LED行业及LED封装设备行业研究分析报告目前最全面的.docx
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LED行业及LED封装设备行业研究分析报告目前最全面的
LED行业和LED封装设备行业研究报告
摘要:
一、本文详细介绍了LED的概念、特征、国家产业政策、国内外市场状况、竞争状况、行业上下游关系和行业发展前景。
二、介绍了LED行业封装设备行业国内外竞争状况、影响因素、行业发展趋势以及封装设备行业国内企业优劣势。
一、LED行业及产业政策
(一)LED概述及应用领域
1、LED概述
LED是发光二极管(LightEmittingDiode)的简称,是一种固态半导体发光器件。
LED的核心组件是由p型半导体和n型半导体组成的芯片,在p型半导体和n型半导体之间有一个p-n结,当注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能转换为光能。
不同材料的芯片可以发出红、橙、黄、绿、蓝、紫等不同颜色的光,“发光二极管”也因此而得名。
通过在LED两端加载电压,将电能直接转换为光能,大大降低了能量转换过程中的损耗,LED因此被称为第四代照明光源或绿色光源。
其具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于照明(包括通用照明与景观装饰照明)、背
光、指示显示等领域。
2、LED的特性
(1)LED光源发光效率高
白炽灯、卤钨灯发光效率为12-24Lm/W、荧光灯为50-70Lm/W、钠灯为90-140Lm/W,白炽灯、卤钨和钠灯均有大量电能转变成热量,电能损耗大,发光效率低。
目前LED光源器件的商用光效已达到100-150Lm/W,发光效率较高。
由于LED技术的不断进步,LED光源器件发光效率的国际主流实验室水平已达到231Lm/W。
(2)LED光源使用寿命长
白炽灯、荧光灯、卤钨灯是采用电子光场辐射发光,灯丝具有易烧断、热沉积多、光衰大等特点,导致传统光源寿命短。
LED由于其半导体特性,具有较长的使用寿命(以30%光衰、60°C以下工作温度为标准,可以达到10万小时)。
由于LED芯片的封装密闭程度、实际使用时散热情况、LED光源器件面临的工作环境恶劣程度、LED封装原材料材质、LED照明产品驱动电源提供的直流电稳定程度均有所差异,导致LED光源器件的实际使用寿命一般小于实验室理论值。
(3)LED产品节能环保
LED为全固体发光体,不含汞、钠元素等可能危害健康的物质,具有耐冲击不易破碎、废弃物可回收、没有污染气体等优点,是改善人们生活环境的环保光源。
(4)响应时间快
白炽灯的响应时间为毫秒级(ms),而LED光源一般可在几十纳秒(ns)内响应,且可以频繁地亮灭,不会影响其使用寿命,可用于替换传统汽车刹车灯。
(5)易于调光、调色,可控性大
LED光源可以通过电流的变化控制亮度,也可以通过不同波长LED的配置实现色彩的变化与调节。
LED发光具有很强的方向性,从而可以更好地控制光线,提高系统的照明效率。
3、LED照明光源开启人类照明的第三次革命
自人类诞生以来,照明就开始在生活中扮演不可替代的角色,人类的发展历程也是照明技术不断发展的过程。
人类历史上第一次照明革命是1879年爱迪生发明白炽灯。
第二次照明革命来自20世纪40年代荧光灯的出现,其光效比白炽灯提高25%,寿命提高到1,000小时。
1962年LED光源出现,推动了照明技术的第三次革命。
与各种传统光源比较,LED光源具有如下特点:
4、产业链结构
LED的产业链包括上游外延生长及LED芯片制造,中游的LED光源器件封装,下游的LED应用产品生产。
而本公司处于处于LED的产业链中游的LED的封装行业中的LED封装设备子行业,上中下游产业链如图所示:
LED产业体系的产品主要包括外延片、芯片、光源器件和各类应用产品,各环节主要形式和类别如下:
①上游外延片、芯片产品
外延片及芯片的生产设备是MOCVD设备,由于其技术含量高,MOCVD设备站在了LED行业价值链的顶端。
目前的主要生产制造商为Aixtron与Veeco两家公司,市场占有率合计将近九成,是属于寡头垄断市场。
②中游光源器件及其生产设备
由国外为主以及以本公司为主的LED封装设备提供商提供封装设备给LED封装企业,由此封装形成光源器件。
③下游应用产品
LED封装企业生产出LED产品,主要应用于通用照明、景观装饰照明、背光、指示显示、汽车等。
(二)、行业管理体制和相关产业政策
(1)所处行业
根据国家统计局2002年颁布的《国民经济行业分类》,本公司所从事的行业属于电子元器件行业半导体设备制造行业;根据中国证监会发布的《上市公司行业分类指引》,本公司所从事的行业归属于电子元器件制造业(C51)。
(2)行业主要产业政策、法律法规、部门
发布时间
发布单位
政策和法规名称
2006年2月
国务院
《国家中长期科学和技术发展规划纲(2006—2020)》
2006年7月
建设部
《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》
2007年1月
发改委、科技部、商务部、国家知识产权局
《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007年度)》
2008年1月
财政部、
发改委
《高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法》
2009年3月
深圳市
市政府
《深圳市LED产业发展规划(2009—2015年)》、《深圳市促进半导体照明产业发展的若干措施》、《深圳市推广高效节能半导体照明(LED)产品示范工程实施方案》
2009年4月
国务院
《电子信息产业调整和振兴规划》
2009年5月
科技部
在21个城市启动“十城万盏”半导体照明应用工程试点工作
2009年9月
发改委、科技部等六部委联合发布
《半导体照明节能产业发展意见》
2010年9月
国务院
《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》
2011年
发改委
《产业结构调整指导目录(2011年本)》
二、LED行业概况
(一)、世界LED行业概况
由于经济的全球化,LED产业的发展正在逐步形成国际分工,目前主要分布在美国、日本、欧洲、中国台湾、中国大陆等国家和地区。
美国、日本、欧洲等发达国家拥有LED的核心技术,已经形成Cree、日亚化学、丰田合成、PhilipsLumileds和欧司朗等一批产业链完整、生产规模大、技术垄断性强的企业集团。
欧美厂家逐步集中于上游外延和芯片技术的研发,通过专利授权的方式获取产业发展的利益,而产能逐步向中国大陆等地转移。
中国台湾和中国大陆的企业从产业链的上游芯片生产和中游封装环节起步,生产能力逐渐超过欧美国家。
目前,中国大陆已经成为世界上重要的LED光源器件封装和LED应用产品生产基地。
1、全球LED市场快速增长
自1962年LED光源出现,LED便以其发光效率高、使用寿命长、相应时间快、可控性大等低碳环保优势,而推动了照明技术的第三次革命。
随着LED制造技术的逐渐成熟、LED使用范围不断扩大和市场需求的迅速增加,使全球LED市场规模连续多年保持了较高的增长率。
根据高工LED产业研究所的统计,2010年全球LED光源器件市场规模已经达到132亿美元。
2、背光和照明将是LED两个最大的应用领域
随着手机、笔记本电脑、平板电脑、台式电脑显示器、液晶电视、LED通用照明、LED景观装饰照明等市场近年来需求的迅速增加,背光和照明已经成为LED光源器件需求增长最为迅速的领域。
3、各国政府出台政策大力扶持LED行业
能源短缺和环境污染是全球各国共同面临的问题,推动LED行业的发展正是各国政府对此做出的共同回应之一。
由于LED产业潜在的巨大经济和社会效益,许多国家纷纷制定发展计划。
1998年以来,日本分别推出了“铁路信号灯LED应用计划”和“大功率、高显色指数大尺寸白光LED计划”,全面推进LED的技术研发和进行市场推广。
2000年以来,美国启动“国家半导体照明研究计划”、“能源之星计划”,以国家战略的高度推动LED照明产品进入实用市场。
2000年,欧盟设计“彩虹计划”,成立执行研究总署推广白光LED的应用,2006年制定500亿欧元预算用于2007年至2013年间资助欧洲LED企业开展创新活动。
(二)、国内LED行业整体概况
1、国内LED行业概述
中国是LED光源器件封装大国,2010年LED光源器件产值占全球总产值的31%,就已经超过日本、韩国、中国台湾,居于全球首位。
2006年国家“863”计划的“半导体照明工程”重大项目启动以来,随着国内部分封装企业的封装技术逐渐成熟和规模逐渐扩大,国内LED封装企业正逐步向下游应用领域进行拓展。
2、国内LED市场增长迅猛
2006至2010年期间,国内LED行业总产值保持30%以上的复合增长率。
2011年行业总产值达到1540亿元,其中LED芯片产值60亿元,LED光源器件产值320亿元,LED应用产品产值1160亿元。
2011年我国半导体照明产业各环节产业规模
近两年我国LED产业链增长趋势图:
3、LED行业发展迅速,已经初步形成较为完整的产业链
国内芯片制造水平逐步提高,预计未来将加速增长。
国内LED芯片市场规模从2006年的10亿元发展到2011年的60亿元,国内LED芯片性价比将逐年优化,市场规模呈现加速上升趋势。
国内LED封装市场规模持续扩大。
根据高工LED产业研究所和国家LED产业联盟的统计,目前国内有500家以上LED企业,其中1500家LED封装企业,2011年LED光源器件封装产值为320亿元,居全球首位。
2000年以来,国内LED光源器件封装水平提高较快,相关产业配套、经营环境配套逐渐成熟,中国已经日益成为全球最重要的LED封装基地。
(三)LED行业市场前景分析
1、全球LED行业市场前景
2012年开始,随着各国政府陆续推行禁用白炽灯政策,并随着技术的进步、产能的释放、市场的引导市场需求将持续增长。
特别是照明产业前景确立。
后白炽灯时期已经来临,应用市场将从户外照明优先发展,商用照明、工业照明、车用照明居次,最后再渗透进家用市场,未来4年内为LED布局照明市场的最后关键期。
2、国内LED行业市场前景及应用前景
根据国家LED产业联盟的预测,2015年国内LED行业总产值将达到5,000亿,2010年至2015年复合增长率达到30.92%;2015年LED芯片、LED光源器件和LED应用产品产值分别达到300亿元、700亿元和4,000亿元,2010至2015年复合增长率分别达到43.10%、22.87%和34.76%。
2011-2015年国内市场规模预测
小尺寸背光、显示屏、景观装饰照明、指示显示是目前LED光源器件主要的应用领域,未来,中大尺寸背光、汽车灯及通用照明等领域将逐步成为我国LED的主要应用领域。
预计2015年,我国LED应用产品细分市场情况为:
2015年我国LED应用产品细分市场情况预测
(1)LED通用照明
目前我国是世界上第一大传统通用照明产品生产国和出口国,而LED通用照明产品在逐渐向传统照明的各个应用领域渗透,国家发改委等五部委发布的淘汰白炽灯计划也为LED通用照明的发展创造了机遇。
根据国家LED产业联盟的数据,2011年我国LED通用照明产品的市场规模已经达到205亿元,预计到2015年将达到1160亿元。
(2)LED景观装饰照明
景观装饰照明是LED照明目前重要的应用领域,国内景观装饰照明市场中LED产品的占有率接近50%。
伴随城市化进程的发展,LED景观装饰照明市场将保持稳步增长,根据国家发改委等六部委联合发布的《半导体照明节能产业发展意见》,2015年LED产品在景观装饰照明市场中占有率将达到的70%以上。
根据国家LED产业联盟的数据,2010年LED景观装饰照明市场规模为210亿,预计2015年将达到800亿元。
(3)LED背光
LED可以作为液晶显示器的背光源,其在最近几年内的应用普及程度将对LED市场规模扩展起重要作用。
我国已经是全球最重要的电子信息产品生产基地,手机、数码影像产品、笔记本电脑、平板电脑、台式电脑、液晶电视等应用背光源主要电子产品都取得了较快的增长,LED背光市场前景巨大。
根据国家LED产业联盟的数据,2010年LED背光市场规模为160亿,预计2015年将达到1,000亿元。
(4)LED显示屏应用
LED显示屏的系列和规格已比较完整,基本形成了室内、室外两大系列,涵盖了各种点间距、单色、双基色、全彩色等技术类型。
近年涌现出了LED显示幕帘、LED显示幕墙、LED彩色地砖等新型大屏幕产品以及各种类型的应用新产品。
根据国家LED产业联盟的数据,2010年显示屏市场规模为150亿元,预计2015年将达到320亿元。
(5)LED汽车应用
LED光源器件体积小、抗震性强,在汽车各类应用中中都有非常大的应用前景。
目前LED在汽车中主要应用于指示显示与装饰照明产品,尾灯、侧转向灯、高位刹车灯、中低位刹车灯等汽车照明的需求也日渐增多。
随着LED光效的进一步提高,LED将在前照灯领域获得大规模应用,其市场潜力巨大。
根据国家LED产业联盟的数据,2010年我国LED汽车应用市场规模为15亿元,预计2015年市场规模将达到200亿元。
所以LED优势明显,下游LED应用领域广泛、未来发展空间巨大,随着通用照明产业的有效发展,到2015年我国LED产行业总产值将达到5,000亿元,到2015年复合增长率仍将保持30%以上增速度;到2015年LED芯片、LED光源器件和LED应用产品产值分别达到300亿元、700亿元和4,000亿元,2010至2015年复合增长率分别达到43.10%、22.87%和34.76%。
下游市场持续不断的高速增长以及原有设备的更新换代和技术升级,为LED封装设备提供商提供了源源不断的市场需求。
(四)、LED行业发展趋势
在LED产业链中,外延生长与芯片制造约占行业利润的70%,LED封装约占10%~20%,而LED应用大约10%~20%。
经过2011年的调整后,并购重组等资本与市场的结合,将推动LED行业格局的重大调整。
未来几年LED产业可能会沿着以下几个方向发展。
1、国际LED照明巨头抢攻市场
国际LED照明巨头飞利浦、东芝已领先业界成功开发出800流明LED球泡灯,并且正在积极研发1000流明以上LED球泡灯。
800流明LED球泡灯、每1美元达1000流明的封装、高电压LED以及增加红光的暖白光LED是大势所趋,将成为LED芯片商着力耕耘的技术重点。
现阶段,众多LED芯片商正试图增加AIGalnP当中的红光LED实现高演色性,相较于蓝光LED混合萤光粉的暖白光方案演色性达82%,混合红光LED的暖白光演色性可高达90%,因此将成为市场主流。
此外,高电压LED主要瞄准室内照明,有利于简化LED与电源转换器的设计。
相较于直流方案,高电压方案可减少发光效率下降,且采用更高效率的驱动器,加上不会出现交流电方案的故障弊病,以及制造成本低和生产容易性,将成为最容易达成高性价比LED灯泡的方案,成为LED芯片商群起争夺的市场。
2、上下游企业紧密合作
企业间的合作特别是上下游企业合作将成为LED产业另一趋势,实现了LED产业链上下游之间的合作与优势互补,为双方共同加快LED市场的发展、提升LED市场份额创造条件。
3、LED室内照明获政策支持,发展潜力巨大
从LED产能技术配合可用性来看,我国提出了降低税率、加速设备折旧以及免费用地等优惠措施。
该计划相当于鼓励国内现有的LED制造商扩大产能,这也将导致许多新的竞争者出现。
来自我国台湾地区以及韩国的LED厂商也在积极进入中国大陆市场,成为推动产能增加的因素。
照明市场最先激活的是户外大角度照明,例如路灯、广告牌灯等。
室内照明首先激活的将是长效照明应用,包括隧道、超市、厂房、商场、办公楼。
预计到2011年年底,大部分的商业照明市场将被激活。
家庭照明则主要是高端客户,集中在公寓、别墅等高档住宅。
在未来的3-5年中,LED照明产品将逐步规范化、标准化,成为常规产品,而这段时间内也将逐步迎来LED行业的大洗牌。
届时LED行业将与其他行业一样,有品牌、有技术、有资本实力的企业将会立足LED业界,而一些低端、杂牌企业只能在狭缝中生存。
当然也有一部分企业走狭窄市场路线,以小市场大份额获取生存发展空间。
4、细分市场决胜在终端
目前国内LED企业在政府鼓励扶持下,通过北京奥运会、上海世博会、广州亚运会、深圳大运会和“十城万盏”等获得了快速发展。
而接下来LED照明要作为新的节能光源,快速被消费者认同,进入寻常百姓家,亟待突破的瓶颈是产品门类、规格、价格、品牌、营销模式、渠道建设等。
(五)LED行业上下游的关联性和发展情况
LED产业链中的LED上游产业主要指外延生长及LED芯片制造,中游的LED光源器件封装,下游的LED应用产品生产。
中游LED光源器件封装是指用环氧树脂或有机硅等材料把LED芯片和支架包封起来的过程。
具体而言,就是将LED芯片及其他构成要素在支架或基板上布置、固定及连接,引出接线端子,并通过可塑性透光绝缘体介质包封固定,构成整体立体结构的过程。
1、LED上游产业的产能制约中下游产业发展
LED芯片是中游LED光源器件封装的最主要原材料,因此上游LED芯片制造的产能将决定中游LED光源器件的供给水平,也将影响中下游生产的利润水平。
2、LED下游应用产品的需求带动中上游产业的发展
LED应用产品作为下游终端产品,其多元化的市场需求是中上游产业发展的最主要拉动因素。
近年来,正是LED应用产品的旺盛需求,拉动了整个产业的快速发展。
3、中游LED封装行业在整条产业链中的独特地位
在LED整条产业链中,封装发挥着承上启下的枢纽作用。
上游生产的LED芯片无法直接应用于终端产品,必须封装成LED光源器件。
LED封装的功能主要包括:
(1)对LED芯片提供机械保护,以提高其可靠性;
(2)加强散热,以降低芯片工作温度、提高LED性能;(3)光学控制,提高出光效率,优化光束分布。
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三、LED封装设备制造业的概况
(一)、世界LED封装设备制造业概况
截至2010年底全球有近130家LED封装设备厂商,其中国企业约100家,数量上占到76.9%,但产值仅占全球的20%左右。
LED封装核心关键设备方面(固晶机、焊线机、点胶机、分光/分色机/装带),以ASM,日本精工,Disco为代表的企业技术成熟、产品先进,是封装厂商采购的首选。
(二)、中国LED封装设备制造业概况
2010年国内LED封装设备市场规模为72.18亿元,同比2009年增长41.14%。
其中ASM一家企业占国内LED封装设备28.7%的市场份额,H来自日本和台湾厂商各占25.8%和15.2%,欧美厂商占10.3%,国产设备厂商占比20%,约14.44亿元。
我国虽然占据LED封装设备厂商的多数,但产值仅占LED封装设备的20%。
而且由于LED封装在整个产业链起到承上启下的作用,LED封装设备的优劣可以一定程度影响到下游LED应用产品的质量,故国内LED封装企业采购LED封装设备仍然大量集中在中高端产品领域,这部分需求主要靠进口,因此海外设备厂商仍基本占据中国中高端市场90%的份额,以ASM,日本精工,Disco为代表的企业仍是国内封装厂商设备选型的首选。
LED封装及应用所用的设备中打线机、贴片机、灌胶机、搅拌脱泡机、点胶机、分选机、编带机,印刷机等产品已经大部分实现国产化,其性价比已可与国外同类设备竞争;但在焊线机、固晶机、测试设备(含分光分色)、荧光粉涂布设备等领域,国内虽有生产,但在性能等方面的差距还比较大,较大规模的封装企业在采用上都比较谨慎,整线的国产化率和在线使用率正在逐步提高。
在未来越演越烈的价格战中,国产设备将对降低成本发挥重要作用。
四、影响LED封装设备制造业有利和不利因素
1、有利因素
(1)、国家政策支持为我国LED产业发展创造了良好的环境
半导体照明作为新一代革命性照明技术,凭借其节能环保的优势得到了各级政府的大力支持,国家和各省、市纷纷出台大力扶持半导体照明产业发展的政策。
半导体照明的应用已经与节能减排、环境保护等国家战略目标紧密联系在一起,推进半导体照明产业发展已经成为国家意志,特别是在我国针对全球金融危机实施的产业振兴计划中,半导体照明也被作为提升传统产业、培育新兴产业的重领域之一,这为LED封装设备制造产业的发展提供了极好的机会。
(2)、技术转移及资源优势为我国LED封装设备产业的长期发展提供稳固基础
我国基础原材料资源和劳动力人才资源非常丰富,发展LED所使用的有色金属资源,镓、铟、硅我国有着丰富的储量,以及我国有着大量的劳动力资源及人才资源,为LED产业及其设备制造业提供了充足保障。
(3)、LED应用领域广泛,市场需求潜力巨大,设备国产化趋势明显
由于LED封装行业进入门槛低、产品应用范围广和发展潜力巨大,近些年来吸引了大批资金,随着后进入着的投入和原有企业产品的更新换代,使LED封装设备产生了持续增长的市场需求。
目前国内LED封装设备90%依靠进口,由于国产LED封装设备具有较高的性价比,价格只相当于进口的50%左右,随着国内企业技术和产品的不断完善和成熟,对国内LED封装设备有着强的市场需求。
2、不利因素
我国LED封装设备、封装材料大部分依赖进口,封装企业规模普遍不大,封装工艺研究投入不足,工艺水平总体不高,加之从事LED封装专业人才不足,对LED的原理、结构设计、材料、光学以及与半导体结合知识了解的人太少,这种状况严重制约了产业的发展。
同时,LED封装产业的发展还受到国外专利权的牵制。
五、LED封装设备行业竞争状况主要竞争对手
(一)国外
LED封装设备以国外的ASM,日本精工,Disco为代表的企业技术成熟、产品先进,是封装厂商采购的首选。
而国内在焊线机、固晶机领域起步相对晚、技术成熟度低,国产化率,包括本公司在内的企业规模偏小。
1、ASM公司
ASM:
太平洋科技有限公司,是全球最大的半导体和发光二极管行业的集成和封装设备供应商。
ASMPT于1989年在香港上市,目前其53.1%的股份由ASMInternationalN.V.所持有,而ASMInternationalN.V.是纳斯达克榜上有名的晶圆工艺处理设备提供商。
ASMPT的总部设在中国香港特别行政区,但是却同时在中国深圳,新加坡和马来西亚拥有生产和研发基地。
ASM是全球卓越的,为半导体、光电及光电子产业,提供完整封装设备和制程解决方案的供货商。
单位:
万元(港币)
2011
2010
2009
主营业务收入
1,291,519
951,510
473,217
毛利率
34.27%
47.38
41.33
净利润
293,198
284,203
93,543
2010-2011业务营业额分布图
单位:
千元(港币)
2、日本精工
产品质量较好,技术成熟,但价格昂贵,进入国内市场较晚,市场占有率较低。
(二)、国内
经过近几年的发展,中国封装设备无论从技术还是从销售额都得到了很大的进步。
2009年前国产封装设备占有率不足10%,而到2011年国产封装设备却占有率达到了46%以上,特别是固晶机、分光分选机、测试仪国产设备渗透率达到惊人的地步,有的渗透率达到80%以上,而焊线机由于技术要求较高,研发技术难度
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