《2020年（行业分析）半导体照明行业分析报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年（行业分析）半导体照明行业分析报告（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 行业分析 半导体照明 行业分析报告 目录 一 前言 引言 4 二 半导体照明行业概览 4 一 什么是半导体照明 4 二 LED 的技术原理和结构 5 1 LED 发光的原理 5 2 LED 的基本结构 6 三 LED 产品应用与分类 7 四 LED 照明行业产业链 价值链及供应链构成 8 1 LED 照明行业产业链 8 2 原材料及配件 8 3 LED 外延与芯片制造 9 4 LED 封装技术及产品结构 12 5 LED 照明行业价值链 13 6 LED 照明行业供应链 13 五 LED 与其他照明光源比较 13 1 能效转换 使用寿命及特点比较 13 2 成本比较 14 六 为什么 LED
2、 光源称为绿色光源 17 1 不含汞 17 2 没有紫外线辐射 18 3 无电磁辐射 18 三 世界半导体照明行业的发展状况 18 一 各国政府竞相出台措施扶持半导体照明行业发展 18 二 全球 LED 市场情况 19 1 全球 LED 市场状况 19 2 LED 照明市场前景广阔 20 三 全球 LED 市场竞争格局 23 1 LED 外延片及芯片市场格局 23 2 LED 封装市场格局 24 3 国别和地区产值比较 25 4 企业竞争格局 26 四 技术发展及专利壁垒 27 四 我国半导体照明行业的外部环境 29 一 我国的国家产业战略及政策 29 二 受益于政策推动和技术进步 近年 LE
3、D 市场规模迅速扩大 31 三 行业技术进展及专利情况 33 国内 LED 照明专利分析 35 1 专利类型分析 35 2 申请量与公开量的趋势分析 35 3 前 10 位申请人 专利权人 及拥有专利件数分布 36 4 我国半导体照明专利技术与外国专利技术的差距 37 四 行业产品标准化及认证工作已正式启动 38 五 产业结构布局 39 一 LED 照明行业的区域布局与产业集群 39 二 LED 照明行业的产业链布局 42 六 市场结构与市场竞争 43 一 市场发展状况及产品结构 43 二 行业市场前景 46 1 未来 LED 背光显示在液晶电视中的渗透率不断提高 47 2 LED 在电脑液晶
4、显示领域市场规模迅速扩大 48 3 在政府政策支持和财政补贴推动下 景观照明市场仍然将快速成长 49 三 LED 芯片和封装器件的生产规模与市场占有情况 49 1 LED 芯片生产规模与市场占有情况 49 2 LED 封装器件生产竞争格局 52 四 行业产能扩张与行业投资情况 53 七 影响行业发展的几个重要因素 57 一 替代品的威胁 57 二 行业标准的重要作用 59 三 核心技术人才和关键设备 原材料的制约 59 1 关键生产设备的制约 59 2 核心技术人才缺乏 60 四 LED 专利技术壁垒 61 八 龙头企业生产经营情况分析 62 三安光电股份有限公司 63 一 08 年以来三安光
5、电股票价格走势 复权后 63 二 三安光电公司基本情况 63 三 三安光电公司主要财务指标 64 四 三安光电公司近年生产经营情况 65 五 企业主要竞争策略 65 六 券商对业绩的预测 66 九 对我国半导体照明行业的基本判断 67 十 投资风险与策略 68 一 技术风险 69 二 市场风险 69 三 拟投资企业的竞争力 69 四 投资时机的选择 70 部分主要参考资料目录 71 半导体照明行业分析报告 一 前言 引言 半导体照明作为一种节能减排的新光源 以其节能 环保等诸多优势 作 为一个新兴产业越来越受到国内外的广泛关注 2003年开始 美国和日本先后 启动了 下一代照明计划 NGLI
6、和 21世纪照明计划 为加速我国半导体 照明技术和产业化发展 2003年6月 我国科技部启动了国家半导体照明工程 2008年科技部又推出了 十城万盏 LED应用试点示范城市思路 由中央补助 试点城市在公共空间如道路 隧道 停车场与加油站等地方安装LED照明灯具 2009年10月13日 国家发改委发布了 半导体照明节能行业发展意见 意见 指出 到2015年 半导体照明节能行业产值年均增长率在30 左右 2010年2 月3日 胡锦涛总书记呼吁加快经济发展方式转变 提高内需与新兴创新产业在 经济发展中的作用 各种迹象表明 中国已着手将刺激政策的重点转向产业升级 依靠科技进 步 劳动力素质提高 管理创
7、新来推动经济发展 经济发展方式的转变已成为 一项该不容缓的任务 而半导体照明以其节能 环保的特色 与其他绿色低碳 经济将一起成为经济增长 产业升级的主要动力之一 二 半导体照明行业概览 一 什么是半导体照明 当代照明光源可分成白炽灯 气体放电灯 固态光源三大类 半导体照明 亦称固态照明光源 是指用固态发光器件作为光源的照明 包括发光二极管 LED 和有机发光二极管 OLED 半导体照明具有耗电量少 寿命长 色彩丰富 耐 震动 可控性强等特点 按国民经济行业分类与代码 GB T4754 2002 半导体照明归属于通信设备 计算机及其他电子设备制造业 40 下电子器件 制造行业 405 中的光电子
8、器件制造及其他电子器件制造子行业 1 LED是取自LightEmittingDiode三个字的缩写 中文译为 发光二极管 顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件 具有二极管 的特性 自20世纪60年代世界第一个半导体发光二极管诞生以来 作为一种全 新的照明技术 LED利用半导体芯片作为发光材料 直接将电能转换为光能 以 其发光效率高 耗电量少 使用寿命长 安全可靠性强 环保卫生等优越性 被业界认为是人类继爱迪生发明白炽灯泡后最伟大的发明之一 本文所讨论的 半导体照明未经说明即指LED照明 2 OLED是英文OrganicLight EmittingDiode的缩写 即有机发光二
9、极管 或有机发光显示器的英文简称 其无需背光源 可以自己发光 其发光原理与 LED相似 且可视度 亮度较高 厚度更薄 结构也相对简单 若采用可挠式基 板 则可变化成不同形状 如果说LED是未来的发展方向 那么OLED就是未来的 未来 由于OLED技术的超前性 目前虽然研发投资增长较快 但由于成本高 市场占有率很少 短期内看不到盈利前景 本文不作重点讨论 二 LED 的技术原理和结构 1 LED发光的原理 发光二极管是由 族化合物 如GaAs 砷化 镓 GaP 磷化镓 GaAsP 磷砷化镓 等半导体制成的 其核心是PN结 因此它具有一般P N结的I N特性 即正向导通 反向截止 击穿特性 此外
10、在一定条件下 它还具有发光特性 在正向电压下 电子由N区注入P区 空穴 由P区注入N区 进入对方区域的少数载流子 少子 一部分与多数载流子 多 子 复合时 多余的能量便以光的形式释放出来 从而把电能直接转换为光能 资料来源 财富证券资料来源 互联网 图1 LED发光原理 1 图2 LED发光原理 2 理论上 将 1W 能量全部转化为 555nm 波长的黄光时产生的光通量可达 683lm W 若全部转换为白光则约为 360lm W 目前所报导的 LED 最高光效只 达到这一理想值的 1 2 这正是人们认为 LED 尚有巨大潜力可挖 对其寄以厚望 的原因所在 2 LED 的基本结构LED 是一块电
11、致发光的半导体材料 置于一个有 引线的架子上 然后四周用环氧树脂密封 起到保护内部芯线的作用 LED 的 核心是半导体芯片由两部分组成的 一部分是 P 型半导体 其中里面空穴占主 导地位 另一端是 N 型半导体 其中主要是电子 资料来源 互联网 表 1 LED 材料与对应波长和光色 资料来源 互联网 三 LED 产品应用与分类 从发展历程来看 LED 已从最早的指示灯发展到照明领域 照明通常划分 为通用照明和特殊照明两大领域 随着 LED 发光效率和光强的不断提升 LED 已经向特殊照明的纵深发展 并逐步进入通用照明领域 LED 的应用范围主要 由 LED 芯片发光强度 mcd 毫坎德拉 和发
12、光效率 lm w 流明 瓦 决定 发光强度越大 发光效率约高 则运用越发广泛 常用 LED 产品分类方法有以下几种 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 根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂 有色还是无色 上述各种颜色的 发光二极管还可分成有色透明 无色透明 有色散射和无色散射四种类型 按发光管出光面特征分为圆灯 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 2mm 4 4mm 5mm 8mm 10mm 及 20mm 等 国外通常把 3mm 的发光二极管记作 T 1 把 5mm 的记
13、作 T 1 3 4 把 4 4mm 的记作 T 1 1 4 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 普通亮度主要用于指示灯 高亮度用于特殊照明 而超高亮度 则可以进一步用于通用照明 资料来源 IEK 图 4 LED 分类及产品应用 四 LED 照明行业产业链 价值链及供应链构成 1 LED 照明行业产业链 LED 产业链大致可以分为四个部分 上游 产业 材料及配件 主要包括外延材料和芯片制造 中游产业 主要包括各种 LED 器件和封装 下游产业 主要包括各种 LED 的应用产品产业 以及测试仪 器和生产设备
14、具体见下图 衬衬底底材材料料 P P G Ga a A As s等等 衬衬底底 硅硅片片 玻玻璃璃 外外延延生生长长 L LE ED D芯芯片片 制制作作电电极极 镀镀膜膜 衬衬底底减减薄薄 抛抛光光 划划片片 单单晶晶合合成成 LEDLED 封装封装 室外照明室外照明显示屏显示屏背光源背光源景景观观照照明明室内照明室内照明其他其他 LEDLED 应用应用 图 5 LED 产业链 也有按 LED 生产流程分 把 LED 行业分为上游外延片生产 中游芯片制造 下游芯片封装三个部分的 2 原材料及配件 通常看 LED 有五大原物料 芯片 支架 银胶 金 线 环氧树脂 其中芯片是最重要的组成部分 如
15、细分的话 原材料和配件主 要包括 LED 用胶 LED 辅料 荧光粉 铝基板 EL 冷光片 LKD 透镜 LED 驱动器 电源 外延片 芯片及其它 LED 材料及配件和 LED 控制 IC 等 常用来制造 LED 发光二极管的半导体材料 基板材料和发光层材料 主要 有砷化镓 磷化镓 镓铝砷 磷砷化镓 铟镓氮 铟镓铝磷等 III V 族化合物半 导体材料 其他还有 IV 族化合物半导体碳化硅 II VI 族化合物硒化锌等 它们 大部分是 III V 族化合物半导体单晶 生产工艺比较成熟 其他还有金属高纯镓 高纯金属有机物源如三甲基镓 三乙基镓 三甲基烟 三甲基铝等 高纯气体 氨 氮氢等 制造 L
16、ED 发光二极管的原材料纯度一般都要在 6N 以上 不同的基板材料 和不同的发光层材料 对应不同的波长 也对应不同的 颜色 由于蓝绿光和白光是未来的发展方向 也是现在的主流产品 蓝宝石作 为基板目前使用最多 表 2 不同基板材料和不同发光材料与波长 颜色 用于封装的材料有环氧树脂 ABS PC PPD 等 外延材料的测试仪器主要有 x 射线双晶衍射仪 荧光谱仪 卢瑟福背散射 沟道谱仪等 芯片 器件测试仪器主要有 LED 光电特性测试仪 光谱分析仪等 主要测试参数为正反向电压 电流特性 法向光强 光强角分布 光通量 峰 值波长 主波长 色光标 显色指数等 生产设备则有 MOCVD 设备 液相外 延炉 镀膜机 光刻机 划片机 全自动固晶机 金丝球焊机 硅铝丝超声压 焊机 灌胶机 真空烘箱 芯片计数仪 芯片检测仪 倒膜机 光色电全自动 分选机等 3 LED 外延与芯片制造 LED 的外延片生长主要有 LPE 液相外延 VPE 气相外延 和 MOCVD 有机金属气相外延 技术 前两者主要用来生 产传统 LED 后者用于生产高亮度 LED 超高亮 LED 的外延方法主要有两种 即液相外延生产 A
