【導(dǎo)讀】L. E. D. 產(chǎn)。業(yè)。技。術(shù)。投。資?？?。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(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能釋放，國內(nèi)高亮度芯片產(chǎn)量出現(xiàn)井噴式增長。在經(jīng)歷了 2020 年2020 年產(chǎn)量增長率過 100%的快速增長期后， 2020 年高亮度芯片產(chǎn)量繼續(xù)保持過 100%的增長速度，增長率達(dá)到 %，芯片產(chǎn)值增長率也達(dá)到 %。目前廈門三安、北京同方股份的清芯、深圳世紀(jì)晶源和江西晶能光電都在量產(chǎn)或投資擴產(chǎn)。 歐日美控制高端產(chǎn)品 （ 1）擁有核心專利 歐日美五大國際廠商代表了當(dāng)今 LED 的最高水平，對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大的影響。他們對 LED 的影響不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品和收入上，更重要的是對技術(shù)的壟斷。據(jù) CMPConsulting統(tǒng)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(yōu)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(jié)構(gòu)、外延、芯片、封裝的制造全過程技術(shù)及熒光粉等相關(guān)原材料，在 LED 領(lǐng)域具有絕對壟斷地位。這個時期，日亞主要依靠構(gòu)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(jīng)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(lǐng)域得核心專利，如表 3 所示。 表 3 領(lǐng)導(dǎo)廠商的專利數(shù) 數(shù)據(jù)來源： CMPConsulting 同時，五大廠商在產(chǎn)品與市場方面各具特色，日亞化學(xué)和豐田合成在 LED 發(fā)展中占有重要地位，都形成了 LED 完整的產(chǎn)業(yè)鏈，其中日亞化學(xué) 1994 年第一個生產(chǎn)出藍(lán)光芯 片，并在專利技術(shù)方面具有壟斷優(yōu)勢； Cree、 GelCore 等都有自己成熟的技術(shù)體系，但其在產(chǎn)業(yè)鏈上只集中在外延和芯片的制備上； Lumileds 則關(guān)注于大功率 LED 的研發(fā)，在白光照明領(lǐng)域?qū)嵙π酆瘛?LED 上游產(chǎn)品為芯片、中游產(chǎn)品為晶粒、下游主要為封裝應(yīng)用，日本是 LED 的主要產(chǎn)出國家，占全球 LED 產(chǎn)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?dāng)U廠動作，使三星從原本芯片制造轉(zhuǎn)型為下游封裝。 （ 2）控制關(guān)鍵設(shè)備 MOCVD 是制備氮化鎵發(fā)光二極管和激光器外延片關(guān)鍵設(shè)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(dǎo)體制造業(yè)中比不可少。目前 MOCVD 設(shè)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(nèi)。此外，日亞公司和豐田合成的設(shè)備主要是自己研發(fā)，其 GaNMOCVD 設(shè)備不在市場上銷售，僅供自用。如果按生產(chǎn)能力計算， 2020 年 GaNMOCVD 設(shè)備在全球市場的主要分布為：中國臺灣地區(qū)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(shè)備制造商，不會對新進入廠商構(gòu)成進入障礙。表 4 反映 了各廠商對 LED 關(guān)鍵設(shè)備的控制。 四 、我國 LED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景 我國 LED 產(chǎn)業(yè)總體情況 經(jīng)過多年的發(fā)展，中國 LED 產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)日趨完善，企業(yè)遍布襯底、外延、芯片、封裝、應(yīng)用各產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)?？v觀整體產(chǎn)業(yè)鏈條，由于上游產(chǎn)業(yè)對于技術(shù)和資金要求較高，導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)極少涉足，因此產(chǎn)業(yè)存在企業(yè)數(shù)量少，規(guī)模小的特點。相比之下，由于下游封裝和應(yīng)用對企業(yè)提出的資金和技術(shù)要求相對較低，這恰恰與國內(nèi)企業(yè)資金少，技術(shù)弱的特點相匹配，因此，國內(nèi)從事這兩個環(huán)節(jié)的企業(yè)數(shù)量較多。這種企業(yè)結(jié)構(gòu)分布不均的局面導(dǎo)致中國 LED 產(chǎn)業(yè)多以低端產(chǎn)品 為主，企業(yè)長期面臨嚴(yán)峻的價格壓力。隨著國家半導(dǎo)體照明工程的啟動，中國 LED 產(chǎn)業(yè)發(fā)展“一頭沉”的狀態(tài)正在發(fā)生改變，中國 LED 上游產(chǎn)業(yè)得到了較快的發(fā)展，其中芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為引人注目。但單從產(chǎn)業(yè)規(guī)?？矗庋b仍是中國 LED 產(chǎn)業(yè)中最大的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。 2020 年包括了襯底、外延、芯片、封裝四個環(huán)節(jié)的中國 LED 產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到 億元，其中封裝環(huán)節(jié)產(chǎn)值達(dá)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(chǎn)業(yè)發(fā)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(yīng)用、背光源等 LED 應(yīng)用市場迅速興起 。新興應(yīng)用市場對 LED 發(fā)光效率要求的不斷提升催生了對中高端產(chǎn)品的需求。隨著市場需求的增大， LED 芯片產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品升級步伐逐漸加快， LED 芯片產(chǎn)品將整體走向高端。另一方面， LED 封裝產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也為 LED 芯片提供了廣闊的市場需求，進而為 LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境。 國家對 LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也給予了大力支持。 2020 年，根據(jù)我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，有關(guān)部門制定半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃和 2020 年技術(shù)發(fā)展路線圖提出，對于 LED 芯片的投資將占 LED產(chǎn)業(yè)投資的 20%，研究重點將放在 GaN芯片的生產(chǎn)以及功率 芯片的研發(fā)上。 同時，隨著 LED 芯片生產(chǎn)企業(yè)的不斷增多， LED 芯片產(chǎn)值的增長速度一直高于封裝環(huán)節(jié)，導(dǎo)致芯片產(chǎn)值在我國 LED 產(chǎn)業(yè)產(chǎn)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(chǎn)業(yè)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(huán)節(jié)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(chǎn)量和年增長率。從表中可以看出 LED 芯片產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量和年增長率 數(shù)據(jù)來源：《中國信息產(chǎn)業(yè)年鑒 2020(電子卷 )》 圖 3LED 芯片、高亮度 LED 芯片的產(chǎn)量 數(shù)據(jù)來源：《中國信息產(chǎn)業(yè)年鑒 2020(電子卷 )》 2020 年，我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好，外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長、照明應(yīng)用取得較大進展。在產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速增長的同時，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也有了較大提升，中高端產(chǎn)品份額逐步增加 ，如顯示屏芯片、 SMD 和大功率封裝產(chǎn)品、路燈等照明產(chǎn)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(chǎn)型 GaNMOCVD50 多臺、生產(chǎn)型四元系 MOCVD10 臺左右，其他為國內(nèi)科研院所的研究型設(shè)備。國內(nèi)根據(jù)各廠商投資計劃， 2020 年預(yù)計將新增 MOCVD 超過 40 臺，我國外延芯片產(chǎn)能規(guī)模將有非常大的提升。 2020 年我國芯片產(chǎn)值達(dá)到 15 億元，較 2020 年的 億元增長 43%，其中國內(nèi) GaN芯片產(chǎn)值 8 億元，較 2020 年的 億元增長 78%。 2020 年國產(chǎn) GaN 芯片產(chǎn)能增加同樣非常突出 ，較 2020 年增長 60%，達(dá)到 960kk/月，實際年產(chǎn)量達(dá)到 90 億只，國產(chǎn)率也提升到了35%。最為重要的是，國產(chǎn)芯片的性能提升較快，已經(jīng)在顯示屏、信號燈、戶外照明、中小尺寸背光等高端應(yīng)用獲得認(rèn)可，市場結(jié)構(gòu)有了較為明顯的改善。預(yù)計未來幾年，國內(nèi)芯片產(chǎn)能平均增長率將在 30%以上。 2020 年我國 LED 封裝產(chǎn)值達(dá)到 168 億元，較 2020 年的 148億元增長 15%；產(chǎn)量則由 2020 年的 660 億只增加 24%，達(dá)到 820 億只，其中高亮 LED 產(chǎn)值達(dá)到 120 億元，占 LED 總銷售額的 71%。同時從產(chǎn)品和企業(yè)結(jié)構(gòu)來看國內(nèi)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(chǎn)能已達(dá)到 10KK/月左右。 2020 年是國內(nèi)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)投資迅速增加的一年，從中上游外延芯片、下游封裝應(yīng)用到相關(guān)材料和輔助產(chǎn)業(yè)的投資都有很大的增長。據(jù)國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟初步統(tǒng)計， 2020 年國內(nèi)新增 MOCVD 超過 30 臺，國產(chǎn)芯片產(chǎn)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(nèi)封裝產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能擴張迅速，設(shè)備投入較大， 2020年國內(nèi) LED 封裝產(chǎn)值較上年增長 10%15%，產(chǎn)量增加 20%30%。同時企業(yè)融資渠道呈現(xiàn)出多 元化趨勢，引進戰(zhàn)略投資、風(fēng)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(chǎn)業(yè)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(chǎn)品的上市公司，更奠定了其在 LED 行業(yè)中的重要地位。 雖然擁有極大的市場需求并得到有關(guān)部門的大力支持，但不可否認(rèn)的是，我國現(xiàn)階段LED 芯片產(chǎn)業(yè)仍然存在核心技術(shù)缺乏、專業(yè)人才短缺、產(chǎn)品質(zhì)量不高、設(shè)備自主生產(chǎn)能力弱等發(fā)展困境。如何解決上述問題是我國 LED 產(chǎn)業(yè)能否持續(xù)健康快速發(fā)展的關(guān)鍵。 我國 LED 產(chǎn)業(yè)的特點 目前，我國 LED 產(chǎn)業(yè)上游的現(xiàn)狀，一是參與單位多， 主要單位有中科院半導(dǎo)體所、中科院物理所、石家莊第十三電子研究所、北京大學(xué)、清華大學(xué)、南昌大學(xué)、深圳大學(xué)、廈門三安、大連路明、士蘭微、上海藍(lán)光、上海藍(lán)寶、江西聯(lián)創(chuàng)、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(chǎn)能，起始階段產(chǎn)能都不大，整個產(chǎn)業(yè)看起來資源分散，沒有規(guī)模；而且因為科研院所都想建立自己的產(chǎn)能，在技術(shù)輸出上排外，自己產(chǎn)業(yè)化又需要時間，小規(guī)模產(chǎn)能建起來后世界技術(shù)又有新的發(fā)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(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈的某一環(huán)節(jié)，整體上產(chǎn) 業(yè)化條件還不具備，這樣雖然每年看起來各個方面的技術(shù)的都在突破，但產(chǎn)業(yè)化效率非常低，過了幾年又落后了，又得追趕。很多研究機構(gòu)都在拿“ 863”計劃成果實施產(chǎn)業(yè)化，但有些國內(nèi)“ 863”計劃成果雖然在國內(nèi)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(chǎn)業(yè)化其規(guī)模不一定能做得大，受市場拖累，因此盲目實施產(chǎn)業(yè)化而不是轉(zhuǎn)讓或授權(quán)給促進作用更大的企業(yè)，先進技術(shù)也會隨著時間消磨慢慢荒廢，只會延緩整個國內(nèi)行業(yè)發(fā)展。所以，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變觀念，有成果不一定非要自己產(chǎn)業(yè)化去實現(xiàn)其價值；另一方面，公辦科研院所，應(yīng)當(dāng)借鑒 臺灣工研院的模式，自身積極研發(fā)技術(shù)，為產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)技術(shù)人才，技術(shù)成果及時授權(quán)轉(zhuǎn)讓給企業(yè)，特別是本身競爭力強的企業(yè)，研究機構(gòu)不會為產(chǎn)業(yè)化進程拖累，行業(yè)研究成果得到有效整合，這里政府應(yīng)作出一些規(guī)范，促進行業(yè)健康快速發(fā)展。二是與國際先進水平比較，整體上一般芯片的亮度、發(fā)光效率、抗靜電能力、抗漏電能力以及品質(zhì)控制水平與國際廠家仍有差距，這對國內(nèi)企業(yè)而言，并不是什么十分難看的事，全球唯五大巨頭技術(shù)最好，這五大巨頭之間也各有千秋，其它外圍企業(yè)都在跟蹤，并不影響他們的產(chǎn)業(yè)化進程，關(guān)鍵是后續(xù)研發(fā)效率。三是能滿足市場需要且規(guī)?；?生產(chǎn)的企業(yè)少，封裝所需芯片尤其高檔芯片主要靠進口，其中高檔藍(lán)綠芯片和四元芯片從美國 Cree、 HP 等公司進口，中高 檔藍(lán)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(nèi)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(shù)水平。 下游封裝產(chǎn)業(yè)從上個世紀(jì)六七十年代開始發(fā)展，傳統(tǒng)引線型 LED 封裝技術(shù)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(shè)備和技術(shù)問題需要克服。由于傳統(tǒng) LED 封裝，設(shè)備投資強度適中 (視生產(chǎn)線的自動化程度和設(shè)備精度 )，對產(chǎn)品質(zhì)量要求不高時，手工都可以作業(yè)，所以吸引了一批個體和民營企業(yè)進入，全國有數(shù)百家封裝企業(yè)，尤以珠江三角洲地區(qū)密集，但規(guī)模都比較小。從封裝技術(shù)水平，產(chǎn)品質(zhì)量水平，設(shè)備自動化程度及生產(chǎn)規(guī)模等方面看，目前總體講，中游產(chǎn)業(yè)技術(shù)上和國外差距不大，除 PowerLED 外，其他形式的 LED 都有企業(yè)能夠批量生產(chǎn)，并且使用的設(shè)備和原材料基本與國外一致，但規(guī)模與國外大公司比較，差距巨大，比如 ChipLED，大陸企業(yè)產(chǎn)能加起來也不如日本西鐵城一家公司產(chǎn)能的十分之一。 國內(nèi) 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(nèi)提供，主要有金絲、硅鋁絲、環(huán)氧樹脂、硅膠、銀膠、導(dǎo)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(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈。在白光 LED 封裝用熒光粉方面，國內(nèi)研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)有幾十家。研究單位有北京有色院、中山大學(xué)化學(xué)系、中科院化學(xué)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(fā)效率、抗光衰性能等，取得很好的成果。同時開發(fā)出紅色熒光粉和紫外光激發(fā)三基色熒光粉，對推動國內(nèi)白光 LED 的發(fā)展起積極作用。 目前已知涉足下游的企業(yè)一百多家，產(chǎn)品主要有草坪燈 、地埋燈、輪廓燈、射燈、景觀燈、