二、LED产业链简介

　　权威数据显示(国家半导体照明工程研发及产业联盟秘书长吴玲)2010年我国通用照明产值增长率达到150%，“十二五”期间年均增长率将超过55%; 2010年我国LED背光产值增长率达到160%,“十二五”期间年均增长率将超过40%。

　　面对电视背光的巨大市场，以及通用照明带来的爆发性市场增长，我国政府积极推动LED产业向全产业链扩展。近三年来，除传统照明厂商全部横向扩展LED业务外，诸多外延厂、芯片厂、封装厂、以及外延基底厂商如雨后春笋般开工上马了。作者将LED产业链分为主链及附链，其中主链是LED量子阱发光层所在的核心产业链，附链是制造该发光层的辅助产业链，如图3所示。

　　从LED产业链来看，材料—基底—设备—外延—芯片—封装—应用，其每个环节在技术、资金、周期等各方面需求不同，对投资要求也不尽相同。面对产业链条上利润的分配不均，例如：占数量不到20%的产业链上游企业可以获得70%的利润，投资机构关注的节点也逐渐随LED整体技术的提升发生了变化。投资重心从最初的LED封装以及应用逐渐过渡到LED外延、芯片;而之后随着外延、芯片的投资快速加码，技术、产能提升，投资者目标逐渐又已经转移更加上游的设备、检测设备、衬底材料等。从LED产业链技术含量来看，从材料到设备、外延—芯片是个由易变难的过程，技术含量逐渐变高，专利壁垒增强;而从芯片至封装应用的技术含量则逐渐降低，专利壁垒减小。

　　图3：LED产业链主链与附链

　　其中外延芯片的投资所需资金最大，技术难度系数最高、准入门槛最高，专利垄断最为严重。材料、设备的导入周期最长，某些核心设备以及原材料的准入门槛也极高。封装与应用这两个环节在技术、资金、周期等方面相对较具优势。

　　基底：

　　目前市面上共有三种已销售的白光(蓝光转白光)LED基底，按性能高低排列分别为碳化硅、蓝宝石、硅衬底。此三种衬底的制造工艺在LED制造产业链当中，技术含量偏低，基本属于烧炉、拉晶、切棒的较简单工艺流程，虽然国内工艺不太成熟，但难度系数一般(50%)。

　　外延：

　　由于LED只由外延过程中生长的多层量子阱(MQW)有源发光层决定，故外延质量决定一切。该环节资金要求量最大、专利垄断极为严重、准入门槛极高，难度系数最大(100%)。在设备相同(MOCVD)、原材料相同(MO源)的情况下，目前国内的外延器件只能达到最高90-120 Lm/w的水平，远远低于台湾量产135 Lm/W，实验室190 lm/w的水平，更低于韩日、欧美水平。国内60多家外延芯片厂商，依靠自主研发水平半数以上达不到Aixtron与Veeco的工程师调出标准配方100 Lm/W的水平。

　　碳化硅衬底器件性能最高，且SiC与GaN晶格失配度最低(3.4%),故器件性能最高，去年的世界200 Lm/w世界记录刚刚被Cree自己打破，达到231 Lm/W。但全世界目前只有科瑞(Cree)一家进行碳化硅基LED量产，一方面是因为专利的垄断以及技术的突破难度极高，另外一方面是生产成本居高不下。

　　蓝宝石衬底的LED器件占LED基底的90%以上，目前蓝宝石外延片属于绝对市场垄断地位。蓝宝石外延的核心专利基本被日亚、飞利浦、欧司朗三大日欧美巨头垄断，除此之外日系丰田合成、韩系LG、三星、台系晶元光电与三巨头进行了密布的交叉授权。国外企业布局多年，从荧光粉开始、到外延、结构、芯片、封装已对中国大陆在LED中上游形成了近万个专利组成的网络进行了覆盖，只等中国大陆外延企业成长壮大后进行专利袭击。

　　世界上第一家量产硅衬底LED器件的厂家为江西晶能，目前可以生产100 Lm/w的白光芯片，完全具有自主知识产权。但是由于国内半导体技术基础较薄弱，晶能只能在2英寸硅<111>衬底上进行外延生长，相对比国外技术落后2-3年：飞利浦已经展示120 Lm/w暖白(150 Lm/w冷白)的超高亮硅基LED，基于3英寸硅<111>外延片。Bridgelux已于2011年3月宣布基于8英寸硅<111>上的LED结构达到照明级的135 Lm/w，而商品预计将于2年后面向市场。Aixtron、IMEC也已经开始了在8英寸硅基生长GaN层的研究(GaN on Si)，估计基于8英寸硅<111>面的LED产品将在未来短期内密集推出面向市场。硅基LED外延片可以直接使用大规模自动化现有的半导体设备从而可以极大降低LED生产成本，从而快速取代蓝宝石基底的市场。

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