確定性萬億級市場,無限可能性待挖掘。發(fā)展至今日,LED產業(yè)已經是確定性的萬億級市場,不管政府頂層設計還是業(yè)內從業(yè)者,都對未來兩三年內行業(yè)的高速發(fā)展持樂觀預期。首先,LED行業(yè)行業(yè)滲透率(30%~40%)還有翻倍空間,這幾年仍處于快速替代階段。其次,全球封裝產業(yè)向大陸轉移持續(xù),據我們調研了解,國外封裝大廠首爾半導體、三星等交給大陸企業(yè)的訂單逐漸增多,中國封裝企業(yè)面臨的是全球大市場。再者,隨著燈珠成本的下降,更多的應用場景正逐步被開發(fā),智能照明、車用照明等新應用引領LED下一階段需求。

　　

　　封裝行業(yè)格局初定,資源與市場向頭部企業(yè)集中。行業(yè)目前形成“一超多強”的局面:“一超”木林森體量冠絕群雄,產能與營收與同行不在同一級別。收購LEDVANCE后,營收規(guī)模更是一舉擴大三倍,成為世界級LED企業(yè)。“多強”中,國星光電與鴻利智匯穩(wěn)居第二陣營,兩者體量相當(營收在20億~30億),但是各有特色。第三梯隊則是瑞豐光電、聚飛光電等一眾相對小規(guī)模封裝企業(yè)為主(營收在15~20億)。目前格局雖然初定,但是洗牌仍處在持續(xù),資源向頭部企業(yè)集中。

　　

　　產能擴張放緩,供需趨于平衡。在系列調研中我們注意到一個現象,各家產能相對于上半年沒有太大變化,產能利用率水平也不高。我們判斷一方面是因為三季度是傳統(tǒng)照明淡季,相關封裝企業(yè)增速有所放緩;另一方面,幾家企業(yè)均有新生產基地在建(幾家不約而同地都選擇江西),相關人員招募和生產設備正在擴張中,而這是為后面的快速擴產做準備,不必為短期增速和產能擴張放緩而擔憂。隨著芯片擴產產能釋放,我們判斷行業(yè)從供給短缺進入供需平衡的階段。

　　

　　

　　LED是一種新型半導體固體發(fā)光器件，其利用固態(tài)半導體芯片作為發(fā)光材料，當兩端加上正向電壓時，半導體中的載流子發(fā)生復合引起光子發(fā)射從而產生光。不同材料制成的LED會發(fā)出不同波長的光，從而形成不同的顏色。LED具有能耗低、體積小、壽命長、無污染、響應快、驅動電壓低、抗震性強、色彩純度高等特性，被譽為新一代照明光源及綠色光源。

　　

　　根據亮度的不同，可將LED劃分為普通亮度LED和高亮度LED。其中普通亮度LED主要由GaP、GaAsP及AlGaAs等材料制成，主要包括紅、橙、黃光產品；高亮度LED主要由AlGaInP及GaN等材料制成，主要包括紅、橙、黃、綠、藍及白光產品。不同材料及亮度的LED對應于不同的應用領域，近年來，基于GaN及AlGaInP材料的高亮度LED逐漸成為LED產業(yè)發(fā)展的主流。
 

　　

　　2、LED產業(yè)發(fā)展歷程

　　

　　20世紀五十年代，英國科學家在電致發(fā)光的試驗中使用GaAs材料研制了第一個具有現代意義的LED；20世紀六十年代中期，全球第一款商用LED產品誕生，隨后Monsanto和惠普公司開始了LED的量產，迄今全球LED產業(yè)已經歷了逾四十年的發(fā)展歷程。根據發(fā)光材料、外延生長技術及發(fā)光效率的不同，可將LED產業(yè)的發(fā)展概括為以下四個主要階段：

　　

　　LED產業(yè)發(fā)展及應用推廣與其技術進步密切相關，早期LED芯片材料以GaP、GaAsP等為主，受發(fā)光效率及亮度限制，應用領域僅局限于儀器儀表、消費電子等產品的工作狀態(tài)指示；二十世紀九十年代初，隨著AlGaInP材料的出現，高亮度紅、橙、黃光LED芯片開始普及，LED應用范圍擴展至汽車尾燈、交通信號燈、戶內外大型顯示屏等領域；20世紀九十年代后期，隨著GaN系材料技術的推廣，藍、綠光LED以及基于藍光LED芯片的白光LED實現了產業(yè)化，LED應用進一步拓展至全彩顯示屏、背光源及通用照明等領域。

　　

　　近年來，隨著LED產業(yè)技術創(chuàng)新日趨活躍，LED產品的發(fā)光效率、亮度及功率指標不斷提升、單位成本逐步降低，LED產業(yè)加速發(fā)展，進入了新一輪的快速增長期。

　　

　　3、LED產業(yè)鏈

　　

　　LED產業(yè)鏈包括LED襯底制作、LED外延生長、LED芯片制造、LED封裝和LED應用五個主要環(huán)節(jié)，其中LED外延生長與LED芯片制造環(huán)節(jié)是全產業(yè)鏈的關鍵環(huán)節(jié)。

　　

　　LED襯底是生產LED外延片的主要原材料，目前LED襯底材料主要有四種，分別是藍寶石、SiC、Si及GaAs，其中藍寶石、SiC及Si應用于生產藍、綠光LED，GaAs應用于生產紅、黃光LED。

　　

　　LED外延生長是指在LED襯底上利用各種外延生長法（如LPE、MOCVD、MBE等）形成半導體發(fā)光材料薄膜從而制成LED外延片的過程。此環(huán)節(jié)是LED生產過程中對生產設備及技術工藝要求高的環(huán)節(jié)，LED外延片的品質對下游產品的質量具有重要影響，目前生產高亮度LED外延片的主流技術是MOCVD（金屬有機化學氣相淀積法）。

　　

　　LED芯片制造環(huán)節(jié)首先需根據下游產品性能需求進行LED芯片結構和工藝設計，然后通過退火、光刻、刻蝕、金屬電極蒸發(fā)、合金化和介質膜等工序形成金屬電極，通過關鍵指標測試后再進行磨片、切割、分選和包裝。LED芯片制造所涉及的工序精細且繁多，工序流程管理及制造工藝水平將直接影響到LED芯片的質量及成品率。

　　

　　LED封裝是指將外引線連接至LED芯片電極，形成LED器件的環(huán)節(jié)。封裝的主要作用在于保護LED芯片與提高光提取效率。目前，LED封裝基本采用表面貼裝、倒裝焊等通用的半導體封裝結構，在技術上具有承上啟下的作用，對于下游應用產品的開發(fā)具有一定帶動性。

　　

　　LED應用環(huán)節(jié)是針對各類市場需求利用LED器件制成面向終端用戶的LED應用產品，如指示燈、顯示屏、LCD背光源、LED照明燈具等，此環(huán)節(jié)技術主要體現在系統(tǒng)集成方面，技術面較寬，呈現多樣化特征。

　　

　　全球范圍內，LED產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)參與企業(yè)數量呈金字塔型分布。LED外延生長與芯片制造環(huán)節(jié)技術門檻高，設備投資強度大，具有規(guī)?；a能力的企業(yè)數量相對較少，主要分布在美國、日本、歐盟、中國臺灣等國家或地區(qū)，其中一部分企業(yè)同時開展LED外延片及芯片的生產，一部分企業(yè)只擁有芯片生產能力，外延片的供應依靠上游企業(yè)提供；LED封裝環(huán)節(jié)設備投資強度一般，具有技術與勞動密集型特點，參與企業(yè)數量較多，主要分布在中國大陸、中國臺灣及日本等國家或地區(qū)，部分國際大型LED外延芯片企業(yè)也將業(yè)務延伸至封裝環(huán)節(jié)；LED應用環(huán)節(jié)是整個產業(yè)鏈中規(guī)模大的領域，其產品的開發(fā)與生產分散在各個行業(yè)領域，此環(huán)節(jié)參與企業(yè)數量多，分布廣，重點領域包括背光源、顯示屏、照明、信號燈、儀表、家電等。

　　

　　全球LED產業(yè)呈現出一定的區(qū)域分布特征：日本、歐美的LED產業(yè)主要依托于產業(yè)鏈完整、生產規(guī)模大、技術壟斷性強的集團化企業(yè)；臺灣地區(qū)LED產業(yè)相對集中，各環(huán)節(jié)分工明確，產業(yè)鏈供銷穩(wěn)定；我國大陸企業(yè)數量眾多，產業(yè)鏈初步形成，并已形成若干產業(yè)集聚區(qū)，但企業(yè)單體規(guī)模較小，尚處于快速發(fā)展早期階段。

　　

　　

　　上世紀九十年代以前，LED產業(yè)處于發(fā)展前期，產品色系單一、價格較高，應用市場主要由信號燈、指示燈、單色顯示屏等需求拉動；上世紀九十年代中后期開始，LED產業(yè)進入快速發(fā)展階段，藍、綠光技術的發(fā)展與產品價格的下降使得LED在中小尺寸背光、全彩顯示屏等商用領域得到迅速推廣，并成為現階段LED市場發(fā)展的主要驅動力；隨著技術的不斷成熟以及價格的進一步降低，LED將在大尺寸背光源及照明等民用領域逐步滲透，形成潛力巨大的未來應用市場。

　　

　　

　　LED顯示屏是目前LED的主要應用領域之一，其具有亮度高、視角大、可視距離遠、造型靈活多變、色彩豐富等優(yōu)點，可滿足不同應用場景的需求，特別是在超大尺寸顯示應用中具有明顯優(yōu)勢。早期LED顯示屏為單色或者雙色，主要用于顯示數字和文字等簡單信息內容，近年來，隨著RGB三基色混合及控制技術的發(fā)展，高端全彩LED顯示屏迅速普及并廣泛應用于戶外廣告、體育場館、交通信息屏、展覽演出、金融網點、商業(yè)傳媒等領域。目前，全球LED顯示屏市場仍處于上升階段。

　　

　　分類別看，與單色和雙基色顯示屏相比，全彩顯示屏擁有色彩豐富、對比明顯、顯示效果佳等獨特優(yōu)勢，隨著LED全彩顯示屏應用技術的進步，特別是成本和價格的降低，全彩顯示屏的市場潛力將被進一步發(fā)掘。

　　

　　2、背光源應用

　　

　　較之于傳統(tǒng)背光源，LED背光源具有不可比擬的優(yōu)勢，因而近年來在液晶屏背光源領域得到了廣泛的應用。在外觀上，LED背光可以使液晶屏幕變得更為輕薄；在視覺呈現上，LED背光可以顯著提升顯示效果，使色彩表現更加生動逼真；更為重要的是，LED背光還具有節(jié)能省電的優(yōu)點，以筆記本電腦為例，通過使用LED背光源，電池使用時間可延長40%以上。LED背光源通常按照尺寸分類，其中小尺寸背光源主要應用于手機、數碼相機、攝像機、MP3、MP4、PDA等消費電子產品；中尺寸背光源主要應用于平板電腦、筆記本電腦及液晶顯示器；大尺寸背光源主要應用于液晶電視。液晶屏尺寸越大，背光模組所要求的LED芯片數量也越多、尺寸也越大，從而對LED需求的拉動也越為明顯。

　　

　　1）中小尺寸背光源應用

　　

　　目前LED在小尺寸背光源市場的應用已基本普及，據DisplaySearch統(tǒng)計，2010年LED在手機液晶屏背光源市場滲透率已達100%，此領域未來增長主要來自于手機出貨量的增長。

　　

　　LED在中尺寸背光源市場的主要需求來自于筆記本電腦和液晶顯示器。目前LED背光源在筆記本電腦和液晶顯示器中的滲透率還有繼續(xù)提升的空間，而且隨著電腦普及所帶來的電腦出貨量的穩(wěn)定增長，LED中尺寸背光應用仍將是未來三年內推動LED產業(yè)繼續(xù)快速發(fā)展的重要驅動力之一。

　　

　　2）大尺寸背光源應用

　　

　　LED在大尺寸液晶屏背光領域的逐步滲透，尤其是在液晶電視背光應用方面的大規(guī)模啟動，成為推動LED產業(yè)在2010年實現爆發(fā)式增長的重要因素。

　　

　　盡管隨著LED產品亮度的提升，導光技術的提高，以及單側式背光等低成本背光技術的推廣，單個液晶屏背光模組所使用LED芯片數量將逐步減少，使得背光源用LED芯片需求量的增速略低于相關產品出貨量，但由于LED在大尺寸背光等領域的滲透率將大幅提升，背光源用LED芯片需求量仍將保持較高的增長水平。

　　

　　

　　LED照明市場被認為是未來LED重要且具發(fā)展前景的應用之一。與白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)照明光源相比，白光LED具有節(jié)能、環(huán)保、色彩可調、壽命長的優(yōu)勢，是未來照明發(fā)展的必然趨勢。

　　

　　早期由于LED發(fā)光效率較低、使用成本偏高，LED照明的推廣受到制約。近年來隨著LED發(fā)光效率的提升、綜合成本的逐步降低，以及各國政府大力推廣節(jié)能政策，LED照明將迎來巨大的發(fā)展機遇。

　　

　　目前，量產白光LED的發(fā)光效率已經達到120lm/W。與此同時，LED照明產品經濟回報的吸引力日益增強。根據高盛于2011年11月發(fā)布的研究報告，在全球光通量消耗占比達到85%的戶外及工商業(yè)終端市場，LED照明產品的投資回報周期已降至3-5年，此將促使LED照明滲透率迅速提升。

　　

　?。ㄈ㎜ED產業(yè)發(fā)展狀況

　　

　　近十年，全球LED市場規(guī)模一直保持著快速增長的態(tài)勢，年均復合增長率超過15%。目前，LED產業(yè)作為綠色節(jié)能產業(yè)的代表正日益受到各國政府的高度重視，世界各主要發(fā)達國家陸續(xù)制定了一系列的LED照明發(fā)展計劃以鼓勵本國LED產業(yè)的發(fā)展，為其創(chuàng)造了良好的外部政策環(huán)境。與此同時，近年來LED產業(yè)各環(huán)節(jié)關鍵技術的不斷突破促使其應用領域不斷延伸、應用價值日益提高，這些因素都將驅動LED產業(yè)成為未來經濟發(fā)展的熱點。

　　

　　2、國內LED產業(yè)發(fā)展概況

　　

　　我國LED產業(yè)從封裝起步，在經歷了進口器件、進口芯片、進口外延片的發(fā)展階段后，現已初步形成了完整的產業(yè)鏈，并已在產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)實現規(guī)模化國產。尤其進入2010年以來，我國已成為全球LED產業(yè)發(fā)展快的地區(qū)之一。

　　

　　

　　（1）高亮度LED市場將持續(xù)高速增長

　　

　　技術進步促進LED產品電光轉化效率提高，亮度提升，制造及使用成本下降，從而使得高亮度LED產品在顯示屏等傳統(tǒng)應用領域得到進一步推廣，在背光源及照明等新興應用領域的滲透率不斷提升，此將帶動高亮度LED市場持續(xù)高速增長。

　　

　?。?）GaN基藍、綠光LED產品將主導市場

　　

　　未來LED應用市場發(fā)展空間較廣的背光源及照明領域主要采用白光LED，白光LED通常采用藍光LED激發(fā)熒光粉技術或RGB三基色混合技術制成。藍光激發(fā)熒光粉技術原理是在高亮度藍光LED管芯上加一層YAG（釔鋁石榴石）熒光粉，利用芯片發(fā)出的藍光激發(fā)YAG熒光粉產生黃光，黃光與藍光合成白光；RGB三基色混合技術的原理是將紅、綠、藍光LED芯片發(fā)出的三色光混合疊加產生白光。白光LED市場的興起將促使作為其主要組成部分的GaN基藍光LED成為高亮度LED市場的主導產品。

　　

　?。?）全球LED產業(yè)資源重組，中國大陸將成為發(fā)展熱點近年來，隨著LED產業(yè)全球化市場體系的形成，國際LED產業(yè)巨頭的投資目的地更多的傾向于市場所在地或具備較強制造優(yōu)勢的區(qū)域，國際間技術擴散和產業(yè)轉移加劇。

　　

　　目前，中國已逐漸發(fā)展成為全球電子制造業(yè)大國，勞動力成本優(yōu)勢明顯，制造能力日益提升。與此同時，國內消費電子、汽車、家電、照明等領域廣闊的市場需求亦成為LED發(fā)展的巨大推動力。歐美、日本及中國臺灣地區(qū)的LED產業(yè)正加速向中國大陸轉移，如Cree、Nichia、三星LED、晶電、璨圓及新世紀等公司已紛紛開始在大陸投資建廠，我國在LED產業(yè)的地位和影響力正在迅速提升。根據LEDinside統(tǒng)計數據，中國大陸已成為僅次于日本、韓國、中國臺灣及歐洲的全球第五大LED生產地。

　　

　　

　　LED外延生長及芯片制造環(huán)節(jié)在LED產業(yè)鏈中技術含量高，設備投資強度大，同時利潤率也相對較高，是典型的資本、技術密集型行業(yè)，其技術及發(fā)展水平對各國LED產業(yè)結構及各公司的市場地位起著決定性影響。近年來，受到下游需求的拉動，LED在背光、照明等領域的滲透率將不斷提高。

　　

　　2、國內LED外延芯片行業(yè)發(fā)展狀況

　　

　　我國LED產業(yè)由封裝起步發(fā)展，初期芯片主要依賴進口，近年來，在下游旺盛需求的拉動及各地政策的支持下，國內主要LED外延芯片企業(yè)加大研發(fā)投入，積極制定擴產計劃，市場對于外延芯片環(huán)節(jié)的投資力度不斷提升，使得國內LED外延芯片行業(yè)加速發(fā)展。

　　

　　（三）LED外延芯片行業(yè)技術水平及發(fā)展趨勢

　　

　　LED外延生長及芯片制造過程將直接影響終端LED產品的性能與質量，是LED生產過程中為核心的環(huán)節(jié)，其技術發(fā)展水平直接決定了下游應用的滲透程度及覆蓋范圍。LED的技術發(fā)展經歷了從單色系到全色系，從普亮到高亮，從低光效到高光效的上升路徑，LED性能的不斷完善推動其不斷深入至各應用領域。

　　

　　從應用角度出發(fā)，提高發(fā)光效率（lm/W）、降低單位成本（元/lm）是LED外延芯片行業(yè)未來技術發(fā)展的主要目標。發(fā)光效率除了影響LED芯片的亮度及能耗外，也影響著LED芯片的成本及可靠性，當LED封裝器件發(fā)光效率為100lm/W時，其中約70%的能量以熱的形式表現出來，僅有約30%的能量以光的形式表現出來，當輸入功率愈高時產生的熱量愈多，從而需要更多的散熱組件，此將導致LED成本提高、可靠性降低。近年來，為了提高發(fā)光效率，研究人員在提升LED內量子效率及光提取效率方面做了大量的研發(fā)工作，提出了PSS襯底外延片、粗化外延表面、金屬健合剝離、倒裝芯片結構、垂直芯片結構等技術，使得LED發(fā)光效率得到了大幅提升。

　　

　　除發(fā)光效率及單位成本外，在LED顯示屏、背光源等應用領域，LED芯片的光衰、亮度、色度一致性、抗靜電能力以及耐候力也是關系LED應用的關鍵技術指標。從用戶體驗及經濟性考慮，降低光衰、保證芯片的均勻性、提高芯片抗靜電能力以及在惡劣環(huán)境下的可靠性也是LED外延芯片行業(yè)技術發(fā)展的重要方向。

　　

　　行業(yè)競爭格局及主要競爭對手情況

　　

　　全球范圍內LED外延芯片行業(yè)區(qū)域集聚特征較為明顯，主要生產企業(yè)集中在日本、歐美、韓國、中國臺灣及中國大陸地區(qū)，行業(yè)內除中國臺灣及中國大陸企業(yè)以LED芯片為終端銷售產品外，其他企業(yè)一般整合了封裝或應用環(huán)節(jié)，主要銷售產品為LED器件。

　　

　　日本與歐美是外延芯片行業(yè)的傳統(tǒng)強勢地區(qū)，Nichia、ToyodaGosei、Cree、PhilipsLumileds和Osram等技術領先、資金雄厚的代表性廠商目前仍主導全球市場，引領行業(yè)技術的發(fā)展；韓國與中國臺灣地區(qū)作為后起之秀上升勢頭迅猛，形成了三星LED、SeoulSemiconductor、晶電等一批頗具規(guī)模的企業(yè)；中國大陸地區(qū)作為新興市場正處于高速成長期，初步形成規(guī)?；a能力的企業(yè)包括本公司、三安光電、士蘭明芯及乾照光電等。

　　

　　主要產品工藝流程

　　

　　LED芯片生產過程主要包括前道外延生長和中、后道芯片制造兩個環(huán)節(jié)。

　　

　　1、外延生長環(huán)節(jié)的生產工藝流程

　　

　　高亮度GaN基藍、綠光LED外延片采用MOCVD設備進行生長，其主要原材料包括藍寶石襯底片，MO源（Ga(CH3)3，In(CH3)3，Al(CH3)3等）、氨氣（NH3）、硅烷（SiH4）等。外延生長環(huán)節(jié)的工藝流程如下所示：

　　

　　2、芯片制造環(huán)節(jié)的生產工藝流程

　　

　　高亮度GaN基LED芯片制造流程包括清洗、蒸鍍、光刻、刻蝕、退火、PECVD、腐蝕、減薄研磨、劃裂、測試、分選和表面檢驗等。其中，光刻過程主要包括前烘、勻膠、后烘、曝光、顯影等步驟。芯片制造環(huán)節(jié)的工藝流程如下所示：

　　

　　3、LED芯片生產特點

　　

　　LED芯片生產過程可劃分為前道、中道、后道。

　　

　　前道主要為外延生長過程，以及外延片的光電參數測試和表面檢查，其產出品稱為外延片（EpitaxyWafer），其關鍵設備為MOCVD設備。決定其產能的主要有MOCVD設備的每爐產量（不同機型每爐產量不同，如19片、31片、45片等）及其每爐程序時間兩個方面。外延片生產質量與外延生產程序和設備的維護關系密切，外延生產具有工藝流程短，資金和技術密集的特點。前道外延生長與中后道芯片制造過程是相對獨立的，因此芯片制造所需要的外延片既可以自己生產也可以通過外購解決片源不足問題。

　　

　　中道主要為LED芯片圖形形成和電極制備，其產出品為圓片上芯片（ChiponWafer），其關鍵設備包括光刻機、蒸發(fā)臺、刻蝕機等，決定其生產效率的主要是芯片工藝需要的光刻次數，不同芯片工藝，光刻的次數可能相差較大。以上兩道工序段均是以圓片為加工單位，其產能與單顆芯片的大小沒有關系，通常其產能以片為單位進行計量。

　　

　　后道主要為切割、分裂和檢測芯片工序，其產出品為分割開的裸晶（BareChip），該環(huán)節(jié)產能與芯片尺寸關系密切，芯片尺寸越小，每片外延片能夠生產出的芯片顆數也越多。例如，在不考慮良率、邊緣效應等因素的情況下，每片2英吋外延片理論上多可生產10mil*8mil的芯片顆數約39K，而能夠生產的10mil*23mil的芯片顆數僅為約14K。因此，單顆芯片尺寸將極大影響芯片產出數量，同時也將影響單顆芯片的成本和售價。