车用led灯具光源系统组件生产项目建设建设可行性研究报告.doc

车用灯具光源系统组件生产项目建议书第一章前言随着全球汽车工业的不断壮大，汽车的安全系统也得到了长足发展，而汽车灯具是汽车安全系统的重要组成部分，关系到车辆的行驶安全、人员安全。目前汽车灯具已经由传统的钨丝灯、卤素灯逐步向LED车灯过渡。LED车灯相比于传统车用灯具有光效率高、无延迟、节能、长寿、低热、抗震、色纯度高等诸多优点，因此它势必会成为新能源汽车乃至传统汽车市场的主流灯具。目前，LED汽车灯具应用市场的销售额，每年约保持超过10%的增长速度，前景十分广阔。除了目前应用较普遍的尾灯、高位刹车灯等，将来转向灯、倒车灯也会大规模应用LED灯具。2010年国内LED汽车灯具的市场规模已经超过10亿元，5年内可能会形成每年30亿元的产值。欧司朗光电半导体亚洲有限公司亚太区市场总监钟介聪则表示，根据iSuppli在2009年发布的“2010。LED专题报告”,预计到2013年全球约95%的新车将会在一个或以上的尾灯照明中采用LED。虽然LED车灯的市场前景十分广阔，但从销售状况来看国产LED汽车灯具所占比例却并不高，而且LED车灯在国内汽车上的使用率不足1%。LED灯具在中国市场发展的主要阻力是成本问题。LED芯片生产技术难度大，门槛高，养晶过程的温度、湿度、供电、除尘要求都十分严格，初期需要投入巨资建工厂。目前LED芯片的主要产地为我国台湾地区，占有LED市场的47%,而在中国大陆的LED厂多为树脂封装加工，芯片需要大量进口，是成本高的一个主要原因；其二是国内汽车行业的制造商及消费者对LED车灯的认识不够，习惯于用LED车灯与传统车灯进行成本比较，影响了LED车灯产业快速发展的步伐，同时，也助长了一些作坊式加工企业以价低质劣的产品混入LED车灯市场。日前，我国自主汽车品牌比亚迪已经已全面涉足LED全产业链，从上游的LED外延片到中游的封装，以及下游的照明应用，充分发挥比亚迪一贯的产业垂直整合优势。目前比亚迪LED研发团队已超过400人，而比亚迪电力研究院、中央研究院、工程研究院、光电子研究院四大研究院为产品设计提供了技术支持，涉及到LED的光学测试、热学测试、电源设计等方面。而上海的汽车工业是支柱产业之一，在全国也是举足轻重的。比亚迪在全力发展车用灯具，上海一定不会甘居下游，落后于他人。上海的汽车工业一定会积极发展使用灯具。当然我国的车用LED灯具还存在一些问题需要解决，但LED体积小、耐震动、节能、长寿命等优势使其在汽车领域中应用领域将十分广泛。目前，国内LED灯具在汽车上的应用才刚刚起步，潜力巨大。各类LED下游应用产业中，用于汽车的占比仅为2%，而从全球范围看，LED在汽车的应用占比已经超过10%。2009年中国成为世界第一汽车生产和消费国，汽车LED照明市场的规模已超过10亿元，汽车LED灯具市场的潜力不言而喻。因此，我国需要上下游企业积极配合，致力于汽车产业链融合以及技术研发，共同打造国内车灯LED行业的美好前景。第二章项目概况1.车用灯具简介50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。 LED灯具光源的特点： （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：尺寸体积均很小，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：10万小时后，光衰为不小于初始的50% 。（5）. 响应时间：白炽灯的响应时间为毫秒级，而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 。（8）. 价格：目前LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯而言，价格相差约1倍。2.车用灯具样品图：车用刹车灯车用示宽灯车用LED转向灯车用LED内饰灯最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。1987年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯，由于LED响应速度快（纳秒级），可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况，减少汽车追尾事故的发生。 车灯。节约能源，照明强度高，视线范围好，寿命长，具备很强的抢占卤素灯市场的优势。LED车灯照明强度高，可以挑战更严酷的环境，强亮度和具备耐用性的LED灯做示宽灯，将会增加夜间行车的安全系数，减少事故发生。高亮LED车灯每单位电能具备较高的光输出。最新型的LED具备出色的每瓦流明数值。车厂配套是LED车灯主要市场，LED已经被广泛用于配套车型了，如国内本田雅阁、日产天籁、皇冠、锐志、凯迪拉克系列、别克荣御等车型都已采用了LED照明技术。还有后装市场也很火，车灯改装，把卤素灯改装成LED车灯。LED照明效果好，大大提高夜间识别度，颜色丰富，散发与众不同的美艳，造型也时尚，所以被年轻消费者喜爱。 LED汽车灯具已成为市场关注的热点应用。目前，LED在汽车内饰照明中已经有比较广泛的应用，而在刹车灯中的应用也逐步增多。现阶段，LED在逐步向汽车大灯、示宽灯、尾灯等产品中过渡，市场上已经出现了一些使用LED车灯的车型。LED在汽车应用中呈现出由内向外、由后向前的发展趋势。预计2011年全球LED车灯市场规模将成长到12亿美元，市场渗透率可达8%，年复合成长率有望超13%。其中，LED刹车灯目前全球渗透率已很高，预计后续成长力道相对减缓，至于头灯目前LED灯尚难与HID竞争，预计到2011年渗透率仅3%左右。LED尾灯将是未来几年内成长最快速的车用灯，随着汽车普及2011年LED尾灯市场渗透率将大幅提高到28%，亚洲将是成长性最大的地区。目前车灯市场主要区分为车内和车外两大领域，而车灯主要结构包括机壳和光源系统组合，但随着先进光源系统发展，车灯产品结构日趋复杂。到2011年全球汽车市场规模约7300万辆，亚洲(由其中国大陆市场)仍将是成长重心。而在能源成本因素下，汽车节能技术是未来发展重心。由于车灯市场发展也进入成熟期，先进光源系统已成为车灯发展关键，LED组合尾灯、LED刹车灯、LED转向灯等将会成为我国轿车车灯的主流配置。到2011年全球车灯市场规模可望成长到150亿美元规模。其中LED车灯市场规模将可达到12亿美元，亚洲LED车灯市场规模约6.9亿美元。项目简介本项目主要是生产车用灯具光源系统组件产品。抓住车用灯具即将市场突破，大规模应用的机遇，利用上海高新技术集聚、人才集聚、信息集聚、市场资源集聚的优势，建立工厂，组织产品生产。根据目前车用灯具技术成熟状况，首先组织生产刹车尾灯和示宽灯光源系统组件。LED刹车尾灯在世界汽车领域已经呈现加速应用的趋势，很快产品会有一个供货的高峰，现在切入这个产品的生产应该是最佳的时点。车用LED示宽灯以及转向灯、倒车灯等都会很快被汽车制造企业所采用，因为若干年后汽车是否装有LED灯具成为该类车的卖点了。由此可见，抢占生产的先机和制高点是至关重要的。本项目拟建立年产8万套刹车灯光源系统组件和5万套示宽灯光源系统组件。计划建设用地平方米，建设高标准厂房18平方米，其中净化车间平方米，办公、辅助用房2000平方米。项目投资约计达12300万元项目建设周期约3年（含办理土地手续）项目达产后产值约11200万元第三章 市场分析自十九世纪末,世界上第一辆汽车在卡尔.奔驰手中诞生以来，人们始终在为汽车照明进行不断的探索，特别是前照灯始终是汽车灯具研究的重点，经历了乙炔气照明、白炽灯、卤钨灯、氙气灯后,1986年Nissan公司在300ZX型汽车上使用了72只LED作为中央高位刹车灯。标志着LED灯具开始进入了汽车领域中的应用，发展到现在LED前照灯、刹车尾灯 、示宽灯、转向灯、内饰灯均已经进入公众的视野。据世界汽车制造商协会之前发布的世界汽车产量统计数据，2009年世界汽车产量合计为6099万辆。其中中国上升至世界第一大汽车生产国，全年产量同比增长48.3%，以1379万辆遥遥领先。预计2010年中国汽车产销量将突破1500万辆再创历史新高。 而据相关研究机构预测伴随着亚洲尤其是中国汽车市场的持续增长以及LED背光及照明应用的日趋成熟和成本持续降低，全球车用LED市场在2010-2012年将以每年大于15%的速度扩张。未来10年车用LED灯具年销售额将是现在的两倍以上。此前LED在汽车内饰照明中已经有比较广泛的应用，现在LED的性价比在快速提升，成本大幅下降，技术更加成熟，使得LED正逐步向汽车大灯、尾灯、转向灯等产品过渡，呈现出由内向外、由后向前的发展趋势。未来几年随着车用照明技术水平的提升和成本进一步下降，LED应用量将会快速增长。据统计，目前我国有购车能力的家庭至少为2000万户，到2025年前，我国汽车市场的规模将达到和超过目前美国汽车市场的规模。中国已经成为当今世界汽车销售增长最快的地区。根据中国汽车行业协会的统计，2009年国内车灯销售额达到150亿元以上，其中LED车灯所占市场比重逐年上升，以上海小糸车灯公司为例，2009年LED车灯销售占全部车灯销售额的11.7%。预计2011年LED车灯销售占车灯比例将达到15%以上，而到2015年LED车灯销售占车灯全部销售的比例将达到30%以上。表一：上海小糸车灯公司销售统计：目前，在新上市的中高档车型中,LED尾灯(组合后灯)已经成为主流。国内LED车灯应用也会越来越普及，并向中低端车型扩散。未来汽车LED灯具的发展趋势将是大功率白光照明灯和大功率白光信号灯，如前大灯、刹车灯、转向灯、前雾灯、倒车灯等。总体上看10年左右，LED将成为汽车灯具的主流。在国内市场中，日系中高档轿车上用的最多，欧美系中高档轿车随后也会发展起来，荣威、奇瑞、华晨等自主品牌轿车上也有应用。在国外，LED前大灯已在几个车型中有所采用，但只是小批量。国内LED前大灯尚在研制中，上海小糸2008年在三辆上海荣威牌混合动力轿车上试装了全LED化车灯(包括前大灯)。估计国内LED前大灯真正推向市场需要两年以上。LED车灯中应用除了流明效率与成本的问题以外，由于汽车灯具的曲面形状比较复杂，内部空间有限而且封闭，大功率LED应用散热是个难题。当前,热模拟试验技术、LED光效与散热技术研究都比较薄弱，很多大专院校、研究所和专业大型企业都看到了这些薄弱环节，现在纷纷在做技术攻关。展望不久的将来，在国家节能减排，发展绿色能源的战略支持下，LED技术会越来越成熟。如据有关资料介绍，当今LED批供货品的光电转换（光能密度）指标达到每瓦80流明（80lm/W）以上，而HID灯（高强度放电氙灯）为90lm/W，卤素灯则是201m/W。另据报道：最新的LED研发原型的该项指标已高达161lm/W。经预测：在今后的3-5年间，发自同样功耗芯片的LED光强度将会提升50%。此事不仅意味着LED灯具将更加明亮，而且体现了其能耗的削减，从而改善整车的节能经济性。目前LED车灯与传统灯具价格还有较大差别，如某中高档轿车，白炽灯组合后灯120元/套,而LED组合后灯则需210元/套。因此LED价格大幅下降,发光效率不断提高及散热技术日益改进是未来发展LED汽车灯具的主要着力点。对于汽车照明来说，LED前照灯的另一大优势是，欧盟已通过并将于2012年生效的DRL（日行灯）法规，它与加拿大的推荐式规定（允许白天用近光灯作为DRL）不同，欧盟法规是强制在白天使用前照灯的。只要车辆处在行驶之中，就必须开前照灯，使得LED光源的低能耗、长寿命的优势更明显。市场的需求就会决定市场的产品优势。国内LED车灯发展瓶颈在于，车用LED灯具或光源系统领域,目前还没有企业专门生产的厂家,只有为数不多的几个光电产业基地在做这方面的研发。只要能够寻找到强有力的技术合作伙伴，深入这个领域进行专业发展，将来的市场一定会很大。在未来十多年里,汽车市场的竞争,就其本质而言,就是汽车电子化的竞争。据预测,汽车电子产品占整车成本的价格将超过45%。而新型、智能化的LED灯具是国际上汽车电子化中最耀眼的产品之一。专家预测：在未来5年内我国LED车灯将会快速发展,近几年内会形成年产10亿元的产值,5年内会形成每年30亿元的产值。第四章 生产工艺和主要设备1.生产工艺简介 一、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LED焊接到PCB板上。f)切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。g)装配：根据图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置。h)测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 i）包装：将成品按要求包装、入库。二、封装工艺 a) LED的封装的任务 是将外引线连接到LED芯片的电极上，同时保护好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。 b) LED封装形式 LED封装形式可以说是五花八门，主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸，散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。三、封装工艺说明 1.芯片检验镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill） 芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求，电极图案是否完整。2.扩片由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。 3.点胶在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。（对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。）工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。 由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。4.备胶和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。 5.手工刺片将扩张后LED芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品.6.自动装架自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在LED支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。 7.烧结 烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。银胶烧结的温度一般控制在150，烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170，1小时。 绝缘胶一般150，1小时。银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时（或1小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。 8.压焊 压焊的目的将电极引到LED芯片上，完成产品内外引线的连接工作。我们在这里不再累述。 9.点胶封装 LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的LED无法通过气密性试验）白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。 10.灌胶封装 Lamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED从模腔中脱出即成型。 11.模压封装 将压焊好的LED支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。 12.固化与后固化固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135，1小时。模压封装一般在150，4分钟。 13.后固化 后固化是为了让环氧充分固化，同时对LED进行热老化。后固化对于提高环氧与支架（PCB）的粘接强度非常重要。一般条件为120，6小时。14.切筋和划片由于LED在生产中是连在一起的（不是单个），Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。SMD-LED则是在一片PCB板上，需要划片机来完成分离工作。15.测试 测试LED的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对LED产品进行分选。 16.包装将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。2.主要设备简介生产LED光源系统组件大致需要以下设备：1.抗静电厂房2.器件老化设备，3贴片机4.激光切割机5.超精密丝网印刷机6.模压机、激光划片机7.LED组件装配线、插件线8.浸锡炉、切脚机、打胶机、烘道9.电子电器自动化生产线：各类电子电器装配线，组装线，输送机，链板式输送机、网带输送机，手推式、链传动式插件线，链板线，滚道线，悬挂线，倍速链式组装线，环型小台车组装线，手推万向球生产线，升降机，斜坡线，隧道式烘干线，丝印烘干线等。10.检测设备等第五章 项目投资与产出目前国内没有专业规模生产车用LED灯具光源系统，只要我们掌握含有核心技术的生产能力，以及具备市场开发能力，该项目是符合国家大力引导的新兴产业领域的，是有巨大发展空间的前景。本项目投资建设用地14000平方米（约20亩），投资建设20000平方米厂房、办公等用房，生产和研发车用LED灯具光源系统组件等。年产量可供80万套LED尾灯安装的光源系统组件和供50万套LED示宽灯安装的光源系统组件。该项目建成后将形成一个具有国际竞争性的车用LED灯具光源系统组件专业生产企业。1.建设规模：建设用地 14000平方米建筑面积 20000平方米 其中厂房 18000平方米 办公、辅助用房 2000平方米2.投资规模： 项目总投资： 14300万元 （1）土地费用 （约20亩） 1200万元 （2）建设费用 （土建、装饰） 5600万元 a.厂房（13000平方米 1500元/平方米） 1950万元b.净化车间（4000平方米 6000元/平方米） 2400万元c.精密检测间（1000平方米 8500元/平方米） 850万元 d.办公、辅助用房（2000平方米 2000元/平方米） 400万元（3）前期费用 500万元（4）设备费用 3000万元（5）流动资金 2000万元（6）不可预见费用 2000万元3.主要经济指标测算（达产）（1）年销售总额 11200万元（2）年毛利率 3360万元（3）年税收总额 896万元第六章 项目实施进度本项目开发和建设期约三年，自2011年4月至2014年3月。2011年月4月 6月 项目筹划、申报2011年7月2012年2月 办理土地手续和技术储备2012年3月2013年1月 厂房设计、建设。设备订购2013年2月2013月7月 设备安装调试2013年8月-2014年2月 试生产2014年3月 正式生产第七章 结论该项目有着巨大的市场空间，又符合国家产业发展导向，目前在技术上又更趋成熟，成本不断大幅下降，该产业已经到了即将出现专业化规模生产的边缘，突破在即的状态。该项目的技术在国内已有很多专业研究机构在做长期的研究，有一批成熟的专业技术人员。我们已经与这些专业研究机构和专业技术人员有着密切的联系，对该领域有着一定的了解，有着这方面的丰富资源。该项目是一个值得期待和发展的优秀项目。