半导体照明行业分析报告

1、目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc265695421 一、前言/引言 PAGEREF _Toc265695421 h 4 HYPERLINK l _Toc265695422 二、半导体照明行业概览 PAGEREF _Toc265695422 h 4 HYPERLINK l _Toc265695423 一什么是半导体照明？ PAGEREF _Toc265695423 h 4 HYPERLINK l _Toc265695424 二LED的技术原理和结构 PAGEREF _Toc265695424 h 5 HYPERLINK l _Toc265695425 1、

2、LED发光的原理 PAGEREF _Toc265695425 h 5 HYPERLINK l _Toc265695426 2、LED的根本结构 PAGEREF _Toc265695426 h 6 HYPERLINK l _Toc265695427 三LED产品应用与分类 PAGEREF _Toc265695427 h 7 HYPERLINK l _Toc265695428 四LED照明行业产业链、价值链及供给链构成 PAGEREF _Toc265695428 h 8 HYPERLINK l _Toc265695429 1、LED照明行业产业链 PAGEREF _Toc265695429 h 8

3、 HYPERLINK l _Toc265695430 2、原材料及配件 PAGEREF _Toc265695430 h 8 HYPERLINK l _Toc265695431 3、LED外延与芯片制造 PAGEREF _Toc265695431 h 9 HYPERLINK l _Toc265695432 4、LED封装技术及产品结构。 PAGEREF _Toc265695432 h 12 HYPERLINK l _Toc265695433 5、LED照明行业价值链。 PAGEREF _Toc265695433 h 13 HYPERLINK l _Toc265695434 6、LED照明行业供给

4、链 PAGEREF _Toc265695434 h 13 HYPERLINK l _Toc265695435 五LED与其他照明光源比较 PAGEREF _Toc265695435 h 13 HYPERLINK l _Toc265695436 1、能效转换、使用寿命及特点比较 PAGEREF _Toc265695436 h 13 HYPERLINK l _Toc265695437 2、本钱比较 PAGEREF _Toc265695437 h 14 HYPERLINK l _Toc265695438 六为什么LED光源称为绿色光源 PAGEREF _Toc265695438 h 17 HYPER

5、LINK l _Toc265695439 1不含汞 PAGEREF _Toc265695439 h 17 HYPERLINK l _Toc265695440 2没有紫外线辐射 PAGEREF _Toc265695440 h 18 HYPERLINK l _Toc265695441 3无电磁辐射 PAGEREF _Toc265695441 h 18 HYPERLINK l _Toc265695442 三、世界半导体照明行业的开展状况 PAGEREF _Toc265695442 h 18 HYPERLINK l _Toc265695443 一各国政府竞相出台措施扶持半导体照明行业开展 PAGERE

6、F _Toc265695443 h 18 HYPERLINK l _Toc265695444 二全球LED市场情况 PAGEREF _Toc265695444 h 19 HYPERLINK l _Toc265695445 1、全球LED市场状况 PAGEREF _Toc265695445 h 19 HYPERLINK l _Toc265695446 2、LED照明市场前景广阔 PAGEREF _Toc265695446 h 20 HYPERLINK l _Toc265695447 三全球LED市场竞争格局 PAGEREF _Toc265695447 h 23 HYPERLINK l _Toc2

7、65695448 1、LED外延片及芯片市场格局 PAGEREF _Toc265695448 h 23 HYPERLINK l _Toc265695449 2、LED封装市场格局 PAGEREF _Toc265695449 h 24 HYPERLINK l _Toc265695450 3、国别和地区产值比较 PAGEREF _Toc265695450 h 25 HYPERLINK l _Toc265695451 4、企业竞争格局 PAGEREF _Toc265695451 h 26 HYPERLINK l _Toc265695452 四技术开展及专利壁垒 PAGEREF _Toc2656954

8、52 h 27 HYPERLINK l _Toc265695453 四、我国半导体照明行业的外部环境 PAGEREF _Toc265695453 h 29 HYPERLINK l _Toc265695454 一我国的国家产业战略及政策 PAGEREF _Toc265695454 h 29 HYPERLINK l _Toc265695455 二受益于政策推动和技术进步，近年LED市场规模迅速扩大 PAGEREF _Toc265695455 h 31 HYPERLINK l _Toc265695456 三行业技术进展及专利情况 PAGEREF _Toc265695456 h 33 HYPERLIN

9、K l _Toc265695457 国内LED照明专利分析 PAGEREF _Toc265695457 h 35 HYPERLINK l _Toc265695458 1、专利类型分析 PAGEREF _Toc265695458 h 35 HYPERLINK l _Toc265695459 2、申请量与公开量的趋势分析 PAGEREF _Toc265695459 h 35 HYPERLINK l _Toc265695460 3、前10位申请人(专利权人)及拥有专利件数分布 PAGEREF _Toc265695460 h 36 HYPERLINK l _Toc265695461 4、我国半导体照明

10、专利技术与外国专利技术的差距 PAGEREF _Toc265695461 h 37 HYPERLINK l _Toc265695462 四行业产品标准化及认证工作已正式启动 PAGEREF _Toc265695462 h 38 HYPERLINK l _Toc265695463 五、产业结构布局 PAGEREF _Toc265695463 h 39 HYPERLINK l _Toc265695464 一LED照明行业的区域布局与产业集群 PAGEREF _Toc265695464 h 39 HYPERLINK l _Toc265695465 二LED照明行业的产业链布局 PAGEREF _To

11、c265695465 h 42 HYPERLINK l _Toc265695466 六、市场结构与市场竞争 PAGEREF _Toc265695466 h 43 HYPERLINK l _Toc265695467 一市场开展状况及产品结构 PAGEREF _Toc265695467 h 43 HYPERLINK l _Toc265695468 二行业市场前景 PAGEREF _Toc265695468 h 46 HYPERLINK l _Toc265695469 1、未来LED背光显示在液晶电视中的渗透率不断提高 PAGEREF _Toc265695469 h 47 HYPERLINK l _

12、Toc265695470 2、LED在电脑液晶显示领域市场规模迅速扩大 PAGEREF _Toc265695470 h 48 HYPERLINK l _Toc265695471 3、在政府政策支持和财政补贴推动下，景观照明市场仍然将快速成长 PAGEREF _Toc265695471 h 49 HYPERLINK l _Toc265695472 三LED芯片和封装器件的生产规模与市场占有情况 PAGEREF _Toc265695472 h 49 HYPERLINK l _Toc265695473 1、LED芯片生产规模与市场占有情况 PAGEREF _Toc265695473 h 49 HYP

13、ERLINK l _Toc265695474 2、LED封装器件生产竞争格局 PAGEREF _Toc265695474 h 52 HYPERLINK l _Toc265695475 四行业产能扩张与行业投资情况 PAGEREF _Toc265695475 h 53 HYPERLINK l _Toc265695476 七、影响行业开展的几个重要因素 PAGEREF _Toc265695476 h 57 HYPERLINK l _Toc265695477 一替代品的威胁 PAGEREF _Toc265695477 h 57 HYPERLINK l _Toc265695478 二行业标准的重要作用

14、 PAGEREF _Toc265695478 h 59 HYPERLINK l _Toc265695479 三核心技术人才和关键设备、原材料的制约 PAGEREF _Toc265695479 h 59 HYPERLINK l _Toc265695480 1、关键生产设备的制约 PAGEREF _Toc265695480 h 59 HYPERLINK l _Toc265695481 2、核心技术人才缺乏 PAGEREF _Toc265695481 h 60 HYPERLINK l _Toc265695482 四LED专利技术壁垒 PAGEREF _Toc265695482 h 61 HYPERL

15、INK l _Toc265695483 八、龙头企业生产经营情况分析 PAGEREF _Toc265695483 h 62 HYPERLINK l _Toc265695484 三安光电股份 PAGEREF _Toc265695484 h 63 HYPERLINK l _Toc265695485 一08年以来三安光电股票价格走势复权后 PAGEREF _Toc265695485 h 63 HYPERLINK l _Toc265695486 二三安光电公司根本情况 PAGEREF _Toc265695486 h 63 HYPERLINK l _Toc265695487 三三安光电公司主要财务指标

16、PAGEREF _Toc265695487 h 64 HYPERLINK l _Toc265695488 四三安光电公司近年生产经营情况 PAGEREF _Toc265695488 h 65 HYPERLINK l _Toc265695489 五企业主要竞争策略 PAGEREF _Toc265695489 h 65 HYPERLINK l _Toc265695490 六券商对业绩的预测 PAGEREF _Toc265695490 h 66 HYPERLINK l _Toc265695491 九、对我国半导体照明行业的根本判断 PAGEREF _Toc265695491 h 67 HYPERLI

17、NK l _Toc265695492 十、投资风险与策略 PAGEREF _Toc265695492 h 68 HYPERLINK l _Toc265695493 一技术风险 PAGEREF _Toc265695493 h 69 HYPERLINK l _Toc265695494 二市场风险 PAGEREF _Toc265695494 h 69 HYPERLINK l _Toc265695495 三拟投资企业的竞争力 PAGEREF _Toc265695495 h 69 HYPERLINK l _Toc265695496 四投资时机的选择 PAGEREF _Toc265695496 h 70

18、HYPERLINK l _Toc265695497 局部主要参考资料目录 PAGEREF _Toc265695497 h 71半导体照明行业分析报告一、前言/引言半导体照明作为一种节能减排的新光源，以其节能、环保等诸多优势，作为一个新兴产业越来越受到国内外的广泛关注。2003年开始，美国和日本先后启动了“下一代照明方案(NGLI)和“21世纪照明方案。为加速我国半导体照明技术和产业化开展，2003年6月，我国科技部启动了国家半导体照明工程。2021年科技部又推出了“十城万盏LED应用试点示范城市思路，由中央补助试点城市在公共空间如道路、隧道、停车场与加油站等地方安装LED照明灯具。2021年1

19、0月13日，国家发改委发布了?半导体照明节能行业开展意见?。意见指出，到2021年，半导体照明节能行业产值年均增长率在30左右。2010年2月3日，胡锦涛总书记呼吁加快经济开展方式转变，提高内需与新兴创新产业在经济开展中的作用。各种迹象说明，中国已着手将刺激政策的重点转向产业升级，依靠科技进步、劳动力素质提高、管理创新来推动经济开展，经济开展方式的转变已成为一项该不容缓的任务。而半导体照明以其节能、环保的特色，与其他绿色低碳经济将一起成为经济增长、产业升级的主要动力之一。二、半导体照明行业概览一什么是半导体照明？当代照明光源可分成白炽灯，气体放电灯、固态光源三大类。半导体照明亦称固态照明光源,

20、是指用固态发光器件作为光源的照明,包括发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)。半导体照明具有耗电量少、寿命长、色彩丰富、耐震动、可控性强等特点。按国民经济行业分类与代码GB/T 47542002，半导体照明归属于通信设备、计算机及其他电子设备制造业40下电子器件制造行业405中的光电子器件制造及其他电子器件制造子行业。1、LED 是取自 Light Emitting Diode 三个字的缩写，中文译为“发光二极管，顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件，具有二极管的特性。自20世纪60年代世界第一个半导体发光二极管诞生以来，作为一种全新的照明技术，LED利用半导体芯片

21、作为发光材料、直接将电能转换为光能，以其发光效率高、耗电量少、使用寿命长、平安可靠性强、环保卫生等优越性，被业界认为是人类继爱迪生创造白炽灯泡后最伟大的创造之一。本文所讨论的半导体照明未经说明即指LED照明。2、OLED 是英文OrganicLight-EmittingDiode的缩写，即有机发光二极管或有机发光显示器的英文简称，其无需背光源，可以自己发光，其发光原理与LED相似，且可视度、亮度较高，厚度更薄，结构也相对简单，假设采用可挠式基板，那么可变化成不同形状。如果说LED 是未来的开展方向,那么OLED 就是未来的未来。由于OLED技术的超前性，目前虽然研发投资增长较快，但由于本钱高、

22、市场占有率很少，短期内看不到盈利前景，本文不作重点讨论。二LED的技术原理和结构1、LED发光的原理：发光二极管是由-族化合物，如GaAs砷化镓、GaP磷化镓、GaAsP磷砷化镓等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子少子一局部与多数载流子多子复合时,多余的能量便以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。 资料来源:财富证券 资料来源:互联网图1：LED 发光原理1 图2：LED 发光原理2理论上,将1W能量全部转化

23、为555nm波长的黄光时产生的光通量可达683lm/W,假设全部转换为白光那么约为360lm/W。目前所报导的LED最高光效只到达这一理想值的1/2 ,这正是人们认为LED尚有巨大潜力可挖、对其寄以厚望的原因所在。2、LED的根本结构 LED是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用。LED 的核心是半导体芯片由两局部组成的：一局部是P 型半导体，其中里面空穴占主导地位，另一端是N 型半导体，其中主要是电子。图3:LED发光二极管的两种结构 资料来源:互联网表1：LED材料与对应波长和光色资料来源:互联网三LED产品应用与分类从开展历程来

24、看，LED已从最早的指示灯开展到照明领域，照明通常划分为通用照明和特殊照明两大领域。 随着LED发光效率和光强的不断提升，LED已经向特殊照明的纵深开展，并逐步进入通用照明领域。LED 的应用范围主要由 LED 芯片发光强度mcd，毫坎德拉和发光效率lm/w，流明/瓦决定。发光强度越大、发光效率约高，那么运用越发广泛。常用LED产品分类方法有以下几种：按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色又细分黄绿、标准绿和纯绿、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四

25、种类型。按发光管出光面特征分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、外表安装用微型管等。圆形灯按直径分为2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm及20mm等。国外通常把3mm的发光二极管记作T-1；把5mm的记作T-13/4；把4.4mm的记作T-11/4。按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED发光强度100mcd；把发光强度在10100mcd间的叫高亮度发光二极管。普通亮度主要用于指示灯；高亮度用于特殊照明；而超高亮度那么可以进一步用于通用照明。资料来源：IEK图4：LED分类及产品应用四LED照明行业产业链、价值链及供给链构成1、LED照明行业产业链。LED产业链大致可以分为四个局部：

26、上游产业材料及配件，主要包括外延材料和芯片制造、中游产业主要包括各种LED器件和封装、下游产业主要包括各种LED的应用产品产业以及测试仪器和生产设备。具体见下列图。中游上游下游 衬底材料P、Ga、As等衬底硅片、玻璃外延生长LED芯片制作电极 镀膜 衬底减薄 抛光 划片单晶合成LED封装室外照明显示屏背光源景观照明室内照明其他LED应用图5：LED产业链也有按LED生产流程分，把LED行业分为上游外延片生产、中游芯片制造、下游芯片封装三个局部的。2、原材料及配件。通常看LED有五大原物料：芯片，支架，银胶，金线，环氧树脂，其中芯片是最重要的组成局部。如细分的话，原材料和配件主要包括LED用胶、

27、LED辅料、荧光粉、铝基板、EL冷光片、LKD透镜、LED驱动器、电源、外延片、芯片及其它LED材料及配件和LED控制IC等。常用来制造LED发光二极管的半导体材料基板材料和发光层材料主要有砷化镓、磷化镓、镓铝砷、磷砷化镓、铟镓氮、铟镓铝磷等III-V族化合物半导体材料，其他还有IV族化合物半导体碳化硅、II-VI族化合物硒化锌等。它们大局部是III-V族化合物半导体单晶，生产工艺比较成熟。其他还有金属高纯镓，高纯金属有机物源如三甲基镓、三乙基镓、三甲基烟、三甲基铝等，高纯气体氨、氮氢等。制造LED发光二极管的原材料纯度一般都要在6N以上。不同的基板材料，和不同的发光层材料，对应不同的波长，也

28、对应不同的颜色。由于蓝绿光和白光是未来的开展方向，也是现在的主流产品，蓝宝石作为基板目前使用最多。表2：不同基板材料和不同发光材料与波长、颜色用于封装的材料有环氧树脂、ABS、PC、PPD等。外延材料的测试仪器主要有x射线双晶衍射仪，荧光谱仪、卢瑟福背散射沟道谱仪等。芯片、器件测试仪器主要有LED光电特性测试仪，光谱分析仪等，主要测试参数为正反向电压、电流特性、法向光强、光强角分布、光通量、峰值波长、主波长、色光标、显色指数等。生产设备那么有MOCVD设备、液相外延炉、镀膜机、光刻机、划片机、全自动固晶机、金丝球焊机、硅铝丝超声压焊机、灌胶机、真空烘箱、芯片计数仪、芯片检测仪、倒膜机、光色电全

29、自动分选机等。3、LED外延与芯片制造。LED的外延片生长主要有LPE液相外延、VPE气相外延和MOCVD有机金属气相外延技术，前两者主要用来生产传统 LED，后者用于生产高亮度 LED。超高亮LED的外延方法主要有两种，即液相外延生产AlGaAs LED和金属有机物化学气相淀积MOCVD生产AlGaAs、AlGaInP和InGaN LED，以MOCVD方法为主。LED芯片是由P层半导体元素，N层半导体元素靠电子移动而重新排列组合成的PN结合体。主要由金垫、P极、N极、PN结、背金层构成双pad芯片无背金层组成。LED芯片按极性分类可分为：N/P，P/N。按发光部位分为外表发光型光线大局部从芯

30、片外表发出和五面发光型外表，侧面都有较多的光线射出。如果按组成分可分为：二元、三元、四元LED芯片。所谓的二元、三元、四元LED芯片，是指该芯片中所含有效元素的数目。如果按组成元素分可以分为以下几种类型:A.二元芯片(磷、鎵):H、G等 有两种有效元素B.三元芯片磷、鎵、砷:SR、HR、UR等 有三种有效元素C.四元芯片(磷、铝、鎵、銦):SRF、HRF、URF、VY、HY、UY、UYS、UE、HE、UG等。三元LED芯片是指主要含有三种元素的LED芯片，如HY、HO、IR、SR等产品，被称为三元LED。其可见光亮度一般较四元四种元素LED要低，全彩显示幕所用的红光芯片大局部是四元系产品，其特

31、点是亮度高。三元LED芯片和四元LED芯片的区分，主要在于它们的发光区的半导体材料不同。如三元LED芯片有GaALAs GaAsP等。 四元芯片是指InGaALP 。虽然三元与四元的材质不同，四元亮度较高，但四元LED有IR等电性不良比三元多，要防静电，较难作业。外延材料检验 镀膜 光刻合金检测切割包装入库 清洗图6：芯片制造流程目前，全球主要LED芯片供给商有：国外主要芯片供给商：克雷Cree，惠普HP，日亚化学Nichia，丰田合成ToyodaGosei，大洋日酸，东芝TOSHIBA、昭和电工SDK，Lumileds，旭明Smileds，Genelite，欧司朗Osram，GeLcore，

32、首尔半导体SSC等，普瑞，韩国安萤Epivalley等。1、Nichia：日亚化学，著名LED芯片制造商，日本公司，成立于1956年，开发出世界第一颗蓝色LED(1993年),世界第一颗纯绿LED(1995年),在世界各地建有子公司。日亚化学是GaN系的开拓者，在LED和激光领域居世界首位。在蓝色、白色LED市场遥遥领先于其他同类企业。它以蓝色LED的开发而闻名于全球，与此同时，它又是以荧光粉为主要产品的规模最大的精细化工厂商。在该公司LED的生产当中，70是白色LED，主要有单色芯片型和RGB三色型两大类型。此外，该公司是世界上唯一一家可以同时量产蓝色LED和紫外线LED两种产品的厂商。以此

33、为根底，日亚化工不断开发出新产品，特别是在SMD外表封装型的高能LED方面，新品层出不穷。2003年全球LED市场约为6000亿日元，日亚化工占据了约25的全球市场份额。2、Osram：欧司朗是世界第二大光电半导体制造商，产品有照明，传感器，和影像处理器。公司总部位于德国，研发和制造基地在马来西亚，约有3400名员工，2004年销售额为45.9亿欧元。最知名的产品是LED，长度仅几个毫米，有多种颜色，低功耗，寿命长。3、Cree：美国克雷公司，著名LED芯片制造商，产品以碳化硅(SiC)，氮化镓(GaN)，硅(Si)及相关的化合物为根底，包括蓝、绿、紫外发光二极管(LED),近紫外激光，射频(

34、RF)及微波器件，功率开关器件及适用于生产及科研的碳化硅(SiC)外延片。4、ToyodaGosei：丰田合成，总部位于日本爱知，生产汽车部件和LED，LED约占收入10%,丰田合成与东芝所共同开发的白光LED，是采用紫外光LED与萤光体组合的方式，与一般蓝光LED与萤光体组合的方式不同。5、大洋日酸：日本大洋日酸公司主要生产MOCVD设备，其有机金属气象化学沉淀技术的研究和开发可以追溯到1983年。大洋日酸研发了一系列高纯度气体如AsH3, PH3 和 NH3 的专业应用技术，以及用于生产LD和LED产品的MOVPE设备，还开发了用于吸收这些应用产生的大量废气的净化系统，并使之商品化。到目前

35、为止，大洋日酸已经为从研发机构到生产厂商等有着不同需求的客户提供了超过450台的MOCVD设备。6、TOSHIBA：东芝半导体是汽车用LED的主要供货商，特别是仪表盘背光，车子电台，导航系统，气候控制等单元。使用的技术是InGaAlP，波长从560nmpuregreen到630nmred。近期，东芝开发了新技术UV+phosphor紫外+荧光，LED芯片可发出紫外线，激发荧光粉后组合发出各种光，如白光，粉红，青绿等光。7、Lumileds：全球大功率LED和固体照明的领导厂商，总部在美国，工厂位于荷兰，日本，马来西亚，由安捷伦和飞利浦合资组建于1999年，2005年飞利浦完全收购了该公司。其产

36、品广泛用于照明，电视，交通信号和通用照明，LuxeonPowerLightSources是其专利产品，结合了传统灯具和LED的小尺寸，长寿命的特点。还提供各种LED晶片和LED封装，有红，绿，蓝，琥珀，白等LED。8、SSC：首尔半导体是韩国最大的LED环保照明技术生产商，并且是全球八大生产商之一。主要生产全线LED组装及定制模组产品，包括采用交流电驱动的半导体光源产品等。产品已广泛应用于一般照明、显示屏照明、移动 背光源、电视、手提电脑、汽车照明、家居用品及交通讯号等范畴之中。台湾主要芯片供给商：晶元光电Epistar，简称ES，合并联诠、元坤、连勇、国联后，广镓光电Huga，新世纪Gene

37、sisPhotonics，华上ArimaOptoelectronics，简称：AOC，泰谷光电Tekcore，奇力，钜新，光宏，晶发，视创，洲磊，联胜HPO，汉光HL，光磊ED，鼎元Tyntek简称TK，曜富洲技TC，燦圆FormosaEpitaxy，国通，联鼎，全新光电VPEC。此外还有华兴LedtechElectronics、东贝UnityOptoTechnology、光鼎ParaLightElectronics、亿光EverlightElectronics、佰鸿BrightLEDElectronics、今台Kingbright、菱生精密LingsenPrecisionIndustries

38、、立基LigitekElectronics、光宝Lite-OnTechnology、宏齐(HARVATEK)等。大陆主要芯片供给商内资企业主要有：三安光电简称S、上海蓝光Epilight简称E、士兰明芯SL、大连路美简称LM、迪源光电、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福地电子材料、清芯光电、晶能光电、中微光电子、乾照光电、晶达光电、深圳方大、山东华光、上海蓝宝等。外资血统企业如武汉华灿光电、厦门晶宇、厦门明达和晋江晶蓝等。4、LED封装技术及产品结构。LED 产品封装结构通常分为点光源、面光源和发光显示器三类，单

39、个管芯一般构成点光源，多个管芯组装一般可构成面光源和线光源，作信息、状态指示及显示用，发光显示器也是用多个管芯串联和并联组合而成的。表3：LED封装产品结构及特征目前全球LED 主要封装厂商有日亚化学、丰田合成、CREE、GELCORE、LUMILEDS 和OSRAM等。5、LED照明行业价值链。上游生产和中游制造环节由于技术含量高、资本投入密度大，是国际竞争最剧烈、经营风险最大领域。其中外延材料与芯片制造，属于技术和资金密集行业；中游产业器件与模块封装以及下游产业显示与照明应用，属于技术和劳动密集型行业。从价值构成看，在LED产业链中，LED 外延片与芯片约占行业70%利润，LED 封装约占

40、10-15%，而LED 应用大概占10-20%。6、LED照明行业供给链。与LED生产相配套的供给链除了生产流程外还包括材料和设备供给。生产外延片的常用材料主要有砷(As)化镓(Ga)、磷(P)化镓(Ga)、GaN氮化镓和AlGaInN等。历史上第一个LED所使用的材料是砷(As)化镓(Ga)，发出的光线为红外光谱。另一种常用的LED材料为磷(P)化镓(Ga)。在LED生产过程中需要很多设备，从蓝宝石衬底加工用的单晶炉、多线切割、研磨抛光等设备，到MOCVD(金属有机化合物化学气相淀积)、退火炉等设备，再到与IC芯片工艺相类似的设备，如光刻机、刻蚀机、清洗机、蒸发镀膜等，最后到封装用的固晶机、

41、金丝/铝丝球焊机、分选机等等，种类繁多。其中，MOCVD、等离子刻蚀机等生产LED的关键设备，技术含量很高。目前国际上供给MOCVD设备的公司主要有三个，即美国Veeco公司、德国的Aixtron公司和美国的Thomas Swan公司。五LED与其他照明光源比较1、能效转换、使用寿命及特点比较表4：白炽灯、日光灯、LED照明三种照明光源比较2、本钱比较LED照明本钱构成首先，从灯具生产本钱看。以日本市场为例。LED灯泡2021年在日本的销售价格为4000日元以下，是原来的一半左右，因此需求得以迅速提高。2021年日本国内的LED灯泡销量约为170万个，预计2021年其规模将超过400万个。20

42、21年LED灯泡的本钱分析结果如下图。LED灯泡的部件及材料本钱占整体的约50。这些部材本钱中，LED封装占其一半左右。另外，安装底板、电路底板及散热片所占的比例也较高。数据来源：Techno Systems ResearchTSR图7：LED灯泡的本钱分析其次，从LED灯泡的使用本钱支出看。消费者使用LED的总本钱包括投资本钱和运行本钱。根据中投证券研究所2021年底援引美国圣地亚国家实验室所做的LED照明本钱分析，投资本钱指将购置本钱按使用周期分摊后平均每照明单位每兆流明的本钱，运行本钱指灯泡在使用运行过程中平均每照明单位每兆流明的本钱，二者之和即为拥有本钱总本钱。到2021年，其拥有本钱

43、将降到0.77美元/兆流明时,将低于荧光灯的1美元/兆流明,到2021年,其拥有本钱将到0.48美元/兆流明时,其拥有本钱将只有荧光灯的一半。表5：LED照明本钱分析与其他光源的比较LED灯泡与荧光灯、白炽灯比较。据日本LED协会估计：在某些情况下，LED照明的整体本钱(照明灯具加上电费)已经优于荧光灯解决方案。对于亮度相当于60W的LED灯泡而言，40000小时寿命周期的总本钱约为10000日元；同样是40000小时照明，使用白炽灯时，由于每个灯泡的寿命只有1000小时，那么其总本钱将超过50000日元；使用荧光灯泡时，其本钱约为16000日元(见图4)。当累计照明时间超过14000小时，L

44、ED灯泡的整体本钱就将优于荧光灯泡。可见，LED照明具有长期本钱优势。图8：三种照明器具的整体本钱日本LED协会估计，到2021年左右，LED每单位亮度的本钱将下降到每流明1日元这是进入实用化的关键目标。实际上，这个日期将有可能大幅提前。日亚化学工业公司的田崎登解释说：“目前，LED照明价格每年的下降幅度都在20%以上，我认为今后的价格下降速度不会放缓。LED背光模组与传统CCFL背光模组比较。CCFL背光模组目前主要用于液晶显示领域如液晶电视、台式电脑等，而这些领域也是LED背光模组的应用市场。据申银万国研究报告，采用LED(Light Emitting Diode)背光模组的电视比传统LC

45、D 电视在外观、画质、节能方面更具优势。如下表所示,LED 电视采用发光二极管作为背光源,比CCFL背光的传统液晶电视在厚度、画面质量、寿命、节能环保上更具优势,目前已成为业内公认的LCD 电视开展方向。表6：LED 电视在多项性能上优于传统LCD 电视LED 电视传统LCD 电视背光源LED(发光二极管) CCFL(冷阴极荧光灯管)厚度7-40mm 100mm 左右寿命20,000200,000 小时8,000100,000 小时色域105%以上NTSC 色域范围80%NTSC 色域范围节能环保不含汞、省电含汞、相对耗电资料来源:申万研究由于LED背光在色彩表现、厚度和节能方面相较CCFL有

46、着明显优势，因此被认为是未来主流背光技术,但是价格一直是阻碍它加速普及的一个重要因素。随着LED背光模组价格的持续下滑，其价格将逐渐降至可接受范围内，并最终对CCFL产生明显的替代。随着更多厂商对LED背光技术的研发，其本钱价格也在逐步下降。根据市场调研公司DisplaySearch2021年2月发布的统计报告，LED背光模组本钱的下降幅度超过了传统CCFL背光模组。以40寸LED背光液晶电视为例，该LED背光模组的本钱平均价今年一季度时还为118美元，到四季度时这一数字将下降至100美元。另外有研究说明：40寸液晶电视LED背光模组的本钱价格下降到100美元时，和CCFL背光模组的价格差距将

47、从2021年初的3.7倍降低至2.8倍。图9：LED背光模组与传统CCFL背光模组本钱比较图10：2021年12月LED面板与CCFL面板价差六为什么LED光源称为绿色光源1不含汞。汞是一种极其有毒的物质，然而几乎大多数目前采用的高效电光源中都含有汞，而LED灯是一种完全不含汞的全环保产品。各种电光源的含汞量如下表所示： 表7：各种电光源的汞含量26mm日光灯 金卤灯 高压钠灯 节能灯10mm 各种LED25-45mg20-25mg12-14mg10-15mg02没有紫外线辐射。所有利用汞蒸汽发光的电光源中，都是利用电子轰击汞蒸汽而产生紫外线。这种紫外线也是一种环境污染。美国GE公司建议人类曝

48、晒于日光灯下不要超过 16 小時。紫外线对于人体的伤害是终生累积的总量。这对于那些爱美的女孩子是至关重要的。 3无电磁辐射。荧光灯、三基色荧光灯、节能灯均工作在高频高压状态都不可防止地带来不同程度的电磁辐射。目前大多数电脑的液晶显示器也是用类似于日光灯的冷阴极荧光灯作为背光的。据英国剑桥大学医学研究中心阿诺德威尔金AWaling 博士、国际照明委员会维也纳总部J.斯切德J.Schanda教授研究说明电磁辐射可能导致心悸、失眠 、白细胞减少、记忆力减退，使心血系统、神经系统受损。LED光源在直流/低压状态下工作，无电磁辐射。正是由于LED光源具有以上特性，除其驱动电源有极低的电磁辐射外，根本杜绝

49、了各种污染，因此可以称为真正的“绿色光源。三、世界半导体照明行业的开展状况一各国政府竞相出台措施扶持半导体照明行业开展一些兴旺国家和地区先后出台半导体照明开展的战略方案，并出台相应的举措，促进当地半导体照明产业开展。美国大力开展半导体照明产业，目前已拥有Lumileds公司、Gree公司、Color KineticsCK公司，已经着手启动“下一代照明方案(NGLI) 。其开展的举措主要有：搭建信息网络平台，加强标准建设；选择科技创新作为产业突破口，成为产业技术领先者；垂直整合度高，产业链完整；在市场调节方面，自由竞争和垄断相结合；兴旺的资本市场；政府的支持是产业开展重要助推力。日本已经完成了“

50、21世纪照明开展方案的第一期目标，正在组织实施第二期方案，至2021年的目标为1201m/w，大力强化开展半导体产业重要性的认识，政府协助标准设立，在完善的技术研发体系下实行技术领先战略，并有强大的政府支撑体系。韩国的开展经验是政府主导下的大企业扩张，采取产业集聚加速开展，并以应用拉动市场。欧盟的“彩虹方案在2000年7月启动，委托6个大公司、2所大学，通过欧盟的补助金来推广白光发光二极管的应用。表8：世界各国地区政府LED开展方案二全球LED市场情况1、全球LED市场状况2021年全球LED市场规模约为69亿美元，其中高亮度和超高亮度LED 市场近年年均增长率将到达20%左右，市场规模达16

51、亿美元。在移动 应用市场的快速推动下，过去10年高亮度LED市场的年均增长率到达46%。 图11：2001-2021年全球LED市场增长趋势十亿美元 2021年全球LED市场规模80.5亿美元，较2021年增长17%。全球LED主要供给国和地区是日本、台湾、美国和欧洲，其中台湾、大陆和韩国等非日本亚洲地区是全球LED产业增长最快的地区。进入2021年，LED芯片及背光模组已经供不应求。尽管由于下游市场应用规模迅速扩大，行业分析师纷纷看好LED行业开展，上游芯片生产不断加大投资力度，但是仍然跟不上市场放大的步伐。今年以来，不断出现LED供给紧缺和涨价的市场讯息。DisplaySearch研究发现

52、，目前LED电视背光板的供给并不顺利，许多新的LED背光液晶电视机种受到延误，面板厂甚至提高了LED与CCFL背光的价差。自2021年4月起，主要的LED面板供货商三星、LG显示器、夏普、友达和新奇美等已要求提高LED背光液晶电视面板的价格，同时维持或降低CCFL背光液晶电视面板的价格。就目前来说，面板买家可能没有任何选择余地，只能接受更高的LED面板价差，因为各品牌对于LED机种的积极出货量目标迫使他们必须得到更多LED背光液晶电视面板。从2021年4月起，32英寸、40英寸、42英寸、46英寸、47英寸和55英寸等尺寸LED背光液晶电视面板价格平均调涨了5美元。表9 据中国家电网消息，权威

53、市场调查机构GFK日本2010年6月2日发布的家电连锁店 HYPERLINK :/lights.ofweek o LED t _blank LED电灯泡销售动态报告显示，2021年5月份日本LED灯泡销量到达2021年7月份低价格化之初的55倍，金额那么约为48倍。2、LED照明市场前景广阔根据DisplaySearch的预计,全球2021年LED需求达960亿颗,增速26%左右。DisplaySearch指出，2021年LED在面板背光源的应用需求将剧增，估计将由2021年的116亿颗增加到192亿颗,年增速达65%。其中，小尺寸面板背光源的应用需求将由2021年的60亿颗提高至68亿颗；在

54、10寸以上面板的背光源应用需求将由2021年的56亿颗骤增为124亿颗，年增速达121%。图12：全球LED市场规模预测 图13：高亮度LED未来5年复合增长率 资料来源：阿拉丁照明网 首先，全球照明市场前景广阔。在美国，约三分之一的一次能源用于发电，而电力的20%又用于照明。如果LED照明的发光效率能到达150-200lm/W的目标，并且全部取代传统照明，那么美国用于照明的电力消耗因此将减少一半，全部电力消耗将减少超过十分之一。预计到2025年美国每年的电力消耗大约是52500亿度，以每度电零售价格0.07美元计算，消费者每年大约支付3500亿美元，因此使用LED照明每年可以节约用电5250

55、亿度，消费者每年可以节约350亿美元。而对全球来说，这个数字将扩大3到4倍。美国一座核电站的年均发电量大约是720亿度(按每座1GW的发电容量，每年发电时间为36524小时，发电小时利用率87%计算)，节约5250 亿度意味着节约大约70座核电站的年发电量。其次，LED下游非通用照明市场规模迅速扩大。下面二图为市场研究机构DisplaySearch对全球LED应用领域未来几年的市场预测和申银万国研究所对未来三年全球LED TV的市场预测。图14：2007-2021年全球LED按应用领域出货量预测图15：未来三年全球LED TV出货量预测三全球LED市场竞争格局1、LED外延片及芯片市场格局据S

56、emiconductor引述研究机构SEMI报导，统计全球180座LED/光电外延片厂(Opto/LEDFab)分布，日本厂商拥有最多的LED/光电外延片厂，但按LED外延片厂的分布地区排行，那么以台湾地区、日本及大陆包办前3名。位于台湾地区、日本及大陆的LED厂数量目前分别占全球40%、23%及22%。2021年景气不佳，全球仍有7座新的LED厂启用，且2021及2021年预计分别还有5座及6座预备启用，主要位于大陆、台湾地区、日本、印度及俄罗斯。台湾地区已拥有全球最高的LED外延片制造能力，同时晶元光电等台湾LED厂商仍方案于2021年持续投资，以追上预计将比当前多上2030%的未来需求。

57、2021年金属有机物化学气相磊晶(MOCVD)机台在台湾可望超过100座，然MOVCD机台制造技术门槛高，是否能如期进入生产线将对产能扩张产生影响。 LED芯片需求主要来自LEDTV，韩厂三星电子(SamsungElectronics)为因应快速增长的LEDTV销售，预计增添50台MOCVD机台，让三星的MOCVD机台在2021年底前累积至150台。全球LED芯片领导厂商日本日亚化学(Nichia)那么预计在2021年初完成新的LED外延片厂，届时可望将当前产能提升至4倍。至于台湾厂商，友达、奇美集团均积极布局LED产业，主要目的是稳固生产关键组件的能力，以及在生产链中建立更佳的垂直整合性。由

58、于锁定的目标相同，长期而言各家厂商的竞争将会更加剧烈。表10： 世界主要LED厂商序号公司名称主要内容1日本Nichia日亚化学GaN基高端蓝、绿、紫及紫外LED外延片及白光技术、产量大。自制MOCVD 设备近 200 台，主要是单片型。所用衬底主要是蓝宝石。只出售 LED 以及后续产品，不出售管芯和外延片。荧光粉技术非常成熟。2美国Cree克雷公司Sic衬底的GaN基外延，高端蓝、绿LED芯片及内光功率LED，产量大。市场上购置MOCVD 设备，也自己研制和改良MOCVD 设备。主要是多片型MOCVD 设备生产GaN-LED。所用衬底是 SiC，有非常成熟的 SiC 单晶生产技术，容易获得S

59、iC 衬底材料。只出售LED外延片及管芯。 3美国LumiLEDs公司GaN基高端蓝、绿LED外延芯片，白光封装技术，nGaALP功率LED。主要是蓝宝石，也用GaN衬底。 只出售 LED 以及后续产品，不出售管芯和外延片。4德国Osram光电公司欧洲最大的GaN基蓝、绿 LED外延芯片、白光L ED及InGaA1P LED5日本Toyoda Gosei丰田合成公司GaN基蓝、绿LED及白光LED、产量大。自制 MOCVD 设备，产量比日亚公司大，产品质量比日亚公司的产品略差些。只出售LED以及后续产品，不出售管芯和外延片。6美国Geleore公司GE公司的下属公司，主要是GaN基蓝、绿LED

60、及白光LED。主要用 EMCOR公司MOCVD设备生产GaN-LED外延片。所用衬底主要是蓝宝石。7韩国首尔半导体S e o u l S e mi c o n d u c t o uGaN基蓝、绿LED开展较快8中国台湾晶元光电Ga N基蓝、绿LEDInGaALP外延芯片产量很大资料来源：?半导体照明产业的开展与前景?，作者胡亚华，?现代显示?2021年第2-3期 ?LED行业深度研究报告?，东方证券研究所，陈刚、廖欣宇，2008年9月16日2、LED封装市场格局根据 HYPERLINK :/ ledinside 研究机构LEDinside统计，2021年全球LED封装厂的营收总合到达80.5