杏彩体育平台app·显示行业 ~ P1：LED概述

时间：2024-04-16 01:47:13 来源：杏彩体育官网app 作者：杏彩体育官网登录入口

　　LED(Lighting Emitting Diode)即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

　　发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，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，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。

　　LED产业链上游是LED外延芯片行业。衬底及外延片生产的技术含量最高，投资也大，属于技术和资金密集行业；芯片制造是将单晶片经过光刻、腐蚀等程序切割出LED芯片，制造过程也较为复杂。经过几年激烈的竞争，LED芯片行业集中度逐渐提高，三安、华灿、澳洋、兆驰国内前四大厂商的市占率合计超过60%。

　　LED产业链中游是LED封装行业。封装主要是指用环氧树脂或有机硅等材料把LED芯片与支架包封起来的过程。目前国内封装行业的主要厂商有木林森、鸿利智汇、国星光电等。

　　LED产业链下游是LED应用行业。LED应用是将封装好的芯片进行测试、分选，通过插件、装配等工序形成最终产品，应用于照明、显示、背光等领域。

　　目前国内LED应用行业的企业主要有LED通用照明行业的欧普照明、雷士照明、阳光照明、佛山照明、三雄极光等，LED显示屏行业的利亚德，LED汽车照明的星宇股份等。

　　2020年蓝光LED芯片产能超过4400万片（4寸片），供过于求态势明显，预计Mini-LED渗透率提升后，供需失衡的现象有望逐步缓解。历经多次扩产后，逐渐形成了以三安光电为首一超多强竞争格局。

　　当前补贴逐步退坡下，投资回报早已大不如前，难以再吸引实力强劲的新进入者，而失去了规模优势和成本优势这两个LED行业最重要利器的小厂商/老设备终将面临淘汰。未来也只有大厂才有资金和实力进行产能扩张，预计未来行业集中进一步提升。

　　垂直结构：P电极仍制作在芯片上表面，但N电极置于芯片底部。垂直结构无需刻蚀PN台阶，但需要剥离蓝宝石衬底，并增加一层导电衬底。芯片底部蒸镀金属薄膜，作为电极的同时可将出射光反射到正面。衬底剥离工艺难度较大，一定程度制约了垂直结构的发展。

　　倒装结构：外观类似于水平结构的翻转，但制作流程存在差别，成本也比水平芯片高。为了使光线从芯片背面出射，倒装芯片一方面需要在P-GaN层和电极之间蒸镀金属反射层，另一方面需要减薄或剥离蓝宝石衬底，以减少光线损失。

　　SMD（Surface Mounted Devices)是先将单个芯片封装成灯珠，再将其组装至基板上的封装方案，单个封装结构中只包含1个像素。

　　COB(Chip on Board)方案则是将多颗LED裸芯片直接与PCB电路板相连，省去LED芯片单颗封装后贴片的工艺流程，单个封装结构中可包含大量像素。

　　IMD(Integrated Matrix Devices)方案通常被视为两种方案的折中，将多颗芯片（通常为4-9颗）封装在单个结构中，然后再组装到基板上。

　　行业进入壁垒相对较低：封装行业投资规模在2000万元以上，比起上游芯片上亿元的投资，进入门槛相对较低，产业发展初期吸引了大量资本的进入，形成一种分散的群雄争霸的行业格局。LED众多厂家纷纷扩展业务，造成产能过剩，Mini背光带来新的机遇，部分封装企业从器件厂商升级为模组厂商，产品有望量价齐升。

　　国际大厂委外生产：近几年LED行业竞争激烈，一些厂商已经转型于行业，包括三星、LG、TOYODAGOSEI等厂商调整公司战略布局，开始降低LED领域的投资比重；另外，一些厂商开始扩大委外代工，如LUMILEDS、CREE、SEOUL等。在成本竞争上国内厂商相比海外厂商更具优势，因此很多国际大厂开始逐步把订单转移到中国生产，厂商逐步取得市场主导地位。

　　从长期趋势来看，LED价值逐步向下游转移：由于LED灯较传统照明灯有环保、寿命长、电能转化效率高等诸多优势，世界各国政府相继出台禁用白炽灯的政策。2012年开始禁止使用白炽灯有力的推动LED照明市场的增长。LED应用领域包括通用照明、汽车照明、背光应用、显示屏、信号及指示等子行业，市场空间更加广阔，目前中国LED应用市场规模7倍于封装，28倍于芯片。

　　TFT-LCD 显示是最成熟，且应用最广泛的显示技术。LCD 是一种于薄膜晶体管（TFT）驱动的有源矩阵液晶平板显示器，它主要原理是以电流刺激液晶分子在不同电流电场的状态下产生透光度的差别，依此控制每一个像素，构成所需图像，结合背光源和滤光片来显示颜色，经过二十多年发展，目前主流显示屏包括 TV、显示器、平板、手机等均主要采用 TFT-LCD 技术生产。

　　背光源是位于液晶 LCD 背后的一种光源，发光效果将直接影响到显示模块的视觉效果。液晶本身并不发光，显示图形或字符是它对光线调制的结果。

　　从传统背光光源所发射出来的光，经过反射膜、扩散膜等等的光学薄膜之后，只会有约 60%的光通过背光模块进入到偏光膜，最后经过 LC、Surface 出来只剩下 4%的光，因此背光方案结构的设计尤为重要。

　　UVLED、植物照明等崛起，个性化需求凸显：2020年1月下旬,随着新冠疫情在国内的爆发,照明企业纷纷意识到紫外线杀菌消毒功能性特点在防疫抗疫中的重要性。根据LEDinside数据显示，2018年全球UVLED市场规模达2.99亿美金，预计到2023年市场规模将达9.91亿美金。而作为温室培植植物生长的植物照明更成为了现代农业发展不可或缺的一环。目前，LED植物照明已在美国、日本、韩国等发达国家和地区得到了广泛应用，预计2021年全球LED植物照明系统市场规模超过20亿美元。

　　LED显示屏是由LED灯珠拼成，LED显示屏的间距是指两枚LED灯珠中心点之间的距离，LED显示屏行业普遍采用根据这个距离的大小，定义产品规格。小间距LED显示屏是指LED点间距在P2.5及以下的室内LED显示屏，主要包括P2.5、P2.0、P1.923、P1.8、P1.5、P1.25、P1.0等LED显示屏产品。

　　由于小间距LED具有无拼缝、显示效果好、使用寿命长等优势，且近年来成本下降较快，在大尺寸部分对DLP和LCD屏进行替代。

　　2016年小间距显示屏市场的爆发主要集中在政府部门显示领域，随着小间距LED显示屏技术成熟和价格持续下降，2017年下半年开始在商用显示领域快速渗透，包括广播、安防、教育等。从竞争格局来看，主要生产集中在：市场排名前列的厂家为强力巨彩、洲明科技、利亚德、艾比森、奥拓电子和雷曼光电等。由于LED芯片和封装环节均以厂商为主，目前全球范围内的LED显示屏生产制造主要以厂商为主。

　　“海兹定律”意指发光效率提升、成本下降带动 LED产业应用渗透，推动技术发展。它是 LED行业类似于半导体摩尔定律：每经过十年， LED输出流明提升20倍，同时LED的成本价格降至原有 1/10。

　　LED产业链最重要的就是芯片，芯片不同尺寸和功率下有不同的应用，新的应用离不开上游LED芯片的技术升级。LED芯片领域前几年半导体属性明显，技术进步（光效提升单片外延片可以切更多小芯）推动行业整体价格稳步下降。

　　1）LED在最前期的应用主要是指示，电器等LED灯，LED的芯片尺寸主要是15*15mil，功率大概在0.1W；

　　2）到了蓝绿光出现，2000年左右白光用于照明，受到芯片效能的限制，只能把芯片做大提高总的出光量，芯片的尺寸从15*15mil提高至40*40mil；

　　3）到了2013/2014年，随着芯片工艺技术的提升，LED芯片的发光效率从130lm/w提升至180lm/w-200lm/w左右，中小功率芯片在照明领域得以运用，芯片尺寸又回到15*15mil，尺寸规格延续至今；

　　4）2012年芯片尺寸缩小提出了MicroLED的概念，尺寸大小50微米左右，概念的提出主要是显示的应用，目前来讲还处于研发的阶段，距离商业化还需要时间，因此，中间过渡产品MiniLED应运而生。

　　相比于小间距 LED，Mini LED 制程微缩化，去封装化与 Micro LED 技术路径有相似之处，有利于相关生产、封测技术的发展，加速 Micro LED 落地进程。Micro LED 理论上可以更出色地实现 RGB 三原色，目前存在着巨量转移、驱动 IC、外延晶圆、检修维护等方面的技术挑战，并且成本高昂，尚处于技术积累阶段。

　　20210422-中信证券-电子行业MiniLED专题深度报告：苹果引领，Mini~LED产品开启商用元年