高亮度节能发光二级管led照明灯生产项目可行性研究报告.doc

目 录第一章总论1一、项目名称1二、建设性质1三、项目法人1四、项目概况1第二章项目背景和必要性4一、国内外现状和技术发展趋势4二、对产业发展的作用和影响5三、产品市场分析5第三章项目承担单位的基本情况11一、基本情况11二、资本实力11三、科技实力11第四章项目工艺流程及产品技术特点14一、项目产品概况14二、项目产品技术特点及采用关键技术16三、项目招标方案19第五章各项建设条件落实情况22一、环境保护22二、资源综合利用25三、节能措施25四、原材料供应25五、外部配套条件261、给水、排水262、供电工程273、弱电设计284、供热与空调设备285、信息管理系统29第六章投资估算与资金筹措30一、投资估算301、估算依据302、投资估算说明303、项目总投资估算31二、资金筹措31第七章效益分析32一、经济效益分析321、财务评价说明322、经营收入估算323、成本费用估算324、利润、税金335、盈利能力与不确定性分析33（1）盈利能力分析33（2）不确定性分析34二、社会效益分析35第八章第八章 附表37一、经济指标汇总表37二、总投资估算表38三、投资计划及资金筹措表39四、原辅材料、燃料、动力费用估算表40五、固定资产折旧、无形资产摊销41六、销售收入、销售税金及附加估算表42七、总成本费用估算表43八、损益表44-42-第一章 总 论1.1项目名称及承办单位1.1.1项目名称项目名称：高亮度节能发光二级管LED照明灯生产项目1.1.2项目承办单位项目承办单位：项目法人代表人： 1.1.3拟建地点：XX县XX工业集中区1.2XX县XX工业集中区简介XX县XX工业集中区位于XX县最西部，西靠XX县，北依濮台高等级公路，规划面积1200亩。正在建设的德商高速公路、濮XX高速公路的交汇点距园区仅有5公里，濮XX高速在园区北约1公里处设有出入口一处，该出入口与园区迎宾大道相接。濮台铁路（即长泰铁路）紧临园区南部从XX境内通过，该铁路已被纳入国家铁路“十一五”规划，即将扩建为国家二级铁路，并在XX镇设有客货两个车站，随着项目的开工建设，可将铁路专用线建设至厂区。项目区交通便利，地势力平坦、开阔，地貌简单，工程地质条件好，地上、地下无文物，地基承载力均在每平方米12吨左右。1.3项目建设的总体目标及必要性1.3.1 项目建设的总体目标项目产品按国家标准和行业标准组织生产，质量水平达到国内同类产品先进水平，项目整体水平处于国际先进水平。项目总投资5300万元，可年产高亮度节能发光二级管LED灯系列300万个。项目达产后可实现年销售收入15000万元，税后利润2700万元。1.3.2项目建设的产业政策扶持半导体照明 ( 发光二极管，英文简称 LED) 是一种新型的固态光源，已经在特殊照明领域显现出节能效果，例如景观照明（替代霓虹灯）节能 70% 、交通信号灯（替代白炽灯）节能 80% 。 目前 LED 发光效率已高于白炽灯，预计 2010 年将超过荧光灯，有望进入占全球电力消耗 15-20 的普通照明领域，节能的效果将更加显著 。综合其低功耗、长寿命等特点，在全球能源危机，环保压力又极大的情况下，半导体照明已被世界公认为一种节能环保的重要途径，正以更快的速度拓展其多种应用XX围。 随着技术的不断提升，大尺寸液晶电视背光源、汽车、商业和工业用照明已逐步成为 LED 主要应用领域。 2006 年全球 LED 的市场超过 70 亿美元，年均增长率超过 20 ，未来 5-10 年将形成 500-1000 亿美元以上的潜在市场。鉴于半导体照明产业令人鼓舞的发展前景， 近年日本“ 21 世纪光计划”、美国“下一代照明计划”、欧盟“彩虹计划”、 韩国“ GaN 半导体发光计划”等政府计划 纷纷启动。 面对半导体照明市场的巨大诱惑，世界三大传统照明工业巨头飞利浦、通用电气、欧司朗也与半导体公司合作，成立半导体照明企业。 一场抢占 半导体照明新兴产业制高点的争夺战，已经在全球打响。我国政府对节能产业也给予了充分的扶持。2006年1月，中华人民共和国可再生能源法正式实施，此法在资源调查与发展规划、产业指导与技术支持、推广与应用、价格管理与费用分摊、经济激励与监督措施、法律责任等方面做出了规定。随后，国家又陆续出台了可再生能源发展专项资金管理暂行办法、可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法等支持可再生能源发展的实施细则，使国家在可再生能源领域方面的扶持政策日趋明朗化。2007年6月26日下午，十届全国人大常委会第二十八次会议分组审议了中华人民共和国节约能源法（修订草案）。这一系列法律、政策无疑有力的支持了我国开发节能产业的发展。1.3.3项目建设的必要性目前家用照明灯主要是白炽灯、荧光灯（日光灯）及节能荧光灯。白光LED灯泡与荧光灯、节能荧光灯、白炽灯泡在发光效率及平均寿命上的比较见(家用照明灯发光效率和平均寿命的比较表)所示。从表中可知，白光LED灯泡的发光效率高于白炽灯泡，但低于荧光灯及节能荧光灯。白光LED的平均寿命最长的，比节能荧光灯高8倍，比白炽灯高33倍多。家用照明灯发光效率和平均寿命的比较表参数白炽灯灯泡36W荧光灯511W节能荧光灯白光LED灯泡发光效率（Lm/W）716506050703045平均寿命（H）10002000*900012000*600080005000080000三种灯泡在节电和经济上的比较表参数25W白炽灯5W节能荧光灯3W白光LED灯泡灯泡单价（元）2.61289平均寿命1500600050000用50000H所需灯泡数（个）349150000H灯泡的总价（元）88.41088950000H的耗电量（KWh）125035025050000H的电费（按0.48元/度）（元）60016812050000H的总花费（元）688.4276209算一笔节电帐及经济帐：白光LED做成的高亮度照明灯节能、长寿命。将发光亮度相差不多的三种灯在使用中作了节电上及经济上的比较。这三种灯分别是3W的白光LED灯泡、5W的节能荧光灯和25W的白炽灯泡。这三种灯都采用220V市电供电。在计算中，3W的白光LED灯泡按5W计算（其中有2W是AD/DC及驱动电路的损耗），5W的节能荧光灯按7W计算（2W是自镇流及电路的损耗）。计算的结果见（三种电在节电和经济上的比较表）所示。从（三种电在节电和经济上的比较表）可知，从节电的方面来比较，同样使用了50 000h，白炽灯要用1250度电，而3W的白光LED灯只要250度电，相差1000度电。如果全国有1亿只3W白光LED灯替代了25W白炽灯泡，则在50 000h的使用时间中可节省1000亿度电。节约能源已成为国家的三大基本国策之一，新“节能法”把建设节约型社会，积极实施节能优先战略，提高能源利用效率和经济效率，合理利用能源，促进全社会的能源节约，作为其立法的原则；节能工作已提升到关系到国家能否可持续发展的历史高度。随着我国工业的快速发展，中国缺电现象日益严重及企业生产成本日趋高涨，特别是广东、浙江、江苏等工业发达地区。如何节能省电降低生产成本已成为各企事业单位必须面对的一项重要课题。本项目所生产的高亮度节能发光二级管LED照明灯，可以节能最高达到85。该项目能对中国的照明工业结构进行一次改革。中国拥有巨大的照明市场和照明工业，但是不强，连普通的节能灯都无法做好。面对世界照明工业转型的重大商机以及半导体照明新兴处于的迅速崛起，中国应紧紧抓住这一历史机遇。我国在建立这一新兴产业具备了许多有利条件，其中最重要的包括：1.中国在LED领域已具备了一定技术和产业基础。2.半导体照明产业既是一个技术性密集型产业，又是一个劳动密集产。发展该产业，能充分发挥中国的人力资源优势，带动相关产业，并增加出口，吸纳就业。1.4生产规模、投资估算及资金措施1.4.1生产规模项目达产后，可年产高亮度节能发光二级管LED照明灯300万个。1.4.2投资估算本项目总投资5300万元，其中固定资产投资3700万元，铺底流动资金500万元。流动资金1100万元。1.4.3资金筹措本项目总投资5300万元，主要由承办单位自筹。1.5项目实施进度本项目严格按照国家有关项目建设程序进行，项目实施进度包括准备工作，土建工程勘察设计、施工、竣工验收，生产及检测设备的选购、安装、调试及验收等阶段。该项目建设自资金到位起建设期为一年，生产期第一年达到设计能力的90，第二年达到设计能力。1.6主要技术经济指标主要技术经济指标表序号指标单位数量备注1设计规模万个4000LED灯系列2劳动定员人2402.1生产工人人2102.2技术人员人202.3管理人员人103动力3.1水t/a30003.2电万度/年604项目总资金万元53004.1设备投资万元30004.2建设投资(征地、土建)万元7004.3铺底流动资金万元5004.4流动资金万元11005财务评价5.1年销售收入万元150005.2正常年生产成本万元105005.3正常年利润总额万元35005.4正常年税后利润万元27005.5全部投资回收期年3.2含建设期5.6盈亏平衡点(BET)%26.43第二章 项目背景2.1项目提出的背景中国照明行业方兴未艾，据不完全统计，中国照明电器行业平均年增长率在10左右，在全球照明电器产品大约150亿美元的贸易额中，中国已占有相当份额，且具有一定竞争力，在国际市场上，部分产品的市场占有率正逐步扩大，近年全行业出口额约占销售额的40，进口额约2亿美元，电光源产品进口税率为12，灯具进口税率在20左右，国内越来越多的城市也意识到城市照明在城市建设中的重要作用，争相启动“亮化工程”，加之中国加入“WTO”，政府为保证8的经济增长率，不断扩大基础建设，启动房地产市场，推进住房改革，重视城市环境建设，曾预计三年内投资7500亿美元用于基础设施，这对照明行业无疑是一个有利契机。潜力巨大的中国照明市场，不仅被国内商家看好，也为国外商家的竞争提供了阵地，随着发达国家产业结构的调整，一些劳动密集型产业大量转移到发展中国家，PHILIPS、GE、OSRAM等国际著名照明公司均在国内建厂，其他国外知名厂商也蓄意待进，这对推动行业进步起到了一定作用，同时也使国内企业增加了压力，但是专家分析，由于产品结构的不同，即使“WTO”以后未来的5-10年，中国照明行业仍将保持平稳增长。照明是现代社会不可缺少的工作和生活条件。随着全球经济的不断发展，对电能的需求也在急剧增加，而照明用电也占到全部用电量的四分之一强。节能高效仍然是照明产品发展的方向。无论从国际照明业界的发展趋势，还是应对国内能源电力紧缺，都需要我们提供节能高效的照明产品，绿色照明活动开展多年，在鼓励发展节能高效照明产品方面起到了积极的推动作用。新的建筑照明标准中也包括了建筑照明节能的内容，其中一个指标是在满足照度要求的前提下，减少单位建筑面积的照明用电量。因此，发展现有高效照明产品，积极开发新型高效照明产品将是行业的发展趋势之一。在此大背景下，XX工业集中区提出了高亮度节能发光二级管LED灯生产项目。2.2项目建设的意义我国现阶段能源管理浪费较为严重，为响应我国政府提出的“走可持续发展的道路”的号召，在目前能源并不充足的国情下，迅速推广该产品，具有很大的意义。在西方发达国家，节电行业是一个每年以千亿美元计算的庞大市场，节电不但成为政府制定能源政策的重要内容，更被提高到国家经济稳定与政治安全的高度！在国内，数以百万计的企业正等待进行节电改造，因为这是企业降低成本，提高企业综合竞争能力，获得更多利润的关键所在。权威部门指出：节电投资是回报最快、最稳妥的全新投资模式之一。节电控制是一项长期性的高回报投资，并且节电投资相对于其他投资方式更为稳妥、风险更低。美国著名的财经刊物FORTUNE（财富）杂志最近发表对全球2000名企业高级管理人员所做的一项名为未来五十年全球增长最快的十大行业的抽样调查显示：节电行业名列十大热门行业第四位。该次调查的组织者分析原因后认为：电费尚未得到有效控制。五年内将有可能通过一系列新技术的推广和营销措施的改进，使企业至少可以节省20%以上的电费开支。全球节电市场也将形成一个3000亿美元以上的市场规模。因此，使用该产品在获得丰厚的经济效益的同时，必将获得巨大的社会效益。节电产品可称为绿色产品，中国绿色照明计划以节约能源、减少照明费用，减少污染光源、保护环境，提高照明质量为宗旨。近年来，城市照明、工厂企业照明建设发展迅猛，人们对光源的要求不仅仅停留在以“亮”为标准。正确地运用光源、改善居住、办公、公共场所的灯光环境，实现绿色照明，成为城市现代化的重要标志之一。可以说“照明节电”，它不仅仅是一件高科技产品，更是一项值得您全身投入的事业，一种令用户受益、分销商受惠，政府提倡的最有效、最直接获取效益的最佳途径，是一项利国利民，造福千秋的光彩事业。该项目的建成也将在XX县打开最大节电85的先河。并且该产品造型美观，精致典雅，极富时代特色，安装使用方便。最主要的是节能量大，为缓解国家能源危机作出很大的贡献。第三章 市场状况及需求分析3.1照明市场分析回顾2004年中国照明市场，我们可以用“大户节节攀升，小户遭遇寒流”来概括。根据市场调查显示，雷士、欧普、TCL、三雄极光等知名品牌去年的销量一路飙升。雷士2004年初称要在前年3.2亿元的基础上突破6亿元，TCL照明称要在3.6亿元上增加1.6亿，三雄极光称要从2.5亿增加到3.5亿。增幅都在40%以上。从目前来看，这些企业都已完成甚至远远超过目标。而经营不善的一些中小企业却停产骤多，并呈现萎缩的现象。 2005年这一趋势将更加明显。 2005年将是照明行业驶入快车道的一年。一、照明业的发展方向大致为： 1、产品多元化、个性化趋势明显； 2、市场更加细分化；一、二、三级市场将是重点争夺市场，知名品牌瞄准农村市场； 3、工程渠道争夺日渐激烈； 4、外来资本纷纷注入照明业。欧普进军商业照明、推进专卖店建设、雷士照明铺开家居照明专卖网络、TCL实行资本运作、松下研制适合中国特色的光源新产品等等都是明显的信号。 二、2005年照明行业在国内市场和出口方面也有一些显著特点:1、国内市场在国家的宏观政策方面，2005年是进一步巩固和发展宏观调控成果、保持经济社会发展良好势头的关键一年。2005提国家继续实行稳健的财政政策和货币政策，加强各项宏观调控政策措施的协调配合，合理调控总量，着力调整结构，继续控制固定资产投资规模，促进经济平稳较快增长。 展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋势，以下强力因素都预示着我国照明市场仍有很大的潜力可挖。 基础设施建设方面：机场、铁路、港口、城市轨道交通等讯速发展，每一项工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市广场、绿地、道路、建筑物泛光照明，已从大城市发展到中小城市，随着我国城镇化的不断发展，城市亮化工程方面的需求潜力巨大。工业、商业照明方面：工厂越来越重视照明对企业生产效率提高的作用，商业企业为吸引顾客，不惜花费更多的财力用于商场照明，写字楼、学校、医院的照明也有明显的改善。 北京2008年奥运工程：北京市申办奥运会成功，正在全面规划奥运场馆建设及相应的城市配套工程，因此在未来的3-4年中，北京市与奥运相关的工程将陆续启动，这对于照明行业来说是一个巨大的商机。目前已有企业意识到这一巨大市场，并纷纷开始投入各项准备工作。 上海2010年世博会的申办成功，也必将推动上海市城市建设新一轮大发展，其中蕴藏的照明工程商机不言而喻。 在西部大开发的形势下，中西部地区的发展同样不可忽视。从东到西形成一个梯度，形成对产品档次的不同需求，市场潜力是相当可观的。 2、出口方面 我国灯具产品的出口已从改革开放初期几乎为零的基础上提高到2003年的50多亿美元，生产企业也从几十家发展到数千家。随着全球经济一体化，发达国家产业调整的步伐进一步加快，一般照明电器产品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家，一是中国具备生产这些产品的条件，二是劳动力成本比较低，从而使中国逐步成为照明电器产品出口大国。 北美和欧洲是我国照明产品的主要市场。北美和欧盟产品对产品质量要求也比较高，分别要求UL和CE认证。北美和欧盟约占到我国照明产品出口额60%，同时由于对产质量要求较高，而有利于企业提高产品质量。三、 照明行业需要注意的问题：1、进一步提高照明产品的质量和档次。进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题，同时也是全行业共同努力的长期目标。就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对生存环境质量的要求也越来越高，对照明电器产品提出更高的要求。新的建筑照明标准已完成制订工作，即将批准执行，新标准基本与国际接轨，对不同场合的照明提高了要求，也需要我们生产企业适应新标准的要求，为各类照明场所提供相应的产品。从国际市场分析，虽然我们的出口逐年大幅度增长，但我国大部分产品在国际市场仍属中低档水平，去过法兰克福的人都有体会，我们的产品与国际先进水平相比还存在较大差距。另外，如果大量劣质低价产品出口，还会遭遇反倾销诉讼，从而影响全行业出 口，因此我们仍要大声疾呼，质量是企业的生命。 2、节能高效仍然是产品发展的方向。无论从国际照明业界的发展趋势，还是应对国内能源电力紧缺，都需要我们提供节能高效的照明产品，绿色照明活动开展多年，在鼓励发展节能高效照明产品方面起到了积极的推动作用。新的建筑照明标准中也包括了建筑照明节能的内容，其中一个指标是在满足照度要求的前提下，减少单位建筑面积的照明用电量。 因此，发展现有高效照明产品，积极开发新型高效照明产品将是行业的发展趋势之一。 3、关注与照明产品有关的环境保护问题。国际上对环境问题的关注是众所周知的，国内对环境问题的认识也日益加深。目前与我们关系较近的如气体放电灯汞污染问题、玻璃和焊锡中含铅的问题，都需要我们认真对待。国家环保局已将制订行业清洁生产环境标准列入日程，并将作为技术法规强制执行，目前列入工作计划涉及照明行业的有两项：气体放电灯加工工业污染物排放标准及测量方法和废旧气体放电灯回收利用控制标准。希望照明企业认识到这一趋势，及早做好准备，并积极关注国内外相关的环保法规信息和国家产业政策，使企业在新形势下能够健康地发展。3.2照明行业的政策支持据2005年5月13日市场信息报载文，国家将重点扶持高效节电照明产品，照明产品不节能将禁止生产销售。当前，我国经济快速增长，能源紧张的矛盾日益显现。国家将贯彻节能优先政策，并将“照明”器具列入节能重点领域，在“十一五”期间，大力推进绿色照明工程。 “十一五”期间国家发展和改革委员会将重点在公用设施，宾馆、商厦、写字楼、体育场所、居民住宅中推广高效节电照明系统，稀土三基色LED灯，对高效照明电器产品生产线进行自动化改造，国家将建立激励机制，加快高效照明产品推广应用；将贯彻落实节能产品政府采购实施意见，推动政府机构优先采购高效照明节电产品；将高效照明产品纳入节能产品目录，研究提出鼓励高效照明产品生产，使用和财政税收政策。由于国家大力倡导生产、使用高效节能照明产品，为国家节约能源，促进经济发展，人们使用节能产品省钱，利国、利民、利已。由此而来，节电照明用品将在不久进入千家万户。3.3我国照明灯产业链及投资态势分析照明灯行业具有比较长的产业链（包括上游、中游、下游及应用产品），每一领域的技术特征和资本特征差异很大，从上游到中游再到下游，行业进入门槛逐步降低。上游外延片具有典型的“双高”（高技术、高资本）特点，中游芯片技术含量高、资本相对密集，下游封装在技术含量和资本投入上要低一些，而应用产品的技术含量和资本投入最低。照明灯产业链的不同特点吸引了不同的投资对象。从我国国内来看,上游和中游的外延/芯片领域受到资本实力强大的企业的关注，这些企业有上市公司（如江西联创、长电科技等），也有资本雄厚的民营企业（如深圳世纪晶源、厦门三安、大连路美等），目的是通过上游和中游高端切入，力争在照明灯领域占据主导地位；但该领域投资额度大，专业技术人才比较匮乏，投资风险比较大，已投资企业的回报率还不高。下游封装领域近期也受到投资者的高度关注，相对于外延芯片“双高”的特点，投资封装领域不但可以降低技术风险，且投资规模适中，更加接近于应用市场而降低市场风险，故受到投资者的青睐，尤其是对功率型封装更加充满期望；但该领域用高品质芯片还未完全国产化，基本以进口为主，受制于人，很难购买到高品质产品，使功率型封装行业受到很大的发展阻力。应用产品的市场准入门槛最低，是直接面对终端市场的领域，技术风险小、投资额低而且回收快，是小额资本进入照明灯行业的首选，如圣诞灯、草坪灯、手电筒、指示灯、信号灯等产品，这类企业在深圳、广州、厦门、宁波等地已经形成了产业集聚；但因该领域进入门槛低，市场竞争日益激烈，定单对企业的生存与发展致关重要，多数厂商采取低价竞争策略，产品品质缺乏基本保证。 MOCVD系统和封装设备是我国发展半导体照明产业的重要瓶颈之一，设备国产化不但是当务之急更是大势所趋。目前， 中科院半导体所 、 中国电子科技集团第 48研究所和南昌大学等单位已经在政府有关计划的支持下开始MOCVD系统的开发，并取得了阶段性成果；中国电子科技集团第45研究所等单位也在投资着手后封装设备（如粘片机等）的开发及产业化。 我国台湾地区发展照明灯产业是典型的下游切入模式，即通过二十多年下游封装领域的经验积累，逐步延伸拓展到上游/中游的外延片/芯片领域。 目前 ，台湾约有 10余家下游封装厂商和14家上游外延片厂商。在整个产业链上的投资，从2000年开始急剧增加，尤其 是2003年产能扩充达到了新的高度，且诸多上游厂商相继将业务延伸到中游，同时，上游、中游和下游厂商相互持股现象日趋明显，这本身也是一种投资策略联盟。 在照明灯下游封装领域，1975年 以 照明灯封装业务为主的光宝科技公司成立，标志着台湾正式开启照明灯领域大门。虽然台湾进入照明灯封装领域的历史较早，但早期投资主要以中低端普通亮度照明灯为主，由于产品单价较低，因此占全球产值比例并不高。事实上，台湾地区对封装高端领域的投资热潮主要源于2000年开始的手机需求大增，导致SMD型照明灯需求激增，台湾厂商纷纷投资进入SMD型照明灯领域，使得台湾占全球产值比例逐渐上升。但因过度看好手机市场，各厂商全力扩充SMD生产线（ 厂商产能扩充幅度最大的时点为 2003年 ），由于台湾封装厂仍以大陆与韩国为主要销售市场，受到大陆手机库存偏高的影响，包括亿光电子、佰鸿光电与宏齐光电等一线大厂均未达到预期目标。另一方面，在汽车市场领域，由于认证时间长，且增长趋势较为平缓，市场现实需求尚小。可见，目前因手机背光源应用趋于饱和，新应用（大尺寸 LCD背光源、汽车应用）仍无法快速衔接上，台湾封装 厂商产能扩充已经告一段落 ，经营策略相继转向多元化和差异化，如亿光科技着力培育O照明灯成为第二利润增长点，璨圆和晶电实现了ITO蓝光照明灯量产 。 在照明灯上游/中游的外延片/芯片领域，虽然台湾起步较晚，但是近年来投资力度非常之大，到2003年底，台湾用于生产外延片设备的MOCVD已达250台，2004年保守估计新购买的MOCVD系统也将超过30台，堪称全球设备密度最高的地区，台湾在中上游的实力和地位越来越不容忽视。与此同时，由于近年来新设立的小厂纷纷涌现，且均以蓝光为主，因大小厂商产品质量良莠不齐，从而造成了低端产品供过于求而高端产品供不应求的竞争状况。 面对市场竞争的加剧，2005年一场新的产业整合和投资并购风起云涌。继联电以 1849万余股参股元砷光电后，8月，台湾第一和第二大照明灯企业，晶元与国联宣布合并，合并后的晶元电，除跃升为全球最大四元照明灯供应商外，在蓝光照明灯产量方面，晶元电也将仅次于日亚化、美国 Cree 、日本 Toyota Gosei 、元砷等企业，成为全球前 5 大蓝光照明灯供应商。我国照明灯产业开始步入投资并购时代。3.4 LED的发展历史、特点及应用一、LED的种类及其发展历史。最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初。当时所用的材料是GaAsP，发红光（p=650nm），在驱动电流为20毫安时，光通量只有千分之几个流明，相应的发光效率约0.1流明/瓦。70年代中期，引入元素In和N，使LED产生绿光（p=555nm），黄光（p=590nm）和橙光（p=610nm），光效也提高到1流明/瓦。到了80年代初，出现了GaAlAs的LED光源，使得红色LED的光效达到10流明/瓦。90年代初，发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功，使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年，前者做成的LED在红、橙区（p=615nm）的光效达到100流明/瓦，而后者制成的LED在绿色区域（p=530nm）的光效可以达到50流明/瓦。二、LED灯的性能特点：1. 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。3. 适用性：很大，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境4. 稳定性：10万小时，光衰为初始的50%。 5. 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级。6. 对环境污染：无有害金属汞。7. 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色。三、LED灯的应用（1）交通信号灯在我国的大中城市，已经普遍采用交通信号灯取代白炽灯交通信号灯，取得很好的效果。交通信号灯节能省电、亮度高、色彩纯正，接近平行光束，不易造成假显示，使用寿命长，灯具造型美观，是交通信号照明的发展和推广方向。（2）标志广告照明广告和标志使用作为光源，醒目节电，利用做成的图形和文字，可以产生色彩渐变、追逐等变化，成为城市夜晚灯光环境中的新亮点。（3）景观照明在建筑物立面照明中，可以用进行轮廓照明。在商业建筑门面、旅游景点、名胜古迹、休闲娱乐等场所的装饰照明中，以色彩艳丽、变化奇妙而受到欢迎和重视。（4）市政公用设施装饰照明作为各种市政公用设施装饰照明灯的光源，得到了广泛应用：栏杆灯、埋地灯、草坪灯、庭院灯、水下灯、椰树灯、礼花灯、发光柱等在许多城市都随处可见。尤其是装饰性栏杆灯和水下灯等，可以变幻色彩，给市政公用设施装饰照明增添了很多观赏情趣。（5）大屏幕显示高亮度产生的红、绿、蓝三原色光，可以组成彩色大屏幕显示屏。在一些大型公共场所，如广场、车站、金融证券厅室、体育场馆等，LED显示屏成为极好的信息显示载体。（6）汽车照明如今汽车逐渐进入百姓家庭，LED作为汽车的尾灯、转向灯、侧灯及车内仪表盘的照明光源，的作用更加广泛。（7）背光源现代众多的仪表、仪器、手机、电脑等产品，都使用作为背光源，大大地开拓了的使用领域。（8）特殊照明和军事照明在许多条件恶劣的工矿领域，如矿山、野外作业等，以其密封性、抗震性、防爆性、耐侯性、低压无辐射、便于携带等优势，得到了广泛应用。（9）其他照明安全低电压、抗震、亮丽的性能优势使LED在玩具、礼品、工艺品等制品中得到广泛应用。第四章 场址与建设条件4.1建设场址XX县地处河南省XX市的东北，是黄河中下游冲积平原的组成部分。南临黄河，与山东省鄄城县相望；北依金堤，和山东省莘县接壤；东毗台前县，西接XX县。全县总人口49万，总面积560平方公里。境内公路总里程189公里；有省道3条，全长50公里；地方铁路汤台线经境内36公里；交通较为方便。太阳能路、院照明灯及太阳能灭虫器项目规划占地面积60亩，位于XX县XX工业集中区。项目建设场地地势平坦，无地面附属物，环境舒适，有利于建筑施工。4.2建设场址自然条件4.2.1气象项目地处黄河中下游冲积平原，属暖温带大陆季风性半干旱气候区，四季分明，冷暖适中，无霜期长，常年无极端恶劣天气，适合项目建设的需要。风向：常年主导风向南北风夏季主导风向南风冬季主导风向北风风速：年平均风速2.36m/S(10m高处)瞬时最大风速24m/S(10m高处)气温：历年平均气温 13.5 绝对最高气温42.3 绝对最低气温-20.7最热月平均气温27 低于零度寒冷期限100天左右湿度：历年平均相对湿度69.8%最大月平均相对湿度89%最小月平均相对湿度41%降水量：年平均降水量600mm年最大降水量1007.6mm年最小降水量 264.5mm蒸发量：年平均蒸发量1663.3mm年最大蒸发量1924mm日照：年平均日照2427.2h其它：最大积雪厚度20cm最大冻土厚度 41cm4.2.2地质条件该区域地形平坦，地貌为第四纪黄河冲堆积平原；地层结构简单，第1层为粹质粘土，压缩性高，强度稍低；第2层为分砂，强度较高，工程性能较好，地基属稳定地基，适合工程建设。4.2.3地震根据国家标准建筑抗震设计规XX（GB1189）的规定，从场地土的性质和测试数据判定，属于中软场地土，场地类别为2类，地震烈度为VIII度，建筑物按VIII度设防。4.3外部能源保障（1） 电力供应由XX县XX人民政府与XX县XX供电所协商架设专用输电线，满足生产所需。（2） 供水由XX县XX自来水公司和厂内打一深水井共同提供水源，可解决生产生活用水所需。（3）供气由XX县XX天然气管理公司提供气源，可解决生产生活用气所需。第五章 产品技术方案5.1 LED灯的组成及其发光原理 主要由结芯片、电极、光学系统及附件等组成。的发光体叫晶片，其面积为（）。在洁净的环氧树脂中，封装半导体晶片。在半导体的结的型端加正电压，空穴就会流向型端，电子则由型端流向型端。当电子通过晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域，空穴和电子可以直接结合，在结合的过程中，能量以光的形式释放出光子，这就是的发光原理。另外，有些中的电子加速后在撞击、游离化过程中也可释放出能量而发光。电子和空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子能量就越高。传统的发光二极管大多是利用砷化镓（）、磷化镓（）或它们的组合晶体（）等族的半导体构成。的颜色和发光效率等光学性能与半导体材料及其加工工艺有关。在型材料和型材料中掺入不同的杂质，就可以得到不同的单一波长的发光二极管，同时电气性能也会有所不同。根据光学原理，白光由连续光谱组成，因此，不可能制出直接发出连续光谱的单只白光。在照明领域，应用最为广泛的是白光，因此，白光的研制和技术进步，关系到在照明领域的应用和推广。单个发光二极管的光学系统包括平行发射器、偏振片、透光罩等。光学系统可以使的光束以平行光或一定的光束角发射出去。因此，改变封壳圆顶的几何形状，就可以改变的光束角。5.2白光LED的开发。对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（p=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。白光可以由一只产生的2种或3种单色光合成，也可以由几只单色光混装在一起，按三基色合成原理得到白光。目前，商品化白光主要有三种发光方式： （1）在波长的蓝光晶粒上涂一层荧光物质，利用蓝光照射此荧光物质，可以产生波长的黄光，再利用透镜原理把可以互补的蓝光、黄光混合，就可以发射出白光。但光谱中蓝色光谱较强，缺少红色光谱，显色指数才达到。这是目前应用最为广泛的白光制作原理。 （2）经紫外芯片激发三基色荧光粉，其发光机理与三基色荧光灯相似。改变荧光粉的成分比例，就可以得到各种色温的白光，显色性较好。 （3）把三基色芯片封装在一起，改变三者的发光强度比例，就可以得到任意色温的白光，但产品质量不易控制。产品性能一致性较差，易受环境影响。白光发出的光与自然光相比，仍有一定的差距。白光发出的光含有蓝色光的成分，给人的视觉产生不自然的感觉。白炽灯光中，含有较强的黄色光成分，给人以温暖的感觉。因此，进一步提高白光的显色指数，减少白光中的蓝色成分，适当增加黄色成分，是今后提高白光发光质量的重要课题之一。5.3产品技术方案5.3.1生产工艺 a) 清洗：采用超声波清洗PCB或LED支架，并烘干。 b) 装架：在LED管芯（大圆片）底部电极备上银胶后进行扩张，将扩张后的管芯（大圆片）安置在刺晶台上，在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或LED支架相应的焊盘上，随后进行烧结使银胶固化。 c)压焊：用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上，以作电流注入的引线。LED直接安装在PCB上的，一般采用铝丝焊机。（制作白光TOP-LED需要金线焊机） d)封装：通过点胶，用环氧将LED管芯和焊线保护起来。在PCB板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求，这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉（白光LED）的任务。 e)焊接：如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED，则在装配工艺之前，需要将L