发光二极管led蓝宝石衬底的加工制造工业企业项目可行性研究报告(编辑修改稿)

发光二极管led蓝宝石衬底的加工制造工业企业项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

现有业务的协同效应 与集团现有业务关联性较小，但未来该项目下游产品（ LED） +太阳能电池+储能装置，可能会结合形成蓝海产品 扩大产能，提高市场占有率 该项目可以增加蓝宝石衬底的供给，一定程度缓解 LED行业的需求和瓶颈 采 用新技术、新工艺、节约资（能）源、减少环境污染，提高劳动生产率情况 采用世界最新工艺技术（泡生法 长晶技术 ）和 目前国际上最好的 设备， 以4 英寸产品技术为主，走高 质量 路线 ，提升劳动生产率及产能利用率。 取代进口或 起先主要提供给国内市场，待工艺 20 出口国际市场 完全稳定成熟和扩产后将销往国外市场 社会价值（纳税、就业、环保、科技进步等） 为社会提供节能产品的上游部件 ；壮大和提升国内 LED 产业的力量和水平；提供 XXX个就业岗位； 每年 产生 XXX万元 利税 第三章 行业和市场分析与建设规模 行业分析 行业规模 LED行业 2020年产值约 625亿元；蓝宝石衬底行业预计 2020 年产值达到25亿 行业复合平均增长率 LED 行业 20202020 年 约 17%；蓝宝石衬底行业 20202020年 约 60% 行业结构 LED 上游（衬底）市场集中度非常高，全球前三大公司市场份额为 70%；LED 中游（外延片和芯片）市场集中度也较高，全球前五大厂商市场份额为56%； LED下游（封装）和应用领域市场集中度非常分散 21 行业发展趋势 随着 LED 行业技术的成熟， LED 应用产品会越来越 便宜，在照明上有全面取代白炽灯、日光灯和荧光灯的趋势；在显 示器 背光源上，已开始大面积取代原有 传统光源 行业机会 从 产品周期 来看 ， LED 产品和衬底产品都处于成长期中，该成长期有望持续几十年，行业发展前景远大 ，尽早进入可以享受到行业加速期的高额利润，并为未来在行业中的地位奠定基础 LED 产业链技术特点与壁垒 概述 LED产业链较长，从上游衬底材料、外延生长和芯片制备，到中游的芯片封装，各个产业链环节都有比较成熟的技术路线 但就整个产业发展的技术点来说，从发光理论、材料体系、器件结构到应用范围都有可能找到新的方法，甚至是全新的技术路线 制造环节 概述 LED 的制造流程包括上游的单晶片衬底制作、外延晶片生长；中游的芯片、电极制作、切割和测试分选；下游的产品封装 22 第一步 晶片：单晶棒→单晶片衬底→在衬底上生长外延层→外延片 成品：单晶片、外延片 第二步 金属蒸镀→光罩蚀刻→热处理（正负电极制作）→切割→测试分选 成品：芯片 第三步 封装：芯片粘贴→焊接引线→树脂封装→剪脚 成品： LED灯泡和组件 产业链 环节 行业壁垒 领先企业 特点 衬底制作 原材料的纯度一般都要在 6N以上 日亚、 Cree 蓝宝石衬底 生产工艺比较成熟 MOCVD设备生产商 技术壁垒极高 德国AIXTRON、美国VEECO、日本大阳日酸 LED外延片主要生产技术为MOCVD 23 外延片、芯片 关键在于技术和资本 日亚 、Cree、Lumileds、Osram、丰田合成、晶电 进入壁垒高，技术制胜，不确定性大，投资规模大 封装组件 关键在于资本实力和管理的精细化 佛山国星、厦门三安、大连路明、江西联创 有一定的技术含量，投资规模较大，台湾企业领跑，内地企业跟随 应用 关键企业的经营、管理综合能力、质量、成本、品牌和渠道 华刚光电、勤上光电、佛山 国星、广州鸿力 应用产品多样化，投资比较小，国内企业较多，整合不断，传统巨头跟进 行业特征 环节 技术难度 生产特点 垄断程度 进入门槛 衬底材料 极高 技术专利 寡头垄断 极高 24 MOCVD设备 制造 极高 技术专利 寡头垄断 极高 外延片生长 偏高 高技术、高资本 集中度较高 偏高 芯片制造 偏高 高技术、高资本 集中度较高 偏高 组件封装 小功率芯片低 劳动密集 集中度很低 低 模块应用 很低 劳动密集 集中度很低 很低 LED 专利分析 图 表 7 LED主要专利厂 商及授权情况 专利厂商 专利拥有情况 Nichia （ 日亚化学 ） 全球专利。 与 Toyoda、 CREE、 Lumileds交叉授权，在日本有 93 项外观专利和 58 项设计专利，在美国有30 项专利，中国有 32项专利，香港有 2项专利。 授权台湾鸿海集团、斯坦利电气、西铁城，与台湾光磊合作，光磊代工日亚芯片 CREE（ 科锐 ） 有全球专利。 并与日亚和 TG 交叉授权，授权红绿蓝sunlight 使用芯片 25 Lumileds 与日亚交叉授权 Osram（ 欧司朗 ） 与日亚交叉授权 Toyoda（ 丰田 合成 ） 与日亚交叉授权。 授 权于日亚化学、欧司朗、飞利浦、昭和电工 Bridgelux 有全球专利，已授权红绿蓝 sunlight 使用芯片 资料来源：根据互联网资料整理 图表 8 全球 LED制造商之间的专利关系 资料来源：台湾工研院 图 表 9 我国与外国专利申请差距比较 分支领域名称 衬底技术 外延技术 芯片结构 封装 /荧光材料 封装技术 应用技术 我国申请量比例 % % % 3%/16% 1% 7% 26 日本申请量比例 % % % 83%/5l% 81% 43% 美国申请量比例 % % % 5%/11% 8% 14% 德国申请量比例 % % % 3%/7% 4% 14% 中国台湾地区申请量比例 % % % 3%/8% 2% % 专利申请差距年数 619 1117 515 20/10 724 1l17 我国申请中发明专利的比例 68% % 100% 100% (材料无实用新型专利 ) % 10% 我国的申请人类型 (非职务 /职务 ) 36%/64% %/97.3% 0/100% 9%/91% 19%/81% 49%/51% 65%/35% 数据来源：宁波市科技信息研究院、宁波市知识产权发展研究中心《半导体照明（ LED）封装及照明应用产业专利战略分析报告》 申请数量能够从一定程度上说明我国目前 LED技术领域内的知识产权保护状况和技术发展情况。 从上表可以看出 ， 我国的申请数量与半导体照明技术强国(日本 )的差距非常巨大 ， 在外延技术、芯片结构、封 27 底技术领域的申请数量也低于美国、德国以及后起之秀台湾地区的申请数量 ， 照明应用领域的申请量仅高于台湾地区的申请量。 全球 LED 行 业格局 图表 10 全球 LED产值 区域分布格局（ 2020年） 全球LED区域分布格局（2020年）37%24%12%11%9%7%日本台湾欧洲韩国大陆美国 资料来源： XXX部资料整理 图表 11 大陆 LED产值 区域分布格局（ 2020年） 中国大陆LED区域分布格局（2020年）40%35%8%5%12%长三角珠三角闽三角北方地区其他地区 资料来源： XXX部资料整理 28 从全球看 ， LED 的主导厂商是日本的日亚化学（ Nichia）和丰田合成（ Toyoda Gosei）、美国的 Cree以及欧洲的 Philips Lumileds 和欧司朗（ Osram）五大厂商。 他们无一例外都在上 中 游拥有强大技术实力和产能。 从收入看，目前日本是全球最大的 LED生产地，2020年 约占一半的市场份额， 2020年 其 市场份额下滑至 37%， 主要厂商为日亚公司和丰田合成公司。 其中日亚公司为全球最大的 LED生产商，专长生产荧光粉和各种颜色的 LED，年销售收入超过 10亿美元，以生产高亮度白光 LED和大功率 LED著称。 丰田合成从 1986年开始LED 的研究和开发， 1991年成功开发出世界第一个氮化镓的蓝光 LED，扫除了实现白光 LED的最后障碍。 台湾在全球市场份额中排名第二， 市场份额 2020年提升至 24%。 其 LED技术含量与日本、欧美的主要企业相比还存在一定距离。 台湾地区 LED产业是典型的下游切入模式，即通过二十多年下游封装 领域的经验积累，逐步延伸拓展到上游 /中游的 衬底 /外延片 /芯片领域。 欧美也是 LED 的传统强势区域，其主要厂商是 Cree和 Philips Lumileds。 美国 Cree虽然是新兴照明企业， 29 但以其技术先进性成为 LED照明产业的先锋代表。 2020年 3月， Cree完成对元老级厂 LED Lighting Fixture Inc公司的收购，使其在产品丰富性及技术先进性上得到进一步加强。 2020年 上半年 Cree销售收入 超过 亿美元 ，比 2020年 3亿美元。 Philips Lumileds Lighting目前是飞利浦的全资子公司，总部设在加州圣何塞，是世界领先的高功率 LED的制造商，同时也是为日常用途，包括汽车照明、照相机闪光灯、 LCD显示器和电视、便携照明、投影和普通照明等领域，开发半导体照明解决方案的开创者。 我国大陆地区 LED起步较晚，也 是 从下游封装做起，逐步进入 中 游外延片 /芯片和上游衬底 生产。 特别是在2020年 开始加大了对高亮度四元芯片和 GaN芯片的投资。 随着厦门三安、大连路美等一批高亮度芯片生产企业的产能释放，国内高亮度芯片产量出现井喷式增长。 20202020年 芯片 产量 年 增长率 超 过 100%。 据 LED产业研究机构 LEDinside统计，至 2020年 8月，中国大陆现存 LED芯片生产企业达 62个，而 1998年只有 3个。 广东、福建企业数量明显领先于其他地区，广东有 10个占 %，福建有 8个占 %。 7个国家半导体照明产业化基地所在的省 /直辖市， LED芯片企业数量都在 4个或以上。 7个国个半导体照明产业化基地所在的省 / 30 直辖市广东、福建、上海、河北、江苏、江西、辽宁LED芯片企业合计 41个，约占 LED芯片企业总数的 2/3。 广东 10个 LED芯片企业主要分布在深圳、东莞、广州、江门四个城市， 分别是深圳世纪晶源、深圳方大国科、深圳奥德伦、深圳鼎友、东莞福地、东莞洲磊、东莞高辉、广州普光、广州晶科、江门鹤山银雨灯饰（真明丽）。 福建 8个 LED芯片企业主要分布在厦门、泉州、福州三个城市，分别是厦门三安、厦门安美、厦门明达、厦门干照、厦门晶宇、泉州晶蓝、泉州和谐、福建福日科。 其他地区企业典型企业还有南昌欣磊、江西晶能、大连路美、上海蓝宝、上海大晨、上海蓝光、河北汇能、河北立德、杭州士兰明芯、山东华光、武汉迪源、武汉华灿等等。 LED产业链价值分配 图表 12 LED产业链产 值分布图 上游（ 衬底） 下游（封装 应用） 中游（ 外延片 +芯片 ）  产值占比： 1%  现有企业 投资规模： 3000 万元以上  产值占比： 9%  现有企业 投资 规模： 1亿元以上、 6000 万元以上 ； 5000万元以上、3000 万元以上  产值： 90%  现有企业 投资规模：2020万元以上 31 图表 13 国内 LED产业 2020年 各环节产值 （亿元）及 占比 封装 , %外延 , %芯片 , %衬底 , % 资料来源：中国光电子协会 ， XXX部资料整理 图表 14 全球产业链各链点代表公司的营收状况（万元 RMB） 产业链 代表公司 市场占有率 财务指标 2020 2020 2020 2020上半年 上游（衬底制作+MOCVD设备） 美国Rubicon 30% 营收 22983 25477 13345 18400 毛利率 % % % % 净利率 % % % % 德国Aixtron 60% 营收 187735 239825 264822 302666 毛利率 40% 41% 44% 53% 净利 % % % % 32 率 中游（外延片 +芯片） 美国。