led產業技術投資可行性分析報告-資料下載頁

【導讀】L. E. D. 產。業。技。術。投。資。可。行。性。分。析。報。告。2020-02-11. 目錄

　　

【正文】 度四元芯片和 GaN 芯片的投資。隨著廈門三安、大連路美等一批高亮度芯片生產企業的產能釋放，國內高亮度芯片產量出現井噴式增長。在經歷了 2020 年2020 年產量增長率過 100%的快速增長期后， 2020 年高亮度芯片產量繼續保持過 100%的增長速度，增長率達到 %，芯片產值增長率也達到 %。目前廈門三安、北京同方股份的清芯、深圳世紀晶源和江西晶能光電都在量產或投資擴產。 歐日美控制高端產品 （ 1）擁有核心專利 歐日美五大國際廠商代表了當今 LED 的最高水平，對產業的發展具有重大的影響。他們對 LED 的影響不僅體現在產品和收入上，更重要的是對技術的壟斷。據 CMPConsulting統計 ,LED50%以上的核心專利都掌握在五大廠商手中。早期日亞在專利方面又有優勢， 2020年以前，日亞憑借 1991 年至 2020 年間取得的 74 件基本專利，涵蓋了 LED 結構、外延、芯片、封裝的制造全過程技術及熒光粉等相關原材料，在 LED 領域具有絕對壟斷地位。這個時期，日亞主要依靠構建專利壁壘及專利訴訟 阻止其它廠商進入市場與其競爭，以獲取高額的獨占市場利益。 CMPConsulting 曾經對 1992 年至 2020 年 6 月間美國、歐洲和日本 GaN 基 LED 專利共計 14609 件進行研究，并對其中最重要的 1038 件專利加以分析，最后將有系列性的專利歸合為一，共得到 235 件本領域得核心專利，如表 3 所示。 表 3 領導廠商的專利數 數據來源： CMPConsulting 同時，五大廠商在產品與市場方面各具特色，日亞化學和豐田合成在 LED 發展中占有重要地位，都形成了 LED 完整的產業鏈，其中日亞化學 1994 年第一個生產出藍光芯 片，并在專利技術方面具有壟斷優勢； Cree、 GelCore 等都有自己成熟的技術體系，但其在產業鏈上只集中在外延和芯片的制備上； Lumileds 則關注于大功率 LED 的研發，在白光照明領域實力雄厚。 LED 上游產品為芯片、中游產品為晶粒、下游主要為封裝應用，日本是 LED 的主要產出國家，占全球 LED 產能一半，臺灣約占 21％，歐美約占 14％；其中又以 Nichia為主要白光 LED 制造廠商，歐美主要廠商為 Osram、 Lumiled 最早切入車用光源，韓國以三星為主，在臺廠一連串擴廠動作，使三星從原本芯片制造轉型為下游封裝。 （ 2）控制關鍵設備 MOCVD 是制備氮化鎵發光二極管和激光器外延片關鍵設備，同時也是制備砷化鎵、 磷化銦等光電子材料和器件的主流方法，在半導體制造業中比不可少。目前 MOCVD 設備制造商主要有兩家：分別是德國愛思強（ AIXTRON）公司和美國 VEECO 公司。 著名廠商英國 THOMASSWAN 公司已被 AIXTRON 收購。另一家美國公司 EMCORE 則在 2020 年被 VEECO 收購。 AIXTRON 公司（含 THOMASSWAN 公司）大約占 60%的國際市場份額，累計銷售超過 1000 臺，而 VEECO 公司占約 30%。其 他廠家主要包括日本酸素 （ NIPPONSanso）和日新電機（ NissinElectric）等，其市場基本限于日本國內。此外，日亞公司和豐田合成的設備主要是自己研發，其 GaNMOCVD 設備不在市場上銷售，僅供自用。如果按生產能力計算， 2020 年 GaNMOCVD 設備在全球市場的主要分布為：中國臺灣地區48%，美國 15%，日本 15%，韓國 11%，中國大陸 7%，歐盟 4%。值得慶幸的是 MOCVD的主要廠商雖然為歐美，但最大的兩家 AIXTRON 和 VEECO 都是單純設備制造商，不會對新進入廠商構成進入障礙。表 4 反映 了各廠商對 LED 關鍵設備的控制。 四 、我國 LED產業現狀及發展前景 我國 LED 產業總體情況 經過多年的發展，中國 LED 產業鏈已經日趨完善，企業遍布襯底、外延、芯片、封裝、應用各產業環節。縱觀整體產業鏈條，由于上游產業對于技術和資金要求較高，導致國內企業極少涉足，因此產業存在企業數量少，規模小的特點。相比之下，由于下游封裝和應用對企業提出的資金和技術要求相對較低，這恰恰與國內企業資金少，技術弱的特點相匹配，因此，國內從事這兩個環節的企業數量較多。這種企業結構分布不均的局面導致中國 LED 產業多以低端產品 為主，企業長期面臨嚴峻的價格壓力。隨著國家半導體照明工程的啟動，中國 LED 產業發展“一頭沉”的狀態正在發生改變，中國 LED 上游產業得到了較快的發展，其中芯片產業發展最為引人注目。但單從產業規?？矗庋b仍是中國 LED 產業中最大的產業鏈環節。 2020 年包括了襯底、外延、芯片、封裝四個環節的中國 LED 產業總產值達到 億元，其中封裝環節產值達到 億元。不斷擴大的市場需求以及政府的大力支持是保證LED 產業發展的有利因素。 近幾年，諸如顯示屏、景觀照明、交通指示燈、汽車應用、背光源等 LED 應用市場迅速興起 。新興應用市場對 LED 發光效率要求的不斷提升催生了對中高端產品的需求。隨著市場需求的增大， LED 芯片產業產品升級步伐逐漸加快， LED 芯片產品將整體走向高端。另一方面， LED 封裝產業的快速發展，也為 LED 芯片提供了廣闊的市場需求，進而為 LED產業的發展提供了良好的外部環境。 國家對 LED 產業的發展也給予了大力支持。 2020 年，根據我國半導體照明產業的發展現狀，有關部門制定半導體照明產業發展計劃和 2020 年技術發展路線圖提出，對于 LED 芯片的投資將占 LED產業投資的 20%，研究重點將放在 GaN芯片的生產以及功率 芯片的研發上。 同時，隨著 LED 芯片生產企業的不斷增多， LED 芯片產值的增長速度一直高于封裝環節，導致芯片產值在我國 LED 產業產值中所占比重不斷提升，由 2020 年的 %上升至 2020年的 %。由此可見，我國 LED 產業正在由低端走向高端，向附加值更高、更具核心價值的芯片環節邁進。表 5 和圖 3 反映了我國 2020 年 — 2020 年 LED 器件、高亮度 LED 器件、LED 芯片、高亮度 LED 芯片的產量和年增長率。從表中可以看出 LED 芯片產量從 2020 年的 180 億只上升為 2020 年的 360 億只，保持著較高的年增長率，而 高亮度 LED 芯片在 2020年的產量為 60 億只，到 2020 年味 210 億只，增長了 倍。 表 5LED 器件、高亮度 LED 器件、 LED 芯片、高亮度 LED 芯片的產量和年增長率 數據來源：《中國信息產業年鑒 2020(電子卷 )》 圖 3LED 芯片、高亮度 LED 芯片的產量 數據來源：《中國信息產業年鑒 2020(電子卷 )》 2020 年，我國半導體照明產業發展向好，外延芯片企業的發展尤其迅速、封裝企業規模繼續保持較快增長、照明應用取得較大進展。在產業規模迅速增長的同時，國內產業結構也有了較大提升，中高端產品份額逐步增加 ，如顯示屏芯片、 SMD 和大功率封裝產品、路燈等照明產品都有明顯進步。 截至 2020 年 12 月，我國 MOCVD 總量 80 多臺，其中生產型 GaNMOCVD50 多臺、生產型四元系 MOCVD10 臺左右，其他為國內科研院所的研究型設備。國內根據各廠商投資計劃， 2020 年預計將新增 MOCVD 超過 40 臺，我國外延芯片產能規模將有非常大的提升。 2020 年我國芯片產值達到 15 億元，較 2020 年的 億元增長 43%，其中國內 GaN芯片產值 8 億元，較 2020 年的 億元增長 78%。 2020 年國產 GaN 芯片產能增加同樣非常突出 ，較 2020 年增長 60%，達到 960kk/月，實際年產量達到 90 億只，國產率也提升到了35%。最為重要的是，國產芯片的性能提升較快，已經在顯示屏、信號燈、戶外照明、中小尺寸背光等高端應用獲得認可，市場結構有了較為明顯的改善。預計未來幾年，國內芯片產能平均增長率將在 30%以上。 2020 年我國 LED 封裝產值達到 168 億元，較 2020 年的 148億元增長 15%；產量則由 2020 年的 660 億只增加 24%，達到 820 億只，其中高亮 LED 產值達到 120 億元，占 LED 總銷售額的 71%。同時從產品和企業結構來看國內也有較大改 善，SMD 和大功率 LED 封裝增長較快，目前全國大功率封裝產能已達到 10KK/月左右。 2020 年是國內半導體照明產業投資迅速增加的一年，從中上游外延芯片、下游封裝應用到相關材料和輔助產業的投資都有很大的增長。據國家半導體照明工程研發及產業聯盟初步統計， 2020 年國內新增 MOCVD 超過 30 臺，國產芯片產能較 2020 年增長 50%左右，主要芯片廠商的計劃投資在 80 億元以上。國內封裝產業產能擴張迅速，設備投入較大， 2020年國內 LED 封裝產值較上年增長 10%15%，產量增加 20%30%。同時企業融資渠道呈現出多 元化趨勢，引進戰略投資、風險投資、境外上市、借殼上市、收購兼并等資本運作方式給我國產業格局帶來了新變化，廈門三安就是其中一例， 2020 年成為首家純做 LED 產品的上市公司，更奠定了其在 LED 行業中的重要地位。 雖然擁有極大的市場需求并得到有關部門的大力支持，但不可否認的是，我國現階段LED 芯片產業仍然存在核心技術缺乏、專業人才短缺、產品質量不高、設備自主生產能力弱等發展困境。如何解決上述問題是我國 LED 產業能否持續健康快速發展的關鍵。 我國 LED 產業的特點 目前，我國 LED 產業上游的現狀，一是參與單位多， 主要單位有中科院半導體所、中科院物理所、石家莊第十三電子研究所、北京大學、清華大學、南昌大學、深圳大學、廈門三安、大連路明、士蘭微、上海藍光、上海藍寶、江西聯創、河北立德、山東華光等；目前問題不是參與單位為多，而是這些參與單位 (特別是科研院所 )都想建立自己產能，起始階段產能都不大，整個產業看起來資源分散，沒有規模；而且因為科研院所都想建立自己的產能，在技術輸出上排外，自己產業化又需要時間，小規模產能建起來后世界技術又有新的發展，又跟不上，實際上各科研單位在某一時間突破的可能僅是產業技術鏈的某一環節，整體上產 業化條件還不具備，這樣雖然每年看起來各個方面的技術的都在突破，但產業化效率非常低，過了幾年又落后了，又得追趕。很多研究機構都在拿“ 863”計劃成果實施產業化，但有些國內“ 863”計劃成果雖然在國內先進，但在國際上并不是一流，或者是國際先進，但單一項目實施產業化其規模不一定能做得大，受市場拖累，因此盲目實施產業化而不是轉讓或授權給促進作用更大的企業，先進技術也會隨著時間消磨慢慢荒廢，只會延緩整個國內行業發展。所以，國內企業應當轉變觀念，有成果不一定非要自己產業化去實現其價值；另一方面，公辦科研院所，應當借鑒 臺灣工研院的模式，自身積極研發技術，為產業培養技術人才，技術成果及時授權轉讓給企業，特別是本身競爭力強的企業，研究機構不會為產業化進程拖累，行業研究成果得到有效整合，這里政府應作出一些規范，促進行業健康快速發展。二是與國際先進水平比較，整體上一般芯片的亮度、發光效率、抗靜電能力、抗漏電能力以及品質控制水平與國際廠家仍有差距，這對國內企業而言，并不是什么十分難看的事，全球唯五大巨頭技術最好，這五大巨頭之間也各有千秋，其它外圍企業都在跟蹤，并不影響他們的產業化進程，關鍵是后續研發效率。三是能滿足市場需要且規?；?生產的企業少，封裝所需芯片尤其高檔芯片主要靠進口，其中高檔藍綠芯片和四元芯片從美國 Cree、 HP 等公司進口，中高 檔藍綠芯片和四元芯片從美國 AXT(大連路明集團子公司 )、 UOE，臺灣晶元，以及韓國公司進口。目前國內大連路美、廈門三安、杭州士蘭微取得突破，不斷接近海外中高檔技術水平。 下游封裝產業從上個世紀六七十年代開始發展，傳統引線型 LED 封裝技術已相對成熟，但新型 LED 包括 ChipLED、 TopLED、 PowerLED 的封裝起步不久，仍面臨一些設備和技術問題需要克服。由于傳統 LED 封裝，設備投資強度適中 (視生產線的自動化程度和設備精度 )，對產品質量要求不高時，手工都可以作業，所以吸引了一批個體和民營企業進入，全國有數百家封裝企業，尤以珠江三角洲地區密集，但規模都比較小。從封裝技術水平，產品質量水平，設備自動化程度及生產規模等方面看，目前總體講，中游產業技術上和國外差距不大，除 PowerLED 外，其他形式的 LED 都有企業能夠批量生產，并且使用的設備和原材料基本與國外一致，但規模與國外大公司比較，差距巨大，比如 ChipLED，大陸企業產能加起來也不如日本西鐵城一家公司產能的十分之一。 國內 LED 封裝材料及配件的 配套能力較強。除個別材料外，絕大部分材料均為國內提供，主要有金絲、硅鋁絲、環氧樹脂、硅膠、銀膠、導電膠、支架、條帶以及塑封料、封裝模具和工夾具等，已形成一定規模的產業鏈。在白光 LED 封裝用熒光粉方面，國內研發和生產企業有幾十家。研究單位有北京有色院、中山大學化學系、中科院化學所、長春物理所等單位，這些單位近年來開展研究提高黃色熒光粉的光激發效率、抗光衰性能等，取得很好的成果。同時開發出紅色熒光粉和紫外光激發三基色熒光粉，對推動國內白光 LED 的發展起積極作用。 目前已知涉足下游的企業一百多家，產品主要有草坪燈 、地埋燈、輪廓燈、射燈、景觀燈、