【正文】 品等） 超高亮度 100mcd 通用照明 各種民用及工業(yè)用照明替代現(xiàn)有白熾 燈和熒光燈 注：1）發(fā)光強(qiáng)度mcd，光通量的空間密度，即單位立體角的光通量；2）光通量lm，單位時(shí)間里通過(guò)某一面積的光能。見(jiàn)圖表6。商業(yè)化大量應(yīng)用的單晶片襯底有藍(lán)寶石晶片、碳化硅晶片和砷化鎵襯底等。背光源市場(chǎng)使用藍(lán)光LED，照明市場(chǎng)（白光LED）使用紅綠藍(lán)融合LED或涂有熒光粉的藍(lán)光LED。這還不是故事的全部，碳化硅單晶片是一種戰(zhàn)略性材料，其功能是藍(lán)寶石襯底無(wú)法勝任的，某些軍事或高端應(yīng)用，非碳化硅不可。市場(chǎng)預(yù)計(jì)20102011年襯底短缺的情況仍將持續(xù)，襯底價(jià)格仍將在高位緩慢上行。 投資的必要性項(xiàng)目綜合利潤(rùn)情況年凈利潤(rùn)7315萬(wàn)元，%項(xiàng)目對(duì)提高公司綜合競(jìng)爭(zhēng)力的貢獻(xiàn)提高集團(tuán)的高科技形象，提升集團(tuán)品牌價(jià)值；豐富集團(tuán)的節(jié)能產(chǎn)品和優(yōu)化集團(tuán)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)項(xiàng)目對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)的協(xié)同效應(yīng)與集團(tuán)現(xiàn)有業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)性較小，但未來(lái)該項(xiàng)目下游產(chǎn)品（LED）+太陽(yáng)能電池+儲(chǔ)能裝置，可能會(huì)結(jié)合形成藍(lán)海產(chǎn)品擴(kuò)大產(chǎn)能，提高市場(chǎng)占有率該項(xiàng)目可以增加藍(lán)寶石襯底的供給，一定程度緩解LED行業(yè)的需求和瓶頸采用新技術(shù)、新工藝、節(jié)約資（能）源、減少環(huán)境污染，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率情況采用世界最新工藝技術(shù)（泡生法長(zhǎng)晶技術(shù)）和目前國(guó)際上最好的設(shè)備，以4英寸產(chǎn)品技術(shù)為主，走高質(zhì)量路線，提升勞動(dòng)生產(chǎn)率及產(chǎn)能利用率。與Toyoda、CREE、Lumileds交叉授權(quán)，在日本有93項(xiàng)外觀專(zhuān)利和58項(xiàng)設(shè)計(jì)專(zhuān)利，在美國(guó)有30項(xiàng)專(zhuān)利，中國(guó)有32項(xiàng)專(zhuān)利，香港有2項(xiàng)專(zhuān)利。并與日亞和TG交叉授權(quán)，授權(quán)紅綠藍(lán)sunlight使用芯片Lumileds與日亞交叉授權(quán)Osram（歐司朗）與日亞交叉授權(quán)Toyoda（豐田合成）與日亞交叉授權(quán)。從上表可以看出，我國(guó)的申請(qǐng)數(shù)量與半導(dǎo)體照明技術(shù)強(qiáng)國(guó)(日本)的差距非常巨大，在外延技術(shù)、芯片結(jié)構(gòu)、封底技術(shù)領(lǐng)域的申請(qǐng)數(shù)量也低于美國(guó)、德國(guó)以及后起之秀臺(tái)灣地區(qū)的申請(qǐng)數(shù)量，照明應(yīng)用領(lǐng)域的申請(qǐng)量?jī)H高于臺(tái)灣地區(qū)的申請(qǐng)量。他們無(wú)一例外都在上中游擁有強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)能。其中日亞公司為全球最大的LED生產(chǎn)商，專(zhuān)長(zhǎng)生產(chǎn)熒光粉和各種顏色的LED，年銷(xiāo)售收入超過(guò)10億美元，以生產(chǎn)高亮度白光LED和大功率LED著稱(chēng)。臺(tái)灣在全球市場(chǎng)份額中排名第二，市場(chǎng)份額2009年提升至24%。臺(tái)灣地區(qū)LED產(chǎn)業(yè)是典型的下游切入模式，即通過(guò)二十多年下游封裝領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)積累，逐步延伸拓展到上游/中游的襯底/外延片/芯片領(lǐng)域。美國(guó)Cree雖然是新興照明企業(yè)，但以其技術(shù)先進(jìn)性成為L(zhǎng)ED照明產(chǎn)業(yè)的先鋒代表。Philips Lumileds Lighting目前是飛利浦的全資子公司，總部設(shè)在加州圣何塞，是世界領(lǐng)先的高功率LED的制造商，同時(shí)也是為日常用途，包括汽車(chē)照明、照相機(jī)閃光燈、LCD顯示器和電視、便攜照明、投影和普通照明等領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)半導(dǎo)體照明解決方案的開(kāi)創(chuàng)者。特別是在2000年開(kāi)始加大了對(duì)高亮度四元芯片和GaN芯片的投資。20032006年芯片產(chǎn)量年增長(zhǎng)率超過(guò)100%。廣東、福建企業(yè)數(shù)量明顯領(lǐng)先于其他地區(qū)，%，%。7個(gè)國(guó)個(gè)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化基地所在的省/直轄市廣東、福建、上海、河北、江蘇、江西、遼寧LED芯片企業(yè)合計(jì)41個(gè)，約占LED芯片企業(yè)總數(shù)的2/3。福建8個(gè)LED芯片企業(yè)主要分布在廈門(mén)、泉州、福州三個(gè)城市，分別是廈門(mén)三安、廈門(mén)安美、廈門(mén)明達(dá)、廈門(mén)干照、廈門(mén)晶宇、泉州晶藍(lán)、泉州和諧、福建福日科。 LED產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值分配圖表12 LED產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值分布圖上游（襯底）下游（封裝應(yīng)用）中游（外延片+芯片）? 產(chǎn)值占比：1%? 現(xiàn)有企業(yè)投資規(guī)模：3000萬(wàn)元以上? 產(chǎn)值占比：9%? 現(xiàn)有企業(yè)投資規(guī)模：1億元以上、6000萬(wàn)元以上；5000萬(wàn)元以上、3000 萬(wàn)元以上? 產(chǎn)值：90%? 現(xiàn)有企業(yè)投資規(guī)模：2000萬(wàn)元以上圖表13 國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)2009年各環(huán)節(jié)產(chǎn)值（億元）及占比 資料來(lái)源：中國(guó)光電子協(xié)會(huì)，XXX部資料整理圖表14 全球產(chǎn)業(yè)鏈各鏈點(diǎn)代表公司的營(yíng)收狀況（萬(wàn)元RMB）產(chǎn)業(yè)鏈代表公司市場(chǎng)占有率財(cái)務(wù)指標(biāo)2007200820092010上半年上游（襯底制作+MOCVD設(shè)備）美國(guó)Rubicon30%營(yíng)收22983254771334518400毛利率%%%%凈利率%%%%德國(guó)Aixtron60%營(yíng)收187735239825264822302666毛利率40%41%44%53%凈利率%%%%中游（外延片+芯片）美國(guó)Cree營(yíng)收265637332484382333584553毛利率%%%%凈利率%%%%中國(guó)三安光電營(yíng)收213164702936452毛利率%%%凈利率%%%下游（封裝）臺(tái)灣億光電子營(yíng)收21803243542433317767毛利率36%30%35%35%凈利率22%12%16%17%中國(guó)國(guó)星光電營(yíng)收44387566726279140682毛利率%%%%凈利率%%%%注：1）Rubicon公司為全球藍(lán)寶石襯底龍頭供應(yīng)商，晶棒銷(xiāo)售占比66%，主要銷(xiāo)往亞洲（82%）；其和Monocrystal、京瓷占有全球70%的市場(chǎng)份額。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。5）全球LED龍頭企業(yè)為日本日亞公司，因?yàn)槠渲怀鍪坌酒a(chǎn)品和沒(méi)有公開(kāi)上市，所以無(wú)法獲得其資料；6）表中數(shù)據(jù)來(lái)源于各公司公開(kāi)報(bào)表，計(jì)算匯率采用：1美元=，1歐元=，1人民幣=，1人民幣=。低檔產(chǎn)品供大于求，高檔產(chǎn)品則價(jià)高難求屬于勞動(dòng)密集行業(yè)，市場(chǎng)供給充分目前LED行業(yè)議價(jià)能力最強(qiáng)的環(huán)節(jié)是MOCVD設(shè)備廠商，MOCVD已成為行業(yè)發(fā)展瓶頸。著名廠商英國(guó)THOMAS SWAN 公司已被AIXTRON 收購(gòu)。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(xiāo)售超過(guò)1200臺(tái)，而VEECO 公司占約30%。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(chǎng)上銷(xiāo)售，僅供自用。LED供應(yīng)鏈最上游之藍(lán)寶石晶棒長(zhǎng)期掌握在外商手中，全球前3大產(chǎn)商俄羅斯的Mono Crystal、美國(guó)Rubicon和日本京瓷占全球近7成的產(chǎn)量。藍(lán)寶石晶片（襯底）的供應(yīng)方面目前主要有美國(guó)的Rubicon、Crystal Systems、法國(guó)SaintGobain、俄羅斯Monocrystal、日本的京都陶瓷（Kyocera）、Namiki、Mahk，及臺(tái)灣的兆遠(yuǎn)、兆晶(奇美、鴻海投資)、晶美、合晶及中美晶等公司。圖表18 藍(lán)寶石襯底制造成本構(gòu)成資源來(lái)源：Yole Development.LED用藍(lán)寶石晶錠(Sapphire Ingot)自2009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2009年同期增加3倍，較2010年第1季增加約50%，也助長(zhǎng)LED封裝等成品價(jià)格上升。臺(tái)灣LED業(yè)者指出，藍(lán)寶石晶片占芯片成本比重約20%至30%，且多以外購(gòu)為主，供應(yīng)廠商主要為美國(guó)的Rubicon及俄國(guó)Monocrystal等，目前臺(tái)灣藍(lán)寶石晶片自制率約26%，生產(chǎn)廠商包括鑫晶鉆和越峰，中美晶及合晶也積極介入。襯底主要是外延層生長(zhǎng)的基板，在生產(chǎn)和制作過(guò)程中，起到支撐和固定的作用。對(duì)于制作LED芯片來(lái)說(shuō)，基片材料的選用是首要考慮的問(wèn)題。目前市面上GaN基系列一般有三種材料可作為襯底：藍(lán)寶石（Al2O3）、硅 (Si)、碳化硅（SiC）。(1）藍(lán)寶石襯底藍(lán)寶石（英文名為Sapphire）的組成為氧化鋁(Al2O3)，是由三個(gè)氧原子和兩個(gè)鋁原子以共價(jià)鍵形式結(jié)合而成，其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu)。由于藍(lán)寶石的光學(xué)穿透帶很寬，從近紫外光(190nm)到中紅外線都具有很好的透光性，因此被大量用在光學(xué)元件、紅外裝置、高強(qiáng)度鐳射鏡片材料及光罩材料上，它具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性、高熔點(diǎn)（2045℃）等特點(diǎn)，它是一種相當(dāng)難加工的材料，因此常被用來(lái)作為光電元件的材料。1993年日亞化(Nichia)開(kāi)發(fā)出以氮化鎵（GaN）為材質(zhì)的藍(lán)光LED，配合MOCVD(有機(jī)金屬氣相沉積)的磊晶技術(shù)，可制造出高亮度的藍(lán)光LED。藍(lán)寶石基片有許多的優(yōu)點(diǎn)：首先， 藍(lán)寶石基片的生產(chǎn)技術(shù)成熟、器件質(zhì)量較好；其次，藍(lán)寶石的穩(wěn)定性很好，能夠運(yùn)用在高溫生長(zhǎng)過(guò)程中；最后，藍(lán)寶石的機(jī)械強(qiáng)度高，易于處理和清洗。圖表21示例了使用藍(lán)寶石襯底做成的LED芯片。藍(lán)寶石是一種絕緣體，常溫下的電阻率大于1011Ω在上表面制作兩個(gè)電極，造成了有效發(fā)光面積減少，同時(shí)增加了器件制造中的光刻和刻蝕工藝過(guò)程，結(jié)果使材料利用率降低、成本增加。但是金屬透明電極一般要吸收約30%~40%的光，同時(shí)GaN基材料的化學(xué)性能穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度較高，不容易對(duì)其進(jìn)行刻蝕，因此在刻蝕過(guò)程中需要較好的設(shè)備，這將會(huì)增加生產(chǎn)成本。添置完成減薄和切割工藝的設(shè)備又要增加一筆較大的投資。K））。為了克服以上困難，很多人試圖將GaN光電器件直接生長(zhǎng)在硅襯底上，從而改善導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式，分別是L接觸（Lateralcontact , 水平接觸）和V接觸（Verticalcontact，垂直接觸），以下簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)型電極和V型電極。由于電流可以縱向流動(dòng)，因此增大了LED的發(fā)光面積，從而提高了LED的出光效率。 (3）碳化硅襯底SiC是IVIV族二元化合物，也是元素周期表IV族元素中唯一的穩(wěn)定固態(tài)化合物，一種重要的半導(dǎo)體材料。用SiC所制功率器件可以承受更高電壓、更大電流、發(fā)光層可以做的更薄，因而工作速度更快，可使器件體積更小、重量更輕。采用這種襯底制作的器件的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能都非常好，有利于做成面積較大的大功率器件。K）要比藍(lán)寶石襯底高出10倍以上。使用碳化硅襯底的芯片電極為L(zhǎng)型，兩個(gè)電極分布在器件的表面和底部，所產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)電極直接導(dǎo)出；同時(shí)這種襯底不需要電流擴(kuò)散層，因此光不會(huì)被電流擴(kuò)散層的材料吸收，這樣又提高了出光效率。另外，SiC襯底吸收380納米以下的紫外光，不適合用來(lái)研發(fā)380納米以下的紫外LED。但是制備GaN體單晶非常困難，到目前為止還未有行之有效的辦法。但是，ZnO作為GaN外延襯底的致命弱點(diǎn)是在GaN外延生長(zhǎng)的溫度和氣氛中易分解和腐蝕。（6） LED用基片（襯底）的選擇LED外延片襯底材料是半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的基石。用于氮化鎵研究的襯底材料比較多，但是能用于大量生產(chǎn)的襯底目前只有二種，即藍(lán)寶石和碳化硅襯底。市調(diào)機(jī)構(gòu)Yole Developpement發(fā)表研究報(bào)告指出，由于LED行業(yè)需求強(qiáng)勁，預(yù)期自明年(2011)起藍(lán)寶石基片(sapphire substrate)出貨量將占整體化合物半導(dǎo)體(pound semiconductor)基片已處理面積(processed surface area)的50%以上，成為主要的化合物半導(dǎo)體基片材料。 產(chǎn)品現(xiàn)有生產(chǎn)能力調(diào)查圖表25 全球藍(lán)寶石晶棒產(chǎn)能名 稱(chēng)產(chǎn)業(yè)鏈段與產(chǎn)品目前晶棒年產(chǎn)量（萬(wàn)毫米）未來(lái)動(dòng)向備注拉晶（晶錠）掏棒（晶棒）切割（切片）磨拋（晶片）美國(guó)Rubicon√√√√600預(yù)計(jì)2011年將擴(kuò)大產(chǎn)能至650萬(wàn)毫米晶棒規(guī)模銷(xiāo)售晶棒為主；100多臺(tái)單晶爐俄羅斯Monocrystal√√　　480預(yù)計(jì)2011年增加50萬(wàn)毫米至530萬(wàn)毫米晶棒規(guī)模銷(xiāo)售晶棒為主；100多臺(tái)單晶爐日本京瓷√√√√450不詳晶棒產(chǎn)能約400500萬(wàn)毫米之間，以中位數(shù)450萬(wàn)毫米計(jì)算韓國(guó)STC√√√√360計(jì)劃年底將產(chǎn)能提升至約420萬(wàn)毫米，且將興建6寸晶棒為主的新廠，預(yù)料2011年底產(chǎn)能倍增　臺(tái)灣越峰√√√√180計(jì)劃在2年內(nèi)將藍(lán)寶石單晶產(chǎn)能再擴(kuò)充2倍，月產(chǎn)能將上看5060萬(wàn)毫米目前市場(chǎng)占有率約為7%臺(tái)灣鑫晶鉆√√√√90預(yù)計(jì)2011年將單晶爐增加到60臺(tái)約40臺(tái)單晶爐其他410主要包括日本并木精密、韓國(guó)Astek、哈工大奧瑞德、藍(lán)晶等合計(jì)2570以1mm晶棒切割1片晶片的平均切割率計(jì)算，那么2010年市場(chǎng)晶片生產(chǎn)量為2570萬(wàn)片。擬打通產(chǎn)業(yè)鏈 常州歐亞建設(shè)中計(jì)劃12年內(nèi)年產(chǎn)120萬(wàn)片，35年產(chǎn)300400萬(wàn)片“藍(lán)寶石襯底”項(xiàng)目投資2億元；項(xiàng)目二三期投資將超過(guò)5億元興化祥盛小量生產(chǎn)不詳2002年開(kāi)始與中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所合作研制開(kāi)發(fā)的2～3英寸藍(lán)寶石襯底基片； 大慶華泰建設(shè)中不詳2006年成立大慶迪光，主營(yíng)藍(lán)寶石襯底基片研制 (國(guó)家863計(jì)劃引導(dǎo)項(xiàng)目) 焦作宏帆建設(shè)前期擬年產(chǎn)藍(lán)寶石10噸總投資6026萬(wàn)元；備案中連城鑫晶建設(shè)中擬年產(chǎn)85噸晶體約200臺(tái)藍(lán)寶石單晶體生長(zhǎng)爐天通股份中試不詳擬實(shí)施高效LED照明用藍(lán)寶石基板材料中試線項(xiàng)目，項(xiàng)目總投資不超過(guò)1億元德豪潤(rùn)達(dá)規(guī)劃中項(xiàng)目還存在較大變數(shù)擬在淮投資年產(chǎn)330噸藍(lán)寶石晶體、450萬(wàn)片襯底晶圓、300萬(wàn)片圖形襯底項(xiàng)目。09年在南京簽訂合作協(xié)議資料來(lái)源：XXX部調(diào)研整理 產(chǎn)品產(chǎn)量及銷(xiāo)售量調(diào)查因?yàn)楫a(chǎn)品供不應(yīng)求，各襯底廠家都在