LED产业链91956.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流LED产业链91956.精品文档.LED产业链:上游磊晶及芯片制作约占LED产品制造成本7成,其发光颜色与亮度由磊晶材料决定;下游则封装晶粒,制成各式LED器件与应用产品。LED芯片封装后可用于照明,由于LED采用半导体制程,LED照明也称半导体照明,半导体照明完全不同于传统的白炽灯、荧光灯照明原理,其具有节能(能耗为白炽灯的1/81/10、节能荧光灯的1/31/2)、环保(可回收、无污染)、可数字化设计等优势,是下一代照明光源,可全面替代白炽灯、荧光灯、汽车灯及各种背光源。目前白光LED的发光效率、可靠性、寿命以及大功率LED封装等技术等还
2、需要进一步提高,成本需要降到到合理水平才能进入通用照明市场,从目前全球产业进程看,这一时间预计在2010年前后。但在特种照明市场,白光LED照明会提前导入目前从全球来看,手机背光占领LED的大部分市场,在接下来的一波推进潮中,笔记本电脑、高端液晶电视背光及汽车灯将成为LED的新增长点;预计在2010年左右LED在通用照明应用将取得突破。从中国市场看,建筑装饰照明、室内外显示屏、交通指示是主要应用市场,随着国内技术水平提高与规模扩大,国内企业在手机背光、NB背光、特种白光照明(包括路灯)、车用LED光源市场的渗透率将持续提高。而当白光通用照明时代来临时,整个行业将步入爆发性增长的发展阶段。国内L
3、ED产业可简化为两个阶段,第一个阶段生产除高亮蓝绿以外的的各类光色芯片;目前是第二个阶段,即在高亮蓝绿芯片外延、制程产业化技术方面取得突破,这是企业在LED高亮蓝、绿、红芯片领域领先的重要标志。由于白光LED靠蓝光芯片+YAG荧光粉封装出来的,突破蓝绿芯片意味着可以生产全色系芯片,意味着突破了产业发展的一个关键瓶颈。因此,国内部分企业蓝绿芯片的量产意味着国内产业发展到一个新的阶段,上中游产业发展进程会加快。海外LED上市公司股价近一年呈现强劲走势,LED行业投资机会凸现,中国呢?国内几家优秀LED企业,如大连路明、厦门三安、晶能光电等都没有上市;上市公司中涉足LED的比较少,其LED产品销售大
4、多低于10%联创光电(600363)销售占比最多,达30%,主要销售集中中下游领域,因此国内投资者暂时还不能分享到LED行业快速成长带来的好处。随着半导体照明产业的蓬勃发展,预计将有越来越多从事半导体照明的公司上市,行业投资价值值得持续关注。从国内产业发展进程看,行业有五类企业具有高投资价值:一类是具有核心知识产权的企业,这些企业具备全球核心技术专利竞争力;第二类企业是目前在芯片产业化及技术跟踪方面做得比较成功的企业,这些企业将具备全球产业竞争力;第三类企业是优秀的下游封装的企业;第四类企业将崛起于未来的LED通用照明领域;第五类企业在LED产业链外围电子材料领域,如硅片、硅树脂、封装用引线框
5、架、散热模块等;以及LED驱动芯片领域。目前全球初步形成以亚洲、北美、欧洲三大区域为中心的LED产业格局,以日本日亚、丰田合成、美国Cree、Lumileds和欧洲Osram为专利核心的技术竞争格局,这五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,五大企业各具优势,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。作为朝阳产业,半导体照明产业的技术仍在处于不断进步过程中,特别是关系到全球近1000亿美元的通用照明市场的半导体照明白光技术还需进一步成熟,所以,尽管日本日亚及丰田合成、美国Cree与Lumile
6、ds、欧洲Orsram在世界半导体照明专利市场上暂时处于技术垄断地位,但全球半导体照明产业竞争格局还并未完全形成,这不仅指这五大巨头相互之间的竞争格局还未形成,也包括新的技术涌现会打破这五大巨头的技术垄断,还包括目前围绕这五大巨头的全球其它公司的竞争格局更不能说已经稳定,中国市场也不例外。未来的产业竞争将取决于两方面,一是技术,这包括提高发光效率、降低成本的技术,提高器件功率的技术,方向上有现有技术路线的延伸,也有可能出现新的技术路线;也包括获得高质量产品的工艺技术,如提高可靠性、一致性和寿命,以及外围如照明系统设计及驱动芯片设计技术;二是规模,一方面是由于规模大可以降低成本,市场议价能力强;
7、另一方面,化合物外延片与集成电路制造用的硅片很大不同在于即使同一片外延上制作出来的芯片性能也可能有较大差别,这对一致性要求比较高的应用领域(典型的如液晶面板背光)而言,一片外延上只有一部分符合要求,但对规模大的企业而言,其有多层次的市场结构,可以将不符合某一市场要求的芯片产品调配至另一市场,公司总的产出效率得到充分提高。第一章、全球LED产业发展1.1全球LED产业概况目前,半导体照明产业形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局,美国Cree、Lumileds,日本日亚(Nichia)、丰田合成(Toyoda Gosei),德国Osram等垄断高端产品市场。五大企业在
8、产品与市场方面各具特色,日亚化学和丰田合成在LED发展中占有重要地位,都形成了LED完整的产业链,其中日亚化学1994年第一个生产出蓝光芯片,并在专利技术方面具有垄断优势;Cree、GelCore等都有自己成熟的技术体系,但其在产业链上只集中在外延和芯片的制备上;Lumileds则关注于大功率LED的研发,在白光照明领域实力雄厚。新加入业者的生产能力、技术能力与LED老将即将并驾齐驱。就像台湾已经是日美欧以外,白光LED的主要产地,更是蓝光LED芯片的重要量产地。例如部分台湾业者在高亮度蓝光LED芯片已开发出1700mcd,而1400mcd也达到了出货阶段。所以就产品产出能力与质量技术而言,已
9、经不逊色于传统LED大厂。全球LED市场第一波销售成长由手机带动,在白光LED在一般通用照明市场发力之前,恐需NB、液晶电视背光及汽车内饰与后灯市场扛起第二波销售成长大旗,而一旦成本降到并且质量达到一般通用照明水平,其增长不可限量。国内LED设备产能状况至于大陆LED产能方面,厦门三安MOCVD 12台,红黄芯片产能为1000KK/月,蓝绿200KK/月,国内最大,初步具备国际竞争规模;上市公司中士兰微MOCVD目前2台,8月再进2台,明年进两台,总数达6台,产能达到高亮蓝、绿、红芯片300kk/月;联创光电MOCVD2台,LPE普亮红、绿机台4台,年产芯片100亿粒,其MOCVD机台目前主要
10、用于研发;深圳方大MOCVD三台,年产外延2.53万片,年产蓝绿芯片约3亿粒,产能不大。其它未上市LED企业,产能统计比较困难,缺乏准确性,初步了解信息大连路美产能为蓝绿芯片100kk/月,其主要产能可能在控股子公司美国AXT;上海蓝光被彩虹集团并购后2008年规划产能150kk/月蓝绿芯片,2010年达到250kk/月。值得关注清华同方旗下“清芯光电”,该公司可自行研制LED生产线的核心设备MOCVD机台,这样其采购成本、维护成本大大低于原装进口设备,并且有助于公司提高产品研发能力(日本日亚就全部用自己改装的机台,由于熟悉设备性能,在外延制备上灵活性增强)。2006年7月,清芯光电的MOCV
11、D设备调试一次通过,生产出合格产品;2006年8月外延片、芯片生产线落成投产。据称目前公司能够批量生产发光效率平均达到59lm/W的白光LED,该指标达到国际产业化先进水平。2007年3月同方股份加大投入力度,通过增资取得控股地位。目前清芯光电有两台MOCVD设备,月产1000万粒芯片。根据公告,通过同方股份向其提供的不高于2000万美元的担保或资金支持,清芯光电将分批添置13台MOCVD设备,总共形成15条生产线,最终形成年产16亿粒(12mil)高亮度LED管芯的产能,其产业化能力与市场开拓能力还需要观察。1.2全球主要LED大厂日亚化工日亚化工是GaN系的开拓者,在LED和激光领域居世界
12、首位。在蓝色、白色LED市场遥遥领先于其他同类企业。它以蓝色LED的开发而闻名于全球,与此同时,它又是以荧光粉为主要产品的规模最大的精细化工厂商。它的荧光粉生产在日本国内市场占据70%的比例,在全球则占据36%的市场份额。荧光粉除了灯具专用的以外,还有CRT专用、PDP专用、X光专用等类型,这成为日亚化工扩大LED事业的坚实基础。除此以外,日亚化工还生产磁性材料、电池材料以及薄膜材料等精细化工制品,广泛地涉足于光的各个领域。在该公司LED的生产当中,70%是白色LED,主要有单色芯片型和RGB三色型两大类型。此外,该公司是世界上唯一一家可以同时量产蓝色LED和紫外线LED两种产品的厂商。以此为
13、基础,日亚化工不断开发出新产品,特别是在SMD(表面封装)型的高能LED方面,新品层出不穷。日亚以销售LED封装产品为主,并不对外销售外延或芯片产品,并通过对蓝光和白光LED专利的垄断来建构进入障碍,几乎垄断整个可携式产品的白光LED市场,并获取巨大利润。以蓝色、白色LED市场的扩大为起爆剂,日亚化工的总销售额也呈现出逐年上升的势头,由1996年的290亿日元增长到2006年的2000亿日元。这期间,荧光粉的销售额每年基本稳定在300亿日元左右。2006年全球LED市场约为7335亿日元,因此,日亚化工占据了约27.3%的全球市场份额。丰田合成(株)如果将LED比喻为汽车,那么可以说,日亚化工
14、提出了车轮和发动机的概念,而丰田合成则提出了车体和轮胎的概念。1986年,受名誉教授赤崎先生的委托,丰田合成利用自身在汽车零部件薄膜技术方面的积累,开始展开LED方面的研发工作。1987年,受科学技术振兴事业团的开发委托,丰田合成成功地在蓝宝石上形成了LED电极。因此,把丰田合成誉为“蓝色LED的先锋”并不为过。丰田合成在近年来的发展速度也相当快。1998年,其销售额为63亿日元,但到2006年,已增长至276亿日元。在应用方面,手机占了72%,此外应用较多的还有液晶背光、按键、背面液晶背光(3in1)等,信号设备、大型显示屏等方面的应用也比较多。此外,汽车导航系统和电脑专用液晶控制器、TV专
15、用大型液晶的背光等也是丰田化合的目标市场。照明应用方面的设计开发也正在紧锣密鼓之中。丰田化合的生产据点除了爱知县平和町的工厂以外,还在佐贺县武雄市建立了生产蓝色LED等GaN LED的第二个生产据点,其设备投资总额达156亿日元,届时两个工厂的总生产能力可达到月产4.2亿个,其目标是2008年LED的销售额达到1200亿日元。CreeCree公司建于1987年,位于美国加利福尼亚洲。主要从事SiC,GaN和Si衬底的开发,是美国宽禁带材料和器件的领导者,也是生产GaN材料的最大公司之一。最突出的还是他们对蓝光LED方面的贡献,公司在SiC衬底上生长GaN外延片制作蓝光上拥有专利,该专利不同于日
16、亚以蓝宝石为衬底生长GaN外延制作蓝光的专利,而蓝光是生成白光的基础,因而在LED上游也占据核心地位。公司的产品包括绿光、蓝光和紫外光LEDs,近紫外激光、射频和微波半导体设备,电源转换设备和半导体集成芯片。这些产品的目标应用包括固态照明、光学存储、无线基础和电路转换等。公司的大部分利润来自于LED产品和SiC、GaN材料的生产,产品销往北美、欧洲和亚洲。Lumileds创建于1999年,Lumileds照明是世界著名的LED生产商,在包括自动照明、计算机显示、液晶电视、信号灯及通用照明在内的固态照明应用领域中居领先地位。公司获得专利的Luxeon是首次将传统照明与具有小针脚、长寿命等优点的L
17、ED相结合的高功率发光材料。公司也提供核心LED材料和LED封装产品,每年LEDs的产品达数十亿只,是世界上最亮的红光、琥珀光、蓝光、绿光和白光LED生产商。公司总部在加利福尼亚州的圣荷塞,在荷兰、日本和马来西亚有分支机构,并且拥有遍及全球各地的销售网络。Lumileds的前身是40年前惠普公司的光电子事业部,是惠普的专家们从无到有创建的。到了90年代后期,在意识固态发光的前景后,惠普和当时世界上最大的照明设备公司之一的飞利浦公司开始了如何一起发展最新的固态照明技术并引入市场的计划。1999年惠普公司一分为二,她的光电子事业部被安捷伦技术公司收购,同年11月,巨大的市场潜力促使安捷伦和飞利浦组
18、成了Lumileds公司,赋予其开发世界上亮度最大的LED发光材料的使命,并向市场推广。今天的Lumileds,作为一个安捷伦科技和飞利浦照明的合资公司,继续领导着世界固态照明产业的发展。该公司的Luxeon功率光源专利技术率先把传统照明的亮度与LED的小巧体积、超长寿命及其它优势结合了起来。Lumileds每年LED的产量达十亿只,并提供核心LED材料和LED封装。近期,在收购Lumileds和TIR Systems之后,飞利浦电子又收购了LED照明系统供应商Color Kinetics,此举帮助这家荷兰电子巨头完成覆盖整个固态照明系统价值链的布局。LuminationGELcore是GE照
19、明与EMCORE公司的合资公司,创建于1999年1月,总部位于美国新泽西州。2007年2月,GELcore改名Lumination,公司致力于高亮度LED产品的研发和生产。通过把GE先进的照明技术、品牌优势和全球渠道与EMCORE权威的半导体技术相结合,GELcore已经在转变人们对照明的认识过程中扮演了重要的角色。GELcore几乎涉足所有GaN LED相关产品,现有的产品包括大功率LED交通信号灯、大型景观灯、其他建筑、消费和特殊照明应用等。通过把电子、光学、机械和热能管理等各个领域的技术相结合,GELcore加快了LED技术的应用并创造了世界级的LED系统。另外,GELcore还利用独特
20、的客户管理系统来和那些LED专家和产品应用客户保持长期的友好关系。OsramOSRAM是全世界最大的两个照明生厂商之一。建于1919年,最大的股东为Siemens AG,总部位于慕尼黑,在全世界拥有超过36,000的员工。OSRAM商标早在1906年注册,到目前为止是世界公认的历史最悠久的商标名称之一。Osram拥有有别于日亚(蓝光+YAG荧光粉)的蓝光+TGA荧光粉白光专利技术,开发出采用SiC衬底的GaN型光电器件,采用蓝光LED芯片和黄荧光粉组合产生白光LED,在大尺寸LCD背光源、白光照明和车用LED产品上具有优势。Osram主要的经营领域在欧洲市场及汽车用白光LED市场,与日亚化学有
21、明显市场区隔。Color Kinetics(CK)公司组建于1997年,总部位于马萨诸塞州的波士顿市,其在智能固态照明系统及技术设计、市场开发方面处于行业领先地位,并获得了相关技术的许可权。公司的获奖系列产品利用LED的实用及美观性能,在高性能灯具及OEM许可应用中,突破了传统光源的局限。其产品及技术优势使其在数码智能方面获得了一项称为Chromacore(R)的专利,这项专利可用来产生并控制数以百万计的LED灯光颜色及动态效果,应用于舞台照明和景观照明。CK公司自诞生以来,智能特性一直是CK阵营的主要手段,合作伙伴的战略能够提供给新加入者卓越的范例。当将数字智能技术用于基于高亮度二极管的数百
22、万颜色的产生与控制时,CK公司显然是该领域的驱动者,他们的智能文件夹包括32项已授专利和120多项正在申请的专利。CK公司采取公开、积极的方式与那些认识到智能固体照明的价值及其普遍深入的应用前景的制造商形成委托加工与许可的关系,以促进刚刚起步的固体照明工业的发展。目前CK公司在英国、中国都设有办事处,在日本还成立了一家合资公司。第二章、全球LED专利布局2.1全球LED专利概况就技术而言,LED具有技术成长瓶颈高,学习门坎低特性;初始投资额也不大,资本门槛不高,为了保持技术竞争力,降低技术外溢风险,专利为最好的保护伞。而专利屏障,对于是领先厂商规避竞争的主要手段,因此专利成为LED产业发展过程
23、中不能回避的重要课题。庞大的市场潜力,刺激著全球LED业者积极抢进,面对市场成长快速的白光LED,在各方面都已经超越这些关键专利拥有的LED业者控制的范围,所以拥有关键专利的业者也绞尽心力的利用专利保护伞,来维护市场利益与排除新挑战者的加入。如日亚化学工业在1993年时成功地开发出蓝光LED,而该公司为了达完全垄断蓝光LED市场的企图霸心,即运用了坚守专利的策略,悍然拒绝将该专利授权给其它任何的厂商,设下进入市场的专利障碍。日亚挟其在化学工业领域长期研发的优势与专利保护策略,初期很顺利走向垄断蓝光LED市场之路,如同风云中的雄霸一般,野心想独吞天下。1998年竞争对手丰田合成(Toyoda G
24、osei)的氮化物(Nitride)高亮度LED产品在市场上一推出时,日亚就向东京地方法院提起诉讼,指控丰田合成侵害其蓝光LED专利。在1999年,日亚再转移目标对准美国的知名蓝光LED大厂Cree,向东京地方法院指控Cree在日本当地经销商住友商事侵害其产品专利。2000年12月12日,Cree和日本半导体制造商Rohm公司组成蓝光LED的技术联盟,并签订五年的专属专利授权合约。Rohm即于同年12月15日向美国宾州东区地方法院指控日亚因制造与销售氮化镓LED产品,而侵害其美国第6084899与第6115399号专利,最后日亚败给了Cree。而在2006年日亚发动9起专利诉讼,5起和解收场,
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