LED芯片產(chǎn)業(yè)鏈全景解析

發(fā)布者:聯(lián)誠發(fā) 時(shí)間:2021-12-30 14:30 瀏覽量:2047

LED芯片是LED產(chǎn)品的關(guān)鍵組成部分。過去兩年,LED芯片行業(yè)由于產(chǎn)能過剩、普通照明用LED芯片價(jià)格持續(xù)下跌而陷入低潮。而新一代顯示技術(shù)Mini/Micro LED和第三代(化合物)半導(dǎo)體,正在開啟LED芯片行業(yè)新一輪的成長曲線。這些新興高毛利領(lǐng)域憑借著高技術(shù)門檻帶來的高毛利也吸引了眾多LED企業(yè)爭相布局。
    LED芯片行業(yè)表現(xiàn)出較為明顯的周期性,通常4年左右為一個周期長度,行業(yè)景氣度受供需關(guān)系影響。中長期維度來看,LED芯片行業(yè)在“海茲定律”(即LED價(jià)格每十年變?yōu)樵瓉淼氖种唬敵隽髅鲃t增加20倍)的驅(qū)動下整體呈現(xiàn)向上發(fā)展的態(tài)勢。

LED芯片產(chǎn)業(yè)鏈

LED芯片是LED 生產(chǎn)過程中最為核心的環(huán)節(jié)。它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,主要功能是把電能轉(zhuǎn)化為光能,其優(yōu)劣直接影響終端LED產(chǎn)品的性能與質(zhì)量,技術(shù)發(fā)展水平?jīng)Q定了下游應(yīng)用的滲透程度及覆蓋范圍。

LED產(chǎn)業(yè)鏈由襯底加工、LED外延片生產(chǎn)、芯片制造和器件封裝組成。相對于封裝和應(yīng)用環(huán)節(jié),LED芯片受到供需關(guān)系影響較大,毛利率呈現(xiàn)波動特征。LED芯片約占封裝產(chǎn)品成本的65%,終端產(chǎn)品中(以照明產(chǎn)品為例)LED芯片約占總成本的18%。

根據(jù)CSA數(shù)據(jù),LED芯片制造成本中,襯底晶圓占LED芯片制造成本的比例約50%,折舊及其它占到35% , 金屬有機(jī)反應(yīng)源占10%,其它約占 5%。

LED主要襯底材料:藍(lán)寶石

藍(lán)寶石作為LED最主要的襯底材料,占LED芯片襯底市場份額超過95%,其漲價(jià)將直接影響LED芯片的價(jià)格。

藍(lán)寶石是世界上硬度僅次于金剛石的材料,而且從近紫外到中紅外波段均具有很好的透光性,可以作為消費(fèi)類電子產(chǎn)品的窗口材料。

藍(lán)寶石LED襯底的市場需求容易受LED芯片生產(chǎn)領(lǐng)域的MOCVD設(shè)備數(shù)量、產(chǎn)能利用率等因素的影響。

藍(lán)寶石晶片制造流程:

藍(lán)寶石產(chǎn)業(yè)鏈上游是藍(lán)寶石晶棒的生產(chǎn)。藍(lán)寶石長晶環(huán)節(jié)的技術(shù)含量較高、資金需求較大,是最具價(jià)值、進(jìn)入門檻相對較高的環(huán)節(jié)。

產(chǎn)業(yè)鏈中游是將藍(lán)寶石晶棒進(jìn)行切割、研磨、拋光,制成藍(lán)寶石LED襯底或藍(lán)寶石消費(fèi)電子產(chǎn)品等。該環(huán)節(jié)對于加工工藝的要求相對較高,也具有一定的進(jìn)入門檻。

產(chǎn)業(yè)鏈的下游則是使用藍(lán)寶石LED襯底進(jìn)行外延生長、芯片加工或?qū)⑺{(lán)寶石用于消費(fèi)電子產(chǎn)品。

從市場格局來看,全球藍(lán)寶石廠商主要分布在歐、美、日、韓、中國臺灣和大陸。歐、美、日藍(lán)寶石長晶歷史長,技術(shù)領(lǐng)先,偏向產(chǎn)業(yè)鏈上游。

中國臺灣廠商主要涉及藍(lán)寶石加工、PSS處理。韓國依靠政府支持出現(xiàn)STC、Astek等藍(lán)寶石大企業(yè)。

中國大陸LED廠商使用的襯底主要是國內(nèi)廠商供應(yīng),國產(chǎn)襯底占據(jù)70%份額,進(jìn)口產(chǎn)品占比接近30%。

當(dāng)前主要襯底廠商都在擴(kuò)大產(chǎn)能,以適應(yīng)下游不斷增長的需求。同時(shí)國內(nèi)LED芯片廠商也在布局藍(lán)寶石業(yè)務(wù),向上游核心材料滲透,以降低生產(chǎn)成本。

2020年初以來2寸照明白光芯片價(jià)格上漲10-15%,芯片主要的原材料藍(lán)寶石去年4月以來價(jià)格也已上漲50%,有望驅(qū)動LED芯片價(jià)格進(jìn)一步上漲,驅(qū)動景氣提升。

LED產(chǎn)業(yè)鏈及主要公司:

MOCVD設(shè)備:LED芯片生產(chǎn)過程最為關(guān)鍵的設(shè)備

LED外延片的制備是LED芯片生產(chǎn)的重要步驟。

LED外延片的制備目的是在襯底上生成特定的單晶薄膜,MOCVD是LED芯片生產(chǎn)過程中最為關(guān)鍵的設(shè)備,其工藝、技術(shù)極為復(fù)雜,也是LED芯片制造環(huán)節(jié)中最為昂貴的設(shè)備,占據(jù)LED外延芯片幾乎一半的成本。

國際重要供應(yīng)商有美國Veeco、德國Aixtron、日本的Nippon Sanso。日本廠商生產(chǎn)的MOCVD向來是只供應(yīng)日本企業(yè)使用,不對外出口。而美國Veeco、德國Aixtron面臨中國MOCVD企業(yè)的競爭,優(yōu)勢漸失。

從MOCVD設(shè)備的保有量及每年新增量來看,大陸廠商也持續(xù)保持全球前列。

隨著LED產(chǎn)業(yè)開始向UV LED、MiniLED以及Micro LED尋求新的增長動力,MOCVD設(shè)備市場規(guī)模有望迎來新的上升趨勢。Market.us預(yù)測到2028年,MOCVD市場規(guī)模將翻一番,達(dá)到16.38億美元,CAGR為8.5%。

Mini/Micro LED:新型顯示技術(shù)是未來LED芯片的發(fā)展方向

Mini/Micro LED是小間距LED的發(fā)展產(chǎn)物,具有高密度集成的LED陣列,芯片尺寸在微米量級,能夠大幅提高顯示屏幕的分辨率,在亮度、對比度、色彩還原度和節(jié)能等方面都優(yōu)于當(dāng)下的LCD顯示器,具有廣闊的市場前景。

根據(jù)Yole預(yù)測,2022年全球Mini/Micro LED產(chǎn)值合計(jì)將達(dá)到13.8億美元。

MiniLED作為背光時(shí),只是作為光源使用,因此只會用到幾千或上萬個LED芯片(以電視為例),而Micro LED/Mini LED直顯用到的LED芯片數(shù)目則以十萬、百萬計(jì)。更多的芯片數(shù)量對芯片的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)移工藝提出了更高的要求,技術(shù)難度加大、產(chǎn)品重要性進(jìn)一步提升。

相比于傳統(tǒng)LED,MiniLED芯片技術(shù)難度進(jìn)一步加大,無論是作為背光還是直顯,核心難點(diǎn)都在芯片端。

終端廠商更加重視MiniLED芯片的產(chǎn)品認(rèn)證,對產(chǎn)業(yè)鏈的管理也延伸至芯片環(huán)節(jié)。因此和傳統(tǒng)LED芯片是與封測廠商對接相比,MiniLED芯片廠商更多地與終端品牌廠商直接合作。目前蘋果mini LED晶粒已在2020年底開始量產(chǎn)品,受限于良品率實(shí)現(xiàn)季度30-40萬片的出貨量。國內(nèi)MiniLED供應(yīng)鏈也已經(jīng)蓄勢待發(fā),大規(guī)模應(yīng)用也將給上游藍(lán)寶石材料領(lǐng)域帶來新的發(fā)展空間。

LED芯片市場格局

近兩年來LED芯片行業(yè)整體處于下行調(diào)整的背景下,隨著缺乏競爭優(yōu)勢的玩家開始相繼退出市場,LED芯片產(chǎn)業(yè)集中度逐步提高,頭部效應(yīng)也已開始顯現(xiàn)。

LED芯片作為LED產(chǎn)業(yè)鏈中門檻較高的環(huán)節(jié)之一,非可見光產(chǎn)品市場一直被海外企業(yè)占據(jù)。

近年來海外企業(yè)不斷減產(chǎn),LED芯片產(chǎn)業(yè)鏈向中國大陸轉(zhuǎn)移,可見光領(lǐng)域除車頭燈等大功率產(chǎn)品以外,85%的市場正在被國內(nèi)芯片企業(yè)加速占領(lǐng)。中下游的封裝和應(yīng)用環(huán)節(jié)已經(jīng)領(lǐng)先芯片環(huán)節(jié)一步率先向中國大陸轉(zhuǎn)移。

國內(nèi)LED芯片產(chǎn)能這兩年也呈現(xiàn)出逐步向頭部廠商集中的趨勢。經(jīng)過多輪行業(yè)洗牌后,大陸LED芯片廠商也以三安光電、華燦光電、德豪潤達(dá)、澳洋順昌、乾照光電等廠商為主。

根據(jù)高工LED數(shù)據(jù),三安光電芯片份額第1,市占率為27.2%,國內(nèi)主要廠商華燦光電、澳洋順昌、乾照光電等也有較高份額。

三安在湖北鄂州的Mini/Micro LED芯片基地將在今年3月投產(chǎn)。三安去年在湖南長沙還開建了新基地,聚焦第三代半導(dǎo)體碳化硅(SiC)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,擬建設(shè)從長晶、襯底制作、外延生產(chǎn)、芯片制備到封裝的全產(chǎn)業(yè)鏈,以滿足能源芯片等的需求。

另外,三安光電投資建設(shè)了Mini/Micro顯示芯片產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。作為全球首個大規(guī)模基于第三代半導(dǎo)體、代表新型顯示產(chǎn)業(yè)方向的光電芯片項(xiàng)目,總投資120億元。產(chǎn)品主要提供三星、華為、蘋果等全球知名公司。

1月22日,華燦光電公告透露,珠海國企華實(shí)控股已簽約收購華燦光電24.87%的股權(quán),交易完成后將成為華燦光電第1大股東。在Mini/Micro LED市場爆發(fā)的前夜,具有雄厚實(shí)力的國資企業(yè)入主中國大陸第二大LED芯片公司,意味著LED芯片業(yè)進(jìn)入新景氣周期,資本戰(zhàn)升級。
    而鴻利匯智持續(xù)擴(kuò)大Mini/Micro LED的封裝產(chǎn)能,背后是瀘州市國資旗下瀘州老窖集團(tuán)的全資子公司金舵投資已成新大股東,提供了強(qiáng)大的資金支持。
    終端廠商的重視以及與終端大B直接合作的商業(yè)模式提升了芯片廠商在MiniLED產(chǎn)業(yè)鏈的行業(yè)地位,加強(qiáng)了芯片廠商的話語權(quán)與議價(jià)能力。因此MiniLED帶來的增量市場中,芯片廠商將最為受益。在近兩年的LED周期下行中,行業(yè)過剩產(chǎn)能充分出清,未來LED芯片格局將繼續(xù)向頭部廠商集中。

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