我们在前面已经介绍过LED。除了用做LCD的背光源,LED还可用于照明。由于LED采用电场发光,光谱几乎全部集中于可见光频段,能够高效地将电能直接转化为光能,是非常节能的照明方式。与白炽灯和荧光灯相比,LED照明具有能耗低、寿命长、光效高、无频闪、响应快、无汞环保、抗震等一系列优点,被誉为21世纪新固体光源时代的革命性技术。
随着LED对传统光源的替代,全球LED市场将进入快速成长阶段。据飞利浦的调研,2010年全球通用照明市场规模约为700亿美元,其中LED照明产值约30亿美元,渗透率不足5%。飞利浦预计LED照明在全球通用照明市场的比例将在2015年上升至50%,在2020年达到80%。
制约LED照明迅速普及的主要因素是其高昂的成本。目前,- - 根10瓦的LED灯管要100多元,而一根30瓦的荧光灯管(不含灯座)只需要几块钱。
不过,随着产能的大幅增加,规模效应和竞争加剧将带来LED芯片价格的快速下降,从而使LED照明成本下降。在LED产业界有一条由安捷伦公司提出的Haitz定律,被认为是LED行业的摩尔定律:每24个月LED的光输出亮度会上涨1倍,而价格会下降40%。根据这一定律,往后的10年内,LED亮度将提升20倍,而成本将降至现有的1/10。
LED照明产业目前已经形成了一个非常复杂的产业链,为了寻找其中的机会,我们需要把产业链解剖清楚。
LED照明的产业链分为4个部分:
(1)上游:关键设备、关键原材料和衬底材料
(2)中游:外延片、芯片
(3)下游: LED封装
(4)应用:照明模组和灯具
上游领域主要包括关键制造设备(长晶炉、MOCVD设备).关键原材料(MO源、高纯氨气、荧光粉)和衬底材料(蓝宝石或碳化硅)。这一领域大部分被国外少數公司控制,行业进入壁垒比较高,毛利率也较为丰厚。
其中,关键制造设备方面: MOCVD是最为关键的设备,售价高昂,一台卖2 000多万元。它的全名叫“金属有机化合物化学气相淀积设备”,是在蓝宝石衬底上生长氮化镓(GaN),即制作LED外延片的专用设备。MOCVD为欧美和韩日厂商所垄断,德国Aitron占有约70%的份额,美国维易科占23%,日本太阳东洋酸素只供应给本国用户,国内企业做不出来;长晶炉是制作蓝宝石晶体的关键设备,它的价格不算高(每台几十万元),但也几乎全部依赖进口,国内虽然有企业研发出来,但尚未有多少企业敢用。
关键原材料(MO源、高纯氨气、荧光粉)方面: MO源部分实现了进口替代,南大光电材料股份有限公司占据了一定的份额,但产能上远落后于陶氏化学等国外大厂,高纯氨气大部分依赖进口,大部分LED外延厂所用的高纯氨,基本上来自普莱克斯、APCI和8本昭和电工这三家厂商。目前,国内只有北京氧气厂等少数企业能生产满足LED要求的氨气纯度:荧光粉也主要依赖从8本进口,国内荧光粉企业虽然众多,但国产荧光粉的品质尚达不到LED的使用要求。
衬底材料方面:主要是蓝宝石(AI2O,) 和碳化硅(SiC), 利用长晶炉制成晶棒后切片而成,由于国内企业进入慢,目前市场基本为美、日大厂所垄断,其中,日本日亚公司垄断了大部分高品质蓝宝石衬底的供应,而美国CREE公司则基本垄断了碳化硅村底的供应。由于蓝宝石衬底的制备( ]槛相对不高(长晶炉不是很贵,原材料是高纯铝粉,不难获得),所以目前打算投产蓝宝石树底的国内企业很多,规划的总产能大得惊人,未来竞争将会十分激烈,大有重蹈多晶硅的覆辙,个人不看好其前景。
目前,涉足上游领域的上市公司有:天龙光电、天通股份、东晶电子、水晶光电和天富热电等。
中游领域主要是外延片和芯片厂商,处于产业链的核心环节,壁垒也较高。其中,外延片的制备难度最高,工艺技术的优劣直接影响到每片外延片的品质,进而又会影响到芯片的质量。近两年国内的外延片和芯片厂商(如三安光电) 大量购置有机金属化学气相淀积设备,在设备上已和国外大厂^没什么差距,但由于缺乏好的外延工程师,产品质量跟国外芯片(如美国科锐的)仍差一个等级,价格也低一截。幸好这种差距在逐步缩小。目前,国内蓝白光做得较好的是三安光电、乾照光电的红光系列做得不错。
下游封装进入障碍较低,毛利率不高,小厂遍布。能形成规模的厂家需要具有与以往不同业务类型的客户及封装形态伸展的能力,形成规模后,可享有相当的规模经济。上市公司有: 国星光电、雷曼光电、长盈精密和大族激光等。
LED照明模组通过安装电源、电路,经过光学设计,就可以生产成照明产品了。但这个过程也不是简单的组装加工,LED灯具的设计涉及电源管理与转换、驱动电路、控制与感应、散热管理、光路混合与扩散、光学提取等多方面处理,也有一定的门]槛。
其中,散热问题是-道“门槛”。前几年很多城市匆匆上马LED路灯,尽管采用了国外高质量芯片,但由于散热问题没解决好,路灯的寿命大打折扣,光效的衰减很厉害,才用了两三年就有不少灯坏了。
渠道问题也是一道“门槛”。照明产品的主要市场是在欧美,而欧美市场则被少数几个很大的代理商(如飞利浦、欧司朗等)所垄断,不通过它们很难进入。
从以上两道门槛看,像浙江阳光这类既在传统照明有光学设计经验积累,又有良好海外销售渠道的公司,将会在LED照明终端产品环节占有一定优势。