OFweek月深度解析中国LED产业的发展现状与前景

1、ofweek 深度解析：中国 led 产业的发展现状与前景?在国家大力倡导节能减排和低碳经济的大背景下，我国 led 企业苦练内功，抓住国内有利发展契机，抵御全球金融危机，取得可喜的成绩。在成绩和机遇的背后，中国 led 企业仍然面临严峻挑战和重重危机。缺乏led 外延片和芯片技术专利，长期依赖进口核心技术，企业自主创新能力差，成本居高不下，都是我国 led 企业的硬伤。表面上，核心技术缺失是我国 led 企业的发展瓶颈；实质上，战略问题才是我国 led 企业最大的发展瓶颈。企业因经营而盈利，因管理而发展，因战略而成功，因文化而常青。技术是企业强有力的竞争武器，但是只有在战略的指导下，技术才能

2、发挥重大作用。金海湾咨询总经理裴中阳先生言：“战略定位决定扩张方式，扩张方式决定资源配置。”反过来，技术资源配置由扩张方式决定，扩张方式由战略定位决定。所以，战略定位决定技术资源的配置效率和产出水平。所以，我国 led 企业需要重新思考战略，实现战略突围。?led 完整产业链分析? 一、上游芯片产业，led 行业上游主宰下游。在 led 产业变局中，上游企业受到的冲击小于下游企业。led 产为具有典型的不均稀产业链结构，一般按照材料制备、芯片制备和器件封装与应用于分为上、中、下游，虽然产业环节不多，但其涉及的技术领域广泛，技术工艺多样化，上下游之间的差异巨大的，上游环节进入壁垒大大高于下游环节

3、（上游外延片制备的投资规模比一些下游应用环节上出上千倍），呈现金字塔形产产业结构。其中，上游和中游是典型的技术或资本密集的“三高”产业：高难度、高投入、高风险，在某些环节技术难度极大、工艺精度要求极高、对技术和设备的依赖极强，而处于产业链下游的封装和应用环节壁垒很低，以属于劳动密集型产为。衬底材料是led 照明 的基础，也是外延生长的基础，不同的衬底材料需要不同的外延生长技术，又在一定程度上影响到芯片加工和器件封装。因此，衬底材料费的技术路线必然会影响整个头为的技术部路线，是各个技术环节的关键。外延片生长主要依靠生长工艺和设备。制造外延片的主流方法是采用金属有机物化学气相沉积（ mocvd ）

4、，但即使是这种“最经济”的方法，其设备制造难度也非常大，国际上只有德国、美国、英国、日本等少数国家中数量非常有限的企业可以进行商业化生产，设备非常昂贵，但欧美企业对材料的研究有限，因此设备的工艺参数不够完善。而行业内最领先的日本企业对技术严格封锁， 其中对 gan 材料研究最成功的日本 日亚 化学和丰田合成的mocvd设备则根本不对外销售，哂家技术比较成熟的日本酸素公司的设备则只限于日本境内出售。?芯片制造的难度公次于材料制备，同属于技术和资本密集型产业，进入壁垒仍然很高。其技术上的难题主要包括提高外量子效率、降低结温和有效散热。目前核心技术同样也掌握在大企业手中，如美国 hp 、 cree

5、、德国 osram 等。目前 led 产业的核心专利基本都被外国几大公司控制。这些公司利用各自的核心专利，采取横向（同时进入多个国家）和纵向（不断完善设计，进行后续申请）扩展方式，在全世界范围内布置了严密的专利网。由于中国企业在led 专利 布局上起步较晚，专利的申请时间、专利类型、授权比例等方面与国外企业均存在较大差距，特别是在高端芯片及部分应用领域上表现得尤为明显。 近年来， 我国 半导体照明 产业尽管取得了高速发展，但面临的专利纠纷也日益增多，国内半导体照明企业在这些纠纷中经常处于被动局面。然而迄今为止，国内大多数企业对专利问题并没有真正给予足够的重视，对专利状况与专利法规仍不熟悉， 一

6、些新投资项目也没有对ip 进行足够的尽职调查， 存在很大的法律风险。由于国内 led 企业绝大部分发明专利都不是原创，都是在国际led 巨头原创专利的基础上做一些修补，与国际led 巨头打起专利官司，往往处于劣势。因此专利问题将严重制约中国大陆led 产业的发展。 因此加强知识产权保护意识和实行有效的应对策略，是中国大陆led 产业需要面对的一项长期而艰巨的任务。二、中游 led 封装作为 led 产业链中承上启下的 led 封装，在整个产业链中起着无可比拟的重要作用。led 器件的各类应用产品大量led 器件，如大型led 显示屏 、 液晶显示 器的 led 背光源 、 led 照明灯具、

7、led 交通灯和汽车灯等， led 器件在应用产品总成本占了 40% 至70% ，且led 应用产品的各项性能往往70% 以上由led 器件的性能决定。中国是led 封装大国，据估计全世界80% 数量的led 器件封装集中在中国，分布在各类美资、台资、港资、内资封装企业。随着工艺技术的不断成熟和品牌信誉的积累，中国 led 封装企业必将在中国这个led 应用大国里扮演重要和主导的角色。?下面从led 封装产业链的各个环节来阐述中外封装企业的差异。? 1 、封装生产及测试 设备差异? 目前中国 led 封装企业中， 规模前列的 led 封装企业均拥有世界最先进的封装设备， 这是后发优势所决定的。

8、就硬件水平来说，中国规模以上的 led 封装企业是世界上最先进的。当然，一些更高层次的测试分析设备还有待进一步配备。? 因此，中国在封装设备硬件上已具备世界领先水平，具备先进封装技术和工艺发展的基础。? 2 、 led 芯片 差异? led 封装器件的性能在50% 程度上取决于led 芯片， led 芯片的核心指标包括亮度 、 波长、失效率、抗静 电能 力、衰减等。目前国内 led 封装企业的中小尺寸芯片多数选用国产品牌，这些国产品牌的芯片性能与国外品牌差距较小，具有良好的性价比，亦能满足绝大部分 led 应用企业的需求。尤其是部分芯片品牌的性能已与国外品牌相当，通过封装工艺技术的配合，已能满

9、足很多高端应用领域的需求。? 3 、封装辅助材料差异? 封装辅助材料包括支架、金线、环氧树脂、硅胶、模条等。辅助材料是led 器件综合性能表现的一个重要基础，辅助材料的好坏可以决定led 器件的失效率、衰减率、 光学 性能、能耗等。? 目前中国大陆的封装辅助材料供应链已较完善，大部分材料已能在大陆生产供应。但高性能的环氧树脂和硅胶以进口居多，这两类材料主要要求耐高温、耐uv 、优异折射率及良好膨胀系数等。随着全球一体化的进程， 中国 led 封装企业已能应用到世界上最新和最好的封装辅助材料。?4、封装设计差异? led 的封装形式主要有支架式led 、表贴式 led 及 功率 型 led 三大

10、主类。? led 的封装设计包括外形结构设计、散热设计、光学设计、材料匹配设计、参数设计等。支架式led 的设计已相对成熟，目前主要在衰减寿命、光学匹配、失效率等方面可进一步上台阶。贴片式led 的设计尤其是顶部发光top 型 smd 处在不断发展之中，封装支架尺寸、封装结构设计、材料选择、光学设计、散热设计等不断创新，具有广阔的技术潜力。功率型led的设计则是一片新天地。由于功率型大尺寸芯片制造还处于发展之中，使得功率型led的结构、光学、材料、参数设计也处于发展之中，不断有新型的设计出现。中国的led封装设计是建立在国外及台湾已有设计基础上的改进和创新。设计需依赖良好的电脑设计工具、良好的

11、测试设备及良好的可靠性试验设备，更需依据先进的设计思路和产品领悟力。目前中国的 led 封装设计水平还与国外行业巨头有一定差距，这也与中国 led 行业缺乏规模龙头企业有关，缺乏有组织、有计划的规模性的研发设计投入。5 、封装工艺差异led 封装工艺同样是非常重要的环节。例如固晶机的胶量控制，焊线机的焊线温度和压力，烤箱的温度、时间及温度曲线，封胶机的气泡和卡位管控等等，均是重点工艺控制点。即使是芯片质量好、辅材匹配好、设计优异、设备精度高，如果是工艺不正确或管控不严，就会最终影响led 的可靠性、衰减、光学特性等。?随着中国led 封装企业这几年的快速发展， led 封装工艺已经上升到一个较

12、好的水平，尤其是一些高端需求如大型led 显示屏、广色域液晶背光源等，中国的led 优秀封装企业已能满足其需求，先进封装工艺生产出来的 led 已接近国际同类产品水平。? 6 、 led 器件性能差异? led器件的性能指标主要表现在如下六方面：亮度或流明值；光衰；失效率； 光效；一致性；光学分布特性? 光衰? 一般研究认为，光衰与芯片关联度不大，与封装材料与工艺关联度最大。影响光衰的封装材料主要有固晶底胶、荧光胶、外封胶等，影响光衰的封装工艺主要有各工序的烘烤温度和时间及材料匹配等。? 目前，中国 led 封装工艺经过多年的发展和积累，已有较好的基础，在光衰的控制上已与国外一些产品匹敌。?失

13、效率? 失效率与芯片质量、封装辅助材料、生产工艺、设计水平和管理水平相关。? led 失效主要表现为死灯、光衰过大、波长或色温漂移过大等。根据led 器件的不同用途要求，其失效率也有不同的要求。例如指示灯用途 led 可以为 1000ppm （3000小时） ； 照明用途 led 为 500ppm （3000 小时） ； 彩色显示屏用途 led 为 50ppm （ 3000小时） 。中国封装企业的 led 失效率整体水平有待提高。可喜的是，少量中国优秀封装企业的失效率已达到世界水平。光效led 光效 90% 取决于芯片的发光效率。中国 led 封装企业对封装环节的光效提高技术也有大量研究。如果

14、中国在大尺寸瓦级芯片的研发生产上取得突破及量产，将会极大促进功率型封装器件光效的提高。一致性led 的一致性包括波长一致性、亮度一致性、色温一致性、衰减一致性等。前三项一致性是可以通过投料工艺控制和分光分色机筛选达到的。 前三项水平来说， 中国 led 封装技术与国外一致。角度一致性往往难以分选出来，需通过优化设计、物料机械精度控制、生产制程严格控制来达到。例如， led 全彩显示屏用途的红、绿、蓝三种椭圆形led 的角度一致性控制非常重要，决定性地影响led 全彩显示屏的色彩品质，成为 led 器件的一项高端技术。衰减一致性也与物料控制和工艺控制有关， 包括不同颜色led 的衰减一致性和同一

15、颜色 led 的衰减一致性。一致性的研究是led 封装技术的一个重要课题。中国部分led 封装企业在 led 一致性方面的技术已与国际接轨。?光学分布特性led 是一个发 光器件 。 对于很多 led 应用用途来说， led 的光形分布是一个重要指标，决定了应用产品二次光学的设计基础，也直接影响了 led 应用产品的视觉效果。例如， led 户外显示屏使用的 led 椭圆形 透镜 设计能够使显示屏在角度变化时亮度变化平稳并有较大视角，符合人的视觉习惯。又如， led 路灯 的光学要求，使得 led 的一次光学设计和路灯的二次光学设计必须匹配，达到最佳路面光斑 和最佳发光效率。通过 计算机 光学

16、模拟软件来进行设计开发是常用的手段。 中国 led 封装企业在积极迎头赶上，与国外技术的差距在缩小。随着中国成为全世界的 led 封装大国，中国的 led 封装技术在快速发展和进步，与世界顶尖封装技术的差距在缩小，并且局部产品有超越。我们需要加大在 led 封装技术研究领域方面的研发投入，企业和政府均应引起重视。其实我们中国 led 封装技术与国外的差距主要在研发投入的差距。随着中国国力的增长，我们相信中国会成为 led 封装强国。三、下游 led 应用根据 led 应用的角度， 我们将 led 产业分成 led 显示屏、 led 背光源、 led 汽车灯、led 家用照明、 led 景观照明

17、、 led 商用照明六大细分市场。?1 、 led 显示屏led 显示屏起步早，在车站、银行、证券、医院、酒店已经得到广泛应用。在 led需求量上， led 显示屏需求量距行业第二，占到 led 整体销量的 23.1%, 市场规模达到32.4 亿元，成为我国 led 主要应用市场。近年来， led 全彩显示屏增长强劲，体育场馆、市政广场、演唱会、机场等场所需求量大增。led 显示屏的关键成功因素并非价值链前端技术研发，而是后端的关公营销和深挖需求。要将led 显示屏应用到车站、银行、证券、医院、酒店、体育场馆、市政广场、演唱会、机场等场所，关公营销是关键。另外， led 显示屏优势明显，深挖渠

18、道，开拓新客户是关键，如 led 广告显示屏。2 、 led 背光源前几年在彩屏手机的推动下，手机液晶面板 背光源 led 市场快速增长。但是，近年手机市场平稳发展，手机液晶面板背光源led 需求量放缓。随着液晶电视 需求上升，液晶电视 面板 背光源 led 市场前景良好。虽然，手机和液晶电视市场带动 led 背光源快速发展，但是led 背光源成本居高不下的问题，一直阻碍led 在该领域的应用。要在 led 背光源细分市场上取得成功，关键因素是资源整合和成本控制。一方面，要控制采购、生产、物流等成本；另一方面，可以通过战略资源整合，强大企业技术研发能力和市场控制能力。企业和液晶电视、 消费电子

19、 厂商形成战略联盟，强大市场控制能力，从而倒逼外延片、芯片技术企业降低技术专利使用费，从而降低企业成本。另外，企业还可以通过收购、技术合作等方式，整合国外企业的技术资源，提高竞争力。?3 、 led 汽车灯led 在汽车车灯上的应用优势明显：功耗低、寿命长、反应速度快。但是， led 汽车车灯认证时间长、单位瓦数流明低等问题导致led 未广泛应用于汽车车灯。不过，我国汽车市场高速发展， led 车灯市场潜力巨大。led 汽车灯并未广泛应用，说明这个细分市场没有完全打开。这时需要行业联盟推动 led 汽车灯市场发展。 领先企业需要肩负行业发展的责任， 从做“产品”到做“行业”.针对 led 汽车

20、灯，攻克技术难关，制定标准，申请政策。4 、 led 家用照明随着全球节能环保意识渐强，全球已经进入禁止白炽灯时代。中国有三亿多家庭，led 照明刚刚起步，其市场潜力不可估量。另外，个性化的 led 装饰灯市场潜力同样巨大。但是， led 照明灯成本高、散热差等问题阻碍了中国 led 照明市场的发展。与 led 背光源市场和 led 汽车灯市场不同的是， led 照明市场的目标客户极其分散，难以采用市场倒逼技术的方式降低成本。 led 企业只能通过技术革新，实现技术突破，解决散热差等技术问题，降低成本。营销创新也是关键成功因素，通过产品设计创新、品牌理念创新等营销策略，突破市场瓶颈。5 、 led 景观照明led 景观照明主要应用在广场、街道、主题公园等场所，其主要目标客户是政府。led 由于节能环保、装饰效果好，越来越广泛地应用到景观照明中。另外，在政府的推动下， led 交通灯市场快速发展。目前市场机会已经从一线城市转向二三线城市。?led 景观照明（包括led 交通灯）客户并非价格敏感型客户，对技术不过于苛求。 led 景观照明关键成功因素是公关营销和政