LED外延片及芯片行业分析报告Word文档格式.docx
《LED外延片及芯片行业分析报告Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LED外延片及芯片行业分析报告Word文档格式.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2、LED产业发展历程
20世纪五十年代，英国科学家在电致发光的试验中使用GaAs材料研制了第一个具有现代意义的LED；
20世纪六十年代中期，全球第一款商用LED产品诞生，随后Monsanto和惠普公司开始了LED的量产，迄今全球LED产业已经历了逾四十年的发展历程。
根据发光材料、外延生长技术及发光效率的不同，可将LED产业的发展概括为以下四个主要阶段：
LED产业发展阶段
LED产业发展及应用推广与其技术进步密切相关，早期LED芯片材料以GaP、GaAsP等为主，受发光效率及亮度限制，应用领域仅局限于仪器仪表、消费电子等产品的工作状态指示；
二十世纪九十年代初，随着AlGaInP材料的出现，高亮度红、橙、黄光LED芯片开始普及，LED应用范围扩展至汽车尾灯、交通信号灯、户内外大型显示屏等领域；
20世纪九十年代后期，随着GaN系材料技术的推广，蓝、绿光LED以及基于蓝光LED芯片的白光LED实现了产业化，LED应用进一步拓展至全彩显示屏、背光源及通用照明等领域。
近年来，随着LED产业技术创新日趋活跃，LED产品的发光效率、亮度及功率指标不断提升、单位成本逐步降低，LED产业加速发展，进入了新一轮的快速增长期。
3、LED产业链
LED产业链包括LED衬底制作、LED外延生长、LED芯片制造、LED封装和LED应用五个主要环节，其中LED外延生长与LED芯片制造环节是全产业链的关键环节。
LED应用领域发展里程
LED衬底是生产LED外延片的主要原材料，目前LED衬底材料主要有四种，分别是蓝宝石、SiC、Si及GaAs，其中蓝宝石、SiC及Si应用于生产蓝、绿光LED，GaAs应用于生产红、黄光LED。
LED外延生长是指在LED衬底上利用各种外延生长法（如LPE、MOCVD、MBE等）形成半导体发光材料薄膜从而制成LED外延片的过程。
此环节是LED生产过程中对生产设备及技术工艺要求最高的环节，LED外延片的品质对下游产品的质量具有重要影响，目前生产高亮度LED外延片的主流技术是MOCVD（金属有机化学气相淀积法）。
LED芯片制造环节首先需根据下游产品性能需求进行LED芯片结构和工艺设计，然后通过退火、光刻、刻蚀、金属电极蒸发、合金化和介质膜等工序形成金属电极，通过关键指标测试后再进行磨片、切割、分选和包装。
LED芯片制造所涉及的工序精细且繁多，工序流程管理及制造工艺水平将直接影响到LED芯片的质量及成品率。
LED封装是指将外引线连接至LED芯片电极，形成LED器件的环节。
封装的主要作用在于保护LED芯片与提高光提取效率。
目前，LED封装基本采用表面贴装、倒装焊等通用的半导体封装结构，在技术上具有承上启下的作用，对于下游应用产品的开发具有一定带动性。
LED应用环节是针对各类市场需求利用LED器件制成面向终端用户的LED应用产品，如指示灯、显示屏、LCD背光源、LED照明灯具等，此环节技术主要体现在系统集成方面，技术面较宽，呈现多样化特征。
LED产业链
全球范围内，LED产业链各环节参与企业数量呈金字塔型分布。
LED外延生长与芯片制造环节技术门槛高，设备投资强度大，具有规模化生产能力的企业数量相对较少，主要分布在美国、日本、欧盟、中国台湾等国家或地区，其中一部分企业同时开展LED外延片及芯片的生产，一部分企业只拥有芯片生产能力，外延片的供应依靠上游企业提供；
LED封装环节设备投资强度一般，具有技术与劳动密集型特点，参与企业数量较多，主要分布在中国大陆、中国台湾及日本等国家或地区，部分国际大型LED外延芯片企业也将业务延伸至封装环节；
LED应用环节是整个产业链中规模最大的领域，其产品的开发与生产分散在各个行业领域，此环节参与企业数量最多，分布最广，重点领域包括背光源、显示屏、照明、信号灯、仪表、家电等。
全球LED产业呈现出一定的区域分布特征：
日本、欧美的LED产业主要依托于产业链完整、生产规模大、技术垄断性强的集团化企业；
台湾地区LED产业相对集中，各环节分工明确，产业链供销稳定；
我国大陆企业数量众多，产业链初步形成，并已形成若干产业集聚区，但企业单体规模较小，尚处于快速发展早期阶段。
全球LED产业链分布
二、LED主要应用市场
上世纪九十年代以前，LED产业处于发展前期，产品色系单一、价格较高，应用市场主要由信号灯、指示灯、单色显示屏等需求拉动；
上世纪九十年代中后期开始，LED产业进入快速发展阶段，蓝、绿光技术的发展与产品价格的下降使得LED在中小尺寸背光、全彩显示屏等商用领域得到迅速推广，并成为现阶段LED市场发展的主要驱动力；
随着技术的不断成熟以及价格的进一步降低，LED将在大尺寸背光源及照明等民用领域逐步渗透，形成潜力巨大的未来应用市场。
1、显示屏应用
LED显示屏是目前LED的主要应用领域之一，其具有亮度高、视角大、可视距离远、造型灵活多变、色彩丰富等优点，可满足不同应用场景的需求，特别是在超大尺寸显示应用中具有明显优势。
早期LED显示屏为单色或者双色，主要用于显示数字和文字等简单信息内容，近年来，随着RGB三基色混合及控制技术的发展，高端全彩LED显示屏迅速普及并广泛应用于户外广告、体育场馆、交通信息屏、展览演出、金融网点、商业传媒等领域。
目前，全球LED显示屏市场仍处于上升阶段。
据中国光学光电子协会统计，2008年全球LED显示屏市场规模为61.01亿美元，2010年可达到73.45亿美元，此期间内年复合增长率约10%，其预测至2013年，全球LED显示屏市场规模将上升至137.68亿美元。
分类别看，与单色和双基色显示屏相比，全彩显示屏拥有色彩丰富、对比明显、显示效果佳等独特优势，随着LED全彩显示屏应用技术的进步，特别是成本和价格的降低，全彩显示屏的市场潜力将被进一步发掘。
据中国光学光电子协会统计，2008年全球LED全彩显示屏市场规模为23.24亿美元，至2010年可上升至30.64亿美元，年复合增长率近15%，其在全球LED显示屏市场中的占比亦由2008年的38%上升至42%。
根据预测，至2013年全球全彩显示屏的市场规模将增至64.12亿美元，占全球LED显示屏市场的比例将上升至47%，高于LED显示屏整体市场规模增长速度。
2008年至2013年全球LED显示屏市场规模及预测
2008年至2013年全球LED全彩显示屏市场规模及预测
中国大陆LED显示屏产业自二十世纪九十年代起步后始终保持着高速发展的态势，2008年国内LED显示屏市场规模为85.41亿元，2010年预计上升至128.54亿元，年复合增长率达到23%，预计至2013年，中国LED显示屏市场规模可达240.94亿元，显示屏应用将成为国内LED应用领域最为稳定的增长点之一。
2008年至2013年国内LED显示屏市场规模及预测
2、背光源应用
较之于传统背光源，LED背光源具有不可比拟的优势，因而近年来在液晶屏背光源领域得到了广泛的应用。
在外观上，LED背光可以使液晶屏幕变得更为轻薄；
在视觉呈现上，LED背光可以显著提升显示效果，使色彩表现更加生动逼真；
更为重要的是，LED背光还具有节能省电的优点，以笔记本电脑为例，通过使用LED背光源，电池使用时间可延长40%以上。
LED背光源通常按照尺寸分类，其中小尺寸背光源主要应用于手机、数码相机、摄像机、MP3、MP4、PDA等消费电子产品；
中尺寸背光源主要应用于平板电脑、笔记本电脑及液晶显示器；
大尺寸背光源主要应用于液晶电视。
液晶屏尺寸越大，背光模组所要求的LED芯片数量也越多、尺寸也越大，从而对LED需求的拉动也越为明显。
（1）中小尺寸背光源应用
目前LED在小尺寸背光源市场的应用已基本普及，据DisplaySearch统计，2010年LED在手机液晶屏背光源市场渗透率已达100%，此领域未来增长主要来自于手机出货量的增长。
LED在中尺寸背光源市场的主要需求来自于笔记本电脑和液晶显示器。
目前LED背光源在笔记本电脑和液晶显示器中的渗透率还有继续提升的空间，而且随着电脑普及所带来的电脑出货量的稳定增长，LED中尺寸背光应用仍将是未来三年内推动LED产业继续快速发展的重要驱动力之一。
根据DisplaySearch统计，2008年全球LED背光笔记本电脑出货量为2,460万台，LED背光在笔记本电脑中的渗透率仅为16%，至2010年，LED背光笔记本电脑出货量可达到1.99亿台，渗透率上升至89%，其预测自2011年开始，LED背光在笔记本电脑中的渗透率将达到100%，且出货量也将进一步上升，至2013年，预计全球笔记本电脑出货量将达到3.65亿台，年复合增长率达22%；
在液晶显示器方面，根据DisplaySearch所发布的统计数据，2008年全球基本尚未启用LED背光技术，至2010年，LED背光的渗透率达到18%，此领域未来仍将有巨大的上升空间，预计至2013年渗透率将上升至59%，LED背光的液晶显示器出货量也将由2010年的3,390万台上升至1.29亿台，未来三年内年复合增长率仍将高达56%。
全球LED背光笔记本电脑出货量及渗透率预测
全球LED背光液晶显示器出货量及渗透率预测
（2）大尺寸背光源应用
LED在大尺寸液晶屏背光领域的逐步渗透，尤其是在液晶电视背光应用方面的大规模启动，成为推动LED产业在2010年实现爆发式增长的重要因素。
根据DisplaySearch统计，2008年全球LED背光液晶电视出货量仅20万台，至2010年上升至4,230万台，LED背光在液晶电视中的渗透率已达到22%，此期间内增长超过了20倍，其预计未来三年LED在液晶电视领域的渗透率将继续提升，至2013年将上升至59%，LED背光液晶电视出货量将达到1.44亿台。
全球LED背光液晶电视出货量及渗透率预测
尽管随着LED产品亮度的提升，导光技术的提高，以及单侧式背光等低成本背光技术的推广，单个液晶屏背光模组所使用LED芯片数量将逐步减少，使得背光源用LED芯片需求量的增速略低于相关产品出货量，但由于未来三年内，LED在大尺寸背光等领域的渗透率将大幅提升，背光源用LED芯片需求量仍将保持较高的增长水平。
3、照明应用
LED照明市场被认为是未来LED最重要且最具发展前景的应用之一。
与白炽灯、荧光灯等传统照明光源相比，白光LED具有节能、环保、色彩可调、寿命长的优势，是未来照明发展的必然趋势。
LED光源和传统光源特点比较
早期由于LED发光效率较低、使用成本偏高，LED照明的推广受到制约。
近年来随着LED发光效率的提升、综合成本的逐步降低，以及各国政府大力推广节能政策，LED照明将迎来巨大的发展机遇。
全球禁用白炽灯时间表
目前，量产白光LED的发光效率已经达到120lm/W。
与此同时，据LEDinside调查统计，至2011年12月，取代传统60瓦白炽灯泡的LED灯泡最低售价已降至18.9美元，取代传统40瓦白炽灯泡的LED灯泡最低售价已降至11.1美元，因而，LED照明产品经济回报的吸引力日益增强。
根据高盛于2011年11月发布的研究报告，在全球光通量消耗占比达到85%的户外及工商业终端市场，LED照明产品的投资回报周期已降至3-5年，此将促使LED照明渗透率迅速提升。
根据DIGITIMES统计，2008年全球LED照明市场规模约为18.67亿美元，至2010年可增至41.11亿美元，此期间内年复合增长率近50%，但相较于2010年1,260亿美元的全球照明市场规模，LED照明渗透率仅约为3.2%，其预测未来三年内，LED照明市场的复合增长率将达到97%，至2013年，LED照明的市场规模将超过300亿美元。
全球LED照明渗透率及预测
三、LED产业发展状况
1、国际LED产业发展概况
近十年，全球LED市场规模一直保持着快速增长的态势，年均复合增长率超过15%。
2010年，随着LED在大尺寸背光领域的快速渗透以及在照明应用市场的逐步启动，全球LED市场规模达到128亿美元，较2009年大幅增长57%。
目前，LED产业作为绿色节能产业的代表正日益受到各国政府的高度重视，世界各主要发达国家陆续制定了一系列的LED照明发展计划以鼓励本国LED产业的发展，为其创造了良好的外部政策环境。
与此同时，近年来LED产业各环节关键技术的不断突破促使其应用领域不断延伸、应用价值日益提高，这些因素都将驱动LED产业成为未来经济发展的热点。
2、国内LED产业发展概况
我国LED产业从封装起步，在经历了进口器件、进口芯片、进口外延片的发展阶段后，现已初步形成了完整的产业链，并已在产业链各环节实现规模化国产。
尤其进入2010年以来，我国已成为全球LED产业发展最快的地区之一。
2000年到2006年，我国LED产业年增长率为15%左右，2007年到2009年增幅超过40%。
据国家半导体照明工程研发及产业联盟统计，2010年我国LED产业中外延芯片、封装及应用环节累计市场规模达到1,200亿元，较2009年的827亿元增长45%；
2011年，由于技术进步及产能释放推动LED产品价格下降，同时，受宏观经济景气程度下滑、国内产能大量释放、行业竞争加剧等因素影响下，我国LED全产业规模增速有所回稳，但根据国家半导体照明工程研发及产业联盟于2012年1月发布的统计数据，累计市场规模仍达到1,560亿元，较2010年增长30%，其中外延芯片行业增幅与全产业基本相当，由2010年的50亿元增至2011年的65亿元。
国家半导体照明工程研发及产业联盟预计，至2015年我国LED产业各环节累计规模将超过5,000亿元，其中，外延芯片行业2015年的市场规模有望达到220亿元，在未来5年内年复合增长率将达到35%。
3、LED产业发展的主要特征及趋势
（1）高亮度LED市场将持续高速增长
技术进步促进LED产品电光转化效率提高，亮度提升，制造及使用成本下降，从而使得高亮度LED产品在显示屏等传统应用领域得到进一步推广，在背光源及照明等新兴应用领域的渗透率不断提升，此将带动高亮度LED市场持续高速增长。
据StrategiesUnlimited统计，2008年全球高亮度LED市场规模约为50亿美元，至2010年上升至108亿美元，此期间内年复合增长率达到47%，相对于LED总体市场规模占比也由2008年的64%增至2010年的84%。
全球高亮度LED市场规模
（2）GaN基蓝、绿光LED产品将主导市场
未来LED应用市场发展空间较广的背光源及照明领域主要采用白光LED，白光LED通常采用蓝光LED激发荧光粉技术或RGB三基色混合技术制成。
蓝光激发荧光粉技术原理是在高亮度蓝光LED管芯上加一层YAG（钇铝石榴石）荧光粉，利用芯片发出的蓝光激发YAG荧光粉产生黄光，黄光与蓝光合成白光；
RGB三基色混合技术的原理是将红、绿、蓝光LED芯片发出的三色光混合叠加产生白光。
白光LED市场的兴起将促使作为其主要组成部分的GaN基蓝光LED成为高亮度LED市场的主导产品。
根据StrategiesUnlimited统计数据，2009年GaN基蓝、绿光LED市场规模约占高亮度LED市场总体规模的78%，其预计至2013年此占比将上升至89%。
（3）全球LED产业资源重组，中国大陆将成为发展热点
近年来，随着LED产业全球化市场体系的形成，国际LED产业巨头的投资目的地更多的倾向于市场所在地或具备较强制造优势的区域，国际间技术扩散和产业转移加剧。
目前，中国已逐渐发展成为全球电子制造业大国，劳动力成本优势明显，制造能力日益提升。
与此同时，国内消费电子、汽车、家电、照明等领域广阔的市场需求亦成为LED发展的巨大推动力。
欧美、日本及中国台湾地区的LED产业正加速向中国大陆转移，如Cree、Nichia、三星LED、晶电、璨圆及新世纪等公司已纷纷开始在大陆投资建厂，我国在LED产业的地位和影响力正在迅速提升。
根据LEDinside统计数据，中国大陆已成为仅次于日本、韩国、中国台湾及欧洲的全球第五大LED生产地。
四、LED外延芯片行业管理体制、主要法律法规及政策
1、行业主要监管机构、监督体制
LED外延芯片行业系半导体光电行业的子行业，属于国家重点鼓励、扶持的战略性新兴行业。
行业主管部门是国家工业和信息化部，其负责制定并组织实施行业规划及产业政策，拟定行业技术规范及标准，指导整个行业协同有序发展。
中国光学光电子行业协会主要负责在全国范围内开展光学光电子行业调查，组织业内信息和技术交流，举办展览会及专题研讨会，出版行业刊物及名录，推动行业内技术创新及技术进步。
国家半导体照明工程研发及产业联盟以“合作、共赢、创新、发展”为宗旨，以推进半导体照明技术进步和产业化为目标，充分利用现有资源，建立半导体照明产业上下游、产学研信息、知识产权等资源共享机制，建立与政府沟通的渠道及人才培养、国际合作的平台，推动标准、评价、质量检测体系的建立，促进成员单位的自身发展，提升半导体照明产业的整体竞争力。
2、行业主要法律法规及政策
自2003年“国家半导体照明工程”启动以来，LED产业在我国受到高度重视，国家加大了在LED产业方面的政策引导及资金支持，先后制定了多项有利于产业发展的战略规划并出台了一系列鼓励政策，具体如下：
2003年6月，科技部联合信息产业部、中科院、建设部、教育部、轻工业联合会等单位以及北京、上海等十一个地方政府成立了国家半导体照明工程协调小组，并正式启动了“国家半导体照明工程”项目。
2006年2月，国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020年）》，提出将“高效节能、长寿命的半导体照明产品”，列为“重点领域及其优先主题”。
2006年7月，建设部发布了《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》，提出“优化照明产业结构，强化政策导向，优化市场秩序，鼓励使用高效照明器材，实现结构节能”，并将推进城市绿色照明及节电改造示范工程、推广采用高效照明电器产品、加强城市照明产品能效标准体系建设等作为工作重点。
2006年9月，科技部启动国家高技术研究发展计划（“863计划”）新材料技术领域重大项目“半导体照明工程”，计划通过自主创新，突破白光照明部分核心专利，解决半导体照明市场急需的产业化关键技术问题，建立完善的技术创新体系与特色产业集群，完善半导体照明产业链，形成我国具有国际竞争力的半导体照明新兴产业。
此项目推动了我国高亮度LED技术进入加速发展的新阶段，为LED产业发展提供了良好的契机。
2007年1月，国家发改委、科技部、商务部和国家知识产权局联合发布了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年度）》，将半导体照明器件列为当前优先发展的高技术产业化重点领域。
2007年12月，财政部、国家发改委联合发布了《高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法》，提出将安排专项资金，支持高效照明产品的推广，支持采用高效照明产品替代在用的白炽灯和其他低效照明产品。
补贴标准规定大宗用户每只高效照明产品，中央财政按中标协议供货价格的30%给予补贴；
城乡居民用户每只高效照明产品，中央财政按中标协议供货价格的50%给予补贴。
2009年初，科技部在北京、上海、深圳、武汉等21个城市开展“十城万盏”半导体照明应用工程试点工作，目的在于推动节能减排，有效引导我国半导体照明应用的健康快速发展，扩大半导体照明市场规模，拉动消费需求，促进产业核心技术研发与创新能力的提高，迅速提升我国半导体照明产业的整体竞争力。
2009年9月，国家发改委、科技部、工业和信息化部、财政部、住房和城乡建设部、国家质检总局联合发布了《半导体照明节能产业发展意见》，提出到2015年，半导体照明节能产业产值年均增长率在30%左右；
产品市场占有率逐年提高，功能性照明达到20%左右，液晶背光源达到50%以上，景观装饰等产品市场占有率达到70%以上；
企业自主创新能力明显增强，大型MOCVD装备、关键原材料以及70%以上的芯片实现国产化，上游芯片规模化生产企业3-5家；
产业集中度显著提高，拥有自主品牌、较大市场影响力的骨干龙头企业10家左右；
初步建立半导体照明标准体系；
实现年节电400亿千瓦时，相当于年减排二氧化碳4,000万吨。
2010年1月，科技部发布《关于认定2009年度国家高新技术产业化基地和现代服务业产业化基地的通知》，认定77家基地为国家高新技术产业化基地、9家基地为国家现代服务业产业化基地。
其中，包括6家半导体照明相关高新技术产业化基地，依次为天津、杭州、武汉、东莞、西安国家半导体照明工程高新技术产业化基地及宁波国家新能源与节能照明高新技术产业化基地。
2010年10月，国务院发布了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，提出将半导体照明材料等新材料产业列入战略性新兴产业，并将通过强化科技创新、积极培育市场、深化国际合作、加大财税金融政策扶持力度、推进体制机制创新等措施支持战略新兴产业发展，将其培育成为国民经济的先导产业和支柱产业。
2010年10月，中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》，提出了提升制造业核心竞争力、发展战略新兴产业，节约能源，提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平，积极有序发展新一代信息技术、节能环保、新能源、新材料等目标。
2011年7月，科技部发布《国家“十二五”科学和技术发展规划》，提出“十二五”期间将重点发展白光发光二极管（LED）制备、光源系统集成、器件等自主关键技术，实现大型金属有机化学气相沉积（MOCVD）等设备及关键配套材料的国产化，加强半导体照明应用技术创新，建设标准和检验检测体系；
加快“十城万盏”半导体照明试点示范，实现更大规
升级会员 