我國發展LED 產業已有20-30年的歷史，早期由下游封裝開始投入，一路畢路襤褸的開創，至1980年代開始有中游晶粒廠的成立，並於'90年代積極的往上游磊晶製程著手，有鑑於上游材料以仰賴日本進口為主，無法降低生產成本，於是近幾年更是大力投入上中游材料研發，再加上政府的大力推行科專計畫，積極投資上中游的技術研發，配合業界的需求，著實也造就了一波上中游投資熱，1998年發展達到最高峰，由於看好市場的發展性，在這期間新加入了十來家廠商，大多以上游磊晶技術為主，目前上中游廠商已達20-30家，而下游廠也已達40-50家，整體LED 產業結構可謂非常完整，相較於其他國家或區域，是較具競爭力的。

但在這波的不景氣下，國內廠商又該如何尋求生存之道，找尋生機，將是本文所要探討的重點，未來這些產品應用的拓展及延伸，才將是產業的另一種的契機，而新的應用開發，也待業者積極的投入與規劃。

大環境的波動變化

全球市場走向

首先，先來探討全球LED的市場趨勢，2000年LED全球市場，在整體上成長趨於平穩，相較於1999年，總成長率達8.89%。於可見光LED部份，銷售金額為19.58億美元，而紅外線LED 則為15.69億美元。2001年則由於大環境景氣的低迷，再加上新應用領域拓展速度來不及反應市場需求，因此將呈微幅成長，預估整個LED市場僅有6.74%的成長空間。至2002年，於可見光LED 部份預計可達22億美元，而紅外線發光二極體則可拓展至18.6億美元。全球市場2000年至2002年的複合成長率於可見光部份為6%，紅外光部份則為8.88%。(圖一)

造成這樣發展的原因，主因可歸納如下:

目前全球LED的發展方向，皆朝向高亮度LED技術邁進，其中發展高亮度藍光、綠光及白光的廠商，以GaN材料為主流，技術上以Nichia領先，另外量產該產品有Toyoda Gosei、Cree、Osram Opto Semiconductor、HP、Samsung、Uniroyal等公司，其中Cree是以SiC為基材，發展出較低亮度但價格便宜且封裝容易的藍光LED，近來成長相當快速，潛力不容忽視;而發展AlGaInP四元材料紅、橘、黃光LED方面，美國Agilent(HP)及日本的Toshiba 發展已久，量產技術較純熟，其他如LumiLEDs Lighting、Osram Opto Semiconductor、Stanley Electric、Matsushita Electric、Sharp、Citizen Electric、AXT、Uniroyal Optoelectrics及台灣的國聯、晶元等公司也在此領域有著一定的地位，發展近況熱鬧非凡。

我國市場現況

1999年對國內廠商來說是相當黯淡的一年，但至'99年底，因手機的興起及景氣的翻昇，造成需求擴大，再加上廠商紛紛採取調漲的政策及可攜式產品需求急增如手機和PDA產品的盛行，因此2000年可謂大豐收年。其中，上中游產值較去年成長47.2%，而下游為17.9%，整體成長率為25.5%，表現相當亮麗。但至2000年第四季由於景氣的反轉，下游製造廠紛紛為吸收庫存而減少進貨，造成旺季不旺的情形，以致於2001年第一季成長不如預期，再加上全球景氣日漸惡化，產業外移情形日增，所以2001年想要有如2000年一般的成長，就形勢看來，可能性不高，預估2001年僅呈現約13.2%的成長率。雖然如此，在未來手機的換機市場、汽車用內外部指示燈、IrDA模組應用及交通號誌等發展契機帶動下，還是有其一定的發展空間。綜合來說，2000-2002年複合成長率為11.58%。(圖二)

在台灣LED發展史上，紅外線LED雖不是主流，但由於目前光通訊的發展及短距資訊傳輸需求急增下，發展潛力日增，這也帶動國內的商家投入，如東貝、光寶、億光、光磊、鼎元等，其中東貝是國內IrDA模組產量最大之廠商，全球排名僅次於惠普、德力方根及Infineon。但台灣以發展單一元件為主，在糸統整合技術上，實力相對就顯得較弱，而在提升產品的附加價值上觀察，未來必須以加強整合技術及開發紅外線的相關元件為前提，就2000年來說，其產值佔總產值不到一成，預計2001在上述利多的因素下，會有一番不錯的作為。

2001年由於產業逐漸蕭條，及全球景氣下滑，未來趨勢應屬大者恒大的局面，否則就是需有一個良好聯盟伙伴網，所以這些中小企業未來生存之道，於策略上著實就需思考一番，也因為這一波的不景氣，可能有一些體質較不健全的公司因此會遭到淘汰。

《圖一　全球發光二極體產值預估（資料來源：工研院經資中心ITIS計畫2001.7）》

新技術發展動向

高亮度LED

根據Strategies Unlimited 的資料，可發現一件事，就是高亮度LED的比重逐年增加，由'93年的7%一直擴大至2000年的42%，為未來的發展重心。何謂高亮度LED，在此定義為產品之發光亮度介於5000-15000mcd之間，若又以材料來區分，則分為InGaN、四元材料InGaAlP為及三元材料AlGaAs。

2000年高亮度LED全球產值可達12.2億美元，預計2005年將達34.64億美元，複合成長率為23.2%。2000年比重，以InGaN最高，達61%; 四元InGaAlP為29%，最少者為AlGaAs，只有10%。

其中四元有逐年取代三元的趨勢，至2005年，三元比重降至6%而已，造成這種現像原因何在，主因在於價格。前者一直維持在0.11-0.14美元/顆間，表示發展已至一成熟階段，價格已趨近於成本價；而三元價格則一直都在0.1美元/顆，表示該產品已邁向傳統LED行列，再加上前者的的產品物性及化性皆來得比三元好，這也是為什麼三元產品應用比重會越來越低的主因。另外就InGaN而言，2000年價格在0.56美元/顆左右，至2005年，可降至0.35美元/顆，跌幅為37.5%，有利於拓展應用層面，如全彩看板及手機用背光模組等等。

高亮度LED 市場呈現一片榮景，那麼其技術發展究竟如何?還有其瓶頸在那裏呢?由目前商品化產品特性來觀察，有兩個發展重點，一是發光強度，另一個則是外部量子化效率的提昇。

目前材料發展已可襄括整個可見光波長，雖然內部量子化效率已高達90%以上，但經過晶粒及封裝製程後，外部量子化效率僅達20%以下，浪費太多能源。也鑑於此，目前業界積極的往這方面研發，試圖突破這項關卡，如:

《圖二　我國發光二極體產值預估（資料來源：工研院經資中心ITIS計畫2001.7）》

白光LED

另外，隨著藍光LED 技術的突破及未來能量資源的短缺，白光LED技術的發展著實就另人關注，其應用範圍很廣，可取代車用光源、液晶背光板、照明、行程指示板等電泡及螢光燈。而白光LED 製造商概況，以1999年來說，96%是在日本，以日亞化學居首，其次為鹿兒島松下電子，其他則是一些歐美廠商，如Citizen、HP、CREE、OSRAM等，而銷售的地區也以日本為主，可謂是一個自產自銷的情況。至於技術方面，目前發展可以三大方面來探討，分別為1Chip、2Chip及3Chip。

《圖三　1999發表TIP結構的紅光LED（資料來源：工研院經資中心ITIS計畫2001.7）》

1Chip

為目前商業化產品主流，(1)有日亞及豐田化成的InGaN/YAG製程，發光效率可達15lm/w，以單一晶粒發白光，成本低電子迴路且設計簡單，缺點為較紅、綠、藍三原色的LED 混色成白光LED的發光效率低。(2)另外為藍光LED+ZnSe基板技術，目前日本住友電工有商品化產品，優點是以單一晶粒發白光，成本低，電子迴路設計簡單，驅動電壓低，可達2.7V，但發光效率較GaN系列低50%，壽命只有8000小時，太短。(3)UV LED (375nm)+螢光材料正在開發中，可使用轉換效率高於YAG螢光粉的螢光材料，以提高發光效率，目前仍在研發的階段，未來渴望能有所突破。(4)更短波長的UV LED (253.7nm)+螢光材料技術也正在開發中，商品化時間未定，由於可使用發光效率極佳的螢光材料，預計可開發出高於100 lm/w以上白光LED，此技術尚在基礎研究的階段。

2Chip

為Blue LED + Yellow-Green LED，混成白光，特性及發光效率介於1Chip和3Chip之間。

3Chip

使用紅、綠、藍三原色的LED 混色成白光，發光效率高，可達20 lm/w，能自由選定顏色，適用於照明設備，但缺點為需要三顆晶粒，且各晶粒需擁有各自的電子迴路設計，成本高。

《圖四　Cree使用TIP技術制作的藍光LED（資料來源：工研院經資中心ITIS計畫2001.7）》

而另外於封裝技術方面，也有新的發展，如Flip Chip技術，其相較於傳統的封裝技術有著體積小，不用打線及發光亮度會更高等優勢。鹿兒島松下電子公司於1999年和Toyoda Gosei共同開發Flip Chip藍、綠InGaN LEDs，該產品可視角度可達140°，而台灣的工研院光電所也有開發這類的製程，目前該技術已達到相當的水準，正積極的推廣當中。(圖七)

由於白光是未來大家看好的技術趨勢，因此各國無不積極的在佈局當中，以期能佔有一席之地，如:

《圖五　OSRAM使用Cree TIP chip製作高亮度LED（資料來源：工研院經資中心ITIS計畫2001.7）》

台灣目前為因應世界潮流，於2000年8月也成立了21世紀白光LED 照明產業推動委員會，由中國電器公司韓啟富擔任召集人，於光電協進會( PIDA)成立此委員會，其它加入者包括業界廠商及學術研究機構。但在整體佈局上此並非為一國家級的計畫，在此，也呼籲政府應及早作規劃，積極投入，以期能及早掌握商機，避免喪失入主此領域的機會。

《圖六　LumiLED使用Flip Chip的技術發展大面積LED（資料來源：工研院經資中心ITIS計畫2001.7）》

專利現況及影響

藍光 LED專利戰火持續綿延當中，主要由日商Nichia引發，該公司於1993年開發出藍光LED，至今已擁有超過100件以上的相關專利，在策略上採取壟斷的佈局，並藉由一連串的專利訴訟來打擊其他市場進入者。主要分為兩大部份，一為和Toyoda Gosei，另一為和Cree集團官司關係。

Nichia最早由1996年開始，對Toyoda Gosei的GaN藍光LED 產品，前前後後提出了7次的控訴，要求立刻停止生產及銷售，目前已獲得2次勝訴，分別是2000年的8月31日及11月30日，各可得到1億及1.048億元的賠償金。而Toyoda Gosei也不甘示弱，針對此也提出再上訴。更提出了2次的反擊，案件皆在審理當中，目前以Nichia居上風。

另外於1999年Nichia正式對住友商事提出告訴，其為Cree於日本之經銷商。指控該公司引進及販售Cree之GaN藍光LED，侵犯其專利，這也正式引發Nichia與Cree集團的專利大戰。日本東京地方法院於2001年5月15日駁回此控訴，主因在於Cree的藍光LED和Nichia並不相同，因此並無侵權的事實存在，此舉讓一向無往不利的Nichia終於吃到閉門羹，初嚐敗績。

再加上Cree邀請美國聖塔巴巴拉大學(NCSU)的中村修二教授從事兼職研究，帶領Cree從事異於Nichia的藍光LED技術。其為GaN藍光LED的發明人，在Nichia服務長達20年之久，因此倍受Nichia的關注。而Cree也受住友商事之託，結合及中村修二教授聯合NCSU向Nichia提出侵權的告訴。

另一方面，Rohm與Cree組成藍光LED技術策略聯盟，其更接受Cree的要求於美國國際貿易委員會(ITC)及美國賓州東部地方法院對日亞化學提出告訴，要求其立刻停止製造GaN系LED等產品，正式的加入此一專利的戰火之中，而使得整個專利訴訟陷入複雜而微妙的關係中。針對此Nichia也予以反擊。

一場專利訴訟混戰進行至此，高潮迭起，戰火也還在持續當中，但Nichia的壟斷之路，一路走來，終嚐敗績，這也証實了即使有緻密完美的專利佈局，也並不帶表勝利的永存，而是可以繞過專利的地雷自創新局，這樣的結果，也將帶給國、內外廠商另一番的省思。

再者，積極的發展新材料，未嘗不是一條可行之路，如往紫外光(UV) LED發展，未來政府也應大力的支持業界及研究單位，做先期參與，早日在智權上做佈局，以擴大我國LED 產業的版圖及避免專利無自主權的窘境。

《圖七　白光LED封裝技術（資料來源：工研院經資中心ITIS計畫2001.7）》

結論與建議

在國內的投資環境日漸惡化下，廠商紛紛尋求出路，以求自保，而在政府的戒急用忍的政策下，造成諸多不便，國內廠商也大多希望能快速的通過兩岸三通，以達到時間、人力及資金上的競爭優勢。

政府也當思考如何將根留台灣及發掘未來的明星產業，以期再創造另一個經濟的奇蹟，積極擴大內需，制定相關的法規，避免惡性競爭，並有計畫的推動策略聯盟，以期為未來產業作一個良好的把關及舖路。再加上配合廠商的需求，有計畫的培養人才，加強鼓勵，以實際的減免政策來留住廠商，讓國內的投資環境不再是這麼的惡劣，以實際的行動來挽回廠商的心，才是當務之急。以下有幾項建議:

產業整合是未來趨勢

我國產值佔全球27.02%，國際排名坐二望一，僅次於日本，但上中游投入廠商過多，產能過剩，預計近幾年會形成一整合的風潮，其中高亮度LED為發展趨勢，價格競爭將會成為我未來產業優勢。

擴大產品應用面，增加產品附加價值。

目前國內可往幾個方向發展，如IrDA模組、交通號誌、可攜式產品(行動電話、PDA及Notebook等)及汽車使用產品。而在時辰上又可分為短期及長期。

短期以發揮現有(中/下游)量產技術及設備，結合國際技術來源為主，利用快速開發及拓展新應用領域，搶先佈局國際供應鏈。

長期以加強技術及專利上的優先佈局，避免再受侷困之苦，政府在此也可大力的推動先期參與，及早研發新技術並配合業界的需求，早日在智權上佈局，免得日後又遭他人的控告，無法自主。

積極尋求OEM及策略聯盟廠商

積極尋求OEM或ODM配合廠商，除了提升自身專業性外，更是技術認証的一大指標，有利於業務上的推廣。另外找尋國、內外上、中、下游策略聯盟之廠商，不但能及早規畫發展方向，更是能穩固自身企業版圖的地位及形象。

善用兩岸的人力優勢，將研發重心根留台灣。

政府有計劃的投入及培訓相關組織及人才，以提昇產業競爭力。