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中国LED行业研究报告

   日期:2019-03-27     评论:0    
核心提示:  第一章LED 简介 第一节LED 的原理 第二节LED的特点 第三节LED的分类 第四节LED的产业链构成 10第二章LED 整体行业状况与政策

  第一章LED 简介 第一节LED 的原理 第二节LED的特点 第三节LED的分类 第四节LED的产业链构成 10第二章LED 整体行业状况与政策 13第一节 世界各国LED 发展战略 13第二节 LED 全球市场概况 16第三节 全球主要国家LED 市场应用情况 18第四节 中国大陆LED 市场概况 中国大陆LED市场现状 我国LED产业发展机遇 20第三章 LED 产业上游概述 22第一节 衬底(基板)材料 23一、衬底(基板)简介....................................................................................... 23 二、衬底(基板)的供应 25第二节 MOCVD 设备 25第三节 外延与芯片 27一、LED 外延片 LED芯片 29第四章 LED 产业中游概述 33第一节 LED 封装简介 33第二节 全球封装产业市场概况 35第三节 我国LED 封装产业的现状及未来 37第五章 LED 产业下游概述 38第一节 LED 应用市场概述 一、世界LED应用市场分析 38二、中国LED 应用市场分析 41第二节 LED 背光源应用市场 42一、手机背光源 44二、笔记本(NB)背光源 45三、液晶电视(LCD TV)背光源 47第三节 LED 照明应用市场 48一、各国政策支持 49二、国际LED 照明市场 50三、中国照明市场 51第四节 LED 显示屏应用市场 52第五节 LED 汽车灯应用市场 54第六章 产业链竞争格局分析............................................................................................ 57 第一节 全球产业格局 58一、全球LED 三大阵营....................................................................................... 58 二、国际LED 厂家 60三、国际重点厂家概况....................................................................................... 61 第二节 大陆LED 企业总体格局 63一、企业概况 63二、地域分布 65三、我国LED 企业特点....................................................................................... 66 四、我国LED 产业存在的主要问题 67第三节 国内LED 芯片企业 68第四节 国内LED 封装企业 71一、国内封装企业的特征与产业布局分析 71二、主要封装企业 72第五节 国内LED 应用领域企业 76第六节 配套产业链企业 第一章LED 简介 第一节 LED 的原理 LED(Light Emitting Diode),发光二极管,简称LED,是一种能够将电能转化为可 见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。 发光二极管的核心部分是由P 型半导体和N 型半导体组成的晶片,在P 型半导体和 型半导体之间有一个过渡层,称为P-N结。在某些半导体材料的PN 结中,注入的少 数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转 换为光能。PN 结施加反向电压时,少数载流子难以注入,故不发光。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED 阳极流向阴极时, 半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。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。 自1962 年第一个可见光LED 光源问世以来,发生在LED 器件设计、半导体材料 以及半导体制造等领域的技术进步推动了 LED 技术日趋成熟。如今 LED 光源性能无 论在发光光效还是光谱覆盖范围上都显著提高,为LED 在日常生活中得到广泛的应用 打下了坚实基础。 制造LED的材料不同,可以产生具有不同能量的光子,借此可以控制LED 所发出 光的波长,进而使得LED 可以发出不同颜色的光。LED 发出的红、绿、蓝光线根据其 不同波长特性和大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、翠绿、蓝绿、 纯蓝、蓝紫等,其中橙红、黄绿、蓝紫色价格较纯红、纯绿、纯蓝便宜很多。 尽管目前在室内照明领域的应用还没有大规模展开,但是半导体照明已经在很多领 域得到了广泛的应用。如各种仪器仪表的指示光源、装饰照明(景观、家居、休闲、商 用装饰)、汽车等各类交通工具照明、交通信号显示、背景显示、电子屏幕、军用照明 及旅游、轻工业产品等。 第二节LED的特点 LED 的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源,它有着广泛的用途。 其特点与优势主要体现在如下几个方面: 节能:半导体照明采用直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06 瓦),电光功率转换接 近100%,相同照明效果比传统光源节能80%以上。LED 固态照明被认为是21 世纪的 照明新节能光源,因为在同样亮度下,半导体灯耗电仅为普通白炽灯的1/10,而寿命却 可以延长100 环保:相对于白炽灯照明,LED光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没 有辐射,是冷光源,可以安全触摸。相对于节能灯,LED 不含汞元素,是典型的绿色照 明光源。 寿命长:LED 是固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在 灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6 万到10 万小时,相当于白炽灯 的100 多变换:LED光源可利用红、绿、篮三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜 色具有 256 级灰度并任意混合,即可产生 256256256=16777216 种颜色,形成不 同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。信息化:与传统光源单调的发光效果相比,LED 光源是低压微电子产品,成功融 合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌级,灵活多变的特点。 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,非常小,非常轻。 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。 LED 节能灯与传统照明对比 产品 能耗 环保 安全 含铅等有害物质易碎高热 20%含贡、铅等有害物质 易碎高热 50%含贡、铅等有害物质 易碎高热 5000LED 节能 90%无有害物质,无污染 不易损坏 30000第三节LED 的分类 1、按发光管发光颜色分 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。 2、按发光管出光面特征分 按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。 圆形灯按直径分为φ 2mm、φ 4.4mm、φ 5mm、φ 8mm、φ 10mm及φ 20mm等。 3、按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封 装等结构。 4、按发光强度和工作电流分 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 10~ 100mcd 间的叫高亮度发光二极管。一般LED 的工作电流在十几mA 至几十mA,而低 电流LED 的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。 除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。 10 第四节LED 的产业链构成 LED 产业在全球已经形成了一套完整的产业链,中国台湾、日本、韩国的企业数 量众多,主要集中在衬底、外延/芯片以及封装领域。具备实力从事LED 产业链上全业 务的公司较少,主要是美国、日本及韩国的龙头企业。 LED 的产业链包括衬底制作、外延生长、芯片制造和封装与应用,一般将衬底制作 和外延生长视为 LED 产业的上游,芯片制造为中游,封装与应用为下游。其中外延和 芯片是关键上游是先从单晶作为成长用的基板,再利用各种的外延生长法(如 LPE MOCVD、MBE 等)做成外延片,把这些外延片送给中游制作电极,进行平台蚀刻后切 割外延片,最后再将外延片崩裂成单颗芯片,中游再把芯片交给下游封装,封装完成的 LED 成品依各种市场需求包装成各种应用产品,如指示灯、数字显示器、点矩阵显示 器、红外线发射器等产品。 11 制造LED 芯片所用的衬底材料通常是高质量的蓝宝石或碳化硅、GaAs,是外延生 长出各种复合半导体的晶种。当前,在 GaAs 衬底上生长 AlInGaP 是一项相对成熟的 技术,预计未来GaAs 衬底仍会是衬底材料可靠的选择。而蓝宝石衬底由于在大尺寸衬 底上良好的性能,随着厂商不断努力向大尺寸衬底工艺发展,将逐步占据更大比重。 外延生长是LED 制造的关键技术,目前普遍采用金属有机化学气相沉积(MOCVD) 方法实现。通常厂商在购买设备完成安装后,都会对机器进行调试以达到最优的产出率 与性能。由于 MOCVD 设备非常复杂,每片晶圆的结构不尽相同,生产过程具有一定 的制造变异性,会导致良品率下降,厂商因此需要对LED 芯片进行分选。 外延生长完成后,在外延晶片上进行光罩蚀刻及热处理而制作出 LED 两端的金属 电极,接着将衬底磨薄、抛光后,切割为细小的LED 芯片。LED 芯片的生产过程就是 把外延片生产成单个 LED 芯片的过程,这一过程主要是由金属蒸镀、金属电极制作、 衬底减薄、抛光、划片等一系列集成电路制造工艺组成,最后再经过测试和筛选,根据 芯片的性能进行分类。LED 芯片生产技术主要体现在芯片制造这一系列流程上的工艺技 术,工艺技术的高低直接影响到芯片的质量和成品率。 芯片封装即将芯片粘贴并焊接导线架,经由测试、封胶后,封装成各种不同的产品。 白光 LED 芯片还需要在密封胶内注入磷才能产生白光。原则上芯片越小、封装的技术 难度越高。芯片封装方式根据产品用途不同变化很大。 12 封装后的产品经过测试、分选,装配进分系统供照明器材使用。照明器材(如信号 灯、屏幕、商用或民用照明设备)除了 LED 芯片外,还包括其它的光学器件、LED 动电路等。产品经过经销商销售,照明设计工程师、建筑师设计后,最终提供给终端用户使用。 上游衬底制作和外延生长具有技术和资本密集的特点,有能力从事的企业数量最少。 上游既是技术进步的瓶颈,也是整个 LED 产业发展的关键,在上游优势企业资源比较 集中,同时利润率也较高。芯片是 LED 的核心组件,芯片的亮度、均匀性、稳定性、 光衰等指标直接影响着终端产品的质量;中游芯片制造对技术和资本的要求较高,参与 竞争的企业数量相对较少。下游封装与应用的进入门槛相对较低,参与其中的企业数量 最多,由于LED 应用领域的不断延伸,市场规模不断扩大。 LED 产业上下游各环节差异很大。上游产品技术难度极高,具有高难度、高投入、 高风险的特点,在某些环节技术难度极大、工艺精度要求极高、对技术和设备的依赖极 强;中、下游的应用进入壁垒很低,缺乏核心技术。封装技术经过了40 年的快速发展 已经非常成熟。封装设备包括焊线机、分选机的价格也大幅下降,各种配套(如环氧树 脂、金丝、支架、荧光粉等)产品的价格也已不高。应用主要指灯具制造和控制系统, 基本不存在技术难度。技术更多地体现在系统设计、结构设计、散热处理以及二、三次 光学设计等。 故整个产业链中 外延片与芯片是关键,约占行业 70%利润,LED 封装约占 10-20%,LED 应用约占 10-20%。 13 第二章LED 整体行业状况与政策 第一节 世界各国LED 发展战略 在全球能源危机、环保要求不断提高的情况下,低功耗、长寿命的半导体照明已被 世界公认为一种节能环保的重要途径,并已开始大量应用于城市景观照明、道路照明及 14 家居照明,LED 照明企业也不断增多,行业年产值迅速膨胀,成为各国振兴经济重点 发展领域。 目前,LED 在指示、显示领域的技术基本成熟,已得到广泛应用;在中大尺寸背 光源领域的技术日趋成熟,市场占有率逐步提高;在功能性照明领域的技术刚刚起步, 处于试点示范阶段。此外,医疗、农业等特殊领域的半导体照明技术方兴未艾。 全球 LED 产业格局为亚洲、美国、欧洲三足鼎立,世界主要厂商分布在美国、日 韩、欧盟等地。他们拥有核心技术和专利,在 GaN 基蓝光 LED、白光 LED 等技术上 处于领先地位。目前,日本全球第一,台湾第二。欧盟主要靠飞利浦和OSRAM。日本 主要靠日亚化学、东芝、昭和电工、夏普、西铁城、丰田合成,其中只有日亚化学以 LED 为主业。美国主要是CREE。由此造成全球LED 高端产品市场集中度较高,Cree、 Philips LumiLeds、Osram、Nichia、Toyoda Gosei、Seoul Semiconductor 等LED 制作大 厂垄断了高端产品市场。 几大大企业之间通过交互授权避免专利纠纷,其它企业则通过获得这些企业的单边 授权避免专利纠纷,几大企业各具优势,但都专注于各自领域的高端市场,其它企业则 角逐中高端、中低端乃至低端市场,构成产业的中心外围格局。 15 美国、日本、欧洲、韩国、我国台湾地区在不同领域具有较强优势,全球产值年增 长率保持在20%以上。全球主要国家政府对半导体照明予以高度重视,相继推出半导体 照明计划,已形成世界性的LED 照明技术合围突破的态势。 日本于1998 年在世界率先开展“21 世纪照明”计划,旨在通过使用长寿命、更薄更 GaN高效蓝光和紫外 LED 技术使得照明的能量效率提高为传统荧光灯的两倍, 减少 CO2 的产生,并在 2006 年完成用白光发光二极管照明替代 50%的传统照明。该 计划由日本金属研发中心和新能源产业技术综合开发机构发起和组织,参与机构包括4 所大学、13 家公司和一个协会。整个计划的财政预算为60 亿日元。整个计划分为5 主要领域进行,即在衬底、外延片、制造装置、LED光源和LED 应用。该计划的技术 路线图,其核心在于高质量材料的生长,高功率管芯的制备以及高效率白光荧光粉的获 得。计划解决的问题包括:GaN 基化合物半导体发光机理研究;UVLEDs 外延生长方法 的改进;大尺寸同质衬底生长;开发近紫外激发的白光荧光粉,实现使用白 LED 明光源。美国 2000 年制定的“下一代照明计划”被列入了能源法案,计划从 2000-2010 投资5亿美元,用LED 取代55%的白炽灯和荧光灯。LED 照明技术的发展目标是:发 光效率将分阶段从2002 年的25lm/w提高到2007 年75lm/w、2012 年的150lm/w和2020 年的200lm/w,发光成本将从2002 的200 美元/千流明降低到2007 年的20 美元/千流明、 2012 美元/千流明。LED照明在2007 年开始渗透进入 白炽灯照明市场、2012 年进入荧光灯照明市场,而大量取代白炽灯和荧光灯将分别在 2012 2020年。预计到 2025 年,固态照明光源的使用将使照明用电减少一半,每 年节电额达350 亿美元,形成一个每年产值超过500 亿美元的半导体照明产业市场。 欧盟于2000 月实施彩虹计划(Rainbowproject brings color LEDs),设立执行研究总署(ECCR),通过欧盟的BRITE/ EURAM-3 program 支持推广白光LED 用。历时42个月的彩虹计划主要推动两个重要的市场增长:一是高亮度户外照明,如 交通信号灯,大型户外显示牌,汽车灯等;二是高密度光碟存储,如用于多媒体环境。 16 第二节 LED 全球市场概况 在过去的5 年里,全球 LED 市场处于快速增长阶段,到 2008 年底,全球 LED 场销售的总规模达到了89.2亿美元,比2007 年增长了11.8%。尽管受到金融危机影响, 2008 年全球LED 市场增长率较2007 年有所下降,但与其他电子器件及集成电路产品市 场的个位数甚至负增长相比,仍然保持了两位数以上的快速增长。未来随着高亮度LED 在景观照明、汽车车灯、大尺寸LCD 背光源、LED 路灯等应用领域的驱动下,市场还 将加速成长。 以应用来看,未来便携式DVD 光驱和车载导航系统使用的5~10 英寸液晶面板用 背光、笔记本计算机使用的10~17 英寸液晶面板用背光、汽车头灯光源使用的白色LED 都将成为该市场增长的动力。而 2008~2009 年,LED 市场增长速度虽然迟缓,但在此 之后,新推动力的效果将会趋于显著。 美国市场研究公司Strategies Unlimited 表示,LED 车头灯将加速替代传统产品。随 着供电视和笔记型计算机等大尺寸液晶显示器背光源用途,以及汽车、室内照明用途等 需求不断扩大,全球LED 市场也不断扩大,2006~2012 年全球LED 市场销售额复合增 长率约为14.6%,预计2010 年市场规模将达123 亿美元。 目前来看,全球 LED 在现有应用领域的供需基本平衡,但考虑到技术的进步会大 大降低产品的成本,继而导致价格降低,这样潜在的需求空间将会被打开,以现有产能 17 增速计算,将有可能出现供不应求的局面。日本富士Chimera 综合研究所发表了全球白 色LED 市场调查报告,预计该市场规模在2010 年将达到3502 亿日元(约合人民币280 亿元)、年产量为156 亿7820 根据PIDA 统计,近年来台湾 LED 产业的产量稳坐世界第一。2008 年台湾 LED 上游龙头厂晶电的蓝光 LED 月产能达到近 亿颗,2009年可望上看 12 亿颗,随着产 能持续提升,到了2010 年,光是晶电的月产能就有可能接近16 亿颗,大陆估GaN LED 出货量的目标为16 亿5,000 不过从产值来比较,日本仍稳居世界第一,全球市占率达37.1%,2008 年日本的 LED 产值为33 亿美元,2005~2008 年的年均复合增长率为4.8%;2008 年台湾地区的 LED 产值达到22 亿美元,2005~2008 年年均增长22.4%。中国大陆最近几年国内市场 将保持30%以上的增长速度。其中高亮度LED 器件增长率超过50%,高亮度芯片的增 长速度超过100%。中国大陆2008 年LED 照明总产值近700 亿元,其中芯片产值19 元,封装产值185亿元,应用产品产值450 亿元。 18 第三节 全球主要国家LED 市场应用情况 1、日本:LED 产业领域的传统霸主 日本是 LED 产业领域的传统霸主,其在 LED 市场中最大的优势在于技术领先。近 年来,日本在大力提升LED 产品技术的同时,也积极发展LED 在照明市场中的应用。 随着LED 发光效率超过100lm/W,2010 年前后LED 照明将逐步进入以商业设施为中心 的应用市场,并逐步得到普及。而对于办公室照明和住宅领域的照明,预计随着光质的 逐步改善,2015 年前后,LED 照明有望得到普及。 2、美国:专利技术居于产业链高端 LED 产业在专利和技术方面,居于产业链高端。2008 年美国市场在全球的比重为 17.6%,排名第二。相比于日本的LED 路灯的应用力度,美国更多的是在景观照明和装 饰方面。除此之外,由于 LED 本身具有光指向性,又可设计在层架板下方,使冷藏柜 内照度更均匀,近年来有扩大取代传统荧光灯管,被应用到冷藏/冷冻柜低温照明系统 之势。 随着美国“国家半导体照明研究计划”进入尾声,美国能源部在2007 年底颁布法令, 规定从2012 月间,美国要逐步淘汰40W、60W、75W及100W白炽灯泡,以节能灯泡取代替换,届时 LED 节能灯在美国照明市场的应用将得到广泛普 3、欧洲:LED企业在照明市场实力较强 LED 企业在照明市场中都具有较强的实力,2008 年欧洲 LED 市场在全球占比为 16.9%,排在第三。在欧洲,除传统的景观照明外,欧盟委员会决定在2011 年前各种新 型的机动车配置专门的日行灯,LED 在汽车中的应用将更加广泛。相比日本和美国,欧 洲在半导体市场照明方面也有很快的发展,欧盟将于2009 统灯泡,2012起禁用所有瓦数的传统灯泡,因此,可以预计LED 节能灯在欧洲市场将 预先启动。 4、中国:多重应用全面开花 19 我国LED 市场规模稳步增长,下游应用潜力巨大。中国作为全球最大的电子产品生 产基地,LED 市场规模位居全球首位,2008 年市场份额约占全球的 27.7%。目前,中 国LED 已经从最初仪器仪表的指示灯像高端市场迈进,2008 年,中国显示屏用LED 成为最大的应用市场,进入2009年,国庆60 周年庆典以及上海世博会对户外显示的需 求进一步加大了LED 在显示屏市场的需求。 2008 年以来,随着LED 在NB 和LCD TV 背光领域的快速渗透,LCD 面板背光用 LED 市场也获得很快发展。2009 年国内LED 市场规模达215 亿元,预计2010 年可达 279 亿元,增幅为30%。从增长趋势看,国内LED 市场已经由启动阶段向快速发展阶 段过渡,预计2012 年以后市场规模年复合增长率有望达到60%以上。此外,国家还出 台相关政策鼓励半导体照明市场的发展,预计接下来的几年,照明领域将成为中国LED 市场增长的重要驱动力。 第四节 中国大陆LED 市场概况 中国大陆LED市场现状 中国LED 市场涵盖广泛的应用领域,其中包括LED 显示、街道照明、普通照明、 交通信号灯、用于手机键盘的闪光灯和数码相机以及用于液晶电视、笔记本电脑和其它 显示应用的大尺寸液晶面板。在整体半导体产业出现衰退的环境下,2009 年包括衬底、 外延、芯片、封装在内的中国LED 产业却实现了220 亿元的产值,与2008 年相比,产 值规模增速达12.6%,在整体行业不景气的2009 年实现了逆势增长。 20 预计到2014 年,中国大陆LED 营收将达到71 亿美元,较2009 年的34 亿美元有 所提升,并且,复合年均增长率(CAGR)为12.8%。尤其超高亮度LED 市场将会迅速 增长,到2014 年,该市场将会达到18 亿美元,较2010 年的6.86 亿美元有所提升。 中国LED 产业覆盖了从上游材料、外延(Epitaxy)、芯片、封装到应用的整个链条 空间布局广,企业数量众多,但具有较强竞争力的主要是下游的封装环节。2009 内LED封装产值约204 亿元,成为全球最大的封装地区;但上游芯片生产产值仅23 元,且主要是中低端的小功率产品,但年复合增长率也达30%。其中 85%以上的 LED 企业分布在珠三角、长三角、北方地区(北京、天津、大连等)、江西及福建地区。据 统计,目前中国有LED 外延及芯片企业62 家,LED 封装企业1000 多家,LED 应用类 企业接近2000 我国LED产业发展机遇 从中国LED 产业未来发展的机遇来看,主要以下几个有利因素。 一是市场需求推动技术快速进步,生产成本大幅下降,LED 在照明市场的应用十分 巨大。2009 年世界各国都在推广LED 照明,目前LED 照明已经在车用照明领域和街道 照明、楼道照明等领域获得全面应用和推广。在市场的吸引和推动下,LED 技术进步的 步伐在不断加快,产品性价比在逐年提高,生产成本却以每年30%的速度下降,这极大 的缩短了 LED 照明灯具替代传统灯具的周期。同时随着 LED 背光从中小尺寸 LCD 21光向大尺寸LCD 背光领域发展,预计随着液晶电视的普及以及大尺寸LED 背光的广泛 应用,其市场需求也将出现较大幅度的增长。 二是全球产业加速向新兴国家和地区转移。随着LED 市场的不断发展,LED 企业 数量快速增加,企业竞争压力不断加大。为了提升自身竞争力,全球 LED 产业转移出 现了新的趋势。处于产业链高端的日本、美国、欧洲和产业链中下游的中国台湾地区、 韩国,逐步将相关产业链环节向中国内地和马来西亚等地转移,这为中国发展 LED 业提供了新机遇。三是国家对LED 产业的发展将会持续扶持,LED 作为下一代绿色光源的首选产品, 国家必然会持续扶持 LED 产业的发展。中国地方政府补贴至少是其成本的 70%,或平 均补助150 万美元,用于购买MOCVD 设备。据iSuppli 公司的乐观估计,从2010 2012年,源自于政府的这种激励措施将激发 35 亿美元的花销,主要用于中国 LED 应商的LED相关生产设备。这部分花销将有助于中国LED 供应商来克服目前所面临的 技术障碍,包括知识产权保护意识、生产设备和LED 外延片的缺乏。 预计未来在国家各部门 LED 产业和市场推动政策陆续出台和实施的推动下,国内 LED 市场需求将持续扩大,从而带动中国 LED 产业的快速发展。2010 LED产业规 模将达246.3 亿元,增长率为11.8%,未来三年,中国LED 产业的增速都将在10%以上, 仍将保持较快的速度发展。 22 第三章 LED 上游产业概述 LED 产业的上游主要是衬底材料和外延片生长、芯片加工。该领域技术难度高, 寡头垄断,进入门槛极高。 衬底材料是 LED 照明的基础,也是外延生长的基础。衬底材料主要包括蓝宝石 (AI2O3)、碳化硅(SIC)和硅(SI)。由于材料的性质决定了目前只有蓝宝石和碳化硅两种 材料实现了商业化。蓝宝石和碳化硅光学性能好、化学性能稳定。但蓝宝石硬度很高, 仅次于金刚石,加工过程中工艺难度大、效率很低。碳化硅价格昂贵、机械性能差。硅 存在材料失配引起龟裂、发光效率低、工作电压高、可靠性差等诸多难以克服的困难, 没有商业化。 日本日亚公司主要垄断了蓝宝石衬底的供应,美国Cree 公司是唯一能提供商用碳化 硅衬底的企业。不同的衬底材料需要不同的外延生长技术,从而影响到芯片加工和器件 封装。因此,衬底材料是整个产业链的技术关键,将影响整个产业的技术路线。 外延片生长主要依靠工艺和设备。其设备制造难度非常大,价格昂贵。制造外延片 的主流方法是采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)。国际上只有德国、美国、英国、

 
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