你今天早上打開客廳的 LED 燈泡,晚上回家再把它關掉,燈罩裡那顆小晶粒正在把電流轉成光。白光 LED 的藍光核心,源自赤崎勇、天野浩與中村修二在日本完成的高效率藍光技術;台灣則由工研院技術移轉、晶粒製造與照明產品把它帶進產業,家中換燈時也可以對照照明汰舊換新的官方活動整理來看 LED 如何進入日常。

圖庫示意,非特定品牌或產品。
定級先講清楚
定級:台灣改良或普及
定級依據:諾貝爾獎官方把 2014 年物理學獎授予赤崎勇、天野浩與中村修二,表彰他們發明能產生明亮、節能白光的高效率藍光 LED,原始技術來源可由諾貝爾獎新聞稿核對。工研院官方沿革記載 1986 年購入台灣第一部 MOCVD、1997 年做出台灣第一顆高亮度藍光 LED,2024 年工研院產科國際所年鑑則記載台灣上游磊晶仍是主要生產基地,因此台灣的貢獻落在技術移轉、改良、商品化與產業規模,而非藍光 LED 的原始發明(工研院 LED 沿革、2024 電子零組件暨顯示器產業年鑑)。
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圖庫示意,非 LED 專用產線。
它是怎麼運作的:藍光打底,再轉成白光
LED 是半導體元件。通電後,材料裡的電子與電洞在接面附近重新結合,能量以光子的形式釋出;使用哪一種半導體材料,會影響放出的光的波長與顏色。諾貝爾獎的科學背景資料指出,藍光需要較大的能隙,研究者因此把難處理的氮化鎵材料做成能有效發光的結構(諾貝爾獎科學背景)。
家用白光 LED 常見的做法,可以想成藍色小手電筒照到一層會把部分藍光轉成黃光的材料。這層螢光粉吸收部分藍光後重新放出較長波長的光,藍光與轉換後的光混在一起,人眼便感覺成白光;中村修二的諾貝爾獎傳記記載,白光 LED 就是把黃色螢光粉放在明亮藍光 LED 前方,完成波長轉換(中村修二傳記)。

圖庫示意,非特定 LED 晶粒的顯微照片。
誰做的、什麼年代:藍光在日本突破,台灣接上量產
先把「LED」與「藍光 LED」分開。GE 官方資料記載,尼克.何倫亞克(Nick Holonyak Jr.)在 1962 年於通用電氣研究室做出第一個實用的可見光 LED,發出的是紅光(GE 50 週年資料)。紅光與綠光先有了,白光照明還缺少高效率藍光;諾貝爾獎資料記載,赤崎勇與當時的博士生天野浩在名古屋大學研究,中村修二則在日本日亞化學任職,三人在 1980 年代與 1990 年代以氮化鎵材料解開高效率藍光 LED 的難題(諾貝爾獎新聞稿、赤崎勇得獎資料)。中村修二的諾貝爾演講資料並記載,日亞化學在 1996 年以高效率藍色 InGaN LED 與 YAG 螢光粉做出第一顆白光 LED(諾貝爾獎演講資料)。
台灣的路線從製程設備與技術移轉開始。工研院官方沿革記載,1986 年購入台灣第一部 MOCVD 機台,1996 年完成二吋紅光 LED 晶片並催生晶元光電,1997 年製造出台灣第一顆高亮度藍光 LED;工研院也記載 1998 年推動白光照明光源開發技術業界科專計畫,邀集國內 LED 上中下游廠商共同開發(工研院 LED 年表)。這些紀錄支持台灣在藍光晶粒製程、白光照明與產品化上的接棒角色。
晶元光電常被簡稱為晶電。工研院官方沿革記載,1996 年完成二吋紅光 LED 晶片並催生晶元光電成立;工研院也記載 1997 年製造出台灣第一顆高亮度藍光 LED(工研院 LED 年表)。隆達則是另一家台灣 LED 業者,官方資料列出的產品涵蓋顯示器背光、Micro/Mini LED、車用照明、感測與 UV 應用;晶電與隆達在 2021 年透過股權轉換共同成立富采(隆達官方介紹)。
常見誤傳是把「台灣第一顆高亮度藍光 LED」縮成「藍光 LED 是台灣發明」。前一個說法有工研院官方沿革支持,後一個說法會和諾貝爾獎對三位日本研究者的原始發明認定混在一起。另一個誤讀來自「台灣 LED 晶片有全球過半」:台灣經濟研究院引用 PIDA 資料估計,2014 年台灣在磊晶片、晶粒、封裝與模組的全球生產產值市佔為 26.33%,雖居各生產國之首,仍不是全球過半(台灣經濟研究院 LED 產業分析)。因此,「台灣很會做 LED」有產業資料可查,「藍光 LED 是台灣發明」則是把不同年份與不同層次的成就接錯了。

圖庫示意,非歷史研發照片。
它今天長什麼樣:一顆燈泡接著一條供應鏈
今天的家用 LED 球泡燈,外殼裡通常還有驅動電路、散熱結構、透鏡與螢光粉層,藍光晶粒只是其中一個核心元件。工研院產科國際所的 2024 年 LED 元件產業年鑑,以 2023 年資料整理出台灣約有 70 家 LED 元件廠商、從業人員近 27,000 人;年鑑也指出,上游磊晶生產仍以台灣為主要基地,中游晶粒製成後段逐漸外移至中國大陸,封裝廠商則包含億光、光寶、今台與隆達(2024 電子零組件暨顯示器產業年鑑)。
「一大半」要先說清楚分母。台灣德微科技公開文件引用經濟部統計,列出 2024 年台灣 LED 晶粒市場中,富采旗下晶元光電占 64.88%;這個 64.88% 是單一公司在台灣市場的占比,不能改寫成台灣占全球 LED 晶片過半(2024 LED 晶粒市場資料)。同一條產業鏈今天也接到其他半導體製造需求,台灣半導體用電的長期推估可參考台電半導體用電十年推估。
所以,家裡那顆 LED 燈泡的身世可以排成三格:最早的可見光 LED 是美國的紅光突破,高效率藍光 LED 由日本研究者完成,台灣把磊晶、晶粒、封裝、模組與照明產品做成可量產的產業鏈。下一次你按下電燈開關,亮起來的白光裡,既有日本的材料科學突破,也有台灣製造業長年接手的那一段。
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圖庫示意,非 LED 生產線。
常見問題
家裡的 LED 燈泡到底誰發明的?
若問的是第一個實用的可見光 LED,GE 官方資料把 1962 年的紅光 LED 歸於尼克.何倫亞克(Nick Holonyak Jr.)。若問的是今天白光 LED 的藍光核心,諾貝爾獎官方表彰赤崎勇、天野浩與中村修二的高效率藍光 LED 技術(GE 資料、諾貝爾獎新聞稿)。
藍光 LED 是台灣發明的嗎?
依諾貝爾獎官方資料,得到 2014 年物理學獎的高效率藍光 LED 原始突破來自日本的赤崎勇、天野浩與中村修二。台灣工研院官方沿革記載 1997 年做出台灣第一顆高亮度藍光 LED,台灣的角色是技術移轉、製程改良、商品化與量產(諾貝爾獎新聞稿、工研院 LED 年表)。
台灣 LED 晶片真的占全球一半嗎?
目前查到的資料不能支持這句沒有分母的說法。2024 年富采旗下晶元光電占台灣 LED 晶粒市場 64.88%,台灣經濟研究院引用 PIDA 的 2014 年估計則是台灣占全球 LED 中游生產產值 26.33%,兩者都不能直接等於台灣占全球 LED 晶片過半(2024 台灣 LED 晶粒市場資料、台灣經濟研究院分析)。
本文定級依據文中所附公開資料,若有新的第一手證據,歡迎來信更正。
參考來源
- The 2014 Nobel Prize in Physics: Press release (Nobel Prize)
- The Nobel Prize in Physics 2014: Popular science background (Nobel Prize)
- The Nobel Prize in Physics 2014: Scientific background (Nobel Prize)
- Shuji Nakamura: Biographical (Nobel Prize)
- Background Story of the Invention of Efficient Blue InGaN Light Emitting Diodes (Nobel Prize)
- LED Inventor Nick Holonyak Reflects on Discovery 50 Years Later (GE News)
- LED照出臺灣綠色競爭力,打造智慧顯示科技新生活 (工業技術研究院)
- 2024 電子零組件暨顯示器產業年鑑:LED元件產業 (工研院產科國際所)
- 全球LED高科技產業研究報告:台灣生產區域市占 (台灣經濟研究院)
- 關於隆達 (隆達電子)
- 2024 LED die market share (台灣德微科技公開文件)