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LED外延片是一块加热至适当温度的衬底基片,材料是半导体照明产业技术发展的基石。不同的衬底材料,需要不同的LED外延片生长技术、芯片加工技术和器件封装技术,衬底材料决定了半导体照明技术的发展路线。
我国LED上游外延芯片产品主要分为蓝绿芯片和红黄芯片,另外还有少量的紫外等其他芯片。四元系红黄光主要应用于显示屏、消费电子、家电、信号灯、汽车及景观装饰等领域,由于四元系产品的技术已经比较成熟,应用市场也发展的比较成熟,近两年,随着LED显示屏快速崛起以及在农业禽类养殖中的应用,红黄光市场容量处于较快增长阶段。从芯片类型看目前我国国产芯片中GaN蓝绿芯片产量占比超过80%,而以InGaAlP基芯片为主的四元系芯片的产量占比约为15%,GaAs等其他基材的芯片占比仅为5%左右。此外,紫外、红外等也在近两年成为关注热点。从应用结构来看,国内不少企业技术和产品性能正在快速提升。国内芯片企业的产品目前不仅大范围应用于室内中小功率照明,在室外大功率、背光、显示、汽车照明领域都已经开始占有一席之地,其中,三安、华灿、德豪等企业在积极向LED显示屏、汽车照明、紫外应用、农业照明等市场突破。目前LED芯片产品在手机、景观装饰、显示屏、NB背光、Monitor背光等领域的应用已经成熟,市场空间增长趋缓。TV背光的渗透率2016年底渗透率已基本达到饱和,以后的增长空间将逐渐缩小,市场带动作用有限。未来LED芯片产业的驱动力仍然主要来自于照明应用领域,目前通用照明应用市场已全面启动,带动了整个LED芯片产业进入下一轮的快速增长期,LED照明智能化、网络化推动、新型显示市场的加速爆发,成为新一轮LED行业增长的主要驱动力。从整体来看,随着欧盟、美国、日本和韩国的企业在LED领域近两年均呈现收缩战略。日本与欧美的芯片生产量已经较少,主要由台湾和大陆地区代工,但技术上仍然引领全球行业发展。日本与欧美是外延芯片行业的传统强势地区,Nichia、Toyoda Gosei、Cree、Philips Lumileds和Osram等技术领先、资金雄厚的代表性厂商目前仍主导全球市场,引领行业技术的发展,但从产量规模上来看,已经低于大陆企业。LED外延芯片产业强调技术实力和规模效应,由于LED外延芯片企业前期投入大,产品固定成本高,需要形成规模优势、提高设备利用效率才能有效控制成本,强化企业竞争实力。随着国内外延芯片企业规模扩大,产能集中释放,外延芯片行业竞争日益激烈,产业整合速度明显加快,产业集中度逐步提高,各种企业运营资源会进一步向运营状况好、规模较大的企业集中,呈现强者愈强、弱者愈弱的趋势。随着封装、照明应用市场的需求扩张,芯片订单逐渐大批量化,封装厂商通常希望所选定的芯片供应商能够充分匹配其产能需求,以保证所采购芯片产品的稳定性及一致性,因而只有具有规模生产能力的外延芯片厂商才能与下游大客户建立起稳定的合作关系。新进入企业难以在短时间内形成规模化生产管理经验,无法形成规模化生产带来的成本优势。过去几年,由于LED芯片行业新增大规模投资产能释放导致价格大幅下跌。2013年国内从事LED外延芯片生产的企业有60多家(拥有MOCVD),而截至2017年规模化生产的LED外延芯片企业不足20家,加上欧美企业纷纷退出,日韩收缩,台湾减产,行业竞争开始回归理性,市场供需关系正在改善,已形成相对稳定的市场供给局面。规模成为竞争行业竞争关键要素。未来上游芯片产能将进一步集中:三安光电、华灿光电的业绩保持稳定快速增长;合肥蓝光等企业紧随其后,加紧发展;华磊光电、苏州新纳晶、聚灿光电、澳洋顺昌正在寻求稳重求进。未来,国内芯片市场还将进一步集中到5-10家企业手中。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国LED外延芯片市场发展战略及投资前景预测咨询报告》统计数据显示:随着我国LED产业的快速发展,我国LED外延芯片产业规模取得了显著增长。2006至2017年间,产值增长超过10倍,年均复合增长率超过30%。预计至2020年,芯片需求量将超过10000万片(折合成2寸),其中LED照明需求将超过5000万片,这意味着到2020年我国国内市场对MOCVD的需求量总体将超过1800台。
LED 外延生长及芯片制造环节在LED 产业链中技术含量高,设备投资强度大,同时利润率也相对较高,是典型的资本、技术密集型行业,其技术及发展水平对各国LED 产业结构及各公司的市场地位起着决定性影响。近年来,LED 在背光、照明等领域的渗透率不断提高,受下游需求拉动影响,LED 外延芯片需求呈现快速增长趋势。