led(light emitting diode)又称发光二极管,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。其同时具备了半导体属性和照明属性。
led芯片由外延片制作而成,而外延片是衬底(红黄光衬底为gaas、蓝绿光衬底为蓝宝石)放入mocvd后,再通入iii、ii族金属基化合物(甲基或乙基化物)蒸气与非金属(v或vi族元素)的氢化物(或烷基物)气体,在高温下,发生热解反应,生成iii-v或ii-vi族化合物沉积在衬底上,生长出一层厚度仅几微米的化合物半导体外延层。长有外延层的gaas片也就是常称的外延片。外延片经芯片加工形成内部电路后,通电后可发出单色光,如红色光、黄色光等。不同的材料、不同的生长条件以及不同的外延层结构均可改变发光的颜色和亮度。
led芯片产业上中游行业格局进一步集中化
led行业具有较长的产业链,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,其中led外延生长与led芯片制造环节是全产业链的关键环节。产业链上游为材料、设备,中游为外延片生长、led芯片制造,下游为led封装及led应用。以蓝绿光为例,蓝宝石圆片做衬底、mo源(金属有机氧化物)和气体(砷烷、磷烷、氮气等)通入mocvd设备,通过化学气相沉积反应,生长外延片,对led外延片做电极,用激光机切割为芯片,封装后用于照明、背光、显示等各个领域。
led芯片产业上中游行业格局进一步集中化。利用规模优势和资本手段,大规模扩产并进行有效的并购整合,进一步巩固了其地位。而在同质化的竞争下,小企业在成本上升和价格下降的双重压力下,微薄的利润已经难以支撑日常运营,关、停、并、转时有发生。在*的竞合下,基本形成了两大相对独立的阵营;一个是以芯片三安光电为首的阵营,下游的合作厂商有天电、信达,另外聚飞、国星、鸿利、瑞丰等也是其战略合作伙伴;另一个阵营就是以封装巨头木林森为首,其上游通过资本方式捆绑了华灿光电、澳洋顺昌,另外晶电的产能也保障了其海外出口时的问题。
中国led芯片产业链
来源:沙利文研究院绘制
led通用照明市场需求持续增长驱动上游增长
当前led市场中下游企业库存较低,下游行业景气将带来库存补充,从而拉动上游芯片企业出货。led通用照明市场稳定增长,未来随着各个对led照明的不断推广,选用更优光效的led灯将是行业发展主流。led将会作为主流光源应用在照明的各个领域。尽管led照明产品出货量渗透率超过50%,但按照在用量来计算,目前渗透率依然有提升空间,led照明市场发展潜力犹在。
2018年中国led照明的渗透率已超过40%,15瓦以上白炽灯在中国大陆已经被禁售,led照明终端价格已经接近甚至低于节能灯,沙利文预计2019年至2023年中国led照明渗透率将快速提升至70%以上。当前led照明渗透率仅为20-30%,并且中国led产能占比逐渐提升,在庞大潜在市场空间以及中国企业强大生产能力下,预计2019年至2023年led照明行业将继续快速增长,年增长率将稳定在20%以上。
led通用照明行业市场渗透率(在用量),2014年至2023年预测
来源:fsteam软件采编,沙利文数据中心编制
led显示升级带动小间距led市场
小间距led显示屏指像素间距在2.5毫米(p2.5)以下的led显示屏,主要包括p2.5、p2.0、p1.8、p1.5等led显示屏产品。小间距led发光原件仍为led,但其单个发光单元之间的间隔缩短至毫米尺度。小间距led显示屏的诞生主要就是为了解决led屏“入室”的问题。在缩小了像素间距,拉近了可视距离,解决了低亮高灰等问题后,小间距led屏逐渐加速渗透,目前在控制室、指挥调度室、演播室、主题公园、舞台背景等大幅面视频墙领域已经有成熟的应用了,快速替代led和dlp拼接屏。
led显示升级,小间距、miniled、microled未来市场规模巨大。随着成本大幅下降以及显示效果持续提升,小间距led显示屏行业呈爆发性增长态势,且供不应求。2015年以前,小间距led主要用于政府、军用、广电等专业领域,随着制造工艺技术的进步和成本的下降,逐渐应用至演播室、会议中心、博物馆文物展示、机场、企业以及商业场所,小间距led市场自2015年进入爆发式增长,已经具有一定规模且未来增速可观,沙利文预计2019至2023年小间距led市场规模复合增长率达52.2%,对led全行业增长有明显拉动作用。
及中国小间距led市场规模,2014年至2023年预测
来源:fsteam软件采编,沙利文数据中心编制
适应led显示领域新技术应用为行业发展趋势
micro led是基于微小的led晶体颗粒作为像素发光点,采用的1-10微米的led晶体,实现0.05毫米或更小尺寸像素颗粒的显示屏。micro led是一种全新的显示技术,应用广泛的领域是微显示器件的研究和制作,涵盖了微型投影仪、头戴显示器、可穿戴设备、手机显示屏、大型屏幕、扩增实境/虚拟实境、汽车仪表盘等多个应用领域。
micro led指代led微缩化和矩阵化技术,在一个芯片上集成高密度微小尺寸的led阵列,使其体积约为目前主流led大小的1%,可视为微小化的led。在microled显示产品中,每一个像素点都是一颗led芯片,会成倍放大需求端空间,让众多led芯片厂商产能迅速消化。micro led每一个像素均能够定址、单独驱动发光,将画素点矩阵由毫米级降低至微米级,可单独点亮,画质、亮度、反应速度与省电方面表现,被称为是能与oled抗衡的新型显示技术。
从产业化进度来看,目前micro-led技术产业化有较大不确定性,而屏幕越小,产业化难度越低,如oled先在小屏幕领域的手表和手机获得大规模应用。随着技术和成本瓶颈的逐渐突破,苹果等大型厂商将在apple watch等产品中投入micro led显示技术,micro led显示器市场有望从2019年开始快速成长。micro-led的产业化进程将从智能手表、虚拟现实和可穿戴设备等小屏幕显示领域开始,并加速其技术与供应链的成熟,从而拓展到汽车显示器、汽车仪表、vr设备等中屏幕显示领域,再而拓展到智能手机、电脑、电视等大屏幕显示领域。
沙利文合伙人、市场战略规划副总裁兼中华区总裁王昕博士指出,2014年以来led芯片的产能明显过剩,led芯片的价格被不断压低、利润空间被挤压等导致企业亏损;2016年led芯片行业供求迎来转折,厂商关闭部分产能并进行价格调涨,行业供给过剩的格局被打破。led芯片企业在经历上一轮扩产的损失后,在新一轮扩产周期中将会更加理性和有序,驱使未来几年led芯片行业的整体供求关系维持平衡状态,中国led良好的供求关系驱动led芯片行业良性发展。
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