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s

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s内容摘要：

LED 芯片按发光强度分为普通亮度 LED、高亮度 LED 和超高亮度 LED，发光强度 10mcd 为普通亮度，10mcd～ 100mcd 间的为高亮度，达到或超过 100mcd 15 的称超高亮度。 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。 图表 4 LED的 应用领域（按发光强度分） 分类 发光强度 用途 具体应用 普通亮度 ＜ 100mcd 指示灯 仪器仪表的指示光源、 LED 发光点阵组 成的小型字符或数字显示器，用于计算 器、测试仪器、指示牌等电子设备上 高亮度 10mcd～ 100mcd 特殊照明 全彩显示屏、交通信号灯、汽车车灯、 背景光源、景观照明、特种工作照明（如 强调安全生产、特殊用途的矿灯、警示 灯、防爆灯、救援灯、野外工作灯等）、 军事及其它应用（玩具、礼品、轻工产 品等） 16 超高亮度 100mcd 通用照明 各种民用及工业用照明替代现有白炽 灯和荧光灯 注： 1）发光强度 mcd，光通量的空间密度，即单位立体角的光通量；2）光通量 lm，单位时间里通过某一面积的光能。 2020年背光源应用市场的突然爆发引发了 LED行业的快速发展，市场预计未来 4 年 LED 的 市场 发展 仍将 以背光源应用市场为主 ，远期发展则要依赖 照明市场的启动。 见图表 6。 图表 5 20 2020年全球 LED 应用结构对比 数据来源： Strategies Unlimited 图表 6 全球 LED应用趋势（数量） 17 资料来源：台湾工研院 衬底。 商业化大量应用的单晶片衬底有蓝 宝石晶片、碳化硅晶片和砷化镓衬底 等。 砷化镓在生长磷化镓等外延材料后可以用来生产红光 LED，蓝宝石晶片和碳化硅晶片在生产氮化镓外延材料后可以用来生产蓝光 LED。 背光源市场使用蓝光 LED，照明市场（白光LED）使用红绿蓝融合 LED或涂有荧光粉的蓝光 LED。 因为碳化硅衬底比蓝宝石衬底价格高出 15倍以上，这制约了其发展，所以蓝宝石晶片成为应用最广的衬底。 这还不是故事的全部，碳化硅单晶片是一种战略性材料，其功能是蓝宝石衬底无法胜任的，某些军事或高 18 端应用，非碳化硅不可。 下游背光源应用市场的爆发使得上游单晶片衬底出现短 缺， 蓝宝石 衬底价格一路看涨 ，从 2020年初的67美元涨至目前的 30美元 （均指直径为 2英寸的薄片）。 市场预计 20202020 年衬底短缺的情况仍将持续，衬底价格仍将在高位缓慢上行。 长期来看， LED 的价格会逐渐下降，衬底的价格也随着相应下降，但 LED 价格的下降将会启动天量照明市场的发展，这又反过来促进衬底的广泛使用，所以， LED衬底 市场 前景非常远大。 投资的必要性 项目综合利润情况 年净利润 7315 万元，平均毛利率% 项目对提高公司综合竞争力的贡献 提高集团的高科技形象，提升集团品牌价值 ； 丰富集团的节能产品和优化集团产品结构 项目对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 19 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。 取代进口或出口国际市场 起先主要提供给国 内市场，待工艺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 20 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 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 21 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 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 22 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 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 23 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 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 24 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 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 25 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% 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 619 1117 515 20/10 724 1l17 26 距年数 我国申请中发明专利的比例。