《III族氮化物紫外线LED的应用项目可行性研究报告》.doc
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4、3. 产品及服务 113.1 生化检测用紫外线LED 光源 113.2 灭菌用紫外线LED 光源 113.3 高分子聚合物固化用紫外线LED 光源 113.4 医药用紫外线LED 光源113.5 用于高功率可见光LED 和激光器的GAN 体材料衬底124营销策略 125. 市场竞争 125.1 国内竞争企业125.2 国外竞争企业125.2.1 美国Sensor Electronic Technology, Inc (SET) 135.2.2 美国Fox Group 145.2.3 美国Sandia National Laboratories145.2.4 日本Nichia145.2.5 日本
5、Nitride Semiconductors 145.2.6 国外潜在的竞争对手145.3 竞争策略和竞争力155.3.1 竞争策略155.3.2 核心竞争力166业务发展状况 177技术团队 188. 融资计划 218.1 一期创业的资金要求228.2 一期创业的资金使用228.3 二期融资要求239 一期创业产业规模与财务分析 2410. 风险分析 2610.1 风险2610.2 项目抗风险分析271. 项目概况合资公司的名称:*LED科技有限公司合资公司的地点:苏州。注册资本:拟定为5000万元。合资双方出资比例:江苏*实业发展公司出资60%,北京*光电子科技有限公司出资40%。北京*光
6、电子科技有限公司北京*光电子科技有限公司是由四位旅美学者筹划成立的,得到中国科学院半导体研究所和国家照明中心大力支持的新材料新器件高科技公司。公司于2007 年12 月正式注册成立于北京市海淀区,为北京市高科技企业。初期注册资本165 万人民币。公司的近期产品主要是紫外线发光二极管(UV LED,波长范围可覆盖254 nm 到 400 nm),预测中期将推出超高亮度的蓝,绿,白光LED,远期将增加高功率的微波器件。北京*科技是全球市场极少数几家能提供商品化高功率紫外发光二极管的企业。预测在未来的5 年内将实现年产值超5 亿元人民币,年利润过亿元的高科技企业。江苏*实业发展公司:江苏*实业发展公
7、司是*投资公司的全资子公司。*投资公司是根据国务院确定的专项任务成立发展起来的在*环保领域唯一的国家级专业投资公司。*投资公司自成立以来,推广完成重大节能措施13大类,建成重大节能工程3000余项,在我国节能产业的发展中占有重要地位。2. 市场分析2.1 市场机遇高效,轻便而省电的紫外光源将在许多领域产生革命性的影响,并为北京*这样的领头企业带来难以估量的巨大市场。现有工业中的紫外线光源都是汞灯紫外线光源。汞灯紫外线光源波长单一,体积庞大(20 厘米长度),需要1.5 千伏以上启辉器点亮,汞灯寿命短(频繁开启时仅5000 小时),易破碎,最大的缺点是汞的剧毒性。全固态紫外线LED 波长可调节,
8、功率密度大,直流10 伏以下供电,非常小巧(封装后仅2 毫米见方)节能,耐久,无毒,是真正意义上的绿色产品。用全固态紫外线LED 取代汞灯必然有市场价值。在巨大的消毒市场,公司将集中力量开发在家庭和在食品工业,公共场所进行消毒的产品。幼儿园,学校,餐厅,公厕,交通枢纽,医院,家禽饲养厂, 食品包装厂及零售点等地方的紫外消毒都是*科技的潜在市场。紫外线光源在医药卫生中的应用也相当广泛。包括为高端的荧光分析设备提供光源,皮肤病医治,伤口消毒等。在家电领域,仅以电冰箱市场为例。据韩国家电巨头LG 的数据,2006 年全球家用和商用电冰箱市场达到150 亿美元以上,销售量8 千1 百万台。紫外LED
9、带来消毒除味的新功能。如果*科技能在5的高档电冰箱里安装20 颗1瓦级别的280 纳米LED(假设售价4 美元), 就可带来3 亿美元的营业额,其中纯利预计将超过50。空气,水,食物的消毒处理都包含一个紫外线辐照过程。这是因为紫外线消毒对细菌,病毒,霉菌孢子等都有效,无化学污染,而且成本低廉。参考图2-1 可见,在膜,臭氧和UV 的水消毒处理上,UV 光辐照是最经济的消毒方式,在大规模水处理中,UV 消毒每千加仑水成本为0.015 美元。水消毒处理(饮用水和污水)市场约为3 亿美元每年(整个水处理相关产品2007 年市场约为350 亿美元)。图2-1:水消毒处理成本比较。来源:Calgon C
10、arbon Corporation.紫外光源也可应用于空气消毒,有预测说到2010 年全球客用水和空气清洁系统的市场需求将达17 亿美元。飞机上对空气的循环消毒无疑对担心全球范围传染疾病的各航空公司来说,将是一件大事。紫外光源在高聚物固化工业中也应用广泛。其中之一是打印油墨的瞬间固化。全球打印油墨在2005 年市场高达143 亿美元,美国和欧洲市场分别为45 亿美元,亚洲为40 亿美元。至于基于氮化镓的可见光(蓝/绿/白)市场更是巨大(虽然目前竞争剧烈), 根据Forst & Sullivan 的统计,2005 年全球照明市场规模约为580 亿美元,年增长率约为5%,到20
11、10 年全球照明市场接近740 亿美元。 氮化物激光器2011 年市场预测12 亿美元(Strategy Analytics:“Gallium Nitride Laser Diodes: Market and Applications 2006-2011”)。但是: 按照现有GaN 基LED 基于异质外延技术的效率发展速度,到2009 年全球LED 市场将不到80 亿美元(Strategies Unlimited)。 现有GaN 基的LED 要应用于照明,要在年前,使半导体灯发光效率再提高2 倍,价格降低50倍。LED 效率的大幅度提
12、高最终依靠GaN体材料。 氮化物激光器的大规模生产,也将依靠于GaN 体材料的商业化实现。因此,在氮化物可见光领域的机遇将是大力发展其衬底/基片材料。2.2 工业背景半导体工业的发展极大地促进了社会的现代化进程。元素半导体硅(Si,第一代半导体的代表)支撑了微电子工业,硅基微处理器在计算机中的广泛应用迅猛地带来了数字社会;结合化合物半导体(第二代半导体)在通讯中的应用,可以说,自上世纪90 年代历史已经进入了信息社会。至此,无机半导体看起来在研究和应用上都到达了完美的程度。可是自1990 年以来到现在,在宽能带半导体研究和应用的突破中,人们又看到了把社会进步推向新高度的机遇
13、。宽能带半导体以III 族氮化物(氮化铝 (AlN), 氮化镓 (GaN), 氮化铟 (InN) 及其合金)和碳化硅(SiC)为代表,是新一带微电子,光电子技术的物质基础。抢占这一产业的制高点对提高国家的经济竞争力有着重要的意义。III 族氮化物的发光范围覆盖了整个可见光光谱,在推广半导体照明中有着不可取代的重要地位。而III 族氮化物的紫外发光,也必将在生物,医疗,水,食品等工业中起到革命性的作用(取代有毒的传统汞灯)。2.2.1 III 族氮化物紫外线LED 的应用与前景III 族氮化物随着铝(Al) 组分的增加,发光波长将逐步从可见光移向紫外光(UV)。纯的氮化铝(AlN, 铝组分100
14、%)的发光波长为203 纳米(nm)。铝镓氮合金(AlGaN) 发光波长可覆盖203-400 nm 的光谱,这包括了A-型紫外线(UVA: 380-315 nm), B-型紫外线 (UVB: 315-280 nm),和C-型紫外线(UVC: 280-200 nm)。III 族氮化物是目前所知的最理想,覆盖光谱最全的全固态紫外发光材料。在III 族氮化物紫外光发光取得突破之前,紫外线的获得主要由高压电弧放电和汞蒸气电离产生。这些方法的缺点包括:设备庞大,耗电大,需要高电压,安全性差,对人和环境有害(汞为有害物质),光谱可调节性差。发展全固态的半导体紫外发光将克服这些缺点,覆盖及拓宽紫外光应用范围
15、,对国家安全和国民经济有着巨大的作用。图2-2 示意了紫外线的主要用途。A,B-型紫外线主要用在高分子有机物(如塑料)的固化上。在电子工业的许多工艺流程中都使用了高分子有机物,如光刻胶,粘合剂等。使用紫外线使之固化是一个瞬间完成的过程。传统的加热固化是让溶济蒸发,是一个缓慢且耗费能源的工艺,并产生很多有害的挥发性有机物。紫外线固化高分子有机物利用的是光化学反应,瞬间完成并不产生任何挥发性物质。使用紫外线固化的另一个优点是无接触,不产生任何玷污。这使得它在卫生条件要求严格的医疗卫生设备的制作上有着无可取代的作用。紫外线固化在打印工业中也有用途,紫外线对喷墨的瞬间固化可大大提高打印质量与速度。近年
16、来随着中国经济的快速发展,UV 固化工业在国民经济中的比例也在不断提高。2003 年国内UV 固化原材料的生产达47000 吨,比年前有55%的增加。同期UV 固化产品(涂料,打印机喷墨,和粘合济)达26000 吨,比年前增长25%。2003 年比2002 年UV 光源和固化机的生产分别提高了100% 和30%。用高效无毒的固态紫外光源取代传统的汞灯紫外光源,在UV 固化工业中有很大的潜能。A,B-型紫外线在医疗卫生中的另一个应用是制药业(光化学反应和光荧光)。很多生物体,有机物在紫外线照射下会发出特征荧光,以此为契机,利用紫外LED 制作小巧便携式的生化物品检测,对于环境污染检测,反生化恐怖
17、活动,都有积极意义。初步估计这些市场开发可达100 亿美元。B,C-型紫外线在灭菌消毒工业中有着重要应用。255-280 nm 的紫外线对细菌和病毒有着很强的杀伤力。主要原因是所有的细菌,病毒的遗传物质(DNA)对这个波段的紫外线有着很强的吸收(吸收峰值在265nm)。紫外线光子所携带的能量能有效的破坏DNA 的链壮结构,使细菌和病毒无法复制(繁殖),从而达到消毒效果。基于此原理,B,C-型紫外线在水,空气的净化工艺中将发挥重要作用。在食物,物具消毒方面也会有许多应用。可以与冰箱,空调集成开发出新概念产品。初步估计这些市场开发也可达100 亿美元。紫外线还可以在表面裂纹的检测方面发挥作用。由于
18、紫外光荧光的效果,表面细小裂纹可以清晰成像。这对航天器,巨型油轮的微裂纹检测提供了有效的方法。纵上所述,紫外线在现代工业中有着多方面的应用,潜在的市场巨大。由于传统紫外线光源的固有缺陷(体积大,高压,有毒),很多可能的应用利用传统紫外线光源不便或无法实现,研究开发基于III 族氮化物的全固态紫外线光源有着巨大的社会和经济意义。目前国际上只有美国在这方面有突破性的进展。美国国防部在2002 到2006 年间投入四千万美元资助了深紫外线LED 的研究。美国公司SensorElectronic Technology 率先取得了突破,成功研制了mW-量级的紫外LED,波长可覆盖365-250nm (紫
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