LED产业研究(2011).ppt

LED产业研究,目录,一、LED产业概述二、LED产业链简介三、世界LED产业情况四、中国LED产业情况五、招商思考,一、LED产业概述-基本概念,何为LED：LED即LightEmittingDiode三个字的缩写，中文译为“发光二极管”，是一种可以直接将电转化成光的半导体器件。LED发光原理：LED的核心部分是由-族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的p型半导体和n型半导体的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。当电流通过的时候，电子与电子洞会于p-n结结合并将能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。,LEDLamp(led灯)主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。,支架的作用：用来导电和支撑,银胶的作用：固定晶片和导电的作用。,晶片的作用：晶片是LEDLamp的主要组成物料，是发光的半导体材料。,金线的作用：连接晶片PAD（焊垫）与支架，并使其能够导通。,环氧树脂的作用：保护Lamp的内部结构，可稍微改变Lamp的发光颜色，亮度及角度；使Lamp成形。,一、LED产业概述-发展历史,1907年，人们发现半导体PN结通电发光的现象1962年，通用电气工程师尼克何伦亚克开发出第一个商用LED。70年代，LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用。1993年，日亚化开发出GaN（氮化镓）蓝光LED，借助黄色的荧光材料，白光LED成为可行产品，应用面越来越广。近年来，随着LED发光效率的提升，LED应用已经交通信号、指示灯扩展至从背光、大尺寸背光、景观照明，乃至取代白炽灯和荧光灯成为日常照明设备。,一、LED产业概述-分类,光波长450-780nm,光波长850-1550nm,850-950nm,1300-1550nm,LED芯片,可见光,不可见光,颜色,亮度,短波长红外光,长波长红外光,红色、橙色、绿色、蓝光等,传统一般亮度：3C家电、消费性电子产品、资讯电子产品、车用照明高亮度：户外全彩看板、交通标志、背光源、车用照明、大尺寸背光源、一般照明等,红外线无线通讯、红外线触控屏,光通讯用光源,效率,高端：60lm、中低端：60lm,一、LED产业概述-特点,电压：LED使用低压恒流驱动，红光LED驱动电压一般在1.9-2.4V，黄光LED驱动电压一般在2.3-2.7V，其他LED一般驱动电压一般在2.8-3.7V。效能高：光效高。将1w能量转化成白光，理论值最高360lm/w。目前大功率LED，实验室已达到186lm/w（cree）小功率的LED，实验室已达到247lm/W（日亚）,是目前光效最高的照明产品。抗震性：LED是固态光源，由于它的特殊性，具有其他光源产品不能比拟的抗震性。稳定性：LED在散热条件良好的情况下，寿命长达10万小时，光通量衰至初始的70%响应时间：LED灯的响应时间为纳秒级，是目前所有光源中响应时间最短的。绿色环保：LED是绿色环保产品，无金属汞、紫外线、电磁辐射等。色彩丰富：LED的带宽窄，一般只有几十纳米，所发光颜色纯，覆盖整过可见光的全部波段，且可由RGB组合成任何想要可见光。,一、LED产业概述-LED与传统光源比较,一、LED产业概述-产业技术难题,芯片散热问题：尽管LED的能量转换效率高达60%，但在大功率运行状况下，仍有高达40%左右的热能需要散去。LED散热问题始终是制约其发展的瓶颈，由于温度的升高，会增加LED芯片的衰减度，降低寿命，降低明亮度。解决大功率LED芯片散热的两大方向：1.改善LED灯的外部散热器的散热效率（散热器的形状、结构、导热方法改善）2.改善LED芯片内部结构从而使LED芯片的热阻更小，热更容易散出。（多芯片合成，芯片直接安装在散热器上生产出灯具等等）,二、LED产业链简介,LED衬底,LED外延片,LED芯片,LED封装,LED应用,上游,中游,下游,LAMP,SMD,景观照明,汽车尾灯,LED显示屏,LED背光,LED照明,二、LED产业链简介-衬底外延及芯片制造,LED衬底,LED外延片,LED芯片,蓝宝石、砷化镓,MOCVD机台+MO原料,MOCVD：有机金属气相外延技术，是目前生产高亮度LED芯片的主要技术。衬底材料：一般为蓝宝石（蓝、绿光）和砷化镓（红黄光）材料：铟、嫁、磷化合物（蓝、绿光）和铝(Al)、钙(Ca)、铟(In)和氮(N)（四元LED，红、黄光）,二、LED产业链简介-LED封装,LED封装：实现输入电信号、保护芯片正常工作、输出可见光的功能LED按封装形式基本分成直插式(Lamp-LED)和表面贴装式(SMD-LED)直插LED(Lamp-LED)：是LED封装的早期形式,它的封装采用灌封的形式.灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧树脂,然后插入压焊好的LED支架,放入烘箱中让环氧树脂固化后,将LED从模腔中脱离出即成型具有工艺简单、成本低,目前市场占有率高。表面贴装式(SMD-LED)：贴片LED采用了更轻的PCB板和反射层材料,改进后去掉了直插LED较重的碳钢材料引脚,使显示反射层需要填充的环氧树脂更少,具有体积小、散射角大、发光均匀性好、可靠性高等优点。,二、LED产业链简介-白光LED芯片及封装技术,白光LED,红、绿、蓝三色LED混合,蓝光+黄色荧光粉、紫外线+RGB荧光粉,二、LED产业链简介-LED产业链价值分析,LED照明行业价值链：上游生产和中游制造环节由于技术含量高、资本投入密度大，是国际竞争最激烈、经营风险最大领域。其中外延材料与芯片制造，属于技术和资金密集行业；中游产业器件与模块封装以及下游产业显示与照明应用，属于技术和劳动密集型行业。从价值构成看，在LED产业链中，LED外延片与芯片约占行业70%利润，LED封装约占10-15%，而LED应用大概占10-20%。LED照明行业供应链：LED生产相配套的供应链除了生产流程外还包括材料和设备供应。上游LED衬底主要包括砷化镓和蓝宝石，目前白光产生主要通过蓝光来实现，现在蓝宝石作为衬底使用最多。其他材料包括各种MO源（有机金属气体镓、铝、铟等的气体）等。设备方面，关键设备是MOCVD机台，目前国际上供应MOCVD设备的公司主要有美国Veeco和德国Aixtron，其他还有美国ThomasSwan等不占主流。,三、世界LED产业情况市场发展情况,全球LED市场销售额增长情况,复合增长率34%,复合增长率19%,LED市场增长快速：2008年全球LED市场规模约为69亿美元，至2009年规模增长至80.5亿元，年增长率达17%，其中高亮度、超高亮度市场增长率达20%。由于背光市场的大规模增长，预计2010年市场规模可达107亿美元，年增长达到30%。由于白炽灯的停用以及世界LED政策鼓励，据专家估计，至2012年，LED市场值将可成长值204亿美元。高技术、高亮度LED增长快速：在所有LED芯片增长中，过去10年，高亮度LED市场年均增长达到46%。,三、世界LED产业情况产业分布情况,从产业发展看，LED上游外延、芯片的龙头企业以欧美、日韩及台湾为主：第一梯队领导厂商为欧洲、美国与日本。包含日亚、丰田合成、飞利浦流明、科锐（Cree）与欧斯朗，以及东芝、松下与夏普。这些厂商主攻超高亮度LED市场，对于面板的LED背光源，都没有兴趣，仅有日本部分公司介入。其策略是透过授权获得一些权利金。第二梯队厂商主要是台湾与南韩。由于台湾与韩国都拥有液晶面板的整体价值链，在面板背光源上市场占有率高，LED比较看重对面板整体产业链的附加价值，厂商包括晶电、隆达（友达）、泰谷、光磊等。第三梯队厂商在中国大陆。在中国大陆的LED厂商都是赚取最低阶LED的毛利。例如：在韩国地区，也只不过只有5家LED封装厂，可是在中国大陆就有高达1000家封装厂，并且以低阶LED封装为主。由于中国大陆许多大厂都持续大幅扩充LED产能及大量新增LED投资（优惠政策原因），因此2010年全球新增MOCVD机台数将可达1200台的水准，这个数字相当于前三年总和的2倍，主要供应商为Veeco和Aixtron。研究机构预估明年MOCVD将会同样增加超过1200台，因此产业竞争相当激烈。,三、世界LED产业情况世界主要芯片厂商,世界前三大LED芯片厂商：日本日亚化学、欧司朗和美国科锐，其余排名靠前厂商为韩国首尔光电、台湾晶元光电和飞利浦流明。1、Nichia：日亚化学，著名LED芯片制造商，日本公司，成立于1956年，开发出世界第一颗蓝色LED(1993年),世界第一颗纯绿LED(1995年)。市场占有率全球第一。2、Osram：欧司朗是世界第二大光电半导体制造商，产品有照明，传感器，和影像处理器。欧司朗拥有完整产业链，不出售芯片。3、Cree：美国科锐公司，著名LED芯片制造商，产品以碳化硅(SiC)，氮化镓(GaN)，硅(Si)及相关的化合物为基础，包括蓝、绿、紫外发光二极管(LED),近紫外激光，射频(RF)及微波器件，功率开关器件及适用于生产及科研的碳化硅(SiC)外延片。,四、中国LED产业情况-产业链情况,中国LED产业链情况：已经形成上游LED外延片、芯片、中游LED芯片封装和下游LED产品应用在内的完整产业链。目前，从事该产业的人数达80万多人，研究机构20多家，企业4000多家；其中上游50余家，封装企业1000余家，下游应用企业3000余家。形成了四大片区七大基地的格局。四大片区：长三角、珠三角、闽三角以及北方地区。七大基地：上海、大连、南昌、厦门、深圳、石家庄、扬州。,三安光电在2008年6月进行了资产重组，成为主营为LED外延片生产、芯片制造的企业，资产重组后2009年第一季度为净利润2670万人民币。方大a：沈阳方大半导体照明有限公司主要从事氮化镓（GAN）基集成电路及其器件中下游产品的开发、生产、销售。联创光电：以功率型高亮度LED器件封装和液晶背光源、道路照明、景观照明等应用产品为突破口，形成功率型器件、芯片、半导体照明光源及灯具等产品的产业化。LED产业实现营业收入6.27亿元，同比增长9.42%。由于受到产品价格下降、材料成本和用工成本上升的影响，2008年公司实现净利润3335万元，同比下降51.92%。士兰微：LED器件产品线：2008年士兰明芯实现销售收入1.82亿元，比2007年增加9%，实现净利润3715万元，比2007年增加22%。2008年，士兰明芯取得了以下工艺和产品研发成果：（1）高亮度图形化衬底的小功率芯片完成研发并顺利导入量产；（2）高亮度红光小芯片开发成功并导入量产，实现了红、绿、蓝高亮度三基色小功率芯片的全线产品服务；（3）新结构功率LED照明芯片的研发取得进展。照明LED驱动产品、LED背光驱动同方股份：2008年6月公开募集8亿人民币，主要投资于其外延片生产及芯片制造的上游产业。然而目前仍然没有产业化，技术是制约其发展的重要瓶颈。,四、中国LED产业情况-主要上游企业,大连路美：大连路美芯片科技有限公司是由美国路美光电公司与大连路明科技集团公司共同投资设立的中外合资企业，公司总投资1.5亿美元，占地面积10.8万平米，总建筑面积63515平米，专业从事高品质LED半导体发光芯片和LD激光芯片的研发、生产与制造。美国路美光电公司的前身为美国纳斯达克上市公司AXT的光电公司，技术水平处于世界前四名。生产设备及技术均为国外进口。上海蓝光：我国最大的彩色显像管制造企业彩虹集团昨日宣布，正式控股上海蓝光科技有限公司。此次彩虹集团控股蓝光科技后，将占蓝光科技51%的股份。上海蓝光科技有限公司成立于2000年4月，是国内首家从事氮化镓基LED外延片、芯片产业化生产的企业，注册资金2亿元，专业从事开发生产高亮度蓝光、绿光外延和芯片的高科技企业。上海蓝宝：上海蓝宝光电材料有限公司是以民营资本为主体的高新技术企业，创建于2000年9月，注册资金2.8亿元人民币，专业从事GaNLED外延生长、芯片制备、照明应用领域的技术研发及产业化生产。世纪晶源：世纪晶源科技有限公司是2004年11月落户深圳的超大型中外合资企业，注册资本23亿元人民币。由香港太平绅士高敬德先生全额投资。该公司主要生产砷化镓微波外延片、白光LED外延片/芯片、大功率白光LED封装、半导体激光器等尖端产品。,四、中国LED产业情况-主要上游企业,四、中国LED产业情况-近年来投资动态,中国先后启动了绿色照明工程、半导体照明工程,在十大重点节能工程、高技术产业化示范工程、企业技术升级和结构调整专项、863计划新材料领域中先后支持半导体照明技术的研发和产业化项目：2003年6月，我国科技部发起启动了国家半导体照明工程。2006年2月9日国家中长期科学和技术发展规划纲要将半导体照明产品明确列为“重点领域及其优先主题”，提出“重点研究高效节能、长寿命的半导体照明产品”。2006年7月25日国家发展改革委印发“十一五”十大重点节能工程实施意见，启动了十大重点节能工程，提出“十一五”期间将实现节约2.4亿吨标准煤的节能目标，其中绿色照明是重要一个方面。2008年财政部、国家发改委联合发布高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法，国家采取间接补贴方式进行推广高效照明产品。2008年12月科技部提出“十城万盏”LED应用试点示范城市思路，由中央补助试点