1、LED外延片及芯片（ LED行业核心部件）行业概况安溪陈利学校 2011-11-27 一、 LED外延片、芯片是整个 LED产业链的上游部分，约占 LED行业利润 70% 外延片、芯片、等核心器件是 LED 行业中技术层次最高，代表行业发展水平的重要部分，是整个 LED产业链的上游部分。其制造技术的发展水平直接决定了 LED 行业的产业结构和市场地位。具有技术优势的国家如美国、日本等在核心器件的原材料生产和器件设计上均处于世界领先水平，可见其地位在 LED 行业发展中十分重要。在LED利润分布中占约 70% 二、 LED外延片主要生产技术： MOCVD被国外垄断，国内生产企业需高额进口 目前
2、LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法（ MOCVD），其供给由国际巨头爱思强（德国）、维易科（美国）以及日本酸素垄断。目前，国内所有生产 LED外延片、芯片的企业均需从国外高额进口 MOCVD设备，而此类设备每台约需 1500万元，购置成本约占整个 LED生产线成本的 2/3。 2010年 1月，国产 LED MOCVD设备在广东昭信半导体装备制造有限公司成功下线。但是，国产MOCVD设备的成功下线能否改变 LED外延芯片核心装备市场格局还有待市场的检验。 三、我国的 LED 芯片相对薄弱但芯片企业稳步增加 从芯片的制造流程可以看到，其成本的大部分为外延片的生产，其它部分的加工
3、以及封装成本较少仅占到 30%。 目前我国的 LED 芯片制造成本虽然相对外资产品较低，但在外延片技术上的投入比例依然很大，并没有摆脱各国的共性。不过随着外延片生产技术和工艺的提升，我国 LED 芯片的制造成本有望继续降低。 据 LED 产业研究机构 LEDinside 统计，至 2009年8月，中国大陆现存 LED 芯片生产企业达 62个，近几年呈快速上涨的势头。 四、 LED外延片、芯片生产企业毛利率约为 40% 目前 LED 上游外延片及芯片制造的毛利率水平普遍在 40%以上，个别优势企业甚至超过 50%，中游封装和下游应用领域的技术含量相对较低，但毛利率仍能达到 30%。 名词解释 L
4、ED： Light Emitting Diode，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。 HB LED： 高亮度发光二极管。 GaN: 氮化镓，属第三代半导体材料。禁带宽度在 T=300K时为 3.2-3.3eV，晶格常数为 0.452nm。 MOCVD： 是金属有机化合物化学气相淀积 (Metal-organic Chemical Vapor DePosition)的英文缩写，是在 LED外延生长 (VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。 蓝宝石： 是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝（ Al2O
5、3）。 LCD TV： 可以接受 TV信号的液晶显示器。 mcd： 光通量的空间密度，即单位立体角的光通量，叫 发光强度 ，是衡量光源发光强弱的量，其中文名称为 “坎德拉 ”，符号就是 “cd”。 InGaAlP： 磷化铝镓铟，是四元系化合物半导体材料，是制造红色和黄色超高亮度发光二极管的最佳材料。 lGaInN： 氮化物半导体材料，是制备白光 LED的基石。 OLED： 即有机发光二极管（ Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（ Organic Electroluminesence Display, OELD）， OLED屏幕具备许多 LCD不可比
6、拟的优势。 AMOLED: （ Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）是有源矩阵有机发光二极体面板。相比传统的液晶面板， AMOLED具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等特点。 1 LED行业基本情况 LED（ Light Emitting Diode），即发光二极体，是一种能够将电能转化为可见光的半导体。与传统光源，如白炽灯和节能灯不同， LED采用电场发光和低压供电。它具有寿命长、光效高、光色纯、稳定性高、安全性好、无辐射、低功耗、抗震、耐击打等一家族优点，被誉为 21世纪新固体光源时代的革命性技术。 进入 20世纪 90年代，随着氮化物
7、 LED的发明，LED的发光效率有了质的飞跃，而组成白光的重要原色蓝光，也在 1992年由日本着名 LED企业日亚化学的中村修二发明。这样整个可见光领域的单色 LED已经完整，能够满足各种单色发光的应用场所。1.1 LED发展阶段 LED显示屏的发展可分为以下几个阶段：第一阶段为 1990年到 1995年，主要是单色和 16级双色图文屏。用于显示文字和简单图片，主要用在广场、车站、金融证券、银行、邮局等公共场所，作为公共信息显示工具。 第二阶段是 1995年到 1999年，出现了 64级、 256级灰度的双基色视频屏。视频控制技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将 LED显示屏提升到了一个
8、新的台阶。 LED显示屏控制专用大规模集成电路芯片也在此时由国内企业开发出来并得以应用。 第三阶段从 1999年开始，红、纯绿、纯蓝 LED管大量涌入中国，同时国内企业进行了深入的研发工作，使用红、绿、蓝三原色 LED生产的全彩色显示屏被广泛应用，大量进入体育场馆、会展中心、广场等公共场所，从而将国内的大屏幕带入全彩时代。1.1 LED发展阶段 随着 LED原材料市场的迅猛发展，表面贴装器件从 2001年面世，主要用在室内全彩屏，并且以其亮度高、色彩鲜艳、温度低的特性，可随意调整的点间距，被不同价位需求者所接受，在短短两年多时间内，产品销售额已超过 3亿元，表面贴装全彩色 LED显示屏应用市场
9、进入新世纪。为了适应 2008年奥运会的 “瘦身 ”计划，利亚德开发了表面贴装双基色显示屏，大量用于训练馆和比赛计时计分系统。在奥运场馆全彩屏方面，为紧缩投资，全彩屏大部分采用可拆卸方式，奥运期间可作为实况转播工具，赛事结束后可用于租赁，作为演出、国家政策发布等公共场合应用工具，通过这种方式可尽快收回成本。 就市场而言，中国加入 WTO、北京申奥成功等，成为 LED显示屏产业发展的新契机。国内 LED显示屏市场保持持续增长，目前在国内市场上，国产 LED显示屏的市场占有率近 95%。国际上 LED显示屏的市场容量预计以每年 30%的速度在增长。 LED显示屏的主要制造厂商集中在日本、北美等地，
10、我国 LED制造厂商出口的份额在其中微不足道。据不完全统计，世界上目前至少有150家厂商生产全彩屏，其中产品齐全，规模较大的公司约有 30家左右。（数据来源： ledinside） 1.2 常见 LED分类 （ 1）按发光管发光颜色分 按发光管发光颜色分成红色、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。散射型发光二极管不适合做指示灯用。 （ 2）按发光管出光面特征分 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。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。 （ 3）从发光强度角分布图来分有三类： 高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为 5 20或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。 标准型。通常作指示灯用，其半值角为 20 45 散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为 45 90或更大，散射剂的量较大。
