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      2017年中國LED產業應用市場、發展狀況分析

      點擊數:4842017-04-17 21:15:14 來源: 新疆艾迪森照明工程有限公司

      1、LED 產業概況

      (1)LED 簡介

      LED 是“Light Emitting Diode”的縮寫,中文譯為“發光二極管”,是一種新型半導體固體發光器件,當兩端加上正向電壓時,半導體中的載流子發生復合引起光子發射從而產生光。不同材料制成的 LED 會發出不同波長的光,從而形成不同的顏色。LED具有能耗低、體積小、壽命長、無污染、響應快、驅動電壓低、抗震性強、色彩純度高等特性,被譽為新一代照明光源及綠色光源。

      LED作為第四代半導體光源具有如下優點:

      ①光效率高、能耗?。汗怆娹D換效率可以達到 50%以上,而白熾燈僅為10%-20%。另外,LED 單體功率一般在 0.05-1W,通過集群方式可以量體裁衣地滿足不同的需要,降低能耗,以其作為光源,在同樣亮度下耗電量僅為普通白熾燈的 1/8-1/10。

      ②壽命長:光通量衰減到 50%的理論壽命是 10 萬小時。

      ③可靠耐用:沒有鎢絲、玻殼等容易損壞的部件,非正常報廢率很低,維護費用低廉。

      ④應用靈活:體積小,可以平面封裝,易開發成輕薄短小的產品,做成點、線、面各種形式的具體應用產品。

      ⑤安全:單位工作電壓大致在 2.8-5V 之間。

      ⑥綠色環保:廢棄物可回收,沒有污染,不含汞,在生產和使用中不會因為破裂導致有毒金屬污染環境。

      ⑦響應時間短:適應頻繁開關以及高頻運作的場合。


      (2)LED 產業鏈

      LED 產業鏈包括 LED 襯底制作、LED 外延生長、LED 芯片制造、LED 封裝和 LED 應用五個主要環節,一般將襯底制作、外延生長和芯片制造視為 LED 產業的上游,封裝視為中游,應用視為下游。LED 外延生長與 LED 芯片制造環節是全產業鏈的關鍵環節。

      LED 襯底的主要功能是承載,是生產外延片的主要原材料,目前 LED 襯底材料主要有四種,分別是藍寶石、SiC、Si 及 GaAs,其中藍寶石、SiC 及 Si 應用于生產藍、綠光 LED,GaAs 應用于生產紅、黃光 LED。

      LED 外延生長是指在 LED 襯底上利用各種外延生長法如氣相淀積法、液相淀積法和金屬有機化學氣相淀積法,形成半導體發光材料薄膜從而制成 LED 外延片的過程。外延片的制作對生產設備、技術、工藝、生產管理要求最高,生產工藝最復雜,LED 外延片的品質對下游產品的質量具有重要影響。目前生產高亮度 LED 外延片的主流技術是金屬有機化學氣相淀積法。

      LED芯片制造環節首先需根據下游產品性能需求進行 LED 芯片結構和工藝設計,然后通過退火、光刻、刻蝕、金屬電極蒸發、合金化和介質膜等工序形成發光二極管結構,通過關鍵指標測試后再進行磨片、切割、分選和包裝。LED芯片制造所涉及的工序精細且繁多,工序流程管理及制造工藝水平將直接影響到LED 芯片的質量及成品率。

      LED 封裝是指將外引線連接至 LED 芯片電極,形成 LED 器件的環節。封裝的主要作用在于保護 LED 芯片與提高光提取效率。目前,LED 封裝基本采用表面貼裝、倒裝焊等通用的半導體封裝結構。

      LED應用環節是針對各類市場需求利用LED器件制成面向終端用戶的LED應用產品,如指示燈、顯示屏、LCD 背光源、LED 照明燈具等,此環節技術主要體現在系統集成方面,技術面較寬,呈現多樣化特征。

      全球范圍內,LED 產業鏈各環節參與企業數量呈金字塔型分布。上游襯底制作、外延生長和芯片制造具有技術和資本密集的特點,參與競爭的企業數量相對較少。上游既是技術進步的瓶頸,也是整個 LED 產業發展的關鍵,上游企業資源比較集中,同時利潤率也較高;中游封裝與下游應用的進入門檻相對較低,參與其中的企業數量較多,利潤率較低。

      2、LED 主要應用市場

      LED 被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節能、環保、壽命長、體積小等特點,廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。根據使用功能的不同,可以將其劃分為信息顯示、信號燈、車用燈具、液晶屏背光源、通用照明五大類。

      (1)顯示屏應用

      LED 顯示屏具有亮度高、視角大、可視距離遠、造型靈活多變、色彩豐富等優點,目前主要應用于廣告傳媒、體育場館、舞臺背景、市政工程等戶外領域。

      近年來,隨著 LED 芯片材料技術進步和控制技術的不斷提升,LED 顯示屏綜合性價比優勢日益突出,使用范圍不斷擴大,增長速度明顯快于傳統的單雙色顯示屏。隨著 LED 顯示屏應用技術的進步,特別是成本和價格的降低,LED 顯示屏的市場潛力被進一步發掘,未來小間距 LED 顯示屏將逐步從戶外擴展至室內,很可能全面替代現有電視、筆記本電腦、平板電腦的 LCD 拼接屏、DLP 拼接屏技術。2010 年我國 LED 顯示屏應用市場產值約為 150 億元,2016 年我國 LED 顯示屏應用市場產值已達到約 548 億元,此期間年復合增長率達 24.10%,近三年發展增速均保持在 30%左右,是 LED 行業未來發展的重要方向之一。

      (2)背光源應用

      液晶顯示屏需使用背光模組作為驅動光源。在色彩顯示上,LED 背光可以提供前所未有的色彩還原性,還可以利用 LED 瞬間啟動的優勢消除普通液晶顯示在顯示快速移動物體時出現的拖尾模糊現象,畫面質量將顯著提升;在生產成本上,利用 LED 背光中不同單色燈的瞬間切換,實現場序顯色,可以替代液晶顯示器中占成本 30%左右的彩色濾光片;在外觀上,LED 背光可以使液晶屏幕變得更為輕薄;在使用壽命上,LED 背光具有節能省電的優點,以筆記本電腦為例,通過使用 LED 背光源,電池使用時間可延長 40%以上。LED 背光源具有不可比擬的優勢,因而近年來在液晶屏背光源領域得到了廣泛的應用。

      2010 年我國 LED 背光源應用市場產值已達到約 160 億元,2016 年我國 LED 背光源應用市場產值已達到約 520 億元,此期間年復合增長率達 21.71%。目前,LED 在以手機、平板電腦、筆記本電腦等為主的中小尺寸背光源市場和以液晶電視為主的大尺寸背光源市場滲透率均已達 100%,近三年來發展增速持續降低,此領域未來增長主要來自于各產品出貨量的增長。

      (3)照明應用

      LED 照明較普通照明具備了節能、響應時間短、使用時間長、綠色環保、色彩可調、節能、壽命長等優勢,決定了它是目前最理想的光源。LED 照明應用市場主要可分為戶外通用照明、建筑物外觀照明、景觀照明、交通信號照明、室內空間展示照明、娛樂場所及舞臺照明、車輛指示燈照明等。LED 照明市場被認為是未來 LED 最重要且最具發展前景的應用之一。

      早期由于 LED 發光效率較低、使用成本偏高,LED 照明的推廣受到制約。近年來隨著 LED 發光效率的提升、綜合成本的逐步降低,以及政府大力推廣節能政策,LED 通用照明迎來超快速發展期,我國 LED 照明市場滲透率短短幾年內即由 2011 年的 1%提升至 2016 年的 42%。根據國家半導體照明工程研發及產業聯盟數據顯示,2010 年我國 LED 通用照明市場產值約 190 億元,市場滲透率僅為 0.64%;2016 年我國 LED 通用照明市場產值已達到約 2,040 億元,市場滲透率達到 42%,此期間年復合增長率分別達 48.53%及 100.84%。


      3、LED 產業發展狀況

      (1)全球 LED 產業快速發展

      LED 產業正處于高速發展期,目前全球 LED 產業可以分為四大地區。一是歐美地區,以通用照明為主攻方向,強調產品的高可靠性和高亮度。二是日本,技術最為全面,無論是通用照明,還是背光顯示,都具備很強實力,其發展方向兼顧通用照明、汽車、手機和電視。三是韓國和中國臺灣地區,以筆記本電腦顯示屏背光、LED-TV 背光和手機背光為主攻方向,出貨量大,單價低,毛利低。四是中國大陸,主攻戶外顯示屏、廣告屏和照明燈等領域。近年來,在我國對LED 產業的大力扶持下,我國大陸地區 LED 產業鏈各環節均得到快速發展,部分國內 LED 企業已達到世界領先水平。

      全球LED市場保持快速增長的態勢,主要得益于LED需求在室內通用照明、建筑照明、景觀照明、背光源和戶外 LED 大屏幕等爆發式增長,在未來 3-5 年,隨著技術的成熟和成本的下降,LED 在通用照明領域市場滲透率將進一步提高,在汽車照明、特種照明、小間距 LED 顯示屏等應用方向將進一步拓展,這將成為未來推動 LED 新一輪爆發式增長的主要驅動力。(2)我國 LED 產業迅速發展

      我國 LED 產業開始于上世紀 60 年代末,由于當時應用領域較少,產業發展較為緩慢,主要以科研院所或具備科研院所背景的企業所主導,產業化能力較為薄弱。進入 21 世紀,由于我國宏觀經濟持續增長,國家產業政策的扶持,以及LED 技術的不斷突破,國內 LED 產業發展迅速,近年來已形成了完整的產業鏈,在產業鏈各環節實現規?;瘒a。從企業數量和產值來看大致呈金字塔狀分布:上游 LED 外延生長與芯片制造環節技術門檻高,設備投資強度大,具有規?;a能力的企業數量相對較少,且芯片產品尺寸規格小,一家芯片廠商能夠為多家封裝企業供貨,產值占比不到 10%;中游 LED 封裝環節勞動密集的特點更為突出,行業集中度較低,競爭激烈,產值占比約為 20%;下游 LED 應用遍布背光源、顯示屏、照明、信號燈、儀表等在內的多個領域,參與企業數量最多,產值占比超過 70%。目前國內 LED 已逐漸在通用照明、背光源、景觀照明、顯示屏、交通信號及車用照明等領域獲得了較好應用和推廣。2006 年到 2016 年期間,包括芯片、封裝及應用在內的 LED 整體產值從 356 億元增長至 5,216 億元,年復合增長率高達 28.75%。

      在 2006 年至 2014 年期間,我國 LED 產業處于超快速發展期,除 2012 年外,其他年份產值增速均超過 30%。2009 年,我國各地政府已逐步意識到 LED 產業良好的發展前景,出臺了一系列政策大力支持當地 LED 產業的發展,在政策刺激下,長三角地區、珠三角地區和環渤海地區出現了一波 LED 產業投資熱潮,2010 年 LED 產業增長幅度達到近十年來的峰值,增長率達 45.10%。2012 年,我國經濟增速下滑明顯,GDP 增速由 9.5%下降至 7.7%,我國 LED 行業在經歷多年超快速增長后,出現了一次短期調整,行業整體產值增長率較 2011 年下降6.92 個百分點,達 23.08%。2013 年下半年,因電視、手機、電腦等產品出貨量回升,LED 顯示屏需求開始增加,同時 LED 照明需求從 2013 年四季度開始放量,LED 應用需求增加拉動了 LED 全行業景氣度回升,開始了新一輪快速增長,2013 年和 2014 年 LED 行業整體產值增長率分別為 34.17%和 36.14%。2015 年我國 LED 照明產品出口增速由上年 69.8%下降至 10.7%,下降 59.1 個百分點),我國 LED 行業發展增速再度出現調整,行業整體產值增長率下降至 21.04%。2016 年,隨著我國經濟逐步企穩,LED 產業鏈各環節均穩定了增長趨勢,行業整體產值增長率回升至 22.87%。

      由于 LED 在能耗、使用壽命等方面相比其他光源具備明顯的優勢,LED 在應用方面逐漸替代傳統光源、持續擴展應用領域將為行業發展帶來動力。由于全球 LED 照明發光效率中位數已在 150lm/w 左右,最高發光效率已研發至303lm/w,顯著高于傳統白熾燈(15lm/w)、鹵素燈(20lm/w)、節能熒光燈(85lm/w)等傳統光源,隨著發光效率的不斷提升、原材料成本下降,規模效應驅使燈具整體成本的持續下降,未來 10 年 LED 照明將成為主流照明光源。2016 年全球 LED照明產品的市場滲透率為 31%,我國 LED 照明產品的市場滲透率為 42%,隨著LED 照明產品市場滲透率逐步提高,LED 照明應用市場容量極大。

      此外,雖然 LED 背光源應用市場滲透率已達到 100%,但顯示屏應用仍有較大發展空間。LED 顯示屏應用目前仍以戶外顯示屏為主,受我國廣告傳媒、娛樂文化等行業發展的帶動,我國 LED 顯示屏應用 2015 年和 2016 年均保持了較好的發展速度,市場規模保持了 30%左右的增長率。未來,隨著 LED 封裝技術不斷進步,封裝器件體積逐步縮小,LED 小間距顯示屏將逐步從戶外擴展至室內,由于具有色彩飽和度更高、分辨率更清晰、一致性更好、使用壽命更長等優勢,LED 小間距顯示屏將全面替代現有 LCD 拼接屏、DLP 拼接屏等技術。

      在照明和顯示屏應用需求持續提高帶動下,我國 LED 行業未來仍將保持較快的發展速度,市場前景良好。2017 年我國 LED 行業整體產值有望突破 6,000 億元,行業發展增速仍將高于20%。

      整體上,近十年間,我國 LED 行業處于快速增長期,期間 2012 年和 2015年出現短期調整,但未改變行業快速發展的趨勢。

      4、LED 產品價格形成機制及趨勢

      LED 行業近十幾年的發展歷程,以行業生命周期理論進行劃分,LED行業處于行業生命周期中的成長期。處于成長期的 LED 行業技術進步十分迅速,技術進步促使生產成本快速下降,LED 產品價格呈現快速下降趨勢。LED 應用產品價格的下降刺激背光源、照明等終端需求快速提高,LED 應用產品在各應用領域滲透率逐漸提高,帶動全行業快速發展;同時,行業的快速發展引來更多的資本參與,行業競爭加劇,需求拉動和市場競爭促使上游 LED 企業加快技術進步,進一步降低生產成本,釋放降價空間,從而推動應用產品滲透率提高,由此形成技術進步、價格下降、滲透率提高、產能擴大的行業發展循環。全球 LED照明市場規模從 2010 年的 37 億美元增加到 2016 年的 346 億美元,而 LED 燈泡價格(取代 40W 白熾燈)從 2011 年的 45 美元下降到 2016 年不足 10 美元, LED燈泡價格和全球照明市場規模變化趨勢可以看到LED產品價格變化對行業發展的刺激作用。

      近 10 年來,包括 LED 芯片、封裝燈珠、LED 燈泡等 LED 產品價格呈現快速下降趨勢,但在特定時段,由于 LED 行業競爭較為充分,產品價格主要由市場整體供需情況決定,同時在一定程度上受原材料價格變動和產品技術性能等因素影響。價格形成機制為 LED 上游企業與下游客戶根據市場供需狀態、參照各自利潤空間情況撮合確定各規格產品價格。

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