量子点半导体发光材料行业分析报告.docx

1、量子点半导体发光材料行业分析报告2014年量子点半导体发光材料行业分析报告2014年8月目 录一、行业管理体制和政策 41、行业主管部门 42、行业政策 4（1）国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定 4（2）新材料产业“十二五”发展规划 5（3）新材料产业标准化工作三年行动计划 5二、行业发展现状 5三、量子点应用行业及其行业规模 71、显示行业 7（1）行业整体情况 7（2）量子点光转换膜及其市场前景 92、照明行业 93、生物行业 11四、进入本行业的主要障碍 141、进入本行业的壁垒 14（1）资金壁垒 14（2）技术壁垒 14（3）人才壁垒 152、行业竞争格局 15五、影响本

2、行业未来发展趋势的因素 171、有利因素 17（1）行业前景向好 17（2）产业政策支持 172、不利因素 18（1）应用开发能力有待提高 18（2）行业相关国家标准缺失 18量子点半导体发光材料的应用领域包括科学研究、照明、显示和生物产业，均属于国家支持、鼓励发展的领域和产业。由于量子点是一种应用广泛的新材料，属于新材料行业。一、行业管理体制和政策1、行业主管部门本行业已实现市场化竞争，各企业面向市场自主经营，行业管理体制为国家宏观指导下的市场调节管理体制。行业的主管部门是国家发展和改革委员会、国家工业和信息化部以及地方各级人民政府相应的行政管理职能部门。国家各级政府制定行业的产业政策和产业

3、规划，对行业的发展方向进行宏观调控。2、行业政策材料量子点属于一种新材料，国家对于新材料产业有一系列的产业政策：（1）国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定2010年9月，国务院常务会议审议并通过国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定，新一代信息技术、新材料等七个产业被作为中国战略性新兴产业，将在今后加快推进。（2）新材料产业“十二五”发展规划2012年，国家发布了上述规划。规划提出了2015年和2020年的发展目标，并从产业规模、创新能力、产业结构、保障能力和材料换代等五个方面提出了“十二五”期间的定量目标。总体上看，规划目标强调新材料产业体系建设，既注重产业规模增长，又关注发展

4、水平的提升。（3）新材料产业标准化工作三年行动计划2012年，国家发布了新材料产业标准行动计划，其中提到了要建立完善新材料产业标准体系，促进新材料产业发展，推动原材料工业结构调整和转型升级。二、行业发展现状经过长期发展，我国新材料产业得到长足发展，在产业规模、技术进步和体系建设等方面取得明显成就，为国民经济建设做出了重大贡献。对于新材料产业，国家政策的大力扶植是保证行业健康发展的基础，不断增长的需求是行业持续进步的动力。截至2010 年，我国新材料产业规模超过6,500亿元。稀土功能材料、先进储能材料、光伏材料、有机硅等产能居世界前列。部分关键技术取得重大突破。我国自主开发的非晶合金、高磁感取

5、向硅钢、超硬材料、超导材料等生产技术已达到或接近国际水平。新材料品种不断增加，高端金属结构材料、新型无机非金属材料和高性能复合材料保障能力明显增强，先进高分子材料和特种金属功能材料自给水平逐步提高。具体到量子点材料，是20世纪80年代开始发展的一种新型材料，具备在多领域得到应用的潜力，在过去的30年，引起了学术界和产业界的广泛关注。量子点（或称半导体纳米晶），是一种由IIBVI族或IIIV族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于110nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。基于量子效应，量子点可以在显示、照明、生物标记等领域得到广

6、泛的应用。科学家已经发明许多不同的方法来制造量子点，并预期这种纳米材料在二十一世纪的纳米电子学(nanoelectronics)上有极大的应用潜力。现代量子点技术起源于上世纪八十年代，贝尔实验室的Louis E. Brus博士（公司首席科学顾问、美国科学院院士、美国哥伦比亚大学化学系讲座教授）与同事发现不同大小的硫化镉颗粒能够产生不同的颜色，即半导体纳米晶的发光颜色可以通过控制晶体颗粒大小来调控。这种优异而独特的尺寸相关性质是其它发光材料不可能实现的。同时，这种独特性质要求合成得到的量子点具有接近完美的尺寸、形貌、表面控制。由于制备方法上采用了二甲基镉，二甲基锌等剧毒且不易操作的金属有机原材料

7、，如何实现在常规实验条件下合成量子点，在二十世纪末一直是材料合成化学的一大挑战，这一点也影响了量子点的工业化进程。进入到本世纪后，彭笑刚教授（公司董事长）在美国阿肯色大学通过系列的发明，逐步解决了量子点合成与加工中的问题，从而使得高质量量子点有条件进入实用阶段。其中在2001年发明的使用简单的金属氧化物和金属无机盐做原料制备高性能量子点的技术开创了量子点合成的新时代，建立了彭笑刚教授及本公司在量子点领域的领先地位。保证量子点材料的高性能（量子效率、半峰宽、稳定性）和规模化生产是量子点材料行业的一大难题。最近几年，量子点的工业级制备技术不断得到发展，目前全球有几家公司已经具备了量子点材料的工业化

8、生产能力并能够保证量子点材料的高性能（公司是其中一家）。量子点的高性能是量子点能应用于其他应用产品的基础，伴随量子点制备技术的进步，在应用产品中的应用不断取得突破，以量子点材料为基础的在照明、显示和生物等领域的应用产品已经研发成功并开始逐步得到实际应用。三、量子点应用行业及其行业规模1、显示行业（1）行业整体情况据美国Nanosys公司披露，2013年Nanosys公司与QDVision公司共向几百万台电视机供应了量子点。因量子点用于科学研究的市场规模很小，在启动生物和照明等其它领域应用之前，显示应用在很大程度上决定了量子点应用的行业规模。目前，将量子点材料应用于显示产品已成为显示行业的重要发

9、展方向，包括QDVision，Nanosys和本公司在内的量子点材料公司，Sony，Amazon，ViewSonic，冠捷，华硕，TCL，海信等为代表的国内外厂商均推出了量子点显示产品或样品。量子点背光技术应用于显示，可调高色域。对于彩色显示设备来说，色彩表现能力是最基本的性能。彩色显示产品（如计算机显示屏、电视、智能手机等）的显色原理是基于蓝绿红“三基色组合”。其色彩的丰富程度在很大程度上取决于这三种颜色的纯度。在液晶显示技术中，这三种颜色的光由白光背光源经液晶的彩色滤光片分解而来。然而，目前市面上LED背光源所解析的红，绿和蓝三色光的纯度都很低。参照彩色电视广播标准（NTSC），常见液晶显

10、示器件的色域水平仅在72%左右，甚至更低。目前市面上的OLED（有机发光二极管）显示屏可将显示器色域提高到100%以上，但OLED造价较高，尤其是大屏幕OLED显示屏，目前虽有大屏幕TV产品推出，但价格较同尺寸液晶显示屏高2-4倍。基于量子点材料的光转换元件Q-LCD（Quantum-dots Light Converting Devices）实现了液晶显示器低成本调高色域至100%（100%）NTSC的机会。根据Displaybank数据，大尺寸LCD背光市场需求2013 年达到7.39亿套，其中笔记本占39%、TV 占30%、桌面显示器占29%。根据DisplaySearch的数据，201

11、3-2015年智能手机的出货量将分别达到8亿、10亿和11亿部。假设2014年、2015年量子点背光分别达到1%和5%的渗透率，大、小尺寸背光产品单套平均价格在100元、30元人民币，2014-2015年市场规模分别为10亿元、55亿元。（2）量子点光转换膜及其市场前景量子点光转换膜，通过蓝光LED激发量子点材料发出高纯的红光和绿光，蓝、绿和红光混合成预定比例的白光，显示器的色域能够覆盖100% NTSC或更高的产品。量子点光转换元件能够应用于电视机或手机、平板等显示屏，能够大幅改善显示屏的色彩效果，使颜色更鲜艳、真实和丰富（提高色域），使显示色彩更接近于现实世界，这种运用量子点材料的显示技术

12、能给显示行业领域带来新的革新，因其从推出到市场导入需要一定的市场适应和接受阶段，而目前正处于这个阶段，故当前市场规模还没有形成，市场效益也还没有最终显现，因此尚未得到规模化推广。但目前相关产品已经开始导入市场，包括Sony公司的量子点背光电视，亚马逊应用量子点的平板KINDLE，均预示着量子点显示产品的市场正在快速形成。由于应用量子点的显示产品在视觉方面的卓越性能，量子点已成行业应用趋势，量子点显示产品在显示领域应该会有快速的市场发展。因此，显示产品市场前景广阔。2、照明行业目前，随着LED照明产品技术的不断发展和成熟，其市场已日趋壮大，并已逐步取代传统的照明产品。但LED照明产品的传统优势，

13、如高效、节能已不能满足人们对LED照明产品的要求，消费者希望其能提供更好的光照质量，而这一点在室内照明领域显得尤为重要。远程荧光粉作为一项日渐兴起的技术，正在逐步应用于LED照明领域的各个方面，与传统LED白光相比，远程技术提供了更为优良的光品质。在远程荧光粉技术发展的早期，主要是通过将荧光粉涂敷在特定基板上，如PC等，然后将远程荧光粉板和蓝色LED光源相结合，产生白光；随着这项技术的不断发展，以Intematix为主，包括Philips等几家大型照明公司开始直接利用荧光粉与PC共混然后注塑成型，得到远程荧光粉器件，然后与LED光源进行封装。由于PC材质本身的化学结构特点决定了其稳定性无法承受

14、长期的高温和光照，而有机硅作为一种优良的耐高温材料，使得其成为替代以PC为基材的远程荧光粉技术的最佳选择，基于硅胶的远程荧光粉透镜系列产品由本公司研究开发，并已实现产品的批量化生产，基于该产品，公司开发了产品自然光光源。通过调整半导体发光材料的组分，能够实现最接近日光可见光连续光谱水准的照明品质，与包括白炽灯、荧光灯和传统LED光源相比，该类产品是人造光源光照质量的突破。由于这些应用远程激发光学元件的产品，尤其是定制光谱照明产品尚处于市场导入期，还不是市场主流，目前的市场规模有限，但潜力巨大。近年来，随着LED 技术的日趋成熟、各国政策的大力支持以及下游需求的迅速增长，全球LED 行业实现高速

15、增长。根据TRI 的统计数据，2009 年至2012年，全球LED 市场规模从70.15 亿美元增至173.85 亿美元，年均增长率34.5%。受益于国际市场的快速发展以及国内政策的支持，我国LED市场发展迅猛。据GLII 统计数据显示，2012 年中国LED 行业总产值达2059 亿元，同比增长34%。其中，LED 上游外延芯片、中游封装、下游应用产值分别为72 亿元、397 亿元、1590 亿元，同比分别增长20%、24%、37%。按照“十二五”规划目标，到2015年我国白光LED的发光效率将达到国际同期先进水平，进入30%普通照明市场，替代70%进口高亮芯片，实现MOCVD核心装备及关键

16、配套材料的国产化围绕背光源、汽车照明等重大战略产品，强化技术集成，实现大规模的示范应用，产业规模达到5,000亿元。3、生物行业目前，有关食品安全和致病病原体的快速检测试剂与产品，欧盟、美国、日本等发达国家的研发水平仍处于强势地位，无论从基础研究、设备的技术水平、检测试剂的种类和方法，还是市场份额都远远领先于中国同行。快速检测采取的主要方法包括化学发光（CLIA）、酶联免疫吸附法（ELISA）、薄层层析法（TLC）、气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、GC-MS等方法，但这些方法共同的特点是检测时间长、样本需要前处理以及前处理方法复杂等，难以满足实时、快速、灵敏、定量检测的需要。基于抗原抗体特异性反应的免疫层析技术可满足快速、简便、经济等特点，已被