亮晶晶的鑽石  LED

晶電、元砷、連勇三合一在今年三月一日正式生效,身為LED上游龍頭的新晶電格外受到矚目。隨著節能概念愈來愈受到重視,LED產業也跟著發光發熱。

二十年前晶電總經理李秉傑第一次在工研院接觸LED,當時工研院主管認為LED已經快要過時,要想一些別的東西來做,於是轉進半導體雷射的領域。半導體雷射做了五年多,一九九○年我們決定重回LED領域,當時工研院並不贊同,認為LED是過時的產品,做了五年半導體雷射,好不容易前進又要退後一大步。做了很多解釋後,工研院也終於同意再試一次新的LED,所以在發展的過程中,二十年前台灣差點放掉了LED的研究。
一九九六年工研院生產出來第一批紅色和黃色LED,一九九五年跨入另一個藍色和綠色的領域,也就是今天所謂的白光LED。現在的白光LED有兩種形式,一種是用藍色LED激發黃色的螢光粉變成白光,另一種形式是把RGB三色混合起來,不同比例還可以做出各種不同的顏色。

科技發展日新月異

科技的發展日新月異,始終出乎大家意料。就像一九九三年八月,日本的寫真協會)電子看板協會(,經過一年的調查後得出一個結論:品質好的藍色LED在西元二○○○年前不容易看到,當時各界包括工研院都引用這個結論。但是一九九三年十一月,突然之間日亞化學宣佈,要生產亮度是原來一百倍的藍色LED,同時也開始可以在戶外使用,一九九三年藍色LED才真正進入生產狀態。
從一九六幾年到一九八幾年,大家認為LED已經沒有什麼好研究的,到一九九三年激發了所有人一起參與研究行列,當時全世界至少有超過兩百個單位全力投入藍色LED。藍色LED也是頭一次生產的產品比研究單位做的還好,全世界的研究單位都做不出市面上產品的水準。一般都是研究單位做出成果,但就是很難量產,藍色LED則是產品已經在市面上,全世界各個研究單位沒有一個做得出來,產品先出來,研究單位後投入,這是科技發展過程中非常少見的。
晶元光電在一九九六年九月成立,從工研院技術移轉,資本額五十一.五億元台幣,主要的營運範圍都集中在高亮度和超高亮度的可見光LED上面。在小量產品的研發交貨上,我們也有做紫外線的部分,只是目前在產業上的利用較少,佔營收比重非常小。晶元光電二○○五年底合併國聯光電,國聯光電有一條生產線是有關矽這個半導體的光感測器和光電晶體,這部分持續生產,因為這部分的客戶都是國際一級客戶,產品應用在汽車上。比較特別的是,一旦進入汽車的主要供應鏈,要確保七年之內不可以變更產品,如果是特別頂級的車子,甚至要求十四年,所以在商業倫理上也不能隨便切斷生產。
晶元光電主要技術有MOCVD機台,在這個特別的反應系統上,台灣是全世界密度最高的,總產量也是全世界最大的,從一九八五年工研院安裝第一步系統到現在,可以說是非常大的變化,台灣大概有三百至三百五十部,每部系統大概在七千萬左右。
目前晶元光電員工約三千人,與元砷光電、連勇光電正式合併後,三千人中有一千五百人來自合併公司。我把晶元光電所處的產業鏈位置說明一下,LED產業鏈是這樣,需要一個基板作為MOCVD反應器前面的材料,基板的部分全台灣目前沒有人能夠生產,但是有人能夠買原料進來研磨拋光,目前這個材料的供應大致可以達到供需平衡。只是這一、兩年,因為LED成長非常快速,供應商在擴廠上面速度並沒有非常快,今年就曾經出現基板可能面臨供需失衡的說法。不過目前因為美國、日本、韓國、俄羅斯都有供應,應不至於立即造成大的衝擊。

台灣是全世界四元材料最大供應商

晶元光電所處的位置就是基板之後長磊晶到作成晶片的部分,接著可以看到光寶、億光、東貝就會開始做一些封裝的動作,封裝完之後可能把它放到汽車的尾燈裡頭或是路燈裡頭,或作為其他應用,但是晶元沒有介入封裝的部分。封裝的部分,上市公司中最大的是光寶,營業額一百多億,億光大概第二,接下來還有佰鴻、華興、東貝、光鼎、立基等都是屬於封裝的公司;上市公司中和晶電一樣做中游磊晶片和晶粒的公司,有華上與燦圓。
若把所有LED材料分成三個部份,四元(AlGaInP)、氮化物,以及其他)稱做傳統LED(材料,之前提過我剛進工研院時,工研院把LED視為過時的產品,最主要原因就是所有人都在研發傳統LED,直到一九八九年提出要研究四元材料、一九九四年提出氮化物,這兩個材料就變成高亮度LED。一九八九年至今十八年,從工研院開始做,現在台灣已經成為全世界四元材料供應最大的地方。在四元材料上,晶元約佔全世界五十五%產能,第二名是華上,加起來台灣佔了全球七十五%以上,台灣在全世界算排名第一。
第二是氮化物的部分,晶元做到現在大概佔十一%,合併後目前產能大概佔全世界二十%,全台灣大概佔全世界四十至四十五%。以氮化物來講,台灣產能不小,只是還談不上有決定性的力量,不過也算是舉足輕重,都是十幾年來努力的成果。總而言之,四元材料部分,晶元是全世界最大供應商,氮化物的部分,晶元從產量來看大概排名全球第三。
晶元營業額從不到二十億成長到二○○六年約一百億台幣左右)合併後(。LED在全世界有幾個重要大廠,日本的日亞化學(Nichia)目前營業額大概在十八億美元,其中八十%是LED,算是全世界最大的LED公司,此外有德國的歐司朗(Osram)大概是六億多美元,美國的Lumileds(屬於飛利浦集團)。日亞化目前和GE合作,全世界從照明來看,三個最大燈具裝置公司一個是GE,一個是飛利浦,一個是松下,如果從光源來看,飛利浦是光源供應商,Osram是另一個光源供應商,可以發現世界上大的光源廠通通開始介入這個部分。
克里(Cree)算是唯一一個與晶元一樣供應CHIP的,日亞化、歐司朗、Lumileds都是作封裝的,磊晶也做,晶片也做,封裝也做。所以若換算成晶片產值,晶元大概與Cree、Lumileds、Osram差不多大。台灣廠商的型態和這些國際大廠有一些區隔,台灣廠商屬於水平型態的分工,國際大廠則是垂直分工,要比較產值稍微有些困難。還有另一家專利與研發上都很久的豐田合成(Toyoda Gosei),不過LED佔公司比重較小。整體就產值狀態而言,晶元可說在全世界排名前幾大。

百元電腦LED背光有商機

就市場狀況而言,二○○六年成長表現比較不好,二○○六年全球高亮度LED成長大概只有六%,二○○二至二○○四年每年有超過三十%的成長。二○○五至二○○六年較弱的主要原因,是消費性電子產品降價的壓力通常都很大,就手機而言,去年手機用LED產品使用量增加二十%,產值卻只成長二%,跌價慘烈由此可見。
但是我們也看到其它幾個好的現象,大尺寸LCD背光源用LED取代,這部分應會逐步實現,今年也有新的產品在筆記型電腦上出現。用LED背光有什麼好處?以筆記型電腦的例子來看,蓋板側面變薄,以往電池使用時間約三個小時,現在可以超過五小時,重量也可以下降,預計在明年會有大幅成長。只是若要以LED為背光源,雖然成本差異不大,但是售價差異確實很大,還要觀察消費者的接受程度。
第二是在汽車的使用愈來愈多,現在歐洲車款第三煞車燈或儀表板幾乎都是LED背光,接下來外部煞車燈也會開始用LED取代,會使LED在這塊的成長非常穩定。
最重要的,還是期望所有照明光源全部採用LED。至於這個願景有多遠?取決於第一個技術,第二個成本。不過一般預估到二○一○年,特殊照明會開始採用,二○一七年希望至少超過十%至二十%改用LED做光源。目前希望中國大陸支持LED產業的口號是:只要付出長江三峽十分之一的經費,可以省下三座長江三峽大壩的電力。這個可不可行?從效率與計算來看,這個數字是可行的。就台灣來講,也可以省下一、兩座核能電廠的電力。當中最大的變數倒不是技術,而是能不能做到跟燈泡一樣便宜,成本還是最重要的關鍵。
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