发光二极管led蓝宝石衬底的加工制造工业企业工程可行性研究报告Word格式文档下载.docx
《发光二极管led蓝宝石衬底的加工制造工业企业工程可行性研究报告Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发光二极管led蓝宝石衬底的加工制造工业企业工程可行性研究报告Word格式文档下载.docx（78页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
41.17%
静态投资回收期（年）
3.15
年均利润率
45.56%
财务内部收益率
49.33%
动态投资回收期（年）
3.47
借款偿还期（年）
3
基准折现率
10%
项目建设周期（年）
1
项目设计运营寿命（年）
15
1.3项目背景信息
项目名称
发光二极管用蓝宝石衬底的加工制造
项目承办单位
XXX项目组
项目发起人和项目来源
自发
项目拟建地区、地点
可行性研究承担单位/主要负责人
可行性研究工作依据：
1、“国家半导体照明工程”，2003年；
2、《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》，2006年；
3、《深圳市LED产业发展规划（2009-2015年）》
4、集团研发与投资管理部对LED行业的调研结果。
技术方案优选原则：
1、商业化应用成熟的技术；
2、未来10年内不会被替代的技术和产品；
3、适度超前的产品技术安排。
厂址选择原则及成果：
选址原则：
（1）贴近目标市场或距目标市场交通交流便捷；
（2）综合运营成本较小；
（3）能产生产业群效应。
选址结果：
XXX经济开发区
环境影响报告编制情况：
本项目不产能废气、废固；
产生少量废水，可用中和或稀释方法处理后排放。
环境影响报告暂未编制，将视必要性再启动环评程序。
项目建设的必要性、重要性和理由：
1、该项目符合集团发展节能产业的战略；
2、该项目属于国家鼓励发展的项目；
3、该项目属于LED行业的最上游，项目的成功实施可以解决LED行业发展的瓶颈，提升国内LED行业的技术水平和国际地位。
1.4项目建设进度及运营阶段安排
项目开始建设到建成投产约需12个月。
产能建设按照以下顺序依次进行：
先建长晶体产能，再依次建切片、研磨抛光、和图形刻蚀产能。
项目建成后，以独立法人资格运营，有相对独立的董事会和管理层。
运营也可按阶段进行，长晶产能建成后，可以先销售晶棒，待切片产能具备后，可销售切割片，依次递延。
这样可以有效地缩短项目建设周期，同时使资本收益最大化。
1.5问题及建议
本项目的难点在于生产加工工艺技术，从长晶、切片到抛光都有技术诀窍，据业内资深人士讲，有了长晶炉不见得能长出合格的晶体，做了七八年的晶体生长，才出了两个掌握诀窍的操机手；
做了三年，才真正掌握了切片技术。
所以，为了把本项目建设运营得又好又快，就有必要高薪从业界挖几个熟手。
操作工的培训和海选也很重要，而且要和项目建设同步进行。
第二章项目背景和发展概况
2.1项目提出的背景
国家或行业发展规划
2、《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》，2006年
3、《中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯行动计划》，2008
4、《高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法》，2008
5、科技部“十城万盏”LED路灯示范计划，2009
集团发展战略及投资政策
符合集团“XXX”的公司战略
与集团现有业务的关联性及协同效应
蓝宝石长晶技术与集团现有业务生产技术有相似之处；
与现有业务关联性非常小，但LED应用产品未来可能与集团XXX产品产生较大关联，“太阳能电池+储能装置+LED”可能会是一个蓝海产品
项目发起人和发起缘由及投资意向
蓝宝石衬底目前供应短缺，随着固体照明技术和产品推广和广泛应用，蓝宝石衬底需求量将会进一步放大，业内人士估计，在未来10年内，它都是一个热销和肥利产品。
集团管理层发起此项目，并有意愿投资。
2.2行业发展概况
图表1LED与其他光源的总成本对比
资料来源：
日信证券研发部
监管。
因为LED有着显著的节能效应，所以世界各国都在通过实施各种政策来大力推广LED的使用。
目前的主要政策是白炽灯禁用政策。
见图表2
图表2全球各国禁用白炽灯情况
区域
内容
美国
从2012年1月到2014年1月间，美国要逐步淘汰40W、60W、75W和100W的白炽灯泡，以节能灯泡取代替换
欧盟
欧盟于2009年9月起禁止销售100W传统灯泡，2012年起禁用所有瓦数的传统灯泡
加拿大
加拿大定于2012年开始禁止销售白炽灯
澳大利亚
澳大利亚2009年停止生产、最晚在2010年逐步禁止使用传统的白炽灯
日本
到2012年止，停止制造销售高能耗白炽灯，全面禁用白炽灯
韩国
韩国2013年底前禁用白炽灯
中国
国家发改委2008年与联合国开发计划署（UNDP）、全球环境基金（GEF）合作共同开展“中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯”项目，开始研究编制《中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯行动计划》
XXX部整理
发展历程。
LED照明技术的发展路径可以从两个维度来拆解：
1、色彩丰富，从60年代的红色，到70年代的黄、绿色，直至90年代以来的蓝、白色；
2、发光效率提升，从60年代0.1lm/w，到80年代的10lm/w，直至当前的100以上lm/w。
LED的应用范围随着其色彩丰富、发光效率提升，逐步从60年代的指示灯市场，发展到90年代的手机背光源市场，直至当前的显示屏、中型尺寸LCD背光源等市场，未来还可能向大尺寸背光源、通用照明、车头灯等市场渗透，市场容量可能从几百亿美元，跃升为上千亿美元，前景看好。
图表3LED分类及应用（按波长分）
中国半导体照明网
产业链。
LED产业链大致分为制造和应用两个环节。
制造环节又可细分为：
上游的单晶片衬底（蓝宝石衬底、碳化硅衬底等）制作；
中游的外延晶片生长、芯片、电极制作、切割和测试分选；
下游的产品封装。
应用领域又可大致分为三部分：
照明应用、显示屏、背光源应用。
应用。
LED的应用范围主要由LED芯片发光强度（mcd，毫坎德拉）和发光效率（lm/w，流明/瓦）决定。
发光强度越大、发光效率越高，则应用越发广泛。
LED芯片按发光强度分为普通亮度LED、高亮度LED和超高亮度LED，发光强度<
10mcd为普通亮度，10mcd～100mcd间的为高亮度，达到或超过100mcd的称超高亮度。
普通亮度主要用于指示灯；
高亮度用于特殊照明；
而超高亮度则可以进一步用于通用照明。
图表4LED的应用领域（按发光强度分）
分类发光强度用途具体应用
普通亮度＜100mcd指示灯仪器仪表的指示光源、LED发光点阵组
成的小型字符或数字显示器，用于计算
器、测试仪器、指示牌等电子设备上
高亮度10mcd～100mcd特殊照明全彩显示屏、交通信号灯、汽车车灯、
背景光源、景观照明、特种工作照明（如
强调安全生产、特殊用途的矿灯、警示
灯、防爆灯、救援灯、野外工作灯等）、
军事及其它应用（玩具、礼品、轻工产
品等）
超高亮度>
100mcd通用照明各种民用及工业用照明替代现有白炽
灯和荧光灯
注：
1）发光强度mcd，光通量的空间密度，即单位立体角的光通量；
2）光通量lm，单位时间里通过某一面积的光能。
2009年背光源应用市场的突然爆发引发了LED行业的快速发展，市场预计未来4年LED的市场发展仍将以背光源应用市场为主，远期发展则要依赖照明市场的启动。
见图表5、6。
图表52008、2012年全球LED应用结构对比
数据来源：
StrategiesUnlimited
图表6全球LED应用趋势（数量）
台湾工研院
衬底。
商业化大量应用的单晶片衬底有蓝宝石晶片、碳化硅晶片和砷化镓衬底等。
砷化镓在生长磷化镓等外延材料后可以用来生产红光LED，蓝宝石晶片和碳化硅晶片在生产氮化镓外延材料后可以用来生产蓝光LED。
背光源市场使用蓝光LED，照明市场（白光LED）使用红绿蓝融合LED或涂有荧光粉的蓝光LED。
因为碳化硅衬底比蓝宝石衬底价格高出15倍以上，这制约了其发展，所以蓝宝石晶片成为应用最广的衬底。
这还不是故事的全部，碳化硅单晶片是一种战略性材料，其功能是蓝宝石衬底无法胜任的，某些军事或高端应用，非碳化硅不可。
下游背光源应用市场的爆发使得上游单晶片衬底出现短缺，蓝宝石衬底价格一路看涨，从2009年初的6-7美元涨至目前的30美元（均指直径为2英寸的薄片）。
市场预计2010-2011年衬底短缺的情况仍将持续，衬底价格仍将在高位缓慢上行。
长期来看，LED的价格会逐渐下降，衬底的价格也随着相应下降，但LED价格的下降将会启动天量照明市场的发展，这又反过来促进衬底的广泛使用，所以，LED衬底市场前景非常远大。
2.3投资的必要性
项目综合利润情况
年净利润7315万元，平均毛利率67.51%
项目对提高公司综合竞争力的贡献
提高集团的高科技形象，提升集团品牌价值；
丰富集团的节能产品和优化集团产品结构
项目对现有业务的协同效应
与集团现有业务关联性较小，但未来该项目下游产品（LED）+太阳能电池+储能装置，可能会结合形成蓝海产品
扩大产能，提高市场占有率
该项目可以增加蓝宝石衬底的供给，一定程度缓解LED行业的需求和瓶颈
采用新技术、新工艺、节约资（能）源、减少环境污染，提高劳动生产率情况
采用世界最新工艺技术（泡生法长晶技术）和目前国际上最好的设备，以4英寸产品技术为主，走高质量路线，提升劳动生产率及产能利用率。
取代进口或出口国际市场
起先主要提供给国内市场，待工艺完全稳定成熟和扩产后将销往国外市场
社会价值（纳税、就业、环保、科技进步等）
为社会提供节能产品的上游部件；
壮大和提升国内LED产业的力量和水平；
提供XXX个就业岗位；
每年产生XXX万元利税
第三章行业和市场分析与建设规模
3.1行业分析
行业规模
LED行业2010年产值约625亿元；
蓝宝石衬底行业预计2012年产值达到25亿
行业复合平均增长率
LED行业2010-2012年约17%；
蓝宝石衬底行业2010-2012年约60%
行业结构
LED上游（衬底）市场集中度非常高，全球前三大公司市场份额为70%；
LED中游（外延片和芯片）市场集中度也较高，全球前五大厂商市场份额为56%；
LED下游（封装）和应用领域市场集中度非常分散
行业发展趋势
随着LED行业技术的成熟，LED应用产品会越来越便宜，在照明上有全面取代白炽灯、日光灯和荧光灯的趋势；
在显示器背光源上，已开始大面积取代原有传统光源
行业机会
从产品周期来看，LED产品和衬底产品都处于成长期中，该成长期有望持续几十年，行业发展前景远大，尽早进入可以享受到行业加速期的高额利润，并为未来在行业中的地位奠定基础
3.1.1LED产业链技术特点与壁垒
概述
LED产业链较长，从上游衬底材料、外延生长和芯片制备，到中游的芯片封装，各个产业链环节都有比较成熟的技术路线
但就整个产业发展的技术点来说，从发光理论、材料体系、器件结构到应用范围都有可能找到新的方法，甚至是全新的技术路线
制造环节
LED的制造流程包括上游的单晶片衬底制作、外延晶片生长；
中游的芯片、电极制作、切割和测试分选；
下游的产品封装
第一步
晶片：
单晶棒→单晶片衬底→在衬底上生长外延层→外延片
成品：
单晶片、外延片
第二步
金属蒸镀→光罩蚀刻→热处理（正负电极制作）→切割→测试分选
芯片
第三步
封装：
芯片粘贴→焊接引线→树脂封装→剪脚
LED灯泡和组件
产业链
环节
行业壁垒
领先企业
特点
衬底制作
原材料的纯度一般都要在6N以上
日亚、Cree
蓝宝石衬底生产工艺比较成熟
MOCVD设备生产商
技术壁垒极高
德国AIXTRON、美国VEECO、日本大阳日酸
LED外延片主要生产技术为MOCVD
外延片、芯片
关键在于技术和资本
日亚、Cree、Lumileds、Osram、丰田合成、晶电
进入壁垒高，技术制胜，不确定性大，投资规模大
封装组件
关键在于资本实力和管理的精细化
佛山国星、厦门三安、大连路明、江西联创
有一定的技术含量，投资规模较大，台湾企业领跑，内地企业跟随
应用
关键企业的经营、管理综合能力、质量、成本、品牌和渠道
华刚光电、勤上光电、佛山国星、广州鸿力
应用产品多样化，投资比较小，国内企业较多，整合不断，传统巨头跟进
行业特征
技术难度
生产特点
垄断程度
进入门槛
衬底材料
极高
技术专利
寡头垄断
MOCVD设备制造
外延片生长
偏高
高技术、高资本
集中度较高
芯片制造
组件封装
小功率芯片低
劳动密集
集中度很低
低
模块应用
很低
3.1.2LED专利分析
图表7LED主要专利厂商及授权情况
专利厂商
专利拥有情况
Nichia
（日亚化学）
全球专利。
与Toyoda、CREE、Lumileds交叉授权，在日本有93项外观专利和58项设计专利，在美国有30项专利，中国有32项专利，香港有2项专利。
授权台湾鸿海集团、斯坦利电气、西铁城，与台湾光磊合作，光磊代工日亚芯片
CREE（科锐）
有全球专利。
并与日亚和TG交叉授权，授权红绿蓝sunlight使用芯片
Lumileds
与日亚交叉授权
Osram（欧司朗）
Toyoda（丰田合成）
与日亚交叉授权。
授权于日亚化学、欧司朗、飞利浦、昭和电工
Bridgelux
有全球专利，已授权红绿蓝sunlight使用芯片
根据互联网资料整理
图表8全球LED制造商之间的专利关系
图表9我国与外国专利申请差距比较
分支领域名称
衬底技术
外延技术
芯片结构
封装/荧光材料
封装技术
应用技术
我国申请量比例
7.86%
1.3%
0.6%
3%/16%
1%
7%
日本申请量比例
76.2%
82.2%
64.2l%
83%/5l%
81%
43%
美国申请量比例
8.33%
9.2%
19.43%
5%/11%
8%
14%
德国申请量比例
2.38%
2.1%
7.28%
3%/7%
4%
中国台湾地区申请量比例
1.43%
1.8%
2.48%
3%/8%
2%
2.15%
专利申请差距年数
6-19
11-17
5-15
20/10
7-24
1l-17
我国申请中发明专利的比例
68%
91.9%
100%（材料无实用新型专利）
28.1%
我国的申请人类型（非职务/职务）
36%/64%
2.7%/97.3%
0/100%
9%/91%19%/81%
49%/51%
65%/35%
宁波市科技信息研究院、宁波市知识产权发展研究中心《半导体照明（LED）封装及照明应用产业专利战略分析报告》
申请数量能够从一定程度上说明我国目前LED技术领域内的知识产权保护状况和技术发展情况。
从上表可以看出，我国的申请数量与半导体照明技术强国（日本）的差距非常巨大，在外延技术、芯片结构、封底技术领域的申请数量也低于美国、德国以及后起之秀台湾地区的申请数量，照明应用领域的申请量仅高于台湾地区的申请量。
3.1.3全球LED行业格局
图表10全球LED产值区域分布格局（2009年）
XXX部资料整理
图表11大陆LED产值区域分布格局（2009年）
从全球看，LED的主导厂商是日本的日亚化学（Nichia）和丰田合成（ToyodaGosei）、美国的Cree以及欧洲的PhilipsLumileds和欧司朗（Osram）五大厂商。
他们无一例外都在上中游拥有强大技术实力和产能。
从收入看，目前日本是全球最大的LED生产地，2007年约占一半的市场份额，2009年其市场份额下滑至37%，主要厂商为日亚公司和丰田合成公司。
其中日亚公司为全球最大的LED生产商，专长生产荧光粉和各种颜色的LED，年销售收入超过10亿美元，以生产高亮度白光LED和大功率LED著称。
丰田合成从1986年开始LED的研究和开发，1991年成功开发出世界第一个氮化镓的蓝光LED，扫除了实现白光LED的最后障碍。
台湾在全球市场份额中排名第二，市场份额2009年提升至24%。
其LED技术含量与日本、欧美的主要企业相比还存在一定距离。
台湾地区LED产业是典型的下游切入模式，即通过二十多年下游封装领域的经验积累，逐步延伸拓展到上游/中游的衬底/外延片/芯片领域。
欧美也是LED的传统强势区域，其主要厂商是Cree和PhilipsLumileds。
美国Cree虽然是新兴照明企业，但以其技术先进性成为LED照明产业的先锋代表。
2008年3月，Cree完成对元老级厂LEDLightingFixtureInc公司的收购，使其在产品丰富性及技术先进性上得到进一步加强。
2010年上半年Cree销售收入超过8.7亿美元，比2009年5.7亿美元的总收入还高出3亿美元。
PhilipsLumiledsLighting目前是飞利浦的全资子公司，总部设在加州圣何塞，是世界领先的高功率LED的制造商，同时也是为日常用途，包括汽车照明、照相机闪光灯、LCD显示器和电视、便携照明、投影和普通照明等领域，开发半导体照明解决方案的开创者。
我国大陆地区LED起步较晚，也是从下游封装做起，逐步进入中游外延片/芯片和上游衬底生产。
特别是在2000年开始加大了对高亮度四元芯片和GaN芯片的投资。
随着厦门三安、大连路美等一批高亮度芯片生产企业的产能释放，国内高亮度芯片产量出现井喷式增长。
2003-2006年芯片产量年增长率超过100%。
据LED产业研究机构LEDinside统计，至2009年8月，中国大陆现存LED芯片生产企业达62个，而1998年只有3个。
广东、福建企业数量明显领先于其他地区，广东有10个占16.1%，福建有8个占12.9%。
7个国家半导体照明产业化基地所在的省/直辖市，LED芯片企业数量都在4个或以上。
7个国个半导体照明产业化基地所在的省/直辖市广东、福建、上海、河北、江苏、江西、辽宁LED芯片企业合计41个，约占LED芯片企业总数的2/3。
广东10个LED芯片企业主要分布在深圳、东莞、广州、江门四个城市，分别是深圳世纪晶源、深圳方大国科、深圳奥德伦、深圳鼎友、东莞福地、东莞洲磊、东莞高辉、广州普光、广州晶科、江门鹤山银雨灯饰（真明丽）。
福建8个LED芯片企业主要分布在厦门、泉州、福州三个城市，分别是厦门三安、厦门安美、厦门明达、厦门干照、厦门晶宇、泉州晶蓝、泉州和谐、福建福日科。
其他地区企业典型企业还有南昌欣磊、江西晶能、大连路美、上海蓝宝、上海大晨、上海蓝光、河北汇能、河北立德、杭州士兰明芯、山东华光、武汉迪源、武汉华灿等等。
3.1.4LED产业链价值分配
图表12LED产业链产值分布图
图表13国内LED产业2009年各环节产值（亿元）及占比
中国光电子协会，XXX部资料整理
图表14全球产业链各链点代表公司的营收状况（万元RMB）
代表公司
市场占有率
财务指标
2007
2008
2009
2010上半年
上游（衬底制作+MOCVD设备）
美国Rubicon
30%
营收
22983
25477
13345
18400
毛利率
35.5%
32.0%
-18.2%
41.7%
净利率
-8.5%
11.6%
-48.5%
20.0%
德国Aixtron
60%
187735
239825
264822
302666
40%
41%
44%
53%
8.1%
8.4%
14.8%
21.4%
中游（外延片+芯片）
美国Cree
265637
332484
382333
584553
34.0%
33.6%
37.4%
47.4%
14.6%
6.8%
5.3%
17.6%
中国三安光电
-
21316
47029
36452
41.3%
42.0%
43.5%
24.4%
38.3%
33.2%
下游（封装）
台湾亿光电子
21803
24354
24333
17767
36%
35%
22%
12%
16%
17%
中国国星光电
44387
56672
62791
40682
29.1%
34.8%
33.4%
32.6%
14.1%
18.8%
18.3%
17.7%
1）Rubicon公司为全球蓝宝石衬底龙头供应商，晶棒
升级会员 