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智库解析LED产业链发展趋势

OK智库 2020-09-15 14:22:30


  智库首席专家杨志刚引言:LED,中文名为发光二极管,它是英文Light Emitting Diode的简称。LED是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能。

  发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当电流流过时,电子与空穴在其内复合而发出单色光,这叫电致发光效应,而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体材料种类与掺入的元素杂质有关。


  LED具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点,因广泛应用于照明、广告灯、指引灯和显示屏幕。

  在节能环保概念的不断推动下,LED照明发展前景广阔而美好。2015年,LED普及率依旧在快速提升,但因受传统照明冲击及市场分化日趋明显,产品研发和经营都在面临更多挑战。如何突破这些“瓶颈”继续破浪前行?LED行业又将如何发展?

  为更深入了解LED技术发展现状及趋势,助力业者抢占产业成长黄金机遇,深圳LED产业协会邀请业内专家、龙头企业代表及相关资深研究人员,以【LED照明驱动技术研讨】为主题,研讨并提供行业报告和设计指导。




  一、总体发展展望


  1.全球情况


  (1)产业结构




  根据研究机构的预测,2015年全球高亮度LED产值达137亿美元,将比2014年增长7.5%。总LED使用颗数将达1860亿颗,年增长率为32.6%。其中,LED照明为使用量年增率最高者的应用产品,同比增长率达65%。


  从下游应用看,2015年电视用LED背光出货量将出现负增长,LED背光应用的主要成长动力来自侧光式LED在电视中的应用比重的提升,4K背光电视出货量的倍数成长,以及OLED曲面电视及量子点电视逐渐兴起。背光LED中,屏幕朝大尺寸及高精细度发展的智能型手机、小间距显示屏及车用LED等三类应用将延续2014年出货量的正向成长态势,使用量年增长率介于13%-24%之间。




  LED光源在平板、笔记本、显示器中的使用量呈现负增长趋势。其中,平板受到大屏幕手机及智能手表等可穿戴设备的冲击,出货量将进一步减少,导致2015年LED使用量呈现9.8%的负增长,预计将是LED背光应用中衰退幅度最大的应用类别。


  2015年LED照明应用占比将达49.3%,比2014年高出9.9个百分点。其中,以公共照明市场中LED灯管使用的光源占比较高,产业规模占比将达37.4%。其次,LED灯泡将朝平价化发展,该类光源占比达32.5%。


  (2)区域结构




  从区域分布看,欧洲地区的市场份额最大,占23%,2015年LED照明市场规模将达59.11亿美元。虽然没有大规模补贴政策,但其高昂的电价及光文化的差异,使得LED在商用照明与户外建筑照明市场需求提升。


  中国市场规模预计达到53.97亿美元,占有21%的市场份额。2015年,受惠于照明市场需求的稳定成长,中国照明市场不论是国内需求与海外出口将会更持续提升。但受供应厂商众多的影响,产品价格竞争加剧。




  美国地区排名第三,市场规模预计为48.83亿美元,占有19%的市场份额。由于美国持续推广环保署的能源之星计划与DLC认证,促使厂商积极推进产品认证,以期获得补贴。


  日本LED照明市场占有9%的市场份额,市场规模为23.13亿美元。日本在商务用LED照明市场逐渐打开,如学校、医院、连锁店等,工业与户外照明则有待开发。




  其他新兴市场包括亚洲其他地区、中东与印度、及拉丁美洲则占有28%的市场份额。这些地区市场发展的主要驱动力包括人口数量、政策推动与项目推广,新兴地区的应用市场将于2015年进一步打开。


  2.我国情况




  2015年,我国LED行业将延续2014年上升势头,迎来新一轮的增长。预计2015年,国内LED产业将继续保持高速增长,产业规模达4500亿元,增长率达到40%左右。未来三年里,其中LED户外照明将会成为LED照明增长最快的细分领域,2015年户外照明中国LED市场规模更将接近150亿元。


  上游外延芯片环节,随着应用市场的全面启动,近几年投资积累的产能逐步释放,2015年外延芯片产量、产值都将明显提升,产值增长率预计达到36%左右。




  中游封装产业环节竞争更加激烈,预计增速在15%左右,更多新的封装技术和工艺将一争高下。但LED封装技术演进,始终围绕终端使用成本不断下降这个主题。特别是照明封装领域,企业盈利能力依然难以得到改善。在封装大厂均积极扩产的情况下,行业洗牌速度将加剧进行。




  在下游应用环节,借助中国制造的优势,2015年的产值增长率将超过50%。在照明应用方面,2015年,随着各国淘汰白炽灯的计划进一步实施,LED照明将实现爆发式增长,领跑中国LED应用市场,渗透率进一步提高,预计LED照明整体渗透率有望达到25%。智能化照明将紧随智慧城市的建设而大放异彩,可穿戴电子、光通讯、植物照明等创新应用产品则成为市场新宠。


  二、创新态势展望


  1.芯片技术




  2015年随着LED光效的提高,LED芯片一方面现在越做越小,在一定大小的外延片上可切割的芯片数越来越多,从而降低单颗芯片的成本;另一方面单芯片功率越做越大,将从现在的3W往5W、10W发展,这对有功率要求的照明应用可以减少芯片使用数,降低应用系统的成本,且目前已有许多企业往这方面发展。


  LED芯片技术发展一直以追求高发光效为动力,而倒装技术是目前获取高效大功率LED芯片的主要技术之一,衬底材料中蓝宝石和与之配套的垂直结构的激光衬底剥离技术(LLO)和新型键合技术仍将在较长时间内占统治地位。


  2.封装技术




  芯片级封装、LED灯丝封装、集成化封装将是2015年封装工艺的发展趋势。采用透明导电膜、表面粗化技术、DBR反射器技术来提升LED灯珠的光效正装封装仍然是技术主流;同时倒装结构的COB/COF技术也是封装厂家关注的重点,集成封装式光引擎将会成为研发重点。2015年,中功率将成为主流封装方式。


  在成本因素驱动下,去电源方案逐步成为可接受的产品,而高压LED充分迎合了去电源方案,但其需要解决的是芯片可靠性。凭借低热阻、光型好、免焊接以及成本低廉等优势,COB应用在今后将会得到广泛普及。其次是新材料在封装中的应用。耐高温、抗紫外以及低吸水率等更高环境耐受性的材料,如热固型材料EMC、热塑性PCT、改性PPA以及类陶瓷塑料等将会被广泛应用。


  3.应用技术




  目前应用厂家主要通过采用新型散热材料、先进光学设计与新型光学材料应用等手段实现LED照明产品的成本优化,同时保证产品性能。




  2015年,LED照明应用厂家将重点关注:基于应用场景要求的可互换LED光引擎技术;基于物联网平台的LED智能照明系统架构技术;基于可靠性设计的LED照明灯具开发,使用周期内保持颜色/亮度一致性的高性能LED照明灯具开发;基于大面积高效漫射扩散板技术的灯具开发;在线光环境体验的照明系统解决技术和服务系统等方面。未来LED灯具形状将不再局限于传统灯具的形状,而倾向于形状自由化和隐藏性。形状自由一方面满足个性需求,另一方面则可作为装饰品进行点缀。


  三、应用态势展望


  1.不可见光LED应用市场逐渐形成




  由于LED价格竞争激烈,2015年LED应用企业将积极寻找可提升利润的新特殊应用,例如逐渐受到关注的不可见光LED,包括紫外和红外LED等应用。预期未来我国将会有越来越多的LED厂商进入不可见光领域,加强技术研发,在市场竞争中占据一席之地。


  2.车用LED应用稳定增长




  车用LED市场将在2015年稳定成长,其中又以昼行灯(DRL)与车头灯(H/Lbeam)等车外LED照明成长性最佳。LED的技术提升与价格的下跌,使得车用LED照明逐渐从高端车型转移至中端车型上,带动未来几年车用照明的需求。此外,车内LED应用仍以车用面板的LED背光为主,随着多媒体与感测影像的普及率增加,传统的仪表板也已改成LCD面板,带动车用背光LED的需求。


  3.背光LED应用追求轻薄化与高色彩饱和度




  2015年,LED企业将在背光领域做得更轻薄、亮度更高。现阶段高端智能型手机使用的0.4tLED主流背光规格亮度约在2500-2700mcd,封装技术门槛相对较高。预期2015年LED规格将往更薄的0.3tLED迈进。至于电视LED背光规格,除了提高LED亮度来满足4K2K面板需求外,导入特殊的红色荧光粉,来达到高色彩饱和度LED,也是LED企业的开发重点。


  4.小间距显示屏普及率提升成为显示屏市场成长动能




  2015年,小间距、大尺寸显示屏将在多种应用场景得到普及,包括体育场馆、市场宣传、广告媒体等方面的推广应用,并进一步开拓多元市场。LED显示屏具有高性能、高品质、高稳定性的特征,将在文化、广电市场进行大规模应用,并进军家用市场,在家用电视显示应用中占据一定的市场份额。


  5.智能照明将成为LED照明的发展方向




  2015年,智能照明的重要性将受到广泛认识。在未来智能照明将是一个系统的解决方案,通过无线通信和网络通信的方式,在室内外照明的控制、数字家庭、物联网、移动互联网的应用融合发展,为我们的生活工作带来极大的便利。




  智能照明使得照明与电子信息、网络、集成电路、软件、系统解决方案和相关服务紧密联系在一起,带动各大产业融合发展。2015年智能照明的顶层设计和架构将进一步完善,通信协议和标准化得以制定,给智能照明提供更好的发展环境。


  四、企业态势展望


  1.中国大陆LED芯片企业市场占有率持续提高




  2014年全球MOCVD新增装机数量将达239台,中国仍是最大宗的MOCVD装机地区。2015年,因中国部分地方政府持续有补贴措施出台,仍将维持170台以上的装机规模。


  随着中国大陆LED芯片厂的技术提升及产能释放,其占全球LED芯片产值的比例将由2014年的36%,提升至2015年的42%。至于过去中国大陆的LED背光与照明应用依赖国外企业的状况已不复存在,中国大陆封装厂商采用国产芯片的比例不断提升,在价格上也颇具竞争力,中国大陆厂商在全球市场的占有率逐渐增加。


  2.照明企业将寻求更低成本的解决方案




  终端照明产品价格的下跌,刺激出LED照明市场的大量需求。2015年LED照明产品的成长驱动力主要仍来自于LED球泡灯、LED灯管等替代性光源产品,因此LED价格与成本将成为照明企业考虑的关键因素。


  而具有良好性价比的中功率LED可以满足这些LED照明产品持续降价的要求,未来LED企业仍会持续寻找更好的散热材料,通过大电流驱动来减少LED使用颗数,甚至COB的封装形式也来降低成本。除了LED模组的成本降低之外,照明企业也开始关注驱动电源等其他零组件,希望通过整体系统设计来获取更低成本的解决方案。


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