LED行业研究报告

LED行业研究汇报业务发展部7月目录一、 半导体照明是目前最具前景的朝阳产业之一 21. 半导体照明的优势 22. LED的应用及前景 43. 政策推进加紧LED产业发展 5二、 行业竞争格局分析 71. LED产业区域与投资规模 72. 全球LED行业格局分析 93. 全球五大厂商的技术垄断与专利联盟 114. 全球LED关键设备制造商分析 12三、 LED行业需求分析 131. 老式应用领域LED需求分析 132. 大尺寸LCD用LED背光源是未来几年市场重点的增长动力。 153. -LED市场规模预测 21四、 LED行业供应分析 231. 台湾大幅扩产的产能分析 232. 大陆扩产产能年开始释放 243. 未来几年全球LED产能预测 254. 技术进步对供应提高的增进作用 26五、 LED行业瓶颈与技术突破 261. 大功率 262. 高光效 273. 散热 274. 高功率下提高单芯片光效成为业界厂商的竞争焦点 27六、 国内的广阔市场和低成本优势给内资企业发展空间 281. 国内市场广阔，减少了因出口带来的专利诉讼风险 282. 国内企业成本低是重要竞争优势 29七、国内LED重点企业分析 291. 三安光电 302. 联创光电 313. 士兰微 324. 方大A 32八、 投资提议 331. 装备与技术 332. 照明产品 34半导体照明是目前最具前景的朝阳产业之一半导体照明的优势半导体照明优势突出。照明行业已经历了三代产品，分别是第一代电光源：白炽灯（卤钨灯）、第二代电光源：荧光灯（日光灯、节能灯）和第三代电光源：高强度气体放电灯（HID），目前正向第四代电光源半导体照明发展。半导体照明的实现方式是半导体发光二极管（LightEmittingDiode，缩写成LED），其发光原理是用P型半导体和N型半导体构成晶片，它们之间形成的过渡层叫P—N结，当P—N结加正向电压有电流输入时，电子和空穴复合而发光。PN结材料的性质决定发出光的波长，即决定光的颜色。中红光LED材料以GaP（二元系）、AlGaAs（三元系）和AlGaInP（四元系）为主；蓝/白光LED材料以GaN为主。LED晶片的体积很小，一般只有几十到几百微米，选择合适的匹配材料和制造工艺，可使电能大部分转变成光能，理论上发光效率可达400lm/w，目前LED试验室最大发光效率为157lm/w。LED是一种新型固态冷光源，它具有高效、节能、环境保护、使用寿命长、易维护体积小、响应快、可靠性高等特点。在同样亮度下，耗电仅为一般白炽灯的1/10，荧光灯的1/3，而寿命却可以延长100倍，半导体照明是21世纪最具有发展的高技术领域之一，未来半导体照明将逐渐替代白炽灯和荧光灯。通过对比前三代照明产品的特点和优劣势可以看出半导体照明强大的生命力。表1LED与前三代照明产品性能对比G1白炽灯日光灯HIDLED卤钨灯紧凑型节能灯高效荧光发光效率（lm/W）8-1530-6060-80目前157，理论400305580寿命（小时）＜6000-80001000-3000100000500体积大大大小环境保护性能很好含汞、铅，很好绿色环境保护有污染，难以回收LED的应用及前景LED早已从最早的指示灯发展到照明领域，照明一般划分为通用照明和特殊照明两大领域。伴随LED发光效率和光强的不停提高，LED已经向特殊照明的纵深发展，并逐渐进入通用照明领域。LED的应用范围重要由LED芯片发光强度（mcd）和发光效率（lm/w）决定。发光强度越大、发光效率越高，则运用越发广泛。LED芯片按发光强度分为一般亮度LED、高亮度LED和超高亮度LED，发光强度<10mcd为一般亮度，10mcd～100mcd间的为高亮度，到达或超过100mcd的称超高亮度。一般亮度重要用于指示灯；高亮度用于特殊照明；而超高亮度则可以深入用于通用照明。表2LED的应用领域分类发光强度用途详细应用一般亮度＜100mcd指示灯仪器仪表的指示光源、LED发光点阵组成的小型字符或数字显示屏，用于计算器、测试仪器、指示牌等电子设备上高亮度10mcd～100mcd特殊照明全彩显示屏、交通信号灯、汽车车灯、背景光源、景观照明、特种工作照明（如强调安全生产、特殊用途的矿灯、警示灯、防爆灯、救援灯、野外工作灯等）、军事及其他应用（玩具、礼品、轻工产品等）超高亮度>100mcd通用照明多种民用及工业用照明替代既有白炽灯和荧光灯从发光效率看，LED有着前三代照明产品无法比拟的优势，LED理论上的发光效率可以到达400lm/w，目前量产的水平70-90lm/w，试验室的水平是157lm/w左右。而前三代产品的发光效率分别是从8-80lm/w不等。发光效率越高意味着到达同样照明效果的功率减少，节能特性越突出。目前LED已从初期的指示灯发展到交通信号灯、汽车车灯、背景光源、景观照明、特种工作照明、军事及其他应用领域，一般照明正在启动。图1LED发展趋势政策推进加紧LED产业发展日本于1998年率先实行“21世纪照明”计划，年完毕用白光LED照明替代50%老式照明。并计划年实现LED发光效率到达120lm/w。年4月日本政府呼吁力争在年，全面实现由白炽灯向荧光灯及LED照明的转换。美国总统奥巴立即台后积极推行环境保护高效的能源政策,最新消息显示Cree已与美国国防部到达合作，在五角大楼使用LED照明灯具。此外美国能源部制定了“半导体照明国家研究项目”计划书，计划用10年时间，投资5亿美元用于半导体照明，使美国在未来照明光源市场竞争中，领先于日本、欧洲及韩国等竞争者。并计划在年实现用LED取代55%的白炽灯和荧光灯；年LED发光效率到达150lm/w；2025年LED照明光源的使用将使照明用电减少二分之一，每年节电350亿美元。欧盟首脑会议到达协议，决定欧盟各国将逐渐用节能灯取代白炽灯；欧盟各国也拟通过立法从年开始严禁生产白炽灯泡。欧盟组员国能源部长规定欧盟委员会在年终前制定计划，从年起严禁在欧盟销售包括白炽灯在内的高耗能家用照明设备。阿根廷年签订法案，决定从年起彻底严禁一般灯泡的使用。新西兰能源部年表达，将从年开始，严禁使用白炽灯泡。此外韩国、中国也启动了国家半导体照明工程（见表3）。表3：各国对LED产业扶持政策国家节能政策LED路灯政策与动态美国加州等部分州将于年禁用白炽灯泡美国能源部、光电子产业发展协会和国家电子制造商协会共同制定了美国年前的通用照明用半导体SSL-LED技术发展规划。欧洲07年宣布，内各国实行节能型照明设施，年能源消耗减20%欧盟ROHS法令严禁使用具有汞的老式灯具。韩国LED照明15/30工程政府投入4.72亿美元、企业投入7.36亿美元启动；LED满足30%的照明需求，节省4百万吨油当量。日本年宣布，3年内逐渐停止在国内生产和销售白炽灯政府投入12亿日元发展材料特性开发构造与LED灯具原则制定，日本大阪政府引入LED路灯，制定LED照明机器开发推进计划。中国未来10年内禁用白炽灯“十一五”科技发展规划将半导体照明产品列为第一重点发展领域，科技部已经将“半导体照明产业化技术开发”项目列入国家科技攻关重大项目计划。初，国务院公布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（—）》，“高效节能、长寿命的半导体照明产品”被列入中长期规划第一重点领域（能源）的第一优先主题（工业节能），在国内外引起广泛关注；财政部、国家发改委联合公布《高效照明产品推广财政补助资金管理暂行措施》，国家采用间接补助方式进行推广高效照明产品，科技部“十城万盏”LED路灯示范计划也已经提出并开始实行中国台湾地区年起淘汰替代白炽灯，年陆续停产将全台湾135万盏路灯列为推进节能的重点，并在12月正式推出LED路灯照明原则。澳洲年宣布，3年内取代白炽灯泡行业竞争格局分析LED产业区域与投资规模根据LED的生产流程，可以把行业分为上游外延片生产，中游芯片制造，下游芯片封装三个部分，其中上游和中游技术含量较高，资本投入密度大，为国际竞争比较剧烈的领域；另一方面是中游芯片；下游封装行业低端进入轻易，但实际上，目前封装对于高亮度芯片的散热、发光提出了更高的规定，技术含量也越来越高。上游是单晶片及外延片生产。单晶片是制造LED的基底，也称作衬底，多采用蓝宝石、碳化硅、GaAs、GaP为材料。外延片是在单晶上生长多层不一样厚度的单晶薄膜，如AlGaAs、AlGaInP、GaInN等，用以实现不一样颜色的LED。常见的外延措施有液相外延法（LPE）、气相外延法（VPE）以及金属有机化学汽相沉积（MOCVD）法等，其中VPE和LPE技术已相称成熟，可用来生长一般亮度LED。而生长高亮度LED必须采用MOCVD措施。目前全球MOVCD的重要制造厂家为德国的AIXTRON企业和美国VEECO企业，前者约占70%的国际市场份额，后者占据30%。日本厂家生产的设备基本限于日本国内销售。上游外延片成本及技术门槛高，良率的提高重要依赖技术人员对参数调整的经脸，并无太多原则可循，这对新进厂商形成较高的技术壁垒。中游重要是芯片设计和加工。根据LED的性能需求进行器件构造和工艺设计，通过外延片扩散、金属镀膜，然后进行光刻、热处理、形成金属电极，并将基板磨薄抛光后进行切割。下游包括LED芯片的封装测试和应用。LED封装是指将外引线连接到LED芯片的电极上，形成LED器件，封装起着保护LED芯片和提高光效的作用。目前的封装类型重要有Lamp型、ThroughHole型、SMD型、DirectBonding型等。在LED产业链中，LED外延片与芯片约占行业利润的70%，封装约占20%，应用约占10%。图2：LED产业区域表4LED产业上下游产品投资规模产业链节点产品类别投资规模上游（外延片）GaN基外延片1亿元以上(P\AL\As\Ga)四元外延片6000万元以上中游（芯片）蓝绿芯片5000万元以上红黄芯片3000万元以上下游（封装）多种LED灯头万元以上应用产品如手电筒、指示灯、信号灯等几十万或上百万全球LED行业格局分析从全球看LED的主导厂商是日本的日亚化学（Nichia）和丰田合成（ToyodaGosei）、美国的Cree以及欧洲的PhilipsLumileds和欧司朗（Osram）五大厂商。他们无一例外都在上游拥有强大技术实力和产能。从收入看，目前日本是全球最大的LED生产地，约占二分之一的市场份额，其重要厂商为日亚企业和丰田合成企业。其中日亚企业为全球最大的LED生产商，专长生产荧光粉和多种颜色的LED，年销售收入超过10亿美元，以生产高亮度白光LED和大功率LED著称。丰田合成从1986年开始LED的研究和开发，1991年成功开发出世界第一种氮化镓的蓝光LED，扫除了实现白光LED的最终障碍。目前重要生产应用于移动手机的LED产品，高亮度LED年销售收入超过2.74亿美元。台湾在全球市场份额中排名第二，其LED技术含量与日本、欧美的重要企业相比还存在一定距离。台湾地区LED产业是经典的下游切入模式，即通过二十数年下游封装领域的经验积累，逐渐延伸拓展到上游/中游的外延片/芯片领域。目前上游已经有多家较有实力的外延片厂商，其中最大的是晶（Epistar）（年整合此外两家小厂做强做大），年销售收入102亿新台币，合25亿人民币。欧美也是LED的老式强势区域，其重要厂商是CREE和PhilipsLumileds。美国Cree虽然是新兴照明企业，但以其技术先进性成为LED照明产业的先锋代表。年3月，Cree完毕对元老级厂LEDLightingFixtureInc企业的收购，使其在产品丰富性及技术先进性上得到深入加强。年CREE销售收入到达5亿美元。PhilipsLumiledsLighting目前是飞利浦的全资子企业，总部设在加州圣何塞，是世界领先的高功率LED的制造商，同步也是为平常用途，包括汽车照明、摄影机闪光灯、LCD显示屏和电视、便携照明、投影和一般照明等领域，开发半导体照明处理方案的开创者。表5全球LED重要厂商及产品特性所在区域重要厂商产品特性国外日亚、丰田合成、Cree、Osram、1.品质较高Lumileds、SDK、Semileds、东芝2.蓝白光为主3.价格较高台湾地区LED晶粒:光磊、晶电、华上、灿元、1.高、中、低端泰谷、全新、鼎元、晶元、新世纪2.颜色、波长齐全LED封裝:亿光、宏齐、东贝、佰鸿、3.价格适中华兴、立基、李洲、光鼎、卓研、广稼、洲磊、洲技、联鼎、矩鑫、华上、南亚、联晶、国通、联铨、联胜、汉光、佳大、奇美、泰谷、茂彰、联亚、巨鎵、光宏、全新、連勇、新元砷大陆地区外延片、芯片：厦门三安、大连路美、1.中低端为主深圳方大、上海蓝光、上海蓝宝、山2.红黄光为主、东华光、江西联创、南昌欣磊、上海蓝绿光已经量产大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥3.价格较低伦德、杭州士兰明芯、广州普光、深圳世纪晶源、杨州华夏集成、甘肃新天电、江西晶能光电、厦门乾照、上海宇体、廊坊清芯等企业我国大陆地区LED起步较晚，也从下游封装做起，逐渐进入上游外延片生产。尤其是在年开始加大了对高亮度四元芯片和GaN芯片的投资。伴随厦门三安、大连路美等一批高亮度芯片生产企业的产能释放，国内高亮度芯片产量出现井喷式增长。在经历了-产量增长率过100%的迅速增长期后，年高亮度芯片产量继续保持过100%的增长速度，增长率到达101.4%，芯片产值增长率也达45%。目前厦门三安、北京同方股份的清芯、深圳世纪晶源和江西晶能光电都在量产或投资扩产。图3-中国LED芯片产业规模（数量）贴图全球五大厂商的技术垄断与专利联盟全球五大厂商对LED的影响不仅体目前产品和收入上，更重要的是对技术的垄断。LED关键技术指标重要包括功率、光效以及散热工艺。产业竞争的焦点集中在高功率下怎样提高单芯片的光效和使用寿命，目前美国Cree企业已经研发出了161lm/w高功率白光LED，但距离400lm/w（理论值）尚有很大提高空间。据记录LED50%以上的关键专利都掌握在五大厂商手中。不过初期日亚在专利方面又有优势，年此前，日亚凭借1991年至年间获得的74件基本专利，涵盖了LED构造、外延、芯片、封装的制造全过程技术及荧光粉等有关原材料，在LED领域具有绝对垄断地位。这个时期，日亚重要依托构建专利壁垒及专利诉讼制止其他厂商进入市场与其竞争，以获取高额的独占市场利益。表6LED关键专利在各产业环节的占有状况产业链CreeLumiledsNichiaToyodaGosei其他总数重要厂商占比外延121010316412749.6%工艺52151774684.8%封装691182568.0%应用4441132650.0%荧光粉022071136.4%总计272732509923557.9%CMPConsulting曾经对1992年至年6月间美国、欧洲和日本GaN基LED专利合计14609件进行研究，并对其中最重要的1038件专利加以分析，最终将有系列性的专利归合为一，共得到235件本领域的关键专利，如表6所示。伴随Osram、丰田合成、Cree、Lumileds等企业在LED领域拥有的专利数不停增长，年起专利诉讼的方式已经开始损及自身。使其不得不更改专利授权的态度，分别与上述企业到达了专利和解和授权协议，形成所谓专利联盟。图3各厂商专利、技术授权及诉讼关系图但对外，一旦有新企业威胁到各自利益，专利诉讼会随即发生。例如：年5月日亚在英国控告韩国首尔半导体及其产品销售商侵犯了日亚专利权。此前日亚分别于年和年于美国、日本及韩国就相似专利控告首尔半导体侵权。而年台湾厂商晶元因被PhilipsLumileds控告侵权其拥有的718号专利而被美国国际贸易委员会(ITC)发出禁令，严禁晶元的OMA、MB和GB系LED产品进口到美国，连包括该LED封装型LED产品及其构成的电路板都不能进口到美国，导致晶元停产该类产品。与此同步，伴随拥有关键专利的企业深入增多，五大厂商首先实行专利控制，另首先也在积极地通过专利授权扩大自身在LED市场的影响力，并通过台湾及韩国企业的授权代工来扩大产品的市场份额。全球LED关键设备制造商分析表7上游重要设备及原材料厂商（贴图）目前MOCVD设备制造商重要有两家：分别是德国AIXTRON企业和美国VEECO企业。著名厂商英国THOMASSWAN企业已被AIXTRON收购。另一家美国企业EMCORE则在年被VEECO收购。AIXTRON企业（含THOMASSWAN企业）大概占60%的国际市场份额，合计销售超过1000台，而VEECO企业占约30%。其他厂家重要包括日本酸素（NIPPONSanso）和日新电机（NissinElectric）等，其市场基本限于日本国内。此外，日亚企业和丰田合成的设备重要是自己研发，其GaN-MOCVD设备不在市场上销售，仅供自用。假如按生产能力计算，年GaN-MOCVD设备在全球市场的重要分布为：中国台湾地区48%，美国15%，日本15%，韩国11%，中国大陆7%，欧盟4%。不过MOCVD的重要厂商虽为欧美，但最大的两家AIXTRON和VEECO都是单纯设备制造商，不会对新进入厂商构成进入障碍。LED行业需求分析老式应用领域LED需求分析未来几年老式领域总体需求增长平缓，部分需求迅速增长。LED的成长将重要体目前高亮度（包括超高亮度）LED的增长。图5LED老式应用领域占比（贴图）=1\*GB3①移动产品应用增长趋于平稳移动产品（手机、相机等）是目前高亮度LED最大的应用领域，所有移动产品LED应用市场所计占比为47%。这部分的需求受到手机、PDA、数码相机增长放缓的影响，估计未来增长会趋于平稳，未来两年需求增速估计为10%左右。=2\*GB3②景观照明有较大成长空间LED景观照明除了节能环境保护外，尚有色彩丰富多变、体积小、构造简朴、设计灵活等优势，可实现照明设计个性化。老式景观照明耗电大并且有辐射污染，将逐渐被LED照明替代。年中国LED景观照明占全球LED景观照明市场的近40%，阐明中国在这方面已走在世界前列，也表明全球的LED景观照明市场尚有较大发展空间，估计未来增速为15%左右。=3\*GB3③交通信号灯增速放缓LED信号灯的发光效率可到达老式信号灯的十倍，可以节省90%的能源。此外，与老式信号灯相比LED信号灯还具有抗震、耐频繁启动、使用寿命长等长处。伴随LED信号灯在交通信号领域的普及，估计增长将放缓，未来增速在10%左右。=4\*GB3④大型LED显示屏有望迅速增长大型LED显示屏是老式应用领域中成长最快的领域。目前LED户外全彩显示屏具有、省电、使用寿命长、模块化易于维护等特点，且视觉效果震撼。伴随LED色彩体现力和亮度的提高，大型LED全彩显示屏的应用将愈加广泛，可以估计LED显示屏未来将大量用于机场、车站、体育馆、各大都市的商业中心以及机场沿线的宣传广告牌，如配装太阳能电池和无线控制装置，广告牌可以随时调整公布内容，大大提高广告投放量和投放效率。LED全彩显示屏尚有一大优势是面积大，老式显示屏面积一般在几十平米，而LED显示屏面积常在100平米以上，一般户外每平方米LED的用量在10000粒。目前国家为拉动经济增长加大基础设施投入，对LED显示屏的需求将有很大的增进作用，估计LED显示屏未来三年的复合增长率会超过25%。=5\*GB3⑤汽车车灯光源与老式车灯光源比较，LED的优势是=1\*GB2⑴寿命长，免维护，理论上不用再更换灯具。(2)节能。比同等亮度的白炽灯节能至少二分之一以上。(3)亮灯响应速度快。一般自炽灯灯泡的启动时间一般100-300ms，而LED一般局限性70ms，可减少制动距离4～7m，减少汽车追尾事故发生率5％。(4)构造简朴，抗震动和耐冲击性能强。(5)体积小，设计灵活性大，可合用多种造型的汽车。(6)LED的冷光特性，使灯具不会因长期受热而变形，提高灯具的寿命。(7)受电压变化影响小。汽车LCD仪表面板背光源和刹车灯是最早采用LED的部分，目前转向灯、雾灯、尾灯、牌照灯、阅读灯等也逐渐采用了LED，下一目的是最关键的前照灯。因此在汽车照明系统中的应用是LED产业的一种重要的增长点，未来有望保持18%左右的增长。表8汽车LED信号灯与白炽灯能耗的比较表9汽车LED信号灯与白炽灯性能的比较综上所述，老式应用领域未来几年总体复合增长率会在12.5%。大尺寸LCD用LED背光源是未来几年市场重点增长动力=1\*GB3①LED背光源的优势表10LED与CCFL对比CCFLLED色温固定可变频闪驱动需要不需要上升/下降沿时间500毫秒20纳秒寿命5万小时10万小时功耗*110瓦415瓦厚度*32.5毫米45毫米灯/LED数量*16455色域72%105%LED作为LCD的背光源，与老式背光技术相比，除了省电的优势外，尚有诸多独特的长处：1）LED的使用寿命可长达10万小时，大大延长了液晶电视的使用寿命；2）LED背光源有更好的色域，色彩还原好；3）亮度调整范围大；4）LED背光可以灵活调整发光频率，并且频率大大高于CCFL，因此能完美地展现运动画面；5）红绿蓝三色独立发光，很轻易实时色彩管理；6）可以调整的背光白平衡，同步保证整体对比度，并且不会牺牲亮度和对比度；7）具有很好的亮度均匀性，所需的辅助光学组件更简朴，屏幕亮度均匀性更为杰出；8）供电模块的设计也颇为简朴，使用5～24V的低压电源，十分安全；9）LED光源没有任何射线产生，也没有水银之类的有毒物质，绿色环境保护。10）抗震性能很杰出。上述数据测试于年8月，目前伴随LED发光效率、亮度的提高，背光用LED数量减少，功率已经低于CCFL背光源。=2\*GB3②NB对LED的需求分析最新的数据显示LED背光笔记本比CCFL背光笔记本功耗40%，可延长电池续航时间1-1.5倍。由于电池的正常充放电次数是500次，这样续航时间提高也变相减少了电池充放电次数，相称于延长了电池寿命。厚度方面目前LED背光笔记本的厚度也已经获得优势，以13.3英寸白光LED笔记本面板为例，厚度可以薄40%，重量可以轻20%受下游笔记本厂商销售方略影响LED普及未达预期。LED在各方面都优于CCFL，但其价格高于后者。RGBLED背光比CCFL背光笔记本面板贵50至80美元；白光LED价格比CCFL高出不到25美元，但白光LED对CCFL优势会打折扣。目前市面上已经有多款LED背光屏笔记本电脑，业内曾经预期08年LED背光板会在NB中大行其道，不过由于下游整机厂商年仍然把LED应用作为高端机型用，其价格与一般笔记本的差额远远高过使用LED背光源增长的成本。因此，下游笔记本的销售方略直接影响了LED在笔记本中的渗透率，年大概是3%，年目前估计是6%-8%。但这一状况有望在年后来获得改观。原因首先是LED背光的不停成熟和下游笔记本电脑厂商已经开始变化销售方略。笔记本厂商销售方略年明显变化，增进LED背光普及。戴尔今年9月表达，其15英寸LED背光液晶屏在最大亮度状况下比老式的CCFL背光节能43%。同步宣布，在未来12个月内，戴尔新款笔记本将全线换装LED背光液晶屏幕。从今年12月15日起，三分之二的戴尔LatitudeE系列商务笔记本都会把LED背光技术作为标配，包括LatitudeE4200、E4300、E6400、E6400ATG和E6500，以及移动工作站系列的PrecisionM2400、M4400。除商务系列外，戴尔估计其全球笔记本总出货量的80%将在年终前实现标配LED背光，年达100%戴尔的这一举措表明LED已经不在作为概念机型或者说时尚机型，而是作为原则配置，其价格方略必然不再采用高端方略。戴尔作为行业内的领导厂商之一，其他企业必然跟进。因此年LED在笔记本的渗透率有望到达20%以上。年全球笔记本出货1.09亿台，假定年增长15%，年增长10%，则年笔记本出货1.4亿台，其中将有2800万台使用LED，对LED的需求量是70.3亿粒。表11笔记本电脑对LED需求预测NB出货量（亿台）1.11.31.41.5增长率33%15%10%8%LED渗透率3.0%7.0%15.0%30.0%每台LED用量450400340300LED需求（亿粒）14.735.170.3134.0合格率85%89%90%92%折合2英寸外延片（万片）17.339.478.1MOCVD（21片）机每年外延片产量（万片）2.52.62.93.1NB对片MOCVD（21片）机的需求6.914.927.146.7图6iSupply在07年对LED在笔记本背光中渗透率的估计=3\*GB3③液晶电视对LED的需求分析。液晶电视方面，根据iSupply在年终的记录年LED背光源液晶电视的出货量是100万台，而07年液晶电视的出货量是7800万台，渗透率不到2%。伴随LED技术的进步和成本的下降，估计未来渗透率会不停提高。Displaybank近来预测年液晶电视的LED渗透率将到达6.4%，年和年出货量有望到达2500万和5000万台。我们认为Displaybank对年渗透率的估计过于保守，我们认为渗透率在9%。图7iSupply在07年对LED在液晶电视背光中渗透率的估计表12液晶电视对LED需求预测液晶电视出货量（亿台）0.81.11.31.5增长率45%35%22%15%LED渗透率1.3%2.0%4.0%9.0%每台LED用量11001000900850LED需求（亿粒）11.221.146.2113.0合格率85%89%90%92%折合2英寸外延片（万片）13.123.751.4MOCVD（21片）机每年外延片产量（万片）2.52.62.93.1TV对21片MOCVD机的需求5.29.017.839.4=4\*GB3④通用照明对LED的需求分析—路灯通用照明是未来需求最大的潜在市场。LED照明将逐渐取代白炽灯和荧光灯。由于目前大功率白光LED的发光效率及其成本有待深入突破，因此目前白光LED在通用照明市场的渗透率还很弱，重要应用于手电筒、台灯、矿灯等产品。当LED发光效率到达100LM/w时，对通用照明市场的替代将正式启动，估计这一市场会在年后来到来。不过从最新进展看，路灯也许是LED在通用照明中最先获得战果的领域。LED路灯最大优势在于省电，假如将全国二级以上公路所有换成该企业生产的LED路灯，一年可节省耗电量近50亿千瓦时。根据记录，欧盟27国会员国总计有路灯约6500万盏以上。美国路灯数约4500万盏是世界上最多路灯国家，中国路灯数估计1800万盏甚至更高，日本约为1200万盏，估计全球路灯数量在2亿盏,不过从下表我们可以看到路灯对MOCVD机台需求量奉献要远低于液晶背光源。表14路灯对LED需求预测（亿台）2.02.12.22.3增长率5%5%5%5%LED渗透率0.1%2.0%8.0%14.0%每台LED用量60555045LED需求（亿粒）0.12.38.814.6合格率85%89%90%92%折合2英寸外延片（万片）0.24.215.725.4MOCVD（21片）机每年外延片产量（万片）2.52.62.93.1对21片MOCVD机的需求0.11.65.48.1路灯对MOCVD机台需求的推进作用是有限，真正可以推进MOCVD需求的还是通用照明。根据德国世界人口基金会(DSW)估算，全球的总人口数年终将近六十六亿人，估计年后可望超过七十亿人。假如全球对通用照明的需求按人均使用灯泡15盏计算，全球对通用照明的需求总量未来将到达1050亿只，以21片机、每台每年2.5万片，每片0.5万片计算相称于840台机台产能。不过这种大规模的需求估计会在年后来出现，假如分摊到8年完毕普及，则每年须有增长105台MOCVD机，这种扩产规模LED行业是完全可以从容应对的。-LED市场规模预测根据iSuppli企业的预测，-年LED的年复合增长率约为14.6%，到年将到达123亿美元。上述数字包括原则亮度、高亮度(HB)和超高亮度(UHB)LED。年全球LED产业规模在68.5亿美元，高亮度LED市场规模约为46亿美元，iSupply预测年高亮度市场规模则将增长1倍到达92亿美元。iSuppli同步预期增长中的相称大一部分未来自用于超高亮度和高亮度LED。其中照明、汽车和显示屏用背光源市场将是未来五年LED需求的重要增长点，高功率高亮度LED芯片将是未来市场的主流应用。到年，超高亮度LED将占总体LED营业额的31%左右，远高于年时的4%。图8-年LED市场规模预测上述数据公布于年，年世界经济形势发生重大变化，但根据台湾拓墣产业研究所年11月的最新预测，全球LED产值未来三年的增长仍然值得期待。因此，我们可以得出结论未来几年虽然全球经济也许继续经历低迷，但LED行业仍是稳定增长的避风港。图9-年全球LED产值估计（贴图）图10高亮度LED与老式LED市占率对比图11高亮度白光LED发展趋势LED行业供应分析台湾大幅扩产的产能分析目前了全球重要厂商，都在扩充产能。既包括五大领导厂商，也包括新兴的中小厂商，尚有某些新进入者。从扩产的区域看，扩产区域重要集中在亚太地区。可以从AIXTRON年1-9月的季报中看到企业在亚洲的销售收入分别占所有收入88%，亚洲地区已经成为LED外延片的重要扩产地。其中以台湾和大陆企业扩产为主，如台湾大尺寸液晶面板厂商友达和奇美。图12AIXTRON年前三季度LED设备出货市场比例（贴图）奇美电下属的奇力光电一厂MOCVD装机量46台，年终完毕30台安装，估计年终所有装设完毕。目前已经开始规划兴建LED二厂，未来合计产能可达100台MOCVD，这一规模超过了大多数LED专业厂商。此外，年友达出资15亿台币投资隆达以介入LED上游外延片和芯片生产。友达、奇美是LCD面板大厂，投资LED条件极为优越。从下表看年台湾MOCVD机台数由310台增长到404台，增长率为30%，由于新机台多数为新式的AIX2600G3、AIX2800G4、ThomasSwanCCS，这些新机型每炉产出外延片在21-49片不等，比原有机台提高30%以上，因此实际产能扩张超过60%。表15台湾LED上游厂商08年扩产状况08年增长数晶电15417622灿元20288华上40466新世纪19256泰谷20255全新15216光磊264奇力63024晶发066其他34417合计31040494大陆扩产产能年开始释放根据记录年我国大陆地区的MOCVD机台数量为55台，到年终将到达87台，增长58%。并且由于其中某些厂商的设备08年还处在安装调试阶段，产能的真正释放将在年。三安光电扩产3台MOCVD（另规划扩产10台）、同方股份15台MOCVD（相称于4台21片机）年开始调试；晶能光电开始量产，但真正放量会在年；世纪晶源新增4台MOCVD，包括一套42x2英寸AIX2800G4HT、两套49x2英寸AIX2600G3和一套24x2英寸AIX2600G3，假如以21片机计算，相称于增长8由此可见到年终上述两地区的MOCVD机台数已较年增长了126台。图13中国大陆地区MOCVD机台数量变化（贴图）未来几年全球LED产能预测根据需求分析的结论，老式应用领域需求的复合增长率约12.5%，年当较年增长25%，以台湾和大陆地区机台总数365台计算，年较年需新增机台数91台。年用以满足大尺寸液晶面板对LED需求的MOCVD机台的数量是16台，年的需求量为32台，增长为16台，年的需求量为64台，增长32台（该数据是假定外延片尺寸为2英寸，LED芯片尺寸大至为14mil*14mil，MOCVD一次投片量21片，每月100炉，计算出的机台需求量）。大尺寸背光对MOCVD机台的需求年比年增长48台。上述老式领域和大尺寸背光领域合计需增长机台139表16大尺寸液晶背光对MOCVD机台需求的数量NB对21片MOCVD机的需求6.914.927.146.7TV对21片MOCVD机的需求5.29.017.839.4台式机对21片MOCVD机的需求4.27.419.327.4大尺寸液晶面板对21片MOCVD机需求合计16.331.364.2113.5由于新增的126台MOCVD机台在年终就位，年还会有新的扩产计划实行，因此，从上述两个地区看，以目前的扩产水平及计划看，年供应完全可以满足包括大尺寸背光面板在内的需求增长。台湾地区年三季度LED行业产能运用率降至约80%，年正常量产的机台数量为350台，闲置产能相称于70台。产能运用率的下降重要是由于LED大尺寸背光源渗透率未达预期。估计大尺寸背光对年机台需求的拉动为33台，上述闲置产能完全可以满足年的需求。假如从最大MOCVD厂商AIXTRON的收入推测全球产能增长的话，从下表看出年全球用于生产的MOCVD机台增长了100台，年前三季度则到达126台。考虑到厂商出货到外延片厂商形成产能会有六个月到1年的滞后，从年下六个月到年下六个月全球用于生产的MOCVD机台增长量到达226台。结论是由于年以来MOCVD机台明显增长，而LED的需求未达预期，导致了年LED的产能过剩，伴随新机台逐渐量产，即便考虑到大尺寸背光源的需求年及未来几年LED的供求关系将保持基本平衡。表17AIXTRON近年来收入以及由此对全球产能增长的估算Q1-Q3收入（百万欧元）140139.4171.7214.8192.1LED用MOCVD收入比例81%58%44%61%86%LED用MOCVD收入1137676131165MOCVD出货数量76545087110全球MOCVD出货量1087772125157其中用于生产的数量866258100126技术进步对供应提高的增进作用首先技术进步会提高行业的供应能力，同样的设备会由于工艺的提高和技术的进步，产出效率提高。另一方面，伴随LED发光效率的提高，同样产品的尺寸规格在缩小，使得每片外延片的芯片产出提高。此外，外延片尺寸的提高对于产能的提高也是倍增的关系，目前主流的外延片尺寸是两英寸，不过业界正在开发更大尺寸的外延片，也已经有4英寸的产品用于生产，技术的进步总是拉动产能LED行业瓶颈与技术突破大功率评价一种光源，一般需要看几种特性：功率，光效，光线特性等。其中光效是光源把电能转化为光能的能力，单位(流明/瓦特)。光线特性决定一种光源的应用范围。LED功率越高应用范围越广，市场需求越大，如通用照明市场的启动。高光效LED的光效随功率增长而下降。@5mm白光LED，光效可以到达100lm/w，超过任何大功率产品，但规定是5mA驱动电流，当驱动电流增大，光效则急剧下降。散热在大功带领域，伴随温度的升高，LED的光效不停下降，寿命也随之大幅度缩短。老式光源如白炽灯高温是发光的条件，如白炽灯需将钨丝加热到2800℃或更高(卤素灯)，用来辐射光，辐射以外的低于50%的能量余留在灯体维持发光所必须的温度。荧光灯是总输功率的30%余留在灯体维持发光所必须的温度。LED是一种冷光源，发光效率<50%，辐射光能以外的所有能量均耗散在半导体中导致p-n结温升，影响荧光粉的发光效率甚至导致光衰，并使LED寿命大幅下降。在高功率下处理散热和延长LED寿命的重要技术途径：=1\*GB3①深入提高LED的总光子效率，这一效率的提高意味着更多能量转换为光能辐射出去成为输出光，耗散在p-n结的能量减少,工作温度减少，这对p-n结自身的工作状态和荧光粉工作条件和寿命的延长都是至关重要的。=2\*GB3②研制一种高效高工作温度的荧光粉。选择与LED发射波长最佳匹配的高效荧光粉以获得最大光量子转换效率和光量子输出率，从而通过保证其高发光效率，而减缓LED发热。=3\*GB3③选择具有很强导热和耐热性的特殊散热填料保证LED焊点和外壳之间的热量流动。高功率下提高单芯片光效成为业界厂商的竞争焦点7月份，Osram宣布了最新的研发成果，大功率LED在350mA驱动下，光输出达155流明，光效率达136lm/w/瓦，色温5000k。Osram将其归功于高度优化的芯片技术，和先进的荧光粉技术，以及高效的封装技术的完美结合，并申请专利。11月，美国LED大厂Cree公布了大小为1mm×1mm高功率白光LED，在350mA电流驱动下，光效率达161lm/W。对于这项新记录，Cree表达这是芯片与封装技术提高的成果。并在生产过程中导入创新技术，预期一年内将开始量产这种高效能的LED。对此，Cree向美国专利商标局（USPTO）申请的0272386号专利，已于11月公开，内容是使用激光切削技术直接在碳化硅（SiC）基板上刻出凹槽（trenches)，再运用旋转涂布法将半导体纳米晶体或萤光粉等萤光材料填入凹槽中，在凹槽间形成一种凸面桥，这个措施可以让白光LED变得更小、更轻易制造。这些萤光填充物能把SiC基板上的GaNLED所发出的窄频域蓝光，转换成宽带谱的白光。专利发明人PeterAndrews指出，与目前将LED置于杯状基座（submount）中并以光转换材料封装的技术相比，在基板上刻蚀出凹槽是一大进展，由于前者会限制白光LED的最小尺寸。为了协助光脱离LED，厂商会变化基座的形状并提高其反射率，而Cree的凹槽设计也有提高光萃取率的作用。除了老式LED使用的萤光粉外，在凹槽中引进硒化镉（CdSe）等半导体纳米微晶，也有助于控制发光波长。Cree提议以喷墨印刷、网印与喷枪应用系统取代常见的旋涂法，将此类新奇材料填入凹槽中。国内的广阔市场和低成本优势给内资企业发展空间国内市场广阔，减少了因出口带来的专利诉讼风险国外重要LED厂商通过专利壁垒及专利诉讼制止其他厂商进入市场参与竞争，以独占高额市场利益。我国是LED下游各类应用产品的生产基地，但产品基本不用出口，国内有足够的市场容量，因此减少了专利诉讼风险。此外，国内自主技术的研发和专利的获得，对和国外重要LED厂商进行反诉、谈判增长了筹码。根据CSA的数据，年我国LED的封装量是820亿，考虑到年20%的增长，年国内封装业对芯片的需求量可以到达近1000亿，而目前国内芯片产能大概是400亿粒，芯片自给率尚不到50%。图14我国LED封装产量变化国内企业成本低是重要竞争优势目前从市场价格看，欧美日产品质优价高，适于高端使用，例如奥运水立方使用的是CREE的产品。台湾厂商产品略逊于欧美日，通过价格优势争夺其市场份额。而国内厂商产品又略逊于台湾，但价格有明显优势，市场份额也在提高。未来这种行业竞争态势还将继续，而国内企业通过研发投入，产品品质上行的同步，多种原因仍可保持成本优势。欧美日最佳方略应是在中国建立生产基地，但怕技术外泄，因此目前尚未启动在中国设厂；台资受政策限制，临时也无法在大陆设厂，因此这种态势对国内厂商相称有利。国内LED重点企业分析目前国内从事LED外延、芯片研发和生产的单位有30多家，封装企业约600家，LED应用产品与配套企业多达1,700多家。上市企业中三安光电和士兰微位于产业链的中上游，技术水平高，盈利能力强，毛利率保持在40%以上，占据了行业70%左右利润。联创光电则集中于产业链的中下游，毛利率较低，同方股份和方大A在产业链上中下游均有波及，但量产规模较小，良率有待观测。三安光电产业链位置：处在产业链的上游和中游，产品是LED芯片，面对的客户是下游的封装厂商，比较难以记录精确的应用领域。但据企业简介，其产品在户外显示屏方面应用占比在20%左右，在背光源市场应用占比为20-30%左右，其他应用还包括商用照明、景观灯等。产能：三安光电是目前国内成立最早、规模最大、品质最佳的全色系超高亮度LED外延片及芯片产业化生产基地。年终已形成