一文讀懂LED芯片行業(yè)，背后都有啥隱秘江湖？
來(lái)源：m.msbdk.com 發(fā)表時(shí)間：2017-04-22
隨著各國(guó)將白熾燈淘汰推上日程，經(jīng)歷了一輪起落的LED似乎又煥發(fā)了生機(jī)?？v觀(guān)整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)鏈，我們可以看到，LED 芯片領(lǐng)域是LED 產(chǎn)業(yè)鏈的高毛利環(huán)節(jié)，行業(yè)平均毛利率較高，未來(lái)高盈利能力大概率將持續(xù)：
1）行業(yè)歷經(jīng)洗牌后，低端產(chǎn)能被淘汰，國(guó)內(nèi)大廠(chǎng)大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)高端產(chǎn)能，搶占市場(chǎng)份額，行業(yè)走向寡頭壟斷的局面， 17 年末三安和華燦在國(guó)內(nèi)的市占率有望提升至 40%和 30%，大廠(chǎng)具備的資金、技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢(shì)將加寬護(hù)城河。
2）上游 MOCVD 設(shè)備環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商如中微半導(dǎo)體和中晟光電已逐漸打破國(guó)外壟斷格局， 2016 年兩家在國(guó)內(nèi)的市占率已超過(guò) 10%，國(guó)產(chǎn)化有望推動(dòng)設(shè)備成本降低。
3）芯片大廠(chǎng)向上游整合，三安和華燦的襯底藍(lán)寶石材料都具備自產(chǎn)能力， 原材料自產(chǎn)進(jìn)一步提高盈利能力。
基于此，我們來(lái)看一下你不知道的LED芯片江湖
LED芯片漸熱，產(chǎn)能向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，LED 芯片的價(jià)格已通過(guò)光效的提升得以降低。芯片生產(chǎn)的成本主要有可變成本和固定成本兩部分，可變成本包括襯底、金屬有機(jī)反應(yīng)源和氣體等約占 65%，固定成本包括折舊及其它約占 35%。
LED芯片的制造成本
廠(chǎng)商技術(shù)的提升帶來(lái) LED 光效的提高，單位面積外延片上可切割的芯片數(shù)量增加，芯片成本下降，芯片價(jià)格亦逐年下降。
芯片作為 LED 產(chǎn)品的重要組成部分，占產(chǎn)品成本的比例高。以通用照明為例，芯片占通用照明產(chǎn)品成本的 18%。
以照明產(chǎn)品為例， LED 芯片占成本 18%
芯片價(jià)格的下降直接促使 LED 燈泡產(chǎn)品價(jià)格的下降（價(jià)格約是節(jié)能燈的 1.3 倍），較低價(jià)格推動(dòng)LED 照明滲透率的快速提升。從 2011 年開(kāi)始 LED 照明滲透率迅速提升，到 2016 年，全球 LED照明滲透率接近 30%，預(yù)計(jì)到 2020 年將超過(guò) 60%。
供給端收縮引發(fā)并驅(qū)動(dòng) LED 芯片行業(yè)景氣轉(zhuǎn)好。 2014 年以來(lái) LED 芯片的產(chǎn)能明顯過(guò)剩， LED 芯片的價(jià)格被不斷壓低、利潤(rùn)空間被擠壓等導(dǎo)致企業(yè)虧損， LED 芯片龍頭晶元光電以?xún)霎a(chǎn)和漲價(jià)的方式扭轉(zhuǎn)虧損的局面。 2016 年年初， LED 芯片龍頭晶元光電率先關(guān)閉藍(lán)光 LED 芯片產(chǎn)能的20%?25%。作為龍頭企業(yè)，晶元光電占據(jù)市場(chǎng)份額大，其供給端收縮促使 LED 芯片供需結(jié)構(gòu)得以改善。 2016 年 5 月晶元光電又將部分藍(lán)光芯片價(jià)格調(diào)漲，幅度最高達(dá) 15%，隨后三安、華燦等LED 主流廠(chǎng)商提價(jià)，行業(yè)供給過(guò)剩的格局被打破。
LED 芯片公司自 2016 年以來(lái)陸續(xù)提價(jià)
LED 芯片高端產(chǎn)能緊缺，國(guó)內(nèi)三安光電、 華燦光電等龍頭廠(chǎng)商受益。 2017 年國(guó)內(nèi)主流芯片廠(chǎng)轉(zhuǎn)向高端產(chǎn)能并進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)，三安光電預(yù)計(jì) 2017 年擴(kuò)產(chǎn) 30%-40%，華燦光電將擴(kuò)產(chǎn)翻倍以上,由于多年持續(xù)布局高端產(chǎn)品并進(jìn)行大額的研發(fā)投入，華燦光電和三安光電在高端芯片的性能已達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。
下游需求增長(zhǎng)是新增產(chǎn)能消化的途徑之一。 LED 照明行業(yè)是 LED 應(yīng)用比重最大的部分，占整體應(yīng)用市場(chǎng)的比重達(dá) 48%，其需求也將帶動(dòng) LED 市場(chǎng)發(fā)展。 2016 年全球 LED 照明行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模約為 350 億美元，到 2020 年有望提高至 650 億美元，將拉動(dòng)新增產(chǎn)能的消化。受到需求增長(zhǎng)的影響， 2017-2020 年 LED 芯片產(chǎn)值年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 8%，到 2020 年全球 LED 芯片產(chǎn)值將超過(guò)80 億美元。
LED 芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模（億美元）及未來(lái)增長(zhǎng)預(yù)測(cè)
中國(guó) LED 芯片在全球的市占率持續(xù)提升，海外訂單轉(zhuǎn)移將是消化新增產(chǎn)能的另一重要途徑。經(jīng)過(guò)LED 行業(yè)洗牌，海外 LED 芯片企業(yè)減產(chǎn)，三星、LG 關(guān)停部分產(chǎn)能，Cree 在高功率芯片上減產(chǎn) 25%，國(guó)外芯片企業(yè)將部分產(chǎn)品移交至國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行代加工， 2016 年國(guó)內(nèi)芯片出口占國(guó)內(nèi)芯片總產(chǎn)值的9.6%，同比提高 1.6 個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)國(guó)內(nèi)產(chǎn)能增速為 24%，超過(guò)全球增速 13 個(gè)百分點(diǎn)， 2017 年國(guó)外外延芯片減產(chǎn)、訂單轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)的局面仍將延續(xù)。
海外企業(yè)不斷減產(chǎn)外延芯片[左軸： 地區(qū)產(chǎn)能（萬(wàn)片/月,以 2 寸片計(jì)算）， 右軸： 增速（%） ]
海外訂單轉(zhuǎn)移主要由于海外 LED芯片企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力已不如國(guó)內(nèi)，國(guó)內(nèi) LED芯片廠(chǎng)商的成長(zhǎng)更為可期。國(guó)內(nèi) LED 芯片企業(yè)相對(duì)更強(qiáng)的盈利能力將有利于規(guī)模擴(kuò)張。與晶元光電相比，華燦光電、三安光電的毛利率、凈利率等盈利指標(biāo)都更好。晶元光電雖然營(yíng)業(yè)收入規(guī)模大，但由于生產(chǎn)成本高，其盈利能力不佳。海外 LED 芯片廠(chǎng)多與晶元光電有類(lèi)似的盈利問(wèn)題，競(jìng)爭(zhēng)力大不如國(guó)內(nèi)企業(yè)，而海外的芯片產(chǎn)能仍占比較高，因此海外產(chǎn)能轉(zhuǎn)移帶來(lái)的訂單仍有持續(xù)增長(zhǎng)空間。
在海外產(chǎn)能轉(zhuǎn)移、下游需求增長(zhǎng)和國(guó)內(nèi)大廠(chǎng)大力擴(kuò)產(chǎn)的市場(chǎng)情況下，我們大致測(cè)算了未來(lái)幾年 LED芯片行業(yè)的供需情況。 LED 芯片的測(cè)算在外延片的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，外延片產(chǎn)量根據(jù) MOCVD 設(shè)備的數(shù)量進(jìn)行測(cè)算，測(cè)算以全年為準(zhǔn)，并假設(shè) 2016 年芯片的需求數(shù)為 1。
供給端： 1）海外產(chǎn)能關(guān)停，國(guó)內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)情況。 2）低端產(chǎn)能逐步淘汰，以 Veeco 為例，設(shè)備每 4 年面臨一次重大升級(jí)，未來(lái)應(yīng)逐步淘汰 2012-2014 年的機(jī)型，全球購(gòu)置的折合 K465i 機(jī)型 MOCVD約為 800 臺(tái)，目前全球保有量為 3100 臺(tái)，保守估計(jì)每年淘汰 100 臺(tái)。
需求端： 1）隨著成本的演進(jìn)，單片外延片可切割的芯片數(shù)量增加，根據(jù)每年平均光效提高約 10%，則可切割的芯片數(shù)量增加 1.1 倍。 2）下游應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)，根據(jù) Trendforce 的預(yù)測(cè)，全球應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率為 8%，考慮芯片成本每年下降 10%，折算外延片出貨量。
根據(jù)測(cè)算，伴隨低端設(shè)備出清， 我們預(yù)計(jì)本輪供給缺口從 2017 年到 2019 年將持續(xù)存在
全球LED芯片供給和需求預(yù)測(cè)
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局改善，邁向寡頭壟斷
行業(yè)歷經(jīng)洗牌，呈現(xiàn)壟斷競(jìng)爭(zhēng)格局。在行業(yè)發(fā)展及政府補(bǔ)助的雙重驅(qū)動(dòng)下，大量廠(chǎng)商涌入，導(dǎo)致行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力量較為分散。 2015 年晶電為擴(kuò)大市場(chǎng)份額挑起價(jià)格戰(zhàn)， LED 芯片市場(chǎng)價(jià)格出現(xiàn)斷崖式下跌，芯片廠(chǎng)商的毛利率下滑。
15Q4-16Q1 芯片廠(chǎng)商毛利率低
在價(jià)格跳水的市場(chǎng)環(huán)境下，設(shè)備和技術(shù)落后的小廠(chǎng)生產(chǎn)效率低、成本無(wú)法支撐，擠出效應(yīng)明顯，2009 年國(guó)內(nèi)共 60 余家廠(chǎng)商， 2016 年僅存 20 家左右，且行業(yè)歷經(jīng)洗牌后集中度大幅上升， CR3從 2009 年的 29%上升至 2016 年的 44%。
2014 年全球 LED 芯片競(jìng)爭(zhēng)格局
2016 年全球 LED 芯片洗牌后呈現(xiàn)寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局
低端產(chǎn)能被淘汰后，行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩的情況得以扭轉(zhuǎn)，全球 LED 外延片供需狀況得到改善。
2016 年全球 LED 外延片供給量已小于需求量（單位：萬(wàn)片）
供需結(jié)構(gòu)的改善帶來(lái)廠(chǎng)商利潤(rùn)空間的逐漸釋放， 16 年芯片價(jià)格逐漸回升，芯片廠(chǎng)商的毛利率得以恢復(fù)。
隨著海外產(chǎn)能向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移，國(guó)內(nèi)大廠(chǎng)具備資金、技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢(shì)，積極擴(kuò)產(chǎn)、搶占市場(chǎng)份額。 同時(shí)，2011-2012 年國(guó)內(nèi)小廠(chǎng)商大幅擴(kuò)產(chǎn)增加的 MOCVD 因生產(chǎn)效率不及新型設(shè)備，在 2015-2016 年作為低端產(chǎn)能出清淘汰， 考慮到政府補(bǔ)助減少，而小廠(chǎng)不具備資金能力購(gòu)買(mǎi)新型設(shè)備，小廠(chǎng)關(guān)停，洗牌效應(yīng)明顯，國(guó)內(nèi)大廠(chǎng)的市占率進(jìn)一步提高， 競(jìng)爭(zhēng)更為集中， 行業(yè)走向寡頭壟斷格局。預(yù)計(jì)到 2017年末，國(guó)內(nèi)市場(chǎng) CR2 將達(dá)到 70%，國(guó)內(nèi)巨頭三安和華燦的市占率將分別達(dá)到 40%和 30%。
2011-2017 年國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商 MOCVD 設(shè)備保有量
大廠(chǎng)優(yōu)勢(shì)凸顯，增厚行業(yè)進(jìn)入壁壘。 LED 芯片行業(yè)所需的資金和技術(shù)均具有較高的壁壘。資金方面，芯片廠(chǎng)家的固定資產(chǎn)規(guī)模普遍超過(guò) 10 億元，以制備外延片必備的生產(chǎn)設(shè)備 MOCVD 為例，2016年 124 片機(jī)的價(jià)格超過(guò) 200 萬(wàn)美元。技術(shù)方面，光效的提升需要技術(shù)水平作支撐，光效越高，一定面積切割的芯片數(shù)量越多，成本越低， 三安、華燦等國(guó)內(nèi)大廠(chǎng)光效遠(yuǎn)超世界中位數(shù)，技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出。
預(yù)計(jì) 2017 年底國(guó)內(nèi)市場(chǎng)市占率情況
國(guó)產(chǎn)設(shè)備切入，加速LED芯片洗牌
MOCVD 是 LED 芯片最重要的上游設(shè)備，主要用于 LED 外延片的生長(zhǎng)，具備以技術(shù)為核心、 更新?lián)Q代快、價(jià)格下降明顯的特點(diǎn)。此外， 由于龍頭廠(chǎng)商持續(xù)投資，設(shè)備廠(chǎng)提前把最新設(shè)備放在龍頭企業(yè)里用，量產(chǎn)時(shí)調(diào)試時(shí)間更短。 技術(shù)更迭致使效率提高、成本下降：以 Veeco 的三代 MOCVD 設(shè)備為例， EPIK 系列折合 2 寸片單批次產(chǎn)能是 K465i 的 4.4 倍，而成本則下降 40%。
以 Veeco 為例 MOCVD 設(shè)備更新周期短
不同機(jī)型成本比較
國(guó)內(nèi) MOCVD 廠(chǎng)商憑借價(jià)格優(yōu)勢(shì)已切入三安、華燦供應(yīng)鏈， 國(guó)外廠(chǎng)商的壟斷格局逐漸被打破。 2016年，本土企業(yè)中微半導(dǎo)體和中晟光電的 MOCVD 在國(guó)內(nèi)的市占率分別達(dá)到 3%和 8%，國(guó)產(chǎn) MOCVD市占率超過(guò) 10%。
國(guó)產(chǎn) MOCVD 設(shè)備市占率已超過(guò) 10%
LED 芯片所需的襯底是藍(lán)寶石的主要應(yīng)用， 2016 年占應(yīng)用結(jié)構(gòu)比重達(dá)到 80%。
2016 年 LED 襯底占藍(lán)寶石應(yīng)用比例 80%
近年來(lái)， LED 芯片廠(chǎng)商向上游襯底材料整合， 如龍頭廠(chǎng)商三安通過(guò)子公司晶安光電布局藍(lán)寶石襯底業(yè)務(wù)，華燦光電通過(guò)收購(gòu)藍(lán)晶科技 100%的股份整合上游，兩家巨頭均已具備自產(chǎn)能力。 通過(guò)向前整合，進(jìn)一步奠定高盈利能力的基礎(chǔ)。
LED 芯片廠(chǎng)商向上游襯底材料整合，已具備自產(chǎn)能力
技術(shù)推動(dòng)行業(yè)成長(zhǎng)， Micro LED 引領(lǐng)趨勢(shì)
技術(shù)發(fā)展將主導(dǎo)行業(yè)的未來(lái)走向，具備技術(shù)實(shí)力的廠(chǎng)商將從競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。一方面，技術(shù)的進(jìn)步可以降低成本，提高 LED 在現(xiàn)有應(yīng)用領(lǐng)域如照明領(lǐng)域的滲透率，另一方面，技術(shù)的進(jìn)步可以開(kāi)拓新應(yīng)用，如 Micro LED 可應(yīng)用于顯示領(lǐng)域，有望促進(jìn) LED 芯片需求量的提升。
技術(shù)是 LED 芯片行業(yè)發(fā)展的核心因素
超小間距 LED（Micro-LED）指代 LED 微縮化和矩陣化技術(shù)。 在一個(gè)芯片上集成高密度微小尺寸的 LED 陣列，使其體積約為目前主流 LED 大小的 1%。 每一個(gè)像素均能夠定址、單獨(dú)驅(qū)動(dòng)發(fā)光，將畫(huà)素點(diǎn)矩陣由毫米級(jí)降低至微米級(jí)。
Micro-LED 承接 LED 的高效率、高亮度、高可靠性及反應(yīng)時(shí)間快等特點(diǎn)，而耗電量?jī)H為 LCD 的10%， 色飽和度接近 OLED， 被視為新一代顯示技術(shù)的完美應(yīng)用。與同樣是自發(fā)光顯示的 OLED相比， Micro-LED 亮度比其高 30 倍，解析度可達(dá) 1500PPI，相當(dāng)于 Apple Watch 采用 OLED 面板達(dá)到 300PPI 的 5 倍之多，色彩也比 OLED 更容易調(diào)試，使用壽命更長(zhǎng)。由于系統(tǒng)的體積和重量可再縮小，兼具低功耗、反應(yīng)快等特質(zhì)，穿戴設(shè)備是其最有機(jī)會(huì)導(dǎo)入的領(lǐng)域。
Micro-LED 憑借相對(duì) LCD、 OLED 不可替代的優(yōu)勢(shì)，具備廣闊的應(yīng)用商機(jī)。 對(duì)于分辨率在 600PPI以上的顯示領(lǐng)域， Micro-LED 未來(lái)有望取代 LCD、 OLED 成為面板顯示器的主流技術(shù)，而省電特質(zhì)使其可適用于 AR/VR 頭盔及智能手表等穿戴式裝置熒幕，并適合作為戶(hù)外顯示面板、頭戴式顯示器（HMD）、汽車(chē)抬頭顯示器（HUD）所用。此外，未來(lái) Micro-LED 有望應(yīng)用于汽車(chē)儀表盤(pán)以及消費(fèi)電子方面的筆記本電腦、智能手機(jī)等設(shè)備。
從短期來(lái)看，大小尺寸兩頭發(fā)力，有望最先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。從產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度來(lái)看，目前 Micro-LED 技術(shù)產(chǎn)業(yè)化有較大不確定性，而屏幕越小，產(chǎn)業(yè)化難度越低，如 OLED 最先在小屏幕領(lǐng)域的手表和手機(jī)獲得大規(guī)模應(yīng)用。隨著蘋(píng)果有可能在未來(lái) Apple Watch 產(chǎn)品中使用 Micro-LED 顯示技術(shù)，Micro-LED 的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也有望從智能手表、虛擬現(xiàn)實(shí)和可穿戴設(shè)備等小屏幕顯示領(lǐng)域開(kāi)始。
Micro-LED 應(yīng)用商業(yè)化量產(chǎn)速度預(yù)測(cè)
Micro-LED 技術(shù)提高有望帶來(lái)芯片用量的大幅增長(zhǎng)。根據(jù)測(cè)算，每 1 億臺(tái) Micro-LED 智能手表、電腦和電視將分別消耗超過(guò) 70 萬(wàn)片、 3000 萬(wàn)片和 15 億片 2 寸外延片產(chǎn)能。當(dāng) Micro-LED 在消費(fèi)電子終端年出貨滲透率達(dá)到 50%時(shí)，即手機(jī) 9 億部、智能手表 0.2 億只、電腦 2.2 億臺(tái)、電視 1.1億臺(tái)，按照折合每片 2 寸片 200 元的價(jià)格計(jì)算， Micro-LED 芯片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 3800 億元，遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有的 450 億元，市場(chǎng)發(fā)展空間巨大。
隨著技術(shù)和成本瓶頸的逐漸突破， Micro-LED 顯示器市場(chǎng)有望從 2018 年開(kāi)始快速成長(zhǎng)， 在 2025年達(dá)到 3.3 億臺(tái)的出貨量。根據(jù) Yole 的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，一旦 Micro-LED 能夠克服既有挑戰(zhàn)并建立其供應(yīng)鏈，則有望最早從智能手表切入進(jìn)入商業(yè)化量產(chǎn)階段，并加速其技術(shù)與供應(yīng)鏈的成熟，從而在電視、平板電腦、筆記本電腦等領(lǐng)域逐漸展開(kāi)應(yīng)用。而智能手機(jī)的應(yīng)用導(dǎo)入可能要到 3-5 年以后，但未來(lái)有希望快速滲透到超過(guò) 50%的顯示器市場(chǎng)占有率。
Micro-LED 顯示器市場(chǎng)出貨量預(yù)測(cè)
與非網(wǎng)專(zhuān)欄作者招募
你也許是工程師甲，每天默默畫(huà)電路板、寫(xiě)代碼；
你也許是高校老師乙，每天站在三尺講臺(tái)，傳授知識(shí)；
你也許是項(xiàng)目經(jīng)理丙，每天為得到客戶(hù)認(rèn)可而趕工、奔忙；
不管你身處何地是何種身份，只要你是電子領(lǐng)域的從業(yè)者，就一定有對(duì)這一行業(yè)的一些感受和看法。
可能你已修煉成資深行業(yè)觀(guān)察家，如何小慶老師那樣真知灼見(jiàn)；
可能你善于分析行業(yè)趨勢(shì)，如飛翔的鴨子侃侃而談；
可能你精通某一項(xiàng)技術(shù)，如加菲那樣精講技術(shù)而不失幽默；
可能你善于發(fā)現(xiàn)身邊的工程師故事，如駱駝般娓娓道來(lái)。
也可能你和他們都不同，有自己想發(fā)表的觀(guān)點(diǎn)，這樣的你都是我們?cè)诘鹊娜?，只要你?zhǔn)備好了，“與非網(wǎng)專(zhuān)欄作者”就會(huì)成為你的一個(gè)標(biāo)簽。你不再是普通的路人“甲、乙、丙”，而是工程師和電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)言人。
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