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半导体照明(LED)产业报告


半导体照明(LED) 半导体照明(LED) ---行业分析报告 ---行业分析报告

目录
第一章、LED 产业概述 第二章、LED 产业链分析 第三章、全球LED产业的现状与趋势 第四章、中国LED产业的现状与趋势 第五章、LED产业投资分析

第一章 LED 产业概述
1.1、LED产业概述 1.2、LED的概念

1.3、LED的构成及发光原理 1.4、LED的分类 1.5、LED的发展历程 1.6、LED的特点 1.7、LED产业的技术难题

1.1、LED产业概述 1.1、LED产业概述
中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展,中国LED产业 已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封 装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。 到2007年5月份,出口额首次超出了进口额。半导体照明产业目前的 复合增长率为19%。随着中国经济的快速发展,2008年中国北京举办 奥运会,2010年中国上海世博会、广州亚运会,推动中国半导体照明 市场更大的市场需求。半导体照明产业是一个技术密集型和劳动密集 型的产业,比较适合中国的国情。如果我国能够在外延、芯片的制备 以及自主封装技术方面坚持自主创新,完全有可能实现中国半导体照 明产业的跨越式发展。LED产业在中国有着广阔的市场。

1.2、 1.2、LED 的概念
LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件, 它可以直接把电转化为光。

1.3、 1.3、 LED 的构成及发光原理
LED-Lamp主要是由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。

发光原理: LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上, 一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封 装起来。 半导体晶片由三部分组成,一部分是P型半导体,在 它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子, 中间通常是1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶 片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空 穴复合,然后就会以光子的形式发出能量。 而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。

1.4、 1.4、LED 的分类
LED应用产业划分, 高端:显示屏、交通灯、汽车灯、背光 中端:家居光源,户外灯饰,太阳能系列产品 低端:玩具等产品 LED光亮度划分, 高端:60 lm 以上 中低端:60 lm 以下

1.5、 1.5、LED 的发展历程
第一个商用二极管产生于1960年。最初LED用作仪器仪表的指示光源, 后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用。 1998年白光的LED开发成功。

1.6、 1.6、LED 的特点
体积小
LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常的 小,非常的轻。

耗电量低
LED耗电非常低,目前,LED的发光效率最高可达150-200 lm/w,而 白炽灯的发光效率为15-20 lm/w。所以,LED灯的耗电量大概是白炽 灯的1/10左右,耗电量很低。

使用寿命长
在恰当的电流和电压下,LED的使用寿命可达10万小时。

高亮度、低热量 高亮度、 环保
LED是由无毒的材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED 也可以回收再利用。

坚固耐用
LED是被完全的封装在环氧树脂里面,它比灯泡和荧光灯管都坚固。 灯体内也没有松动的部分,这些特点使得LED可以说是不易损坏的。

白炽灯、荧光灯、LED三种照明光源比较 白炽灯、荧光灯、LED三种照明光源比较
指标 能量转换效率 极限的发光效率 寿命(小时) 特点 白炽灯 5% 15-20 lm/W 1000 显色性最好 发光效率低 寿命短 电压高 不安全 易碎不牢固 荧光灯 25% 100 lm/W 10,000 发光效率高 显色性差 易碎不牢固 频闪对人体有害 含汞污染环境 LED 60% 200 lm/W 80,000-100,000 高效节能 寿命长 低电压、安全性 高 牢固、耐振动冲 击 体积小、重量轻 响应时间短 色彩丰富可调 环保无污染

1.7、LED产业的技术难题 1.7、LED产业的技术难题
芯片散热问题:尽管LED的能量转换效率高达60%,但在大功率运行状 况下,仍有高达40%左右的热能需要散去。LED散热问题始终是制约其 发展的瓶颈,由于温度的升高,会增加LED芯片的衰减度,降低寿命, 降低明亮度。 解决大功率LED芯片散热的两大方向: 1.改善LED灯的外部散热器的散热效率(散热器的形状、结构、导热 方法改善) 2.改善LED芯片内部结构从而使LED芯片的热阻更小,热更容易散出。 (多芯片合成,芯片直接安装在散热器上生产出灯具等等)

第二章 LED的产业链分析 LED的产业链分析

LED上游产业 单晶片衬 底制作 外延片生 产 芯片制造

LED中游产业 LED器件 LED封装

LED下游产业 LED的应用 产品

LED产业流程 LED产业流程
单晶片:单晶棒(砷化镓、磷化镓)--单晶片衬底—在衬底上生长外延层— 外延片 芯片:金属蒸镀—光罩蚀刻—热处理(正负电极制作)--切割—测试分选 成品:单晶片、外延片、芯片

上游产业

中游产业

封装:芯片粘贴—焊接引线—树脂封装—剪脚 成品:LED灯泡和组件

下游产业

应用:设计—装配—组件 成品:不同种类的LED产品

LED产业流程中重点介绍 LED产业流程中重点介绍
MOVCD设备:按生产能力计算,GaN-MOCVD设备在全球市场的主要分布 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%。 LED路灯 LED交通指示灯 LED四大快速增长领域: 背光源市场(笔记本、显示器背光源、LCD-TV显示) 汽车内外显示用LED市场 政府驱动下的LED路灯市场 特种照明市场(城市景观照明、水下照明、矿井照明等)

第三章 全球LED产业的现状与趋势 全球LED产业的现状与趋势
目前,外延片、芯片已经形成美国、亚洲、欧洲三足鼎立的格局,高 端产品市场被美国Cree、Lumileds,日本Nichia、ToyodaGosei,德 国Osram5家垄断,韩国、欧美厂商不断抢占市场。 就国家来划分,LED产业市场份额中, 前三名为日本、美国、台湾

全球LED市场销售额增长趋势 全球LED市场销售额增长趋势
(单位:10亿美元)

台湾LED市场简介 台湾LED市场简介
台湾LED产业的高速增长得益于2000年以后其针对于蓝光手机背板的 开发。产业是由下而上发展的。 台湾有八大LED生产企业。分别为, 晶元光电(简称晶电)专业生产超高亮度发光二极管晶片及晶粒。磊 晶元光电 晶产能已经位居台湾首位,其中四元产能更是全球最大厂商。 广镓光电为专注于发光二极体长晶及晶粒制造的领导厂商。 广镓光电 华上 新世纪 光磊 璨圆 泰古

第四章 中国LED产业的现状与趋势 中国LED产业的现状与趋势
中国于2007年6月3日制定《节能减排综合性工作方案》,半导体 照明产业顺应了节能减排的宏观政策。从2005年开始科技部批准了大 连、厦门、上海、南昌、深圳等五个半导体照明基地。之后在2007年 和2008年相继批准了石家庄、扬州等两个半导体照明产业基地,在政 策、税收和资金给予长期支持。 2009 年国家科技部启动 “十城万盏”LED 路灯项目,各大笔记本电 脑厂商也宣布背光源将50%以上以LED 取代,LED 产品市场将相当广 阔。 目前国内外延片、芯片主要依赖进口,而高亮度外延片、芯片更 是难以买到,国内一些应用只能采用低性能、低价格的芯片,致使国 内公司在中低端LED产业领域陷入了激烈的价格战之中。 从事蓝光LED芯片生产的基本上采取从台湾买来外延片自己加工 芯片的模式,且未量产。国产蓝光LED芯片在国内市场占有率约为5%, 产品集中在中低端,高亮度蓝光LED芯片在国内尚属空白。

中国LED企业结构 中国LED企业结构

我国从事LED的企业 已达到2000多家。 应用产品和配套企业占 了绝大多数,有1700多 家; 其次是封装企业,约有 600家; 最少的是从事外延生长、 芯片制造的企业,研究 单位和生产企业总共只 有40多家。

中国LED产业上游公司介绍 中国LED产业上游公司介绍
上游产业
外延片 芯片制造 三安光电* 三安光电 方大a* 联创光电* 士兰微* 同方股份* 大连路美 上海蓝光 上海蓝宝 世纪晶源 晶电光电

中游产业
LED器件 LED封装

下游产业
LED的应 用产品

中国LED产业上游公司介绍 中国LED产业上游公司介绍
三安光电在2008年6月进行了资产重组,成为主营为LED外延片生产、芯片制造 的企业,资产重组后2009年第一季度为净利润2670万人民币。 方大a:沈阳方大半导体照明有限公司主要从事氮化镓(GAN)基集成电路及其 器件中下游产品的开发、生产、销售。 联创光电:以功率型高亮度LED 器件封装和液晶背光源、道路照明、景观照明 等应用产品为突破口,形成功率型器件、芯片、半导体照明光源及灯具等产品 的产业化。LED 产业实现营业收入6.27 亿元,同比增长9.42%。由于受到产品 价格下降、材料成本和用工成本上升的影响,2008 年公司实现净利润3335 万 元,同比下降51.92%。 士兰微:LED 器件产品线:2008 年士兰明芯实现销售收入1.82 亿元,比2007 年增加9%,实现净利润3715万元,比2007 年增加22%。2008 年,士兰明芯取 得了以下工艺和产品研发成果:(1)高亮度图形化衬底的小功率芯片完成研 发并顺利导入量产;(2)高亮度红光小芯片开发成功并导入量产,实现了红、 绿、蓝高亮度三基色小功率芯片的全线产品服务;(3)新结构功率LED 照明 芯片的研发取得进展。照明LED 驱动产品、LED 背光驱动 同方股份:2008年6月公开募集8亿人民币,主要投资于其外延片生产及芯片制 造的上游产业。然而目前仍然没有产业化,技术是制约其发展的重要瓶颈。其 子公司清芯光电提供主要的MOCVD设备生产技术,其中30%为韩国一家公司。

中国LED产业上游公司介绍 中国LED产业上游公司介绍
大连路美:大连路美芯片科技有限公司是由美国路美光电公司与大连路明科技集团公司共 同投资设立的中外合资企业,公司总投资1.5亿美元,占地面积10.8万平米,总建筑面积 63515平米,专业从事高品质LED半导体发光芯片和LD激光芯片的研发、生产与制造。美国 路美光电公司的前身为美国纳斯达克上市公司AXT的光电公司,技术水平处于世界前四名。 生产设备及技术均为国外进口。 上海蓝光:我国最大的彩色显像管制造企业彩虹集团昨日宣布,正式控股上海蓝光科技有 限公司。此次彩虹集团控股蓝光科技后,将占蓝光科技51%的股份。上海蓝光科技有限公 司成立于2000年4月,是国内首家从事氮化镓基LED外延片、芯片产业化生产的企业,注册 资金2亿元,专业从事开发生产高亮度蓝光、绿光外延和芯片的高科技企业。张少文表示, 蓝光科技未来的定位将是“全球中高端芯片供应商”。 上海蓝宝:上海蓝宝光电材料有限公司是以民营资本为主体的高新技术企业,创建于2000 年9月,注册资金2.8亿元人民币,专业从事GaN LED外延生长、芯片制备、照明应用领域 的技术研发及产业化生产。 世纪晶源:世纪晶源科技有限公司是2004年11月落户深圳的超大型中外合资企业,注册资 本23亿元人民币。由香港太平绅士高敬德先生全额投资。该公司主要生产砷化镓微波外延 片、白光LED外延片/芯片、大功率白光LED封装、半导体激光器等尖端产品。 晶电光电:深圳市晶电光电技术有限公司是一家专业研发、制造、销LED光电系列产品和 LED光电系列终端产品的科技型企业。

中国LED产业面对的问题 中国LED产业面对的问题
一, 技术基础比较差,缺乏核心竞争力,与国际市场尚有差距,缺乏高 端LED的自主知识产权(美国ITC337专利侵权纠纷) 二, 缺乏行业标准,LED灯饰照明产品无统一的质量检测标准,市场销 售的产品质量参差不齐,对消费者权益留下隐患 三, 常规产品、技术成熟的产品已有进入价格恶性竞争的趋势,在一味 降低成本的基础上忽略了新产品研发,导致整个行业的发展受到制约

中国LED产业未来趋势 中国LED产业未来趋势
自行设计制造GaN基蓝光LED外延生长用MOCVD设备,将从根本上解决 核心设备受制于人这一产业发展的瓶颈问题。 其次,填补我国在高亮度蓝光LED外延片、芯片生产领域的空白,有 利于我国独立自主地发展LED产业,带动原材料、中游LED器件、封装 以及下游LED应用产品的发展。 再次,改变高端产品为国外所垄断的局面,降低企业生产成本,提升 我国LED产业的国际竞争力,促进半导体照明在北京2008年奥运会、 上海2010年世博会等重大工程的示范应用。最后,提高LED产业出口 创汇能力、减少产品进口的需要。

第五章 LED产业的投资分析 LED产业的投资分析
LED产业中,上游产业占据行业利润份额的70%左右;中游产业则为 10%-20%;下游产业为10%-20% 就激烈程度来分,下游产业企业众多竞争最为激烈,中上游产业技术 壁垒则比较高,竞争趋于理智。

LED产业投资分析 LED产业投资分析
处于产业链中上游的公司更具投资价值:上市公司中三安光电和 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产业链上中下游都有涉及,但 量产规模较小,良率还有待观察。 其中,三安光电的借壳上市值得借鉴 分析LED产业,以下四类企业为投资热点企业
外延片制造、芯片制造企业 原材料供应企业 外延片生产所需要的辅料企业 芯片生产所需要的辅料企业 创新高效地解决散热问题的封装企业


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