【正文】 白 /藍(lán) /綠光 LED 的關(guān)鍵材料 。 cm，在這種情況下無(wú)法制作垂直結(jié)構(gòu)的器件；通常只在外延層上表面制作 n 型 和 p 型電極（如圖 1 所示）。 LED 器件 工作時(shí)，會(huì)傳導(dǎo)出大量的熱量，特別是對(duì)面積較大的大功率器件，導(dǎo)熱性能是一個(gè)非常重要的考慮因素。它具有優(yōu)良的熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，不但是制作高溫、高頻、大功率電子器件的最佳材料之一，同時(shí)又可以用作基于 GaN 的藍(lán)色發(fā)光二極管的襯底材料。但是相對(duì)于藍(lán)寶石襯底而言，碳化硅制造成本較高，實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化還需要降 46 低相應(yīng)的成本。不同的襯底材料，需要不同的 LED 外延片生長(zhǎng)技術(shù)、芯片加工技術(shù)和器件封裝技術(shù)，襯底材料決定了半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展路線。項(xiàng)目投資總額 億元 鹽城協(xié)鑫 建設(shè)中 擬年產(chǎn) 2020萬(wàn)片 總投資 30 億元，上 500 臺(tái)藍(lán)寶石長(zhǎng)晶爐；采用泡生法。 碳化硅襯底主要用于高端或關(guān)鍵應(yīng)用，藍(lán)寶石襯底目前 則 大量用于 高亮度發(fā)光二極管，他們兩個(gè)性能功能各異，各有自己擅長(zhǎng)的。 對(duì)晶棒需求量最大區(qū)域是臺(tái)灣和日本地區(qū)，其次是韓國(guó)。如下圖中所示不同半導(dǎo)體材料對(duì)應(yīng)的 LED所發(fā)出的光的顏色： 圖表 24 不同半導(dǎo)體材料所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng) 由此可見，氮化鎵基 LED 在 LED行業(yè)中的重要性，用于氮化鎵生長(zhǎng)的最普遍的襯底是藍(lán)寶石，其優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)穩(wěn)定性好、不吸收可見光、價(jià)格適中、制造技術(shù)相對(duì)成熟，不足方面雖然很多，但均一一被克服：很大的晶格失配被過(guò)渡層生長(zhǎng)技術(shù)所克服，導(dǎo)電性能差通過(guò)同側(cè) P、 N電極所克服，機(jī)械性能差不易切割通過(guò)雷射劃片所克服，很大的熱失配對(duì)外延層形成壓應(yīng)力因而不會(huì)龜裂，利用倒裝技術(shù)解決了導(dǎo)熱性能差（藍(lán)寶石的透光性能好）。 (4）氮化鎵 用于 GaN 生長(zhǎng)的最理想襯底是 GaN 單晶材料，可以大大提高外延膜的晶體質(zhì)量，降低位錯(cuò)密度，提高器件工作壽命，提高發(fā)光效率，提高器件工作電流密度。 圖表 23 采用藍(lán)寶石襯底與碳化硅襯底的 LED芯片 45 碳化硅襯底（美國(guó)的 CREE公司專門采用 SiC材料作為襯底）的 LED 芯片電極是 L 型電極，電流是縱向流動(dòng)的。 (2）硅襯底 目前有部分 LED 芯片采用硅襯底。由于 P 型 GaN 摻雜困難，當(dāng)前普遍采用在 p 型 GaN 上制備金屬透明電極的方法，使電流擴(kuò)散，以達(dá)到均勻發(fā)光的目的。 通常， GaN 基材料和器件的外延層主要生長(zhǎng)在藍(lán)寶石基片上。應(yīng)該采用哪種合適的襯底，需要根據(jù)設(shè)備和 LED器件的要求進(jìn)行選擇。 圖表 18 藍(lán)寶石襯底制造成本構(gòu)成 37 晶體生長(zhǎng) , 52%切片 , 17%研磨 , 6%鉆孔 , 5%拋光 , 15% 資源來(lái)源： Yole Development. LED用藍(lán)寶石晶錠 (Sapphire Ingot)自 2020年出現(xiàn)缺貨潮后，藍(lán)寶石 晶 片 (SapphireWafer)價(jià)格應(yīng)聲而漲，目前藍(lán)寶石晶 片 價(jià)格較 2020年同期增加 3倍， 較2020 年第 1 季增加約 50%，也助長(zhǎng) LED 封裝等成品價(jià)格上升。 AIXTRON 公司（含 THOMAS SWAN 公司）大約占 60%的國(guó)際市場(chǎng)份額，累計(jì)銷售超過(guò) 1200臺(tái)，而 VEECO 公司占約 30%。 3） Cree 公司為美國(guó)外延片和芯片的龍頭供應(yīng)商，其產(chǎn)品主要采用自產(chǎn)的 SiC 襯底；三安光電為大陸外延片和芯片的龍頭供應(yīng)商。廣東、福建企業(yè)數(shù)量明顯領(lǐng)先于其他地區(qū)，廣東有 10個(gè)占 %，福建有 8個(gè)占 %。 2020年 3月， Cree完成對(duì)元老級(jí)廠 LED Lighting Fixture Inc公司的收購(gòu)，使其在產(chǎn)品豐富性及技術(shù)先進(jìn)性上得到進(jìn)一步加強(qiáng)。 從收入看，目前日本是全球最大的 LED生產(chǎn)地，2020年 約占一半的市場(chǎng)份額， 2020年 其 市場(chǎng)份額下滑至 37%， 主要廠商為日亞公司和豐田合成公司。 取代進(jìn)口或 起先主要提供給國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，待工藝 20 出口國(guó)際市場(chǎng) 完全穩(wěn)定成熟和擴(kuò)產(chǎn)后將銷往國(guó)外市場(chǎng) 社會(huì)價(jià)值（納稅、就業(yè)、環(huán)保、科技進(jìn)步等） 為社會(huì)提供節(jié)能產(chǎn)品的上游部件 ；壯大和提升國(guó)內(nèi) LED 產(chǎn)業(yè)的力量和水平；提供 XXX個(gè)就業(yè)崗位； 每年 產(chǎn)生 XXX萬(wàn)元 利稅 第三章 行業(yè)和市場(chǎng)分析與建設(shè)規(guī)模 行業(yè)分析 行業(yè)規(guī)模 LED行業(yè) 2020年產(chǎn)值約 625億元；藍(lán)寶石襯底行業(yè)預(yù)計(jì) 2020 年產(chǎn)值達(dá)到25億 行業(yè)復(fù)合平均增長(zhǎng)率 LED 行業(yè) 20202020 年 約 17%；藍(lán)寶石襯底行業(yè) 20202020年 約 60% 行業(yè)結(jié)構(gòu) LED 上游（襯底）市場(chǎng)集中度非常高，全球前三大公司市場(chǎng)份額為 70%；LED 中游（外延片和芯片）市場(chǎng)集中度也較高，全球前五大廠商市場(chǎng)份額為56%； LED下游（封裝）和應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)集中度非常分散 21 行業(yè)發(fā)展趨勢(shì) 隨著 LED 行業(yè)技術(shù)的成熟， LED 應(yīng)用產(chǎn)品會(huì)越來(lái)越 便宜，在照明上有全面取代白熾燈、日光燈和熒光燈的趨勢(shì)；在顯 示器 背光源上，已開始大面積取代原有 傳統(tǒng)光源 行業(yè)機(jī)會(huì) 從 產(chǎn)品周期 來(lái)看 ， LED 產(chǎn)品和襯底產(chǎn)品都處于成長(zhǎng)期中，該成長(zhǎng)期有望持續(xù)幾十年，行業(yè)發(fā)展前景遠(yuǎn)大 ，盡早進(jìn)入可以享受到行業(yè)加速期的高額利潤(rùn)，并為未來(lái)在行業(yè)中的地位奠定基礎(chǔ) LED 產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)特點(diǎn)與壁壘 概述 LED產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，從上游襯底材料、外延生長(zhǎng)和芯片制備，到中游的芯片封裝，各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)都有比較成熟的技術(shù)路線 但就整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，從發(fā)光理論、材料體系、器件結(jié)構(gòu)到應(yīng)用范圍都有可能找到新的方法，甚至是全新的技術(shù)路線 制造環(huán)節(jié) 概述 LED 的制造流程包括上游的單晶片襯底制作、外延晶片生長(zhǎng)；中游的芯片、電極制作、切割和測(cè)試分選；下游的產(chǎn)品封裝 22 第一步 晶片：?jiǎn)尉О簟鷨尉r底→在襯底上生長(zhǎng)外延層→外延片 成品：?jiǎn)尉?、外延? 第二步 金屬蒸鍍→光罩蝕刻→熱處理（正負(fù)電極制作）→切割→測(cè)試分選 成品：芯片 第三步 封裝：芯片粘貼→焊接引線→樹脂封裝→剪腳 成品： LED燈泡和組件 產(chǎn)業(yè)鏈 環(huán)節(jié) 行業(yè)壁壘 領(lǐng)先企業(yè) 特點(diǎn) 襯底制作 原材料的純度一般都要在 6N以上 日亞、 Cree 藍(lán)寶石襯底 生產(chǎn)工藝比較成熟 MOCVD設(shè)備生產(chǎn)商 技術(shù)壁壘極高 德國(guó)AIXTRON、美國(guó)VEECO、日本大陽(yáng)日酸 LED外延片主要生產(chǎn)技術(shù)為MOCVD 23 外延片、芯片 關(guān)鍵在于技術(shù)和資本 日亞 、Cree、Lumileds、Osram、豐田合成、晶電 進(jìn)入壁壘高，技術(shù)制勝，不確定性大，投資規(guī)模大 封裝組件 關(guān)鍵在于資本實(shí)力和管理的精細(xì)化 佛山國(guó)星、廈門三安、大連路明、江西聯(lián)創(chuàng) 有一定的技術(shù)含量，投資規(guī)模較大，臺(tái)灣企業(yè)領(lǐng)跑，內(nèi)地企業(yè)跟隨 應(yīng)用 關(guān)鍵企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、管理綜合能力、質(zhì)量、成本、品牌和渠道 華剛光電、勤上光電、佛山 國(guó)星、廣州鴻力 應(yīng)用產(chǎn)品多樣化，投資比較小，國(guó)內(nèi)企業(yè)較多，整合不斷，傳統(tǒng)巨頭跟進(jìn) 行業(yè)特征 環(huán)節(jié) 技術(shù)難度 生產(chǎn)特點(diǎn) 壟斷程度 進(jìn)入門檻 襯底材料 極高 技術(shù)專利 寡頭壟斷 極高 24 MOCVD設(shè)備 制造 極高 技術(shù)專利 寡頭壟斷 極高 外延片生長(zhǎng) 偏高 高技術(shù)、高資本 集中度較高 偏高 芯片制造 偏高 高技術(shù)、高資本 集中度較高 偏高 組件封裝 小功率芯片低 勞動(dòng)密集 集中度很低 低 模塊應(yīng)用 很低 勞動(dòng)密集 集中度很低 很低 LED 專利分析 圖 表 7 LED主要專利廠 商及授權(quán)情況 專利廠商 專利擁有情況 Nichia （ 日亞化學(xué) ） 全球?qū)＠?。砷化鎵在生長(zhǎng)磷化鎵等外延材料后可以用來(lái)生產(chǎn)紅光 LED，藍(lán)寶石晶片和碳化硅晶片在生產(chǎn)氮化鎵外延材料后可以用來(lái)生產(chǎn)藍(lán)光 LED。發(fā)光強(qiáng)度越大、發(fā)光效率越高，則應(yīng) 用越發(fā)廣泛。 LED 照明技術(shù)的發(fā)展路徑 可以從兩個(gè)維度來(lái)拆解： 色彩豐富，從 60年代的紅色，到 70年代的黃、綠色，直至 90 年代以來(lái)的藍(lán)、白色； 發(fā)光效率提升，從 60年代 lm/w，到 80年代的 10 lm/w，直至當(dāng)前的 100以上 lm/w。所以 ，為了把本項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)營(yíng)得又好又快，就有必要高薪從業(yè)界挖幾個(gè)熟手。環(huán)境影響報(bào)告暫未編制，將 10 視必要性再啟動(dòng)環(huán)評(píng)程序。 經(jīng)過(guò)財(cái)務(wù)測(cè)算，項(xiàng)目各類盈利指標(biāo)都比集團(tuán)現(xiàn)有業(yè)務(wù)的財(cái)務(wù)指標(biāo)要好（見 ），而且，這是用一般所得稅率 25%計(jì)算得來(lái)的。 發(fā)光二極管 LED 藍(lán)寶石襯底 加工制造 工業(yè)企業(yè)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 1 目錄 第一章 項(xiàng)目總論 ................................. 5 可行性研究結(jié)論綜述 .............................. 5 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) ............................... 7 項(xiàng)目背景信息 .................................. 8 項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度及運(yùn)營(yíng)階段 安排 ........................ 10 問(wèn)題及建 議 .................................. 10 第二章 項(xiàng)目背景和發(fā)展概況 .......................... 11 項(xiàng)目提出的背景 ............................... 11 行業(yè)發(fā)展概況 ................................. 12 投資的必要性 ................................. 19 第三章 行業(yè)和市場(chǎng)分析與建設(shè)規(guī)模 ...................... 20 行業(yè)分析 ................................... 20 LED 產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)特點(diǎn)與壁壘 ................................... 21 LED 專利分析 .............................................. 24 全球 LED 行業(yè)格局 ........................................... 27 LED 產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值分配 ......................................... 30 LED 行業(yè)議價(jià)能力 .......................................... 33 藍(lán)寶石襯底行業(yè)分析 ......................................... 35 市場(chǎng)分析 ................................... 38 LED 襯底產(chǎn)品對(duì)比分析 ....................................... 38 2 產(chǎn)品現(xiàn)有生產(chǎn)能力調(diào) 查 ....................................... 48 產(chǎn)品產(chǎn)量及銷售量調(diào) 查 ....................................... 54 替代產(chǎn)品調(diào) 查 ............................................... 56 客戶需求分 析 ............................................... 56 市場(chǎng)預(yù)測(cè) ................................... 58 市場(chǎng)需求分 析 ............................................... 58 產(chǎn)品價(jià)格預(yù)測(cè) ............................................... 69 營(yíng)銷策略及方法 ............................... 71 產(chǎn)品／市場(chǎng)推廣方案 ......................................... 71 銷售模式 .................................................. 71 分銷渠道 .................................................. 72 銷售網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)及銷售隊(duì)伍建設(shè) .................................. 72 價(jià)格策略及服務(wù) ....