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2017年中国LED 行业概况和行业主要应用市场、发展状况分析【图】

2017年04月14日 13:3410000人浏览字号:T|T

    1 、LED 产业概况

    (1 )LED 简介

    LED 是“Light Emitting Diode”的缩写,中文译为“发光二极管”,是一种新型半导体固体发光器件,当两端加上正向电压时,半导体中的载流子发生复合引起光子发射从而产生光。不同材料制成的 LED 会发出不同波长的光,从而形成不同的颜色。LED 具有能耗低、体积小、寿命长、无污染、响应快、驱动电压低、抗震性强、色彩纯度高等特性,被誉为新一代照明光源及绿色光源。

    LED 作为第四代半导体光源具有如下优点:

    ①光效率高、能耗小:光电转换效率可以达到 50%以上,而白炽灯仅为10%-20%。另外,LED 单体功率一般在 0.05-1W,通过集群方式可以量体裁衣地满足不同的需要,降低能耗,以其作为光源,在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的 1/8-1/10。

    ②寿命长:光通量衰减到 50%的理论寿命是 10 万小时。

    ③可靠耐用:没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件,非正常报废率很低,维护费用低廉。

    ④应用灵活:体积小,可以平面封装,易开发成轻薄短小的产品,做成点、线、面各种形式的具体应用产品。

    ⑤安全:单位工作电压大致在 2.8-5V 之间。

   ⑥绿色环保:废弃物可回收,没有污染,不含汞,在生产和使用中不会因为破裂导致有毒金属污染环境。

    ⑦响应时间短:适应频繁开关以及高频运作的场合。

    (2 )LED 产业链

    LED 产业链包括 LED 衬底制作、LED 外延生长、LED 芯片制造、LED 封装和 LED 应用五个主要环节,一般将衬底制作、外延生长和芯片制造视为 LED 产业的上游,封装视为中游,应用视为下游。LED 外延生长与 LED 芯片制造环节是全产业链的关键环节。

LED 产业链

    LED 衬底的主要功能是承载,是生产外延片的主要原材料,目前 LED 衬底材料主要有四种,分别是蓝宝石、SiC、Si 及 GaAs,其中蓝宝石、SiC 及 Si 应用于生产蓝、绿光 LED,GaAs 应用于生产红、黄光 LED。

    LED 外延生长是指在 LED 衬底上利用各种外延生长法如气相淀积法、液相淀积法和金属有机化学气相淀积法,形成半导体发光材料薄膜从而制成 LED 外延片的过程。外延片的制作对生产设备、技术、工艺、生产管理要求最高,生产工艺最复杂,LED 外延片的品质对下游产品的质量具有重要影响。目前生产高亮度 LED 外延片的主流技术是金属有机化学气相淀积法。

    LED 芯片制造环节首先需根据下游产品性能需求进行 LED 芯片结构和工艺设计,然后通过退火、光刻、刻蚀、金属电极蒸发、合金化和介质膜等工序形成发光二极管结构,通过关键指标测试后再进行磨片、切割、分选和包装。LED芯片制造所涉及的工序精细且繁多,工序流程管理及制造工艺水平将直接影响到LED 芯片的质量及成品率。

    LED 封装是指将外引线连接至 LED 芯片电极,形成 LED 器件的环节。封装的主要作用在于保护 LED 芯片与提高光提取效率。目前,LED 封装基本采用表面贴装、倒装焊等通用的半导体封装结构。

    LED应用环节是针对各类市场需求利用LED器件制成面向终端用户的LED应用产品,如指示灯、显示屏、LCD 背光源、LED 照明灯具等,此环节技术主要体现在系统集成方面,技术面较宽,呈现多样化特征。

    全球范围内,LED 产业链各环节参与企业数量呈金字塔型分布。上游衬底制作、外延生长和芯片制造具有技术和资本密集的特点,参与竞争的企业数量相对较少。上游既是技术进步的瓶颈,也是整个 LED 产业发展的关键,上游企业资源比较集中,同时利润率也较高;中游封装与下游应用的进入门槛相对较低,参与其中的企业数量较多,利润率较低。

    2 、LED 主要应用市场

    LED 被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。根据使用功能的不同,可以将其划分为信息显示、信号灯、车用灯具、液晶屏背光源、通用照明五大类。

    (1 )显示屏应用

    LED 显示屏具有亮度高、视角大、可视距离远、造型灵活多变、色彩丰富等优点,目前主要应用于广告传媒、体育场馆、舞台背景、市政工程等户外领域。

    近年来,随着 LED 芯片材料技术进步和控制技术的不断提升,LED 显示屏综合性价比优势日益突出,使用范围不断扩大,增长速度明显快于传统的单双色显示屏。随着 LED 显示屏应用技术的进步,特别是成本和价格的降低,LED 显示屏的市场潜力被进一步发掘,未来小间距 LED 显示屏将逐步从户外扩展至室内,很可能全面替代现有电视、笔记本电脑、平板电脑的 LCD 拼接屏、DLP 拼接屏技术。2010 年我国 LED 显示屏应用市场产值约为 150 亿元,2016 年我国 LED 显示屏应用市场产值已达到约 548 亿元,此期间年复合增长率达 24.10%,近三年发展增速均保持在 30%左右,是 LED 行业未来发展的重要方向之一。

2010 年-2016 年中国 LED 显示屏应用产值(亿元)

    (2 )背光源应用

    液晶显示屏需使用背光模组作为驱动光源。在色彩显示上,LED 背光可以提供前所未有的色彩还原性,还可以利用 LED 瞬间启动的优势消除普通液晶显示在显示快速移动物体时出现的拖尾模糊现象,画面质量将显著提升;在生产成本上,利用 LED 背光中不同单色灯的瞬间切换,实现场序显色,可以替代液晶显示器中占成本 30%左右的彩色滤光片;在外观上,LED 背光可以使液晶屏幕变得更为轻薄;在使用寿命上,LED 背光具有节能省电的优点,以笔记本电脑为例,通过使用 LED 背光源,电池使用时间可延长 40%以上。LED 背光源具有不可比拟的优势,因而近年来在液晶屏背光源领域得到了广泛的应用。

    2010 年我国 LED 背光源应用市场产值已达到约 160 亿元,2016 年我国 LED 背光源应用市场产值已达到约 520 亿元,此期间年复合增长率达 21.71%。目前,LED 在以手机、平板电脑、笔记本电脑等为主的中小尺寸背光源市场和以液晶电视为主的大尺寸背光源市场渗透率均已达 100%,近三年来发展增速持续降低,此领域未来增长主要来自于各产品出货量的增长。

2010 年-2016 年中国 LED 背光源应用产值(亿元)

    (3 )照明应用

    LED 照明较普通照明具备了节能、响应时间短、使用时间长、绿色环保、色彩可调、节能、寿命长等优势,决定了它是目前最理想的光源。LED 照明应用市场主要可分为户外通用照明、建筑物外观照明、景观照明、交通信号照明、室内空间展示照明、娱乐场所及舞台照明、车辆指示灯照明等。LED 照明市场被认为是未来 LED 最重要且最具发展前景的应用之一。

    早期由于 LED 发光效率较低、使用成本偏高,LED 照明的推广受到制约。近年来随着 LED 发光效率的提升、综合成本的逐步降低,以及政府大力推广节能政策,LED 通用照明迎来超快速发展期,我国 LED 照明市场渗透率短短几年内即由 2011 年的 1%提升至 2016 年的 42%。根据国家半导体照明工程研发及产业联盟数据显示,2010 年我国 LED 通用照明市场产值约 190 亿元,市场渗透率仅为 0.64%;2016 年我国 LED 通用照明市场产值已达到约 2,040 亿元,市场渗透率达到 42%,此期间年复合增长率分别达 48.53%及 100.84%。

2010 年-2016 年中国 LED 通用照明应用产值(亿元)

2010 年-2016 年中国 LED照明产品市场渗透率

    3 、LED 产业发展状况

    (1 )全球 LED 产业快速发展

    LED 产业正处于高速发展期,目前全球 LED 产业可以分为四大地区。一是欧美地区,以通用照明为主攻方向,强调产品的高可靠性和高亮度。二是日本,技术最为全面,无论是通用照明,还是背光显示,都具备很强实力,其发展方向兼顾通用照明、汽车、手机和电视。三是韩国和中国台湾地区,以笔记本电脑显示屏背光、LED-TV 背光和手机背光为主攻方向,出货量大,单价低,毛利低。四是中国大陆,主攻户外显示屏、广告屏和照明灯等领域。近年来,在我国对LED 产业的大力扶持下,我国大陆地区 LED 产业链各环节均得到快速发展,部分国内 LED 企业已达到世界领先水平。

    全球LED市场保持快速增长的态势,主要得益于LED需求在室内通用照明、建筑照明、景观照明、背光源和户外 LED 大屏幕等爆发式增长,在未来 3-5 年,随着技术的成熟和成本的下降,LED 在通用照明领域市场渗透率将进一步提高,在汽车照明、特种照明、小间距 LED 显示屏等应用方向将进一步拓展,这将成为未来推动 LED 新一轮爆发式增长的主要驱动力。

2010 年-2016 年全球 LED 照明市场规模(亿美元)

2010 年-2016 年全球 LED照明市场渗透率

    (2 )我国 LED 产业迅速发展

    我国 LED 产业开始于上世纪 60 年代末,由于当时应用领域较少,产业发展较为缓慢,主要以科研院所或具备科研院所背景的企业所主导,产业化能力较为薄弱。进入 21 世纪,由于我国宏观经济持续增长,国家产业政策的扶持,以及LED 技术的不断突破,国内 LED 产业发展迅速,近年来已形成了完整的产业链,在产业链各环节实现规模化国产。从企业数量和产值来看大致呈金字塔状分布:上游 LED 外延生长与芯片制造环节技术门槛高,设备投资强度大,具有规模化生产能力的企业数量相对较少,且芯片产品尺寸规格小,一家芯片厂商能够为多家封装企业供货,产值占比不到 10%;中游 LED 封装环节劳动密集的特点更为突出,行业集中度较低,竞争激烈,产值占比约为 20%;下游 LED 应用遍布背光源、显示屏、照明、信号灯、仪表等在内的多个领域,参与企业数量最多,产值占比超过 70%。目前国内 LED 已逐渐在通用照明、背光源、景观照明、显示屏、交通信号及车用照明等领域获得了较好应用和推广。2006 年到 2016 年期间,包括芯片、封装及应用在内的 LED 整体产值从 356 亿元增长至 5,216 亿元,年复合增长率高达 28.75%。

2006 年-2016 年中国 LED 行业各环节产业规模(亿元)

2016 年中国半导体照明应用领域分布

    在 2006 年至 2014 年期间,我国 LED 产业处于超快速发展期,除 2012 年外,其他年份产值增速均超过 30%。2009 年,我国各地政府已逐步意识到 LED 产业良好的发展前景,出台了一系列政策大力支持当地 LED 产业的发展,在政策刺激下,长三角地区、珠三角地区和环渤海地区出现了一波 LED 产业投资热潮,2010 年 LED 产业增长幅度达到近十年来的峰值,增长率达 45.10%。2012 年,我国经济增速下滑明显,GDP 增速由 9.5%下降至 7.7%,我国 LED 行业在经历多年超快速增长后,出现了一次短期调整,行业整体产值增长率较 2011 年下降6.92 个百分点,达 23.08%。2013 年下半年,因电视、手机、电脑等产品出货量回升,LED 显示屏需求开始增加,同时 LED 照明需求从 2013 年四季度开始放量,LED 应用需求增加拉动了 LED 全行业景气度回升,开始了新一轮快速增长,2013 年和 2014 年 LED 行业整体产值增长率分别为 34.17%和 36.14%。2015 年我国 LED 照明产品出口增速由上年 69.8%下降至 10.7%,下降 59.1 个百分点),我国 LED 行业发展增速再度出现调整,行业整体产值增长率下降至 21.04%。2016 年,随着我国经济逐步企稳,LED 产业链各环节均稳定了增长趋势,行业整体产值增长率回升至 22.87%。

    由于 LED 在能耗、使用寿命等方面相比其他光源具备明显的优势,LED 在应用方面逐渐替代传统光源、持续扩展应用领域将为行业发展带来动力。由于全球 LED 照明发光效率中位数已在 150lm/w 左右,最高发光效率已研发至303lm/w,显著高于传统白炽灯(15lm/w)、卤素灯(20lm/w)、节能荧光灯(85lm/w)等传统光源,随着发光效率的不断提升、原材料成本下降,规模效应驱使灯具整体成本的持续下降,未来 10 年 LED 照明将成为主流照明光源。2016 年全球 LED照明产品的市场渗透率为 31%,我国 LED 照明产品的市场渗透率为 42%,随着LED 照明产品市场渗透率逐步提高,LED 照明应用市场容量极大。

    此外,虽然 LED 背光源应用市场渗透率已达到 100%,但显示屏应用仍有较大发展空间。LED 显示屏应用目前仍以户外显示屏为主,受我国广告传媒、娱乐文化等行业发展的带动,我国 LED 显示屏应用 2015 年和 2016 年均保持了较好的发展速度,市场规模保持了 30%左右的增长率。未来,随着 LED 封装技术不断进步,封装器件体积逐步缩小,LED 小间距显示屏将逐步从户外扩展至室内,由于具有色彩饱和度更高、分辨率更清晰、一致性更好、使用寿命更长等优势,LED 小间距显示屏将全面替代现有 LCD 拼接屏、DLP 拼接屏等技术。

    在照明和显示屏应用需求持续提高带动下,我国 LED 行业未来仍将保持较快的发展速度,市场前景良好。2017 年我国 LED 行业整体产值有望突破 6,000 亿元,行业发展增速仍将高于20%。

    整体上,近十年间,我国 LED 行业处于快速增长期,期间 2012 年和 2015年出现短期调整,但未改变行业快速发展的趋势。

    4 、LED 产品价格形成机制及趋势

    LED 行业近十几年的发展历程,以行业生命周期理论进行划分,LED行业处于行业生命周期中的成长期。处于成长期的 LED 行业技术进步十分迅速,技术进步促使生产成本快速下降,LED 产品价格呈现快速下降趋势。LED 应用产品价格的下降刺激背光源、照明等终端需求快速提高,LED 应用产品在各应用领域渗透率逐渐提高,带动全行业快速发展;同时,行业的快速发展引来更多的资本参与,行业竞争加剧,需求拉动和市场竞争促使上游 LED 企业加快技术进步,进一步降低生产成本,释放降价空间,从而推动应用产品渗透率提高,由此形成技术进步、价格下降、渗透率提高、产能扩大的行业发展循环。全球 LED照明市场规模从 2010 年的 37 亿美元增加到 2016 年的 346 亿美元,而 LED 灯泡价格(取代 40W 白炽灯)从 2011 年的 45 美元下降到 2016 年不足 10 美元, LED灯泡价格和全球照明市场规模变化趋势可以看到LED产品价格变化对行业发展的刺激作用,如下图所示:

全球 LED灯泡价格变动趋势

    近 10 年来,包括 LED 芯片、封装灯珠、LED 灯泡等 LED 产品价格呈现快速下降趋势,但在特定时段,由于 LED 行业竞争较为充分,产品价格主要由市场整体供需情况决定,同时在一定程度上受原材料价格变动和产品技术性能等因素影响。价格形成机制为 LED 上游企业与下游客户根据市场供需状态、参照各自利润空间情况撮合确定各规格产品价格。

    相关报告:智研咨询发布的《2017-2022年中国LED市场深度调研及投资战略研究报告

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