年以后的事我可能预测不出来，所以五年内应该不可能吧！

♦ LED技术人角色的调适与转进

过去十年，LED吸纳了大量的海内外人才，这三年，由于LED产业特色由半导体行业属性向照明产业的转变，爆发了一波人才泡沫，过去LED技术人才几乎比其他行业技术人才待遇高出50%以上，经过这一波行业属性的调整，LED释放了大量的高端人力，在这个科技瞬息万变的时代，你目前所拥有的技术不一定是你的铁饭碗，也许你已经财务自由，这样你可以开始享受你的未来生活了。如果没有，我想到的出路有三个方向给大家参考：

第一，如果你还有不错的外语能力与很高的情商EQ，发展多方位才能或许可以让你继续悠游在这个产业，LED照明行业也许不需要这么多专门的技术人才，但是随着中国LED的国际企图心雄起，中国LED需要有技术与管理背景的国际化人才，你如果够厉害，以后很多中国LED老板会请你去管美国，荷兰与德国的员工，你想挑战吗？

第二，人类对感官的享受是永不停止的，或许你还是很死脑筋，认为OLED或许不是显示技术的终点，认为在显示方面Micro LED或许有一搏的机会，你可以继续留在这个行业奋斗，但是你会很孤单，你的老板为了省下预算，研发团队或许会缩编，很少的经费，很少的技术团队，也许薪水也缩水了，希望在这样的条件下你还沉得住，当然如果你运气很好，在财大气粗的土豪公司研发这些未来技术，我只能跟你说“好好珍惜吧”。

第三，转进相近材料或技术的产业，如果你不到四十岁，还有两个高大上的领域你可以去试试，不过你要调试心态，从学习者开始进入，放低身段或许还有机会成为你的事业第二春，激光与高功率器件未来十年还是新科技，尤其是深圳准备与中村合作激光技术，深圳以后会是半导体激光的制造中心也不无可能。中国现在对半导体产业是发了疯似的支持，只是因为中国进口半导体芯片的金额居然比石油还高，雨露均沾的氮化镓功率器件或许也会有大笔资金投入与扶持，身为氮化镓LED技术高手的你心动了吗？

LED技术人员在进入照明时代的失落是这个行业必然的结果，不需要矢志，不需要悲观！

你有每天学习吗？你觉得今天的自己比昨天更好吗？你如果有信心可以让自己每过一天，自己就进步一大步，那么，目前身为LED行业尖兵的你，对未来，你还有什么担忧的事呢？

以此篇文章与所有从事LED的人共勉！（本文作者：广东德力光电副总经理叶国光）

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