解析 - LED行业上下游产业链现状

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上游外延片生长为LED 的关键技术,附加值也最大。单晶片是衬底,目前使用较多的是蓝宝石。利用不同材料可以在衬底基板上成长不同材料层的外延晶片,现有的规格大小是2 寸及3 寸的外延晶片,厚度很薄就像平面金属一般,之后供中游使用。

中游厂商根据LED 元件结构的需要,先进行金属蒸镀,然后在外延晶片上光罩蚀刻及热处理而制作LED 两端的金属电极,接着将衬底磨薄、抛光后切割为细小的LED 芯片 。由于衬底较脆且机械加工性差,芯片切割过程的成品率为中游制作阶段的重点。中游的最后一步是测试分选。

下游把从中游来的芯片粘贴并焊接导线架,经由测试、封胶,然后封装 成各种不同的产品。原则上芯片越小、封装的技术难度越高。但相对于上游而言,技术含量仍然比较低。所以制作重点除了封装能力的多样化外,还有在于如何增加封装难度高的大功率LED 产品以提升利润与竞争力。

由于中游芯片制作质量的好坏主要由上游的外延片决定,两者相关性非常密切。一般而言,上游厂商同时会进行芯片制作流程,中游厂商为了控制质量,也会向上游延伸。所以往往上游外延片生长和中游芯片制造是一体的,两者合计占整个LED 产业产值的70%以上。

LED生产流程

除这三者外,更加宽泛的LED 产业链还包括衬底(基板)的制造和芯片封装后LED 应用的开发,前者也可归于材料行业,后者可以归入各个应用领域。

LED 的外延片生长主要有LPE(液相外延)、VPE(气相外延)和MOCVD(有机金属气相外延)技术,前两者主要用来生产传统LED,后者用于生产高亮度LED。随着高亮度LED 越来越成为LED 的主流,目前新购置的外延片生长设备均是MOCVD。

LED主要外延片生长技术

不同的基板材料,和不同的发光层材料,对应不同的波长,也对应不同的颜色。由于蓝绿光和白光是未来的发展方向,也是现在的主流产品,蓝宝石作为基板目前使用最多。

LED外延片材料分类

LED 产品封装结构通常分为点光源、面光源和发光显示器三类,单个管芯一般构成点光源,多个管芯组装一般可构成面光源和线光源,作信息、状态指示及显示用,发光显示器也是用多个管芯串联和并联组合而成的。

LED主要封装技术

目前全球LED 主要厂商为日亚化学、丰田合成、CREE、GELCORE、LUMILEDS 和OSRAM 等,这些国际大公司主要分布在欧美日,拥有LED 技术的主要专利,也是LED 前沿技术的主要开发力量。