2012-2017年LED外延芯片市场现状及前景预测分析【图】【原创】

    一、国内LED 外延芯片行业市场现状及前景预测分析

    据智研咨询（http://www.chyxx.com/）发布的《2014-2018年中国LED芯片市场全景调研及发展趋势分析报告》显示：我国LED 产业由封装起步发展，初期芯片主要依赖进口，近年来，在下游旺盛需求的拉动及各地政策的支持下，国内主要LED 外延芯片企业加大研发投入，积极制定扩产计划，市场对于外延芯片环节的投资力度不断提升，使得国内LED 外延芯片行业加速发展，我国芯片国产化率已达到70%。

     国内显示屏用LED 芯片需求将继续保持稳定增长的趋势，而随着背光源渗透率的进一步提高及照明应用的启动，国内LED 外延芯片需求量将大幅提升，至2017年，国内LED 芯片需求量折合为2 英吋外延片将达到886万片/月。

2012-2017年我国LED 外延芯片行业需求量及预测分析

    二、LED 外延芯片行业技术水平及发展趋势

    LED 外延生长及芯片制造过程将直接影响终端LED 产品的性能与质量，是LED 生产过程中最为核心的环节，其技术发展水平直接决定了下游应用的渗透程度及覆盖范围。LED 的技术发展经历了从单色系到全色系，从普亮到高亮，从低光效到高光效的上升路径，LED 性能的不断完善推动其不断深入至各应用领域。

    从应用角度出发，提高发光效率（lm/W）、降低单位成本（元/lm）是LED外延芯片行业未来技术发展的主要目标。发光效率除了影响LED 芯片的亮度及能耗外，也影响着LED 芯片的成本及可靠性，当LED 封装器件发光效率为100lm/W 时，其中约70%的能量以热的形式表现出来，仅有约30%的能量以光的形式表现出来，当输入功率愈高时产生的热量愈多，从而需要更多的散热组件，此将导致LED 成本提高、可靠性降低。近年来，为了提高发光效率，研究人员在提升LED 内量子效率及光提取效率方面做了大量的研发工作，提出了PSS 衬底外延片、粗化外延表面、金属健合剥离、倒装芯片结构、垂直芯片结构等技术，使得LED 发光效率得到了大幅提升。目前，欧美等地区量产白光LED 芯片的发光效率已可达到130-140 lm/W，我国台湾地区平均为110-120 lm/W，我国大陆地区近年来与国际厂商差距逐渐缩小，目前量产白光LED 芯片的发光效率平均已可达到90-120 lm/W。

    据美国半导体照明技术路线图预测，2015 年白光LED 产品量产的发光效率将达到150lm/W，并将在各领域得到大规模应用，与此同时，LED 的成本也将大幅降低。根据美国能源部的预测，白光LED 封装的每千流明成本将从2009年的25 美元降至2015 年的2 美元，平均每年的成本下降在30%以上。亚洲尤其是中国大陆的外延芯片厂商在推动成本降低方面将更具竞争优势。

    除发光效率及单位成本外，在LED 显示屏、背光源等应用领域，LED 芯片的光衰、亮度、色度一致性、抗静电能力以及耐候力也是关系LED 应用的关键技术指标。从用户体验及经济性考虑，降低光衰、保证芯片的均匀性、提高芯片抗静电能力以及在恶劣环境下的可靠性也是LED 外延芯片行业技术发展的重要方向。

    三、LED 外延芯片行业的进入壁垒

    1、技术壁垒

    LED 外延生长及芯片制造过程需要多项专门技术，涉及光学、电学、材料学、表面物理、检测技术、光刻技术等多专业学科知识，以及物理分析、结构设计、参数设置、设备调控等多个生产环节，生产过程中需调控的工艺参数多达百余个，这不仅需要深厚全面的理论知识，更需要长期的实验测试及海量的实验数据作为基础。尤其在LED 外延生长过程中，MOCVD 设备在温区设置、变温变压过程调节、生长速率控制、自动化程度、载气与气源配比等方面需要与外延生长技术精确匹配，且每台MOCVD 设备由于自身固有差异在工艺参数设置上均有所不同，需要长期的生产经验作为指导，对于技术人员的知识背景及操作经验积累提出了很高的要求。因此，新进入企业很难在短时间内开展LED 外延片及芯片的批量化生产。

    2、工艺管理壁垒

    LED 外延生长及芯片制造过程属于精细生产过程，需要严格的工序流程管理及生产控制。LED 下游产品对于芯片的生产良率要求很高，在批量生产时，少量芯片的不合格将会导致终端产品的整体报废，因而对LED 芯片的稳定性及可靠性提出了较高的要求。在规模化生产的同时确保芯片质量稳定，并能有效控制成本的工序流程管理，须通过长时间、规模化生产经验的积累。因此，产品制

    3、规模壁垒

    LED 外延芯片行业前期投入大，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。同时，下游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。新进入的企业缺乏规模化生产管理的经验，难以在短时间内形成成本、规模方面的优势，因此构成进入壁垒。

    4、品牌壁垒

    LED 芯片质量是决定LED 终端产品的关键因素，因而下游厂商对LED 芯片供应商所提供的产品可靠性和稳定性要求很高，LED 芯片产品通常需要半年以上的认证过程才能最终被下游厂商所接受，而下游厂商选定供应商后也会形成一定的稳定性和延续性，通常不会轻易变动。现有的主流外延芯片厂商有着良好的品牌声誉，并通过与下游厂商建立长期合作关系保证稳定的供销关系，新进入的公司必须要能长时间稳定和批量化地提供高质量的芯片才能获得下游厂商的认可。因此，在激烈的市场竞争中，LED 外延芯片厂商的品牌和市场声誉对新进入者形成一定的壁垒。

    5、资金壁垒

    LED 外延生长及芯片的生产需要购买昂贵先进的生产设备，且每个制造环节涉及诸多工序，均需专业甚至定制的设备及测试仪器。例如用于外延生长环节的MOCVD 设备单台售价需人民币1000 至2000 万元，加上辅助设备、洁净厂房等，建立一条上规模的LED 外延片生产线通常需要数亿元资金，因此资本进入门槛较高。此外，LED 外延芯片行业作为新兴的高科技行业，技术进步日新月异，公司需要持续大规模的研发投入以保证技术更新及产品升级，从而巩固公司在市场中的竞争力。因而，LED 外延片及芯片制造所需资金投入较大，也对行业新进入者构成较高壁垒。