LED封裝行業(yè):一超多強(qiáng)格局形成,供需趨于平衡
確定性萬億級(jí)市場(chǎng),無限可能性待挖掘。發(fā)展至今日,LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是確定性的萬億級(jí)市場(chǎng),不管政府頂層設(shè)計(jì)還是業(yè)內(nèi)從業(yè)者,都對(duì)未來兩三年內(nèi)行業(yè)的高速發(fā)展持樂觀預(yù)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(chǎn)業(yè)向大陸轉(zhuǎn)移持續(xù),據(jù)我們調(diào)研了解,國外封裝大廠首爾半導(dǎo)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(chǎng)。再者,隨著燈珠成本的下降,更多的應(yīng)用場(chǎng)景正逐步被開發(fā),智能照明、車用照明等新應(yīng)用引領(lǐng)LED下一階段需求。
封裝行業(yè)格局初定,資源與市場(chǎng)向頭部企業(yè)集中。行業(yè)目前形成“一超多強(qiáng)”的局面:“一超”木林森體量冠絕群雄,產(chǎn)能與營收與同行不在同一級(jí)別。收購LEDVANCE后,營收規(guī)模更是一舉擴(kuò)大三倍,成為世界級(jí)LED企業(yè)。“多強(qiáng)”中,國星光電與鴻利智匯穩(wěn)居第二陣營,兩者體量相當(dāng)(營收在20億~30億),但是各有特色。第三梯隊(duì)則是瑞豐光電、聚飛光電等一眾相對(duì)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(chǎn)能擴(kuò)張放緩,供需趨于平衡。在系列調(diào)研中我們注意到一個(gè)現(xiàn)象,各家產(chǎn)能相對(duì)于上半年沒有太大變化,產(chǎn)能利用率水平也不高。我們判斷一方面是因?yàn)槿径仁莻鹘y(tǒng)照明淡季,相關(guān)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(chǎn)基地在建(幾家不約而同地都選擇江西),相關(guān)人員招募和生產(chǎn)設(shè)備正在擴(kuò)張中,而這是為后面的快速擴(kuò)產(chǎn)做準(zhǔn)備,不必為短期增速和產(chǎn)能擴(kuò)張放緩而擔(dān)憂。隨著芯片擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能釋放,我們判斷行業(yè)從供給短缺進(jìn)入供需平衡的階段。
LED產(chǎn)業(yè)概況
1、LED簡(jiǎn)介
LED是一種新型半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，其利用固態(tài)半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓時(shí)，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合引起光子發(fā)射從而產(chǎn)生光。不同材料制成的LED會(huì)發(fā)出不同波長(zhǎng)的光，從而形成不同的顏色。LED具有能耗低、體積小、壽命長(zhǎng)、無污染、響應(yīng)快、驅(qū)動(dòng)電壓低、抗震性強(qiáng)、色彩純度高等特性，被譽(yù)為新一代照明光源及綠色光源。
根據(jù)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(chǎn)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(lán)及白光產(chǎn)品。不同材料及亮度的LED對(duì)應(yīng)于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，近年來，基于GaN及AlGaInP材料的高亮度LED逐漸成為L(zhǎng)ED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流。
2、LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程
20世紀(jì)五十年代，英國科學(xué)家在電致發(fā)光的試驗(yàn)中使用GaAs材料研制了第一個(gè)具有現(xiàn)代意義的LED；20世紀(jì)六十年代中期，全球第一款商用LED產(chǎn)品誕生，隨后Monsanto和惠普公司開始了LED的量產(chǎn)，迄今全球LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷了逾四十年的發(fā)展歷程。根據(jù)發(fā)光材料、外延生長(zhǎng)技術(shù)及發(fā)光效率的不同，可將LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概括為以下四個(gè)主要階段：
LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展及應(yīng)用推廣與其技術(shù)進(jìn)步密切相關(guān)，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(yīng)用領(lǐng)域僅局限于儀器儀表、消費(fèi)電子等產(chǎn)品的工作狀態(tài)指示；二十世紀(jì)九十年代初，隨著AlGaInP材料的出現(xiàn)，高亮度紅、橙、黃光LED芯片開始普及，LED應(yīng)用范圍擴(kuò)展至汽車尾燈、交通信號(hào)燈、戶內(nèi)外大型顯示屏等領(lǐng)域；20世紀(jì)九十年代后期，隨著GaN系材料技術(shù)的推廣，藍(lán)、綠光LED以及基于藍(lán)光LED芯片的白光LED實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，LED應(yīng)用進(jìn)一步拓展至全彩顯示屏、背光源及通用照明等領(lǐng)域。
近年來，隨著LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新日趨活躍，LED產(chǎn)品的發(fā)光效率、亮度及功率指標(biāo)不斷提升、單位成本逐步降低，LED產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，進(jìn)入了新一輪的快速增長(zhǎng)期。
3、LED產(chǎn)業(yè)鏈
LED產(chǎn)業(yè)鏈包括LED襯底制作、LED外延生長(zhǎng)、LED芯片制造、LED封裝和LED應(yīng)用五個(gè)主要環(huán)節(jié)，其中LED外延生長(zhǎng)與LED芯片制造環(huán)節(jié)是全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
LED襯底是生產(chǎn)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(lán)寶石、SiC、Si及GaAs，其中藍(lán)寶石、SiC及Si應(yīng)用于生產(chǎn)藍(lán)、綠光LED，GaAs應(yīng)用于生產(chǎn)紅、黃光LED。
LED外延生長(zhǎng)是指在LED襯底上利用各種外延生長(zhǎng)法（如LPE、MOCVD、MBE等）形成半導(dǎo)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(chǎn)過程中對(duì)生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)工藝要求高的環(huán)節(jié)，LED外延片的品質(zhì)對(duì)下游產(chǎn)品的質(zhì)量具有重要影響，目前生產(chǎn)高亮度LED外延片的主流技術(shù)是MOCVD（金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積法）。
LED芯片制造環(huán)節(jié)首先需根據(jù)下游產(chǎn)品性能需求進(jìn)行LED芯片結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)，然后通過退火、光刻、刻蝕、金屬電極蒸發(fā)、合金化和介質(zhì)膜等工序形成金屬電極，通過關(guān)鍵指標(biāo)測(cè)試后再進(jìn)行磨片、切割、分選和包裝。LED芯片制造所涉及的工序精細(xì)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(zhì)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(hù)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(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，在技術(shù)上具有承上啟下的作用，對(duì)于下游應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)具有一定帶動(dòng)性。
LED應(yīng)用環(huán)節(jié)是針對(duì)各類市場(chǎng)需求利用LED器件制成面向終端用戶的LED應(yīng)用產(chǎn)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(shù)主要體現(xiàn)在系統(tǒng)集成方面，技術(shù)面較寬，呈現(xiàn)多樣化特征。
全球范圍內(nèi)，LED產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)參與企業(yè)數(shù)量呈金字塔型分布。LED外延生長(zhǎng)與芯片制造環(huán)節(jié)技術(shù)門檻高，設(shè)備投資強(qiáng)度大，具有規(guī)?；a(chǎn)能力的企業(yè)數(shù)量相對(duì)較少，主要分布在美國、日本、歐盟、中國臺(tái)灣等國家或地區(qū)，其中一部分企業(yè)同時(shí)開展LED外延片及芯片的生產(chǎn)，一部分企業(yè)只擁有芯片生產(chǎn)能力，外延片的供應(yīng)依靠上游企業(yè)提供；LED封裝環(huán)節(jié)設(shè)備投資強(qiáng)度一般，具有技術(shù)與勞動(dòng)密集型特點(diǎn)，參與企業(yè)數(shù)量較多，主要分布在中國大陸、中國臺(tái)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(wù)延伸至封裝環(huán)節(jié)；LED應(yīng)用環(huán)節(jié)是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中規(guī)模大的領(lǐng)域，其產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)分散在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，此環(huán)節(jié)參與企業(yè)數(shù)量多，分布廣，重點(diǎn)領(lǐng)域包括背光源、顯示屏、照明、信號(hào)燈、儀表、家電等。
全球LED產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出一定的區(qū)域分布特征：日本、歐美的LED產(chǎn)業(yè)主要依托于產(chǎn)業(yè)鏈完整、生產(chǎn)規(guī)模大、技術(shù)壟斷性強(qiáng)的集團(tuán)化企業(yè)；臺(tái)灣地區(qū)LED產(chǎn)業(yè)相對(duì)集中，各環(huán)節(jié)分工明確，產(chǎn)業(yè)鏈供銷穩(wěn)定；我國大陸企業(yè)數(shù)量眾多，產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，并已形成若干產(chǎn)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。
?。ǘ㎜ED主要應(yīng)用市場(chǎng)
上世紀(jì)九十年代以前，LED產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展前期，產(chǎn)品色系單一、價(jià)格較高，應(yīng)用市場(chǎng)主要由信號(hào)燈、指示燈、單色顯示屏等需求拉動(dòng)；上世紀(jì)九十年代中后期開始，LED產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，藍(lán)、綠光技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)品價(jià)格的下降使得LED在中小尺寸背光、全彩顯示屏等商用領(lǐng)域得到迅速推廣，并成為現(xiàn)階段LED市場(chǎng)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力；隨著技術(shù)的不斷成熟以及價(jià)格的進(jìn)一步降低，LED將在大尺寸背光源及照明等民用領(lǐng)域逐步滲透，形成潛力巨大的未來應(yīng)用市場(chǎng)。
1、顯示屏應(yīng)用
LED顯示屏是目前LED的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，其具有亮度高、視角大、可視距離遠(yuǎn)、造型靈活多變、色彩豐富等優(yōu)點(diǎn)，可滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，特別是在超大尺寸顯示應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢(shì)。早期LED顯示屏為單色或者雙色，主要用于顯示數(shù)字和文字等簡(jiǎn)單信息內(nèi)容，近年來，隨著RGB三基色混合及控制技術(shù)的發(fā)展，高端全彩LED顯示屏迅速普及并廣泛應(yīng)用于戶外廣告、體育場(chǎng)館、交通信息屏、展覽演出、金融網(wǎng)點(diǎn)、商業(yè)傳媒等領(lǐng)域。目前，全球LED顯示屏市場(chǎng)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(duì)比明顯、顯示效果佳等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，隨著LED全彩顯示屏應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步，特別是成本和價(jià)格的降低，全彩顯示屏的市場(chǎng)潛力將被進(jìn)一步發(fā)掘。
2、背光源應(yīng)用
較之于傳統(tǒng)背光源，LED背光源具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，因而近年來在液晶屏背光源領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)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(xiàn)上，LED背光可以顯著提升顯示效果，使色彩表現(xiàn)更加生動(dòng)逼真；更為重要的是，LED背光還具有節(jié)能省電的優(yōu)點(diǎn)，以筆記本電腦為例，通過使用LED背光源，電池使用時(shí)間可延長(zhǎng)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(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、MP3、MP4、PDA等消費(fèi)電子產(chǎn)品；中尺寸背光源主要應(yīng)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(yīng)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(shù)量也越多、尺寸也越大，從而對(duì)LED需求的拉動(dòng)也越為明顯。
1）中小尺寸背光源應(yīng)用
目前LED在小尺寸背光源市場(chǎng)的應(yīng)用已基本普及，據(jù)DisplaySearch統(tǒng)計(jì)，2010年LED在手機(jī)液晶屏背光源市場(chǎng)滲透率已達(dá)100%，此領(lǐng)域未來增長(zhǎng)主要來自于手機(jī)出貨量的增長(zhǎng)。
LED在中尺寸背光源市場(chǎng)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(zhǎng)，LED中尺寸背光應(yīng)用仍將是未來三年內(nèi)推動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)繼續(xù)快速發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力之一。
2）大尺寸背光源應(yīng)用
LED在大尺寸液晶屏背光領(lǐng)域的逐步滲透，尤其是在液晶電視背光應(yīng)用方面的大規(guī)模啟動(dòng)，成為推動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)在2010年實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)的重要因素。
盡管隨著LED產(chǎn)品亮度的提升，導(dǎo)光技術(shù)的提高，以及單側(cè)式背光等低成本背光技術(shù)的推廣，單個(gè)液晶屏背光模組所使用LED芯片數(shù)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(guān)產(chǎn)品出貨量，但由于LED在大尺寸背光等領(lǐng)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(zhǎng)水平。
3、照明應(yīng)用
LED照明市場(chǎng)被認(rèn)為是未來LED重要且具發(fā)展前景的應(yīng)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(diào)、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，是未來照明發(fā)展的必然趨勢(shì)。
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(jī)遇。
目前，量產(chǎn)白光LED的發(fā)光效率已經(jīng)達(dá)到120lm/W。與此同時(shí)，LED照明產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)回報(bào)的吸引力日益增強(qiáng)。根據(jù)高盛于2011年11月發(fā)布的研究報(bào)告，在全球光通量消耗占比達(dá)到85%的戶外及工商業(yè)終端市場(chǎng)，LED照明產(chǎn)品的投資回報(bào)周期已降至3-5年，此將促使LED照明滲透率迅速提升。
（三）LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
1、國際LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
近十年，全球LED市場(chǎng)規(guī)模一直保持著快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，年均復(fù)合增長(zhǎng)率超過15%。目前，LED產(chǎn)業(yè)作為綠色節(jié)能產(chǎn)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(dá)國家陸續(xù)制定了一系列的LED照明發(fā)展計(jì)劃以鼓勵(lì)本國LED產(chǎn)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(shí)，近年來LED產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破促使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷延伸、應(yīng)用價(jià)值日益提高，這些因素都將驅(qū)動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點(diǎn)。
2、國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
我國LED產(chǎn)業(yè)從封裝起步，在經(jīng)歷了進(jìn)口器件、進(jìn)口芯片、進(jìn)口外延片的發(fā)展階段后，現(xiàn)已初步形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，并已在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘒a(chǎn)。尤其進(jìn)入2010年以來，我國已成為全球LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展快的地區(qū)之一。
3、LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要特征及趨勢(shì)
?。?）高亮度LED市場(chǎng)將持續(xù)高速增長(zhǎng)
技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)LED產(chǎn)品電光轉(zhuǎn)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(chǎn)品在顯示屏等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域得到進(jìn)一步推廣，在背光源及照明等新興應(yīng)用領(lǐng)域的滲透率不斷提升，此將帶動(dòng)高亮度LED市場(chǎng)持續(xù)高速增長(zhǎng)。
?。?）GaN基藍(lán)、綠光LED產(chǎn)品將主導(dǎo)市場(chǎng)
未來LED應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展空間較廣的背光源及照明領(lǐng)域主要采用白光LED，白光LED通常采用藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉技術(shù)或RGB三基色混合技術(shù)制成。藍(lán)光激發(fā)熒光粉技術(shù)原理是在高亮度藍(lán)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(lán)光激發(fā)YAG熒光粉產(chǎn)生黃光，黃光與藍(lán)光合成白光；RGB三基色混合技術(shù)的原理是將紅、綠、藍(lán)光LED芯片發(fā)出的三色光混合疊加產(chǎn)生白光。白光LED市場(chǎng)的興起將促使作為其主要組成部分的GaN基藍(lán)光LED成為高亮度LED市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。
?。?）全球LED產(chǎn)業(yè)資源重組，中國大陸將成為發(fā)展熱點(diǎn)近年來，隨著LED產(chǎn)業(yè)全球化市場(chǎng)體系的形成，國際LED產(chǎn)業(yè)巨頭的投資目的地更多的傾向于市場(chǎng)所在地或具備較強(qiáng)制造優(yōu)勢(shì)的區(qū)域，國際間技術(shù)擴(kuò)散和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)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(dòng)力成本優(yōu)勢(shì)明顯，制造能力日益提升。與此同時(shí)，國內(nèi)消費(fèi)電子、汽車、家電、照明等領(lǐng)域廣闊的市場(chǎng)需求亦成為L(zhǎng)ED發(fā)展的巨大推動(dòng)力。歐美、日本及中國臺(tái)灣地區(qū)的LED產(chǎn)業(yè)正加速向中國大陸轉(zhuǎn)移，如Cree、Nichia、三星LED、晶電、璨圓及新世紀(jì)等公司已紛紛開始在大陸投資建廠，我國在LED產(chǎn)業(yè)的地位和影響力正在迅速提升。根據(jù)LEDinside統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國大陸已成為僅次于日本、韓國、中國臺(tái)灣及歐洲的全球第五大LED生產(chǎn)地。
LED外延芯片行業(yè)概況
1、國際LED外延芯片行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
LED外延生長(zhǎng)及芯片制造環(huán)節(jié)在LED產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)含量高，設(shè)備投資強(qiáng)度大，同時(shí)利潤率也相對(duì)較高，是典型的資本、技術(shù)密集型行業(yè)，其技術(shù)及發(fā)展水平對(duì)各國LED產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及各公司的市場(chǎng)地位起著決定性影響。近年來，受到下游需求的拉動(dòng)，LED在背光、照明等領(lǐng)域的滲透率將不斷提高。
2、國內(nèi)LED外延芯片行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
我國LED產(chǎn)業(yè)由封裝起步發(fā)展，初期芯片主要依賴進(jìn)口，近年來，在下游旺盛需求的拉動(dòng)及各地政策的支持下，國內(nèi)主要LED外延芯片企業(yè)加大研發(fā)投入，積極制定擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，市場(chǎng)對(duì)于外延芯片環(huán)節(jié)的投資力度不斷提升，使得國內(nèi)LED外延芯片行業(yè)加速發(fā)展。
（三）LED外延芯片行業(yè)技術(shù)水平及發(fā)展趨勢(shì)
LED外延生長(zhǎng)及芯片制造過程將直接影響終端LED產(chǎn)品的性能與質(zhì)量，是LED生產(chǎn)過程中為核心的環(huán)節(jié)，其技術(shù)發(fā)展水平直接決定了下游應(yīng)用的滲透程度及覆蓋范圍。LED的技術(shù)發(fā)展經(jīng)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(dòng)其不斷深入至各應(yīng)用領(lǐng)域。
從應(yīng)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(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)。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(dāng)LED封裝器件發(fā)光效率為100lm/W時(shí)，其中約70%的能量以熱的形式表現(xiàn)出來，僅有約30%的能量以光的形式表現(xiàn)出來，當(dāng)輸入功率愈高時(shí)產(chǎn)生的熱量愈多，從而需要更多的散熱組件，此將導(dǎo)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(nèi)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(jié)構(gòu)、垂直芯片結(jié)構(gòu)等技術(shù)，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(yīng)用領(lǐng)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(guān)系LED應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。從用戶體驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)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(shù)發(fā)展的重要方向。
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局及主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手情況
全球范圍內(nèi)LED外延芯片行業(yè)區(qū)域集聚特征較為明顯，主要生產(chǎn)企業(yè)集中在日本、歐美、韓國、中國臺(tái)灣及中國大陸地區(qū)，行業(yè)內(nèi)除中國臺(tái)灣及中國大陸企業(yè)以LED芯片為終端銷售產(chǎn)品外，其他企業(yè)一般整合了封裝或應(yīng)用環(huán)節(jié)，主要銷售產(chǎn)品為L(zhǎng)ED器件。
日本與歐美是外延芯片行業(yè)的傳統(tǒng)強(qiáng)勢(shì)地區(qū)，Nichia、ToyodaGosei、Cree、PhilipsLumileds和Osram等技術(shù)領(lǐng)先、資金雄厚的代表性廠商目前仍主導(dǎo)全球市場(chǎng)，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)的發(fā)展；韓國與中國臺(tái)灣地區(qū)作為后起之秀上升勢(shì)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(chǎng)正處于高速成長(zhǎng)期，初步形成規(guī)?；a(chǎn)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(chǎn)品工藝流程
LED芯片生產(chǎn)過程主要包括前道外延生長(zhǎng)和中、后道芯片制造兩個(gè)環(huán)節(jié)。
1、外延生長(zhǎng)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工藝流程
高亮度GaN基藍(lán)、綠光LED外延片采用MOCVD設(shè)備進(jìn)行生長(zhǎng)，其主要原材料包括藍(lán)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(zhǎng)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(chǎn)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(cè)試、分選和表面檢驗(yàn)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(chǎn)特點(diǎn)
LED芯片生產(chǎn)過程可劃分為前道、中道、后道。
前道主要為外延生長(zhǎng)過程，以及外延片的光電參數(shù)測(cè)試和表面檢查，其產(chǎn)出品稱為外延片（EpitaxyWafer），其關(guān)鍵設(shè)備為MOCVD設(shè)備。決定其產(chǎn)能的主要有MOCVD設(shè)備的每爐產(chǎn)量（不同機(jī)型每爐產(chǎn)量不同，如19片、31片、45片等）及其每爐程序時(shí)間兩個(gè)方面。外延片生產(chǎn)質(zhì)量與外延生產(chǎn)程序和設(shè)備的維護(hù)關(guān)系密切，外延生產(chǎn)具有工藝流程短，資金和技術(shù)密集的特點(diǎn)。前道外延生長(zhǎng)與中后道芯片制造過程是相對(duì)獨(dú)立的，因此芯片制造所需要的外延片既可以自己生產(chǎn)也可以通過外購解決片源不足問題。
中道主要為L(zhǎng)ED芯片圖形形成和電極制備，其產(chǎn)出品為圓片上芯片（ChiponWafer），其關(guān)鍵設(shè)備包括光刻機(jī)、蒸發(fā)臺(tái)、刻蝕機(jī)等，決定其生產(chǎn)效率的主要是芯片工藝需要的光刻次數(shù)，不同芯片工藝，光刻的次數(shù)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(chǎn)能與單顆芯片的大小沒有關(guān)系，通常其產(chǎn)能以片為單位進(jìn)行計(jì)量。
后道主要為切割、分裂和檢測(cè)芯片工序，其產(chǎn)出品為分割開的裸晶（BareChip），該環(huán)節(jié)產(chǎn)能與芯片尺寸關(guān)系密切，芯片尺寸越小，每片外延片能夠生產(chǎn)出的芯片顆數(shù)也越多。例如，在不考慮良率、邊緣效應(yīng)等因素的情況下，每片2英吋外延片理論上多可生產(chǎn)10mil*8mil的芯片顆數(shù)約39K，而能夠生產(chǎn)的10mil*23mil的芯片顆數(shù)僅為約14K。因此，單顆芯片尺寸將極大影響芯片產(chǎn)出數(shù)量，同時(shí)也將影響單顆芯片的成本和售價(jià)。
01月07日 18:14
