本刊編輯余健儀
得益于世界各國對LED照明產品的推廣及其在大尺寸LCD應用規模的擴大,2010年LED產業繼續保持快速增長,成為擴大內需的關鍵領域。生產工藝的改進和產品價格的下降也成為了LED發展的促進因素。
近幾年來,全球各地紛紛制訂LED取代白熾燈的時間表。LED儼然成為市場的主角,各大廠商已將LED產業作為其主要利益增長點。LED更被稱為是人類照明方式的第四次革命。
全球LED產業正以奔跑的姿態飛速發展。根據國際知名研究機構評估,2010年全球LED晶片潛在需求在2297億顆左右,全球照明市場約在700~800億美元之間。中國LED產業在世博會和亞運會的帶動下,將延續去年的“爆發式”發展。
近期LED產業受到了許多關注,促進了全球LED設備與材料供應商的快速擴張與投資增長。MOCVD設備制造商和襯底供應商也準備在今年加足馬力,以滿足來自LED制造商日益增長的需求。

L E D i n s i d e:2009 L E D市場收益比例
LED擴產和新建項目在全球范圍內如雨后春筍般涌現。即使在低迷的2009年,據SEMI報道,全球仍有7家新的LED晶圓廠投產。預計2010年至少有5家新工廠預備投產,2011年超過6家。這些新項目中多數位于中國大陸、臺灣地區、日本、印度和俄羅斯。隨著晶圓大廠投資的不斷切入,LED產業也進入了新的階段。
從市場份額來看,日本仍穩坐產業頭把交椅,占33%。日本領先LED廠商日亞稱計劃通過在建的新工廠將LED產能提升至4倍,預計2012年初實現。臺灣排名第二。其次是韓國,從2008年的9%躍升到2009年的15%。我國的LED市場近兩年來也呈現一派火爆場面,市場份額占11%。
我國LED產業浪潮的形成,除了產業本身巨大的市場潛力,更得益于中央與地方政府的支持。LED作為節能、環保的主要技術,已被納入國家中長期科技發展規劃與“十一五”國家“863”高新技術產業化重大項目,得到了大力支持。而且,2008年12月,科技部發布了“十城萬盞”計劃,在10個城市各推廣LED功能照明1萬盞以上,科技部按LED照明比傳統照明增加投資額的30%-50%進行補貼。去年10月出臺的《半導體照明節能產業發展意見》明確提出,到2015年中國LED芯片國產化要達到70%以上。
基于巨大的市場前景,各地紛紛投入LED產業。據不完全統計,2009年國內投巨資正在新建的外延、芯片廠家有近20家。2009年我國從事LED產業的企事業單位超過3000家,國內已經有31個城市涉足LED芯片行業,全國LED產業呈現出一派欣欣向榮的大好形勢。
國外許多國家極力推崇節能政策,LED自身成本也開始下降,這些因素都在刺激LED節能市場的增長。研究機構LEDinside表示,隨著全球白熾燈禁用計劃的出臺,市場對節能燈的需求已從經濟危機時期的低位回升;與此同時,LED產品價格也隨著生產成本的降低而下降,以一個7W的LED燈泡為例,2009年初其成本約15-20美元,目前已降到10美元,與白熾燈的零售價差距從原來的15倍降到了10倍;而且考慮到LED具有節能、環保、耗電量少、壽命長等多重優勢,LED在全球范圍內受到越來越多使用者的青睞。
2009年,全球LED的整體消費水平高達630億美元,比2008的570美元增加了10.5%。LED市場收入約6.8億美元,比2008年增長了11.4%。目前,LED的成長主要驅動力是背光源的應用。隨著LED電視與筆記本電腦需求的大幅攀升,LED芯片供不應求,許多LED制造商的產能已經接近最大化。供不應求的趨勢越來越顯著,2010年全球LED市場正面臨供應短缺的問題,到今年年底供需問題將進一步惡化。
LED背光已滲透到各種主流的應用當中,大至電視、顯示器,小至筆記本電腦、移動電話、便攜式導航設備、數碼相機等等。
LED的供需缺口很大程度上是受到大屏幕液晶電視背光應用的影響所致。從需求的角度看,短缺源于強勁的消費需求。而在供應方面,電視機制造商也正積極增加LED背光電視的銷售。
一般來說,每臺筆記本電腦大約使用50個LED,臺式機顯示器約使用100個LED,而液晶電視則需要300-500個LED。由于LED液晶電視的需求一直很高,致使LED芯片趕不上需求的快速增加,所以說LED的緊缺主要是受LED電視面板的影響。
隨著用戶對性能要求的不斷提高和市場供需矛盾不斷突出,LED正朝高科技方向發展。供應商正積極提升部署相應的知識產權戰略。如何生產出低成本、高質量、全彩色的LED產品成為世界各國LED未來的產業發展目標。不管是國家還是企業,掌握核心技術才是王道。
未來的產業競爭將取決于技術。只有當技術的發展使得半導體照明燈在效率、照明品質、設計新穎性等方面相對傳統光源具有全方位的優勢,LED市場才可能得到不斷拓展。相應地,市場的擴大會促使產量擴充及業界研發投入的增加,加速技術進步,從而使產能提升,使成本與價格下降。兩者相互促進,最終導致LED產業的快速發展。
目前全球初步形成以亞洲、北美、歐洲三大區域為中心的LED產業格局,以日本日亞、豐田合成、美國Cree、Lumileds和歐洲Osram為專利核心的技術競爭格局。從專利數量上看,全球一半以上的專利來自日本;而從專利質量看,美國和德國的質量較高。這五大國際廠商代表了當今LED的最高水平,對產業的發展具有重大的影響。他們在產品與市場方面各具特色。其中,日亞和豐田合成在LED發展中占有重要地位,都形成了完整的LED產業鏈,在專利技術方面具有壟斷優勢;Cree有著成熟的技術體系,擁有825項美國專利和1800多項國際專利,但其在產業鏈上主要集中在外延和芯片的制備;Lumileds則關注于大功率LED的研發,在白光照明領域實力雄厚。他們的共同之處都是專注于各自領域的高端市場,相比較而言,其它實力較弱的企業則角逐中高端、中低端乃至低端市場,構成產業的中心—外圍格局。

這五大企業幾乎控制了整個白光LED產業,這里專利密集,形成龐大的專利保護傘。他們之間主要通過交互授權避免專利糾紛,而其它企業則必須面對LED專利申請殆盡的情況,并要繞過一個又一個的專利陷阱。
如我國的臺灣地區,其LED產業近年來迅速崛起,產值僅排名在日本之后。但由于遭遇專利壟斷的障礙,其產品主要是由下游封裝產業生產的中低檔產品為主,上游產業產值則較小,整體產業形態為金字塔結構。為此,臺灣正往技術層次較高的上中游產業鏈拓展與延伸,在核心技術上形成自主知識產權。目前,臺灣已擁有全球最高的LED晶圓制造能力和藍光芯片的擴產能力,在制造技術上也優于中國大陸及韓國,大部分訂單紛紛流入臺灣。
與歐美日LED企業早已經擁有了成熟的技術和市場渠道相比,我國LED企業只能急趕直追。雖然目前我國大陸的部分企業在下游封裝技術上已經具備了一定的實力,但專利數只占全球的5%。目前我國的LED芯片品質至少與國外有5年以上的差距。我國自主研發的LED芯片、外延片產量仍有限,產品以中、低檔為主。產業化規模偏小,只能滿足國內封裝企業需求量的20%-30%,大部分高性能的LED和大功率LED產品均要依賴進口。此外,在通用照明領域,由于技術不足,仍無法實現規?;占昂蛻?。
臺灣的經驗很值得我們學習。中國照明企業要想占據鰲頭,唯有通過不斷地提升自身核心技術。我國企業應向封裝高檔產品和光源產品升級方向努力,在已有的產業優勢上進行升級;同時抓緊照明升級工程產業機會,在通用照明技術方向上多下功夫,突破LED產業的技術專利壁壘,確立自主民族品牌,培育新興市場的競爭優勢,以打破國外品牌在高端應用領域的壟斷;集中資源有選擇地重點突破,提高芯片發光質量,研發材料外延和芯片制備技術,盡快形成具有自主知識產權的技術路線。
作為朝陽產業,LED產業的技術仍處于不斷進步和成熟的過程中,所以,盡管日本、美國、歐洲在世界LED專利市場上暫時處于技術壟斷地位,但全球產業競爭格局還未完全形成,新技術涌現將會打破現有的技術壟斷。而且,據調查顯示,目前的LED專利也不是密不透風的,而是呈現一種“上重下輕”的狀況,專利大部分都集中在上游環節,而中、下游產品開發則相對滯后,專利相對要少很多。因而可挖掘的專利數量非常多,國外大公司在這個領域的專利壁壘尚未構建得像上游領域那樣森嚴。因此,在未來的幾年內,各大企業可能將在LED的封裝和應用技術上展開專利的爭奪,其中應用方面的專利更是重點。中國市場也不例外。在我國大陸申請的專利中,下游產業的比重比上游產業更大,這也從一個側面反映出我國大陸在中、下游技術方面具備比上游技術更大的優勢。因此,LED封裝和應用等中、下游產業是中國大陸最容易取得巨大成果的突破口。
參考資料:
http://www.ledinside.com/
http://www.semi.org.cn/media/news_show.
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http://www.ic98.com/info/dianzi/195/2009123/69254.Html