可行性研究報告（LED用藍(lán)寶石襯底項目）.doc

機 密no. xxx項目編號：xxx項目類別：xxx工業(yè)企業(yè)項目可行性研 究 報 告（初步）項目名稱：發(fā)光二極管（led）藍(lán)寶石襯底的加工制造編制單位：xxx呈報時間：2010年10月目錄第一章 項目總論41.1 可行性研究結(jié)論綜述41.2 主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)41.3 項目背景信息51.4 項目建設(shè)進(jìn)度及運營階段安排61.5 問題及建議6第二章 項目背景和發(fā)展概況62.1 項目提出的背景62.2 行業(yè)發(fā)展概況72.3 投資的必要性11第三章 行業(yè)和市場分析與建設(shè)規(guī)模113.1 行業(yè)分析113.1.1 led產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)特點與壁壘123.1.2 led專利分析133.1.3 全球led行業(yè)格局143.1.4 led產(chǎn)業(yè)鏈價值分配163.1.5 led行業(yè)議價能力193.1.6 藍(lán)寶石襯底行業(yè)分析193.2 市場分析213.2.1 led襯底產(chǎn)品對比分析223.2.2 產(chǎn)品現(xiàn)有生產(chǎn)能力調(diào)查273.2.3 產(chǎn)品產(chǎn)量及銷售量調(diào)查303.2.4 替代產(chǎn)品調(diào)查303.2.5 客戶需求分析313.3 市場預(yù)測323.3.1市場需求分析323.3.2 產(chǎn)品價格預(yù)測383.4 營銷策略及方法393.4.1 產(chǎn)品市場推廣方案393.4.2 銷售模式393.4.3 分銷渠道393.4.4 銷售網(wǎng)點建設(shè)及銷售隊伍建設(shè)403.4.5 價格策略及服務(wù)403.4.6 銷售費用預(yù)測403.5 產(chǎn)品方案和建設(shè)規(guī)模403.5.1 產(chǎn)品方案403.5.2 建設(shè)規(guī)模413.6 產(chǎn)品銷售收入預(yù)測41第四章 建設(shè)條件和廠址選擇414.1 資源和原材料414.1.1 資源評述414.1.2 原材料及主要輔助材料的供給424.2 建設(shè)地區(qū)的選擇424.3 廠址選擇43第五章 工廠技術(shù)工藝方案445.1 項目組成445.2 生產(chǎn)技術(shù)方案445.2.1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)445.2.2 生產(chǎn)方法455.2.3 技術(shù)參數(shù)和工藝流程515.2.4 主要工藝設(shè)備選擇535.2.5 主要生產(chǎn)車間布置方案555.3 總平面布置和運輸555.3.1 總平面布置原則555.3.2 廠內(nèi)外運輸方案565.3.3 倉儲方案565.3.4 占地面積及分析565.4 土建工程575.4.1 主要建筑構(gòu)筑物的建筑特征與結(jié)構(gòu)設(shè)計575.4.2 特殊基礎(chǔ)工程設(shè)計575.5其他工程575.5.1 給排水工程575.5.2 動力及公用工程57第六章 環(huán)境保護(hù)與職業(yè)安全576.1項目主要污染源和污染物586.1.1 主要污染源586.1.2 主要污染物586.3 治理環(huán)境的方案59第七章 企業(yè)組織和勞動定員597.1 企業(yè)組織597.1.1 企業(yè)組織形式597.1.2 企業(yè)作業(yè)制度607.2 勞動定員和人員培訓(xùn)607.2.1 勞動定員607.2.2 年工資總額和員工年平均工資估算607.2.3 人員培訓(xùn)及費用估算61第八章 項目實施進(jìn)度安排618.1 項目實施管理機構(gòu)618.2 項目實施進(jìn)度表61第九章 投資估算與資金籌措629.1 項目總投資估算629.1.1 固定資產(chǎn)投資總額639.1.2 流動資金估算649.2 資金籌措659.2.1 資金來源659.2.2 項目籌資方案659.3 投資使用計劃669.3.1 投資使用計劃669.3.2 借款償還計劃66第十章 財務(wù)與敏感性分析6610.1 生產(chǎn)成本和銷售收入估算6610.1.1 生產(chǎn)總成本估算6610.1.2 單位成本估算6910.1.3 銷售收入估算7010.2 財務(wù)評價7110.3 不確定性分析7210.3.1 盈虧平衡分析7210.3.2 敏感性分析7210.3.3風(fēng)險分析73第十一章 可行性研究結(jié)論與建議7411.1 對推薦的擬建方案的結(jié)論性意見7411.2 就主要對比方案的說明7411.3 本可行性研究尚未解決的主要問題的解決辦法和建議74第一章 項目總論1.1 可行性研究結(jié)論綜述隨著2009年背光源市場的爆發(fā)，led行業(yè)迎來新的發(fā)展。市場預(yù)計未來4年led行業(yè)仍將主要由背光源市場帶動發(fā)展，而從遠(yuǎn)景照明市場來看，led行業(yè)前景不可估量。下游應(yīng)用市場（背光源市場：led電視、led電腦顯示屏等）的放量使得上游產(chǎn)品供不應(yīng)求，藍(lán)寶石襯底一路上漲，價格由2008年的7美元上升到目前的32美元。市場預(yù)計未來4年藍(lán)寶石襯底價格不會滑落甚至仍會小幅上升，且藍(lán)寶石襯底未來10年不會被碳化硅襯底取代，因此，此時選擇以藍(lán)寶石襯底為切入口介入led行業(yè)，無論從盈利來看還是led行業(yè)發(fā)展周期來看，時機都甚是恰當(dāng)。本項目規(guī)劃產(chǎn)能為年產(chǎn)100萬片藍(lán)寶石襯底，計劃投資xxx萬元，其中：機器設(shè)備投資xxx萬元，房屋建筑工程投資xxx萬元，不可預(yù)見費xxx萬元，建設(shè)期利息xxx萬元，土地權(quán)及稅費xxx萬元，技術(shù)轉(zhuǎn)讓費xxx萬元，流動資金xxx萬元。項目選址于xxx經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。勞動定員xxx人（三班制）。項目計劃2011年1月啟動，2011年12月底開始量產(chǎn)。經(jīng)過財務(wù)測算，項目各類盈利指標(biāo)都比集團現(xiàn)有業(yè)務(wù)的財務(wù)指標(biāo)要好（見1.2），而且，這是用一般所得稅率25%計算得來的。該項目屬于政府支持的高科技項目，很有可能取得15%的稅率優(yōu)惠。項目達(dá)產(chǎn)后第一年就可以取得約3000萬的凈利潤，在項目周期15年內(nèi)，共取得xxx萬元凈利潤，年均凈利潤xxx萬元。結(jié)論：本項目盈利前景比較樂觀，可行性非常好，值得投資。1.2 主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)投資規(guī)模 （萬元）xxx投資期數(shù)一期期間投資額比例100%其中固定資產(chǎn)投資(萬元)xxx其中流動資產(chǎn)投資(萬元) xxx資本來源（自有）xxx萬元 （借貸）xxx萬元借貸比例28.2%設(shè)計產(chǎn)能（萬片/年）100全年生產(chǎn)量（萬片/年）100項目總定員（人）xxx全員勞動生產(chǎn)率（萬元/年）xxx項目占地面積(米2)20000項目建筑面積(米2)xxx年均銷售收入(萬元)16056年均產(chǎn)值(萬元)16056年均總成本費用(萬元)xxx平均毛利率67.51%年均凈資產(chǎn)收益率57.30%年均單位成本費用(美元)xxx年平均投資收益率41.17%靜態(tài)投資回收期(年)3.15年均利潤率45.56%財務(wù)內(nèi)部收益率49.33%動態(tài)投資回收期(年)3.47借款償還期（年）3基準(zhǔn)折現(xiàn)率10%項目建設(shè)周期（年）1項目設(shè)計運營壽命（年）151.3 項目背景信息項目名稱發(fā)光二極管用藍(lán)寶石襯底的加工制造項目承辦單位xxx項目組項目發(fā)起人和項目來源自發(fā)項目擬建地區(qū)、地點xxx可行性研究承擔(dān)單位/主要負(fù)責(zé)人xxx可行性研究工作依據(jù)：1、“國家半導(dǎo)體照明工程”，2003年；2、國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（20062020），2006年；3、深圳市l(wèi)ed產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2009-2015年)4、集團研發(fā)與投資管理部對led行業(yè)的調(diào)研結(jié)果。技術(shù)方案優(yōu)選原則：1、 商業(yè)化應(yīng)用成熟的技術(shù)；2、 未來10年內(nèi)不會被替代的技術(shù)和產(chǎn)品；3、 適度超前的產(chǎn)品技術(shù)安排。廠址選擇原則及成果：選址原則：（1）貼近目標(biāo)市場或距目標(biāo)市場交通交流便捷；（2）綜合運營成本較??；（3）能產(chǎn)生產(chǎn)業(yè)群效應(yīng)。選址結(jié)果：xxx經(jīng)濟開發(fā)區(qū)環(huán)境影響報告編制情況：本項目不產(chǎn)能廢氣、廢固；產(chǎn)生少量廢水，可用中和或稀釋方法處理后排放。環(huán)境影響報告暫未編制，將視必要性再啟動環(huán)評程序。項目建設(shè)的必要性、重要性和理由：1、該項目符合集團發(fā)展節(jié)能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略；2、該項目屬于國家鼓勵發(fā)展的項目；3、該項目屬于led行業(yè)的最上游，項目的成功實施可以解決led行業(yè)發(fā)展的瓶頸，提升國內(nèi)led行業(yè)的技術(shù)水平和國際地位。1.4 項目建設(shè)進(jìn)度及運營階段安排項目開始建設(shè)到建成投產(chǎn)約需12個月。產(chǎn)能建設(shè)按照以下順序依次進(jìn)行：先建長晶體產(chǎn)能，再依次建切片、研磨拋光、和圖形刻蝕產(chǎn)能。項目建成后，以獨立法人資格運營，有相對獨立的董事會和管理層。運營也可按階段進(jìn)行，長晶產(chǎn)能建成后，可以先銷售晶棒，待切片產(chǎn)能具備后，可銷售切割片，依次遞延。這樣可以有效地縮短項目建設(shè)周期，同時使資本收益最大化。1.5 問題及建議本項目的難點在于生產(chǎn)加工工藝技術(shù)，從長晶、切片到拋光都有技術(shù)訣竅，據(jù)業(yè)內(nèi)資深人士講，有了長晶爐不見得能長出合格的晶體，做了七八年的晶體生長，才出了兩個掌握訣竅的操機手；做了三年，才真正掌握了切片技術(shù)。所以，為了把本項目建設(shè)運營得又好又快，就有必要高薪從業(yè)界挖幾個熟手。操作工的培訓(xùn)和海選也很重要，而且要和項目建設(shè)同步進(jìn)行。第二章 項目背景和發(fā)展概況2.1 項目提出的背景國家或行業(yè)發(fā)展規(guī)劃1、“國家半導(dǎo)體照明工程”，2003年；2、國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（20062020），2006年3、中國逐步淘汰白熾燈、加快推廣節(jié)能燈行動計劃，2008 4、高效照明產(chǎn)品推廣財政補貼資金管理暫行辦法，20085、科技部“十城萬盞”led路燈示范計劃，2009集團發(fā)展戰(zhàn)略及投資政策符合集團“xxx”的公司戰(zhàn)略與集團現(xiàn)有業(yè)務(wù)的關(guān)聯(lián)性及協(xié)同效應(yīng)藍(lán)寶石長晶技術(shù)與集團現(xiàn)有業(yè)務(wù)生產(chǎn)技術(shù)有相似之處；與現(xiàn)有業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)性非常小，但led應(yīng)用產(chǎn)品未來可能與集團xxx產(chǎn)品產(chǎn)生較大關(guān)聯(lián)，“太陽能電池+儲能裝置+led”可能會是一個藍(lán)海產(chǎn)品項目發(fā)起人和發(fā)起緣由及投資意向藍(lán)寶石襯底目前供應(yīng)短缺，隨著固體照明技術(shù)和產(chǎn)品推廣和廣泛應(yīng)用，藍(lán)寶石襯底需求量將會進(jìn)一步放大，業(yè)內(nèi)人士估計，在未來10年內(nèi)，它都是一個熱銷和肥利產(chǎn)品。集團管理層發(fā)起此項目，并有意愿投資。2.2 行業(yè)發(fā)展概況圖表1 led與其他光源的總成本對比資料來源：日信證券研發(fā)部監(jiān)管。因為led有著顯著的節(jié)能效應(yīng)，所以世界各國都在通過實施各種政策來大力推廣led的使用。目前的主要政策是白熾燈禁用政策。見圖表2圖表2 全球各國禁用白熾燈情況區(qū)域內(nèi)容美國從2012年1月到2014年1月間，美國要逐步淘汰40w、60w、75w和100w的白熾燈泡，以節(jié)能燈泡取代替換歐盟歐盟于2009年9月起禁止銷售100w傳統(tǒng)燈泡，2012年起禁用所有瓦數(shù)的傳統(tǒng)燈泡加拿大加拿大定于2012年開始禁止銷售白熾燈澳大利亞澳大利亞2009年停止生產(chǎn)、最晚在2010年逐步禁止使用傳統(tǒng)的白熾燈日本到2012年止，停止制造銷售高能耗白熾燈，全面禁用白熾燈韓國韓國2013年底前禁用白熾燈中國國家發(fā)改委2008年與聯(lián)合國開發(fā)計劃署（undp）、全球環(huán)境基金（gef）合作共同開展“中國逐步淘汰白熾燈、加快推廣節(jié)能燈”項目，開始研究編制中國逐步淘汰白熾燈、加快推廣節(jié)能燈行動計劃資料來源：xxx部整理發(fā)展歷程。led照明技術(shù)的發(fā)展路徑可以從兩個維度來拆解：1、色彩豐富，從60年代的紅色，到70年代的黃、綠色，直至90年代以來的藍(lán)、白色；2、發(fā)光效率提升，從60年代0.1 lm/w，到80年代的10 lm/w，直至當(dāng)前的100以上lm/w。led的應(yīng)用范圍隨著其色彩豐富、發(fā)光效率提升，逐步從60年代的指示燈市場，發(fā)展到90年代的手機背光源市場，直至當(dāng)前的顯示屏、中型尺寸lcd背光源等市場，未來還可能向大尺寸背光源、通用照明、車頭燈等市場滲透，市場容量可能從幾百億美元，躍升為上千億美元，前景看好。圖表3 led分類及應(yīng)用（按波長分）資料來源：中國半導(dǎo)體照明網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。led產(chǎn)業(yè)鏈大致分為制造和應(yīng)用兩個環(huán)節(jié)。制造環(huán)節(jié)又可細(xì)分為：上游的單晶片襯底（藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底等）制作；中游的外延晶片生長、芯片、電極制作、切割和測試分選；下游的產(chǎn)品封裝。應(yīng)用領(lǐng)域又可大致分為三部分：照明應(yīng)用、顯示屏、背光源應(yīng)用。應(yīng)用。led 的應(yīng)用范圍主要由led 芯片發(fā)光強度（mcd，毫坎德拉）和發(fā)光效率（lm/w，流明/瓦）決定。發(fā)光強度越大、發(fā)光效率越高，則應(yīng)用越發(fā)廣泛。led 芯片按發(fā)光強度分為普通亮度led、高亮度led 和超高亮度led，發(fā)光強度100mcd 通用照明 各種民用及工業(yè)用照明替代現(xiàn)有白熾 燈和熒光燈 注：1）發(fā)光強度mcd，光通量的空間密度，即單位立體角的光通量；2）光通量lm，單位時間里通過某一面積的光能。2009年背光源應(yīng)用市場的突然爆發(fā)引發(fā)了led行業(yè)的快速發(fā)展，市場預(yù)計未來4年led的市場發(fā)展仍將以背光源應(yīng)用市場為主，遠(yuǎn)期發(fā)展則要依賴照明市場的啟動。見圖表5、6。圖表5 2008、2012年全球led 應(yīng)用結(jié)構(gòu)對比數(shù)據(jù)來源：strategies unlimited圖表6 全球led應(yīng)用趨勢（數(shù)量）資料來源：臺灣工研院襯底。商業(yè)化大量應(yīng)用的單晶片襯底有藍(lán)寶石晶片、碳化硅晶片和砷化鎵襯底等。砷化鎵在生長磷化鎵等外延材料后可以用來生產(chǎn)紅光led，藍(lán)寶石晶片和碳化硅晶片在生產(chǎn)氮化鎵外延材料后可以用來生產(chǎn)藍(lán)光led。背光源市場使用藍(lán)光led，照明市場（白光led）使用紅綠藍(lán)融合led或涂有熒光粉的藍(lán)光led。因為碳化硅襯底比藍(lán)寶石襯底價格高出15倍以上，這制約了其發(fā)展，所以藍(lán)寶石晶片成為應(yīng)用最廣的襯底。這還不是故事的全部，碳化硅單晶片是一種戰(zhàn)略性材料，其功能是藍(lán)寶石襯底無法勝任的，某些軍事或高端應(yīng)用，非碳化硅不可。下游背光源應(yīng)用市場的爆發(fā)使得上游單晶片襯底出現(xiàn)短缺，藍(lán)寶石襯底價格一路看漲，從2009年初的6-7美元漲至目前的30美元（均指直徑為2英寸的薄片）。市場預(yù)計2010-2011年襯底短缺的情況仍將持續(xù)，襯底價格仍將在高位緩慢上行。長期來看，led的價格會逐漸下降，襯底的價格也隨著相應(yīng)下降，但led價格的下降將會啟動天量照明市場的發(fā)展，這又反過來促進(jìn)襯底的廣泛使用，所以，led襯底市場前景非常遠(yuǎn)大。2.3 投資的必要性項目綜合利潤情況年凈利潤7315萬元，平均毛利率67.51%項目對提高公司綜合競爭力的貢獻(xiàn)提高集團的高科技形象，提升集團品牌價值；豐富集團的節(jié)能產(chǎn)品和優(yōu)化集團產(chǎn)品結(jié)構(gòu)項目對現(xiàn)有業(yè)務(wù)的協(xié)同效應(yīng)與集團現(xiàn)有業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)性較小，但未來該項目下游產(chǎn)品（led）+太陽能電池+儲能裝置，可能會結(jié)合形成藍(lán)海產(chǎn)品擴大產(chǎn)能，提高市場占有率該項目可以增加藍(lán)寶石襯底的供給，一定程度緩解led行業(yè)的需求和瓶頸采用新技術(shù)、新工藝、節(jié)約資（能）源、減少環(huán)境污染，提高勞動生產(chǎn)率情況采用世界最新工藝技術(shù)（泡生法長晶技術(shù)）和目前國際上最好的設(shè)備，以4英寸產(chǎn)品技術(shù)為主，走高質(zhì)量路線，提升勞動生產(chǎn)率及產(chǎn)能利用率。取代進(jìn)口或出口國際市場起先主要提供給國內(nèi)市場，待工藝完全穩(wěn)定成熟和擴產(chǎn)后將銷往國外市場社會價值（納稅、就業(yè)、環(huán)保、科技進(jìn)步等）為社會提供節(jié)能產(chǎn)品的上游部件；壯大和提升國內(nèi)led產(chǎn)業(yè)的力量和水平；提供xxx個就業(yè)崗位；每年產(chǎn)生xxx萬元利稅第三章 行業(yè)和市場分析與建設(shè)規(guī)模3.1 行業(yè)分析行業(yè)規(guī)模led行業(yè)2010年產(chǎn)值約625億元；藍(lán)寶石襯底行業(yè)預(yù)計2012年產(chǎn)值達(dá)到25億行業(yè)復(fù)合平均增長率led行業(yè)2010-2012年約17%；藍(lán)寶石襯底行業(yè)2010-2012年約60%行業(yè)結(jié)構(gòu)led上游（襯底）市場集中度非常高，全球前三大公司市場份額為70%；led中游（外延片和芯片）市場集中度也較高，全球前五大廠商市場份額為56%；led下游（封裝）和應(yīng)用領(lǐng)域市場集中度非常分散行業(yè)發(fā)展趨勢隨著led行業(yè)技術(shù)的成熟，led應(yīng)用產(chǎn)品會越來越便宜，在照明上有全面取代白熾燈、日光燈和熒光燈的趨勢；在顯示器背光源上，已開始大面積取代原有傳統(tǒng)光源行業(yè)機會從產(chǎn)品周期來看，led產(chǎn)品和襯底產(chǎn)品都處于成長期中，該成長期有望持續(xù)幾十年，行業(yè)發(fā)展前景遠(yuǎn)大，盡早進(jìn)入可以享受到行業(yè)加速期的高額利潤，并為未來在行業(yè)中的地位奠定基礎(chǔ)3.1.1 led產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)特點與壁壘概述led產(chǎn)業(yè)鏈較長，從上游襯底材料、外延生長和芯片制備，到中游的芯片封裝，各個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)都有比較成熟的技術(shù)路線但就整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)點來說，從發(fā)光理論、材料體系、器件結(jié)構(gòu)到應(yīng)用范圍都有可能找到新的方法，甚至是全新的技術(shù)路線制造環(huán)節(jié)概述led的制造流程包括上游的單晶片襯底制作、外延晶片生長；中游的芯片、電極制作、切割和測試分選；下游的產(chǎn)品封裝第一步晶片：單晶棒單晶片襯底在襯底上生長外延層外延片成品：單晶片、外延片第二步金屬蒸鍍光罩蝕刻熱處理（正負(fù)電極制作）切割測試分選成品：芯片第三步封裝：芯片粘貼焊接引線樹脂封裝剪腳成品：led燈泡和組件產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)行業(yè)壁壘領(lǐng)先企業(yè)特點襯底制作原材料的純度一般都要在6n以上日亞、cree藍(lán)寶石襯底生產(chǎn)工藝比較成熟mocvd設(shè)備生產(chǎn)商技術(shù)壁壘極高德國aixtron、美國veeco、日本大陽日酸led外延片主要生產(chǎn)技術(shù)為mocvd外延片、芯片關(guān)鍵在于技術(shù)和資本日亞、cree、lumileds、osram、豐田合成、晶電進(jìn)入壁壘高，技術(shù)制勝，不確定性大，投資規(guī)模大封裝組件關(guān)鍵在于資本實力和管理的精細(xì)化佛山國星、廈門三安、大連路明、江西聯(lián)創(chuàng)有一定的技術(shù)含量，投資規(guī)模較大，臺灣企業(yè)領(lǐng)跑，內(nèi)地企業(yè)跟隨應(yīng)用關(guān)鍵企業(yè)的經(jīng)營、管理綜合能力、質(zhì)量、成本、品牌和渠道華剛光電、勤上光電、佛山國星、廣州鴻力應(yīng)用產(chǎn)品多樣化，投資比較小，國內(nèi)企業(yè)較多，整合不斷，傳統(tǒng)巨頭跟進(jìn)行業(yè)特征環(huán)節(jié)技術(shù)難度生產(chǎn)特點壟斷程度進(jìn)入門檻襯底材料極高技術(shù)專利寡頭壟斷極高mocvd設(shè)備制造極高技術(shù)專利寡頭壟斷極高外延片生長偏高高技術(shù)、高資本集中度較高偏高芯片制造偏高高技術(shù)、高資本集中度較高偏高組件封裝小功率芯片低勞動密集集中度很低低模塊應(yīng)用很低勞動密集集中度很低很低3.1.2 led專利分析圖表7 led主要專利廠商及授權(quán)情況專利廠商專利擁有情況nichia（日亞化學(xué)）全球?qū)＠?。與toyoda、cree、lumileds交叉授權(quán)，在日本有93項外觀專利和58項設(shè)計專利，在美國有30項專利，中國有32項專利，香港有2項專利。授權(quán)臺灣鴻海集團、斯坦利電氣、西鐵城，與臺灣光磊合作，光磊代工日亞芯片cree（科銳）有全球?qū)＠?。并與日亞和tg交叉授權(quán)，授權(quán)紅綠藍(lán)sunlight使用芯片lumileds與日亞交叉授權(quán)osram（歐司朗）與日亞交叉授權(quán)toyoda（豐田合成）與日亞交叉授權(quán)。授權(quán)于日亞化學(xué)、歐司朗、飛利浦、昭和電工bridgelux有全球?qū)＠咽跈?quán)紅綠藍(lán)sunlight使用芯片資料來源：根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料整理圖表8 全球led制造商之間的專利關(guān)系資料來源：臺灣工研院圖表9 我國與外國專利申請差距比較分支領(lǐng)域名稱襯底技術(shù)外延技術(shù)芯片結(jié)構(gòu)封裝/熒光材料封裝技術(shù)應(yīng)用技術(shù)我國申請量比例7.86%1.3%0.6%3%/16%1%7%日本申請量比例76.2%82.2%64.2l%83%/5l%81%43%美國申請量比例8.33%9.2%19.43%5%/11%8%14%德國申請量比例2.38%2.1%7.28%3%/7%4%14%中國臺灣地區(qū)申請量比例1.43%1.8%2.48%3%/8%2%2.15%專利申請差距年數(shù)6-1911-175-1520/107-241l-17我國申請中發(fā)明專利的比例68%91.9%100%100% (材料無實用新型專利)28.1%10%我國的申請人類型(非職務(wù)/職務(wù))36%/64%2.7%/97.3%0/100%9%/91% 19%/81%49%/51%65%/35%數(shù)據(jù)來源：寧波市科技信息研究院、寧波市知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心半導(dǎo)體照明（led）封裝及照明應(yīng)用產(chǎn)業(yè)專利戰(zhàn)略分析報告申請數(shù)量能夠從一定程度上說明我國目前l(fā)ed技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)狀況和技術(shù)發(fā)展情況。從上表可以看出，我國的申請數(shù)量與半導(dǎo)體照明技術(shù)強國(日本)的差距非常巨大，在外延技術(shù)、芯片結(jié)構(gòu)、封底技術(shù)領(lǐng)域的申請數(shù)量也低于美國、德國以及后起之秀臺灣地區(qū)的申請數(shù)量，照明應(yīng)用領(lǐng)域的申請量僅高于臺灣地區(qū)的申請量。3.1.3 全球led行業(yè)格局圖表10 全球led產(chǎn)值區(qū)域分布格局（2009年）資料來源：xxx部資料整理圖表11 大陸led產(chǎn)值區(qū)域分布格局（2009年）資料來源：xxx部資料整理 從全球看，led的主導(dǎo)廠商是日本的日亞化學(xué)（nichia）和豐田合成（toyoda gosei）、美國的cree以及歐洲的philips lumileds和歐司朗（osram）五大廠商。他們無一例外都在上中游擁有強大技術(shù)實力和產(chǎn)能。 從收入看，目前日本是全球最大的led生產(chǎn)地，2007年約占一半的市場份額，2009年其市場份額下滑至37%，主要廠商為日亞公司和豐田合成公司。其中日亞公司為全球最大的led生產(chǎn)商，專長生產(chǎn)熒光粉和各種顏色的led，年銷售收入超過10億美元，以生產(chǎn)高亮度白光led和大功率led著稱。豐田合成從1986年開始led 的研究和開發(fā)，1991年成功開發(fā)出世界第一個氮化鎵的藍(lán)光led，掃除了實現(xiàn)白光led的最后障礙。臺灣在全球市場份額中排名第二，市場份額2009年提升至24%。其led技術(shù)含量與日本、歐美的主要企業(yè)相比還存在一定距離。臺灣地區(qū)led產(chǎn)業(yè)是典型的下游切入模式，即通過二十多年下游封裝領(lǐng)域的經(jīng)驗積累，逐步延伸拓展到上游/中游的襯底/外延片/芯片領(lǐng)域。歐美也是led 的傳統(tǒng)強勢區(qū)域，其主要廠商是cree和philips lumileds。美國cree雖然是新興照明企業(yè)，但以其技術(shù)先進(jìn)性成為led照明產(chǎn)業(yè)的先鋒代表。2008年3月，cree完成對元老級廠led lighting fixture inc公司的收購，使其在產(chǎn)品豐富性及技術(shù)先進(jìn)性上得到進(jìn)一步加強。2010年上半年cree銷售收入超過8.7億美元，比2009年5.7億美元的總收入還高出3億美元。philips lumileds lighting目前是飛利浦的全資子公司，總部設(shè)在加州圣何塞，是世界領(lǐng)先的高功率led的制造商，同時也是為日常用途，包括汽車照明、照相機閃光燈、lcd顯示器和電視、便攜照明、投影和普通照明等領(lǐng)域，開發(fā)半導(dǎo)體照明解決方案的開創(chuàng)者。我國大陸地區(qū)led起步較晚，也是從下游封裝做起，逐步進(jìn)入中游外延片/芯片和上游襯底生產(chǎn)。特別是在2000年開始加大了對高亮度四元芯片和gan芯片的投資。隨著廈門三安、大連路美等一批高亮度芯片生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能釋放，國內(nèi)高亮度芯片產(chǎn)量出現(xiàn)井噴式增長。2003-2006年芯片產(chǎn)量年增長率超過100%。據(jù)led產(chǎn)業(yè)研究機構(gòu)ledinside統(tǒng)計，至2009年8月，中國大陸現(xiàn)存led芯片生產(chǎn)企業(yè)達(dá)62個，而1998年只有3個。廣東、福建企業(yè)數(shù)量明顯領(lǐng)先于其他地區(qū)，廣東有10個占16.1%，福建有8個占12.9%。7個國家半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化基地所在的省/直轄市，led芯片企業(yè)數(shù)量都在4個或以上。7個國個半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化基地所在的省/直轄市廣東、福建、上海、河北、江蘇、江西、遼寧led芯片企業(yè)合計41個，約占led芯片企業(yè)總數(shù)的2/3。廣東10個led芯片企業(yè)主要分布在深圳、東莞、廣州、江門四個城市，分別是深圳世紀(jì)晶源、深圳方大國科、深圳奧德倫、深圳鼎友、東莞福地、東莞洲磊、東莞高輝、廣州普光、廣州晶科、江門鶴山銀雨燈飾（真明麗）。福建8個led芯片企業(yè)主要分布在廈門、泉州、福州三個城市，分別是廈門三安、廈門安美、廈門明達(dá)、廈門干照、廈門晶宇、泉州晶藍(lán)、泉州和諧、福建福日科。其他地區(qū)企業(yè)典型企業(yè)還有南昌欣磊、江西晶能、大連路美、上海藍(lán)寶、上海大晨、上海藍(lán)光、河北匯能、河北立德、杭州士蘭明芯、山東華光、武漢迪源、武漢華燦等等。3.1.4 led產(chǎn)業(yè)鏈價值分配圖表12 led產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值分布圖上游（襯底）下游（封裝應(yīng)用）中游（外延片+芯片） 產(chǎn)值占比：1% 現(xiàn)有企業(yè)投資規(guī)模：3000萬元以上 產(chǎn)值占比：9% 現(xiàn)有企業(yè)投資規(guī)模：1億元以上、6000萬元以上；5000萬元以上、3000 萬元以上 產(chǎn)值：90% 現(xiàn)有企業(yè)投資規(guī)模：2000萬元以上圖表13 國內(nèi)led產(chǎn)業(yè)2009年各環(huán)節(jié)產(chǎn)值（億元）及占比 資料來源：中國光電子協(xié)會，xxx部資料整理圖表14 全球產(chǎn)業(yè)鏈各鏈點代表公司的營收狀況（萬元rmb）產(chǎn)業(yè)鏈代表公司市場占有率財務(wù)指標(biāo)2007200820092010上半年上游（襯底制作+mocvd設(shè)備）美國rubicon30%營收22983254771334518400毛利率35.5%32.0%-18.2%41.7%凈利率-8.5%11.6%-48.5%20.0%德國aixtron60%營收187735239825264822302666毛利率40%41%44%53%凈利率8.1%8.4%14.8%21.4%中游（外延片+芯片）美國cree營收265637332484382333584553毛利率34.0%33.6%37.4%47.4%凈利率14.6%6.8%5.3%17.6%中國三安光電營收-213164702936452毛利率-41.3%42.0%43.5%凈利率-24.4%38.3%33.2%下游（封裝）臺灣億光電子營收21803243542433317767毛利率36%30%35%35%凈利率22%12%16%17%中國國星光電營收44387566726279140682毛利率29.1%34.8%33.4%32.6%凈利率14.1%18.8%18.3%17.7%注：1）rubicon公司為全球藍(lán)寶石襯底龍頭供應(yīng)商，晶棒銷售占比66%，主要銷往亞洲（82%）；其和monocrystal、京瓷占有全球70%的市場份額。2）aixtron公司為全球mocvd龍頭供應(yīng)商，其和veeco（30%）、大陽日酸占據(jù)了95%以上的份額。3）cree公司為美國外延片和芯片的龍頭供應(yīng)商，其產(chǎn)品主要采用自產(chǎn)的sic襯底；三安光電為大陸外延片和芯片的龍頭供應(yīng)商。4）億光電子為臺灣led封裝龍頭；國星光電為大陸三大led封裝龍頭之一。5）全球led龍頭企業(yè)為日本日亞公司，因為其只出售芯片產(chǎn)品和沒有公開上市，所以無法獲得其資料；6）表中數(shù)據(jù)來源于各公司公開報表，計算匯率采用：1美元=6.74人民幣，1歐元=8.74人民幣，1人民幣=12.60日元，1人民幣=4.72新臺幣。圖表15 led不同環(huán)節(jié)的平均毛利率資料來源：日信證券研發(fā)部3.1.5 led行業(yè)議價能力環(huán)節(jié)襯底制作設(shè)備制造外延片、芯片封裝組件對下游議價能力強，襯底材料必然會影響整個產(chǎn)業(yè)，是各個技術(shù)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵強，mocvd的供貨能力是限制led芯片公司產(chǎn)能擴張的瓶頸中高端擁有較強議價能力；低端產(chǎn)能旺盛，議價能力不足弱，除非有技術(shù)含量的大功率、多芯片封裝供需寡頭壟斷，供給穩(wěn)定，需求旺盛以銷定產(chǎn)，下游需求旺盛gan基芯片產(chǎn)能擴大較快。低檔產(chǎn)品供大于求，高檔產(chǎn)品則價高難求屬于勞動密集行業(yè)，市場供給充分目前l(fā)ed行業(yè)議價能力最強的環(huán)節(jié)是mocvd設(shè)備廠商，mocvd已成為行業(yè)發(fā)展瓶頸。mocvd 設(shè)備制造商主要有兩家：分別是德國aixtron 公司和美國veeco 公司。著名廠商英國thomas swan 公司已被aixtron 收購。另一家美國公司emcore 則在2003 年被veeco 收購。aixtron 公司（含thomas swan 公司）大約占60%的國際市場份額，累計銷售超過1200臺，而veeco 公司占約30%。其他廠家主要包括大陽日酸（taiyo nippon sanso）和日新電機（nissin electric）等，其市場基本限于日本國內(nèi)。此外，日亞公司和豐田合成的設(shè)備主要是自己研發(fā)，其gan-mocvd 設(shè)備不在市場上銷售，僅供自用。3.1.6 藍(lán)寶石襯底行業(yè)分析圖表16 全球藍(lán)寶石長晶廠家市場份額資料來源：xxx部調(diào)研整理圖表17 藍(lán)寶石襯底價值分布圖晶 棒晶片切 片2009年初，臺灣晶棒報價6.9美元/毫米（2英寸）；2009年末，臺灣晶棒報價17美元/毫米；目前，臺灣晶棒報價24-27美元/毫米；晶棒成本與工藝密切相關(guān)晶棒切割后（2英寸切片）增值3-4美元，切割廠家可得凈利潤1美元；切片成本（除原料晶棒外）無變化；切片價格隨晶棒而動切片經(jīng)研磨和拋光之后（2英寸晶片）增值4美元，磨拋廠家約得凈利潤1美元；晶片成本（除原料切片外）無變化；晶片價格隨切片而動資料來源：xxx部調(diào)研整理藍(lán)寶石襯底基本上由國外廠商壟斷。led供應(yīng)鏈最上游之藍(lán)寶石晶棒長期掌握在外商手中，全球前3大產(chǎn)商俄羅斯的mono crystal、美國rubicon和日本京瓷占全球近7成的產(chǎn)量。藍(lán)寶石晶棒主要供貨商還有韓國stc 及臺灣的合晶光電、越峰、尚志及鑫晶鉆等。藍(lán)寶石晶片（襯底）的供應(yīng)方面目前主要有美國的rubicon、crystal systems、法國saint-gobain、俄羅斯monocrystal、日本的京都陶瓷（kyocera）、namiki、mahk，及臺灣的兆遠(yuǎn)、兆晶(奇美、鴻海投資)、晶美、合晶及中美晶等公司。泡生法工藝生長的藍(lán)寶石晶體約為目前市場份額的70%。圖表18 藍(lán)寶石襯底制造成本構(gòu)成資源來源：yole development.led用藍(lán)寶石晶錠(sapphire ingot)自2009年出現(xiàn)缺貨潮后，藍(lán)寶石晶片(sapphirewafer)價格應(yīng)聲而漲，目前藍(lán)寶石晶片價格較2009年同期增加3倍，較2010年第1季增加約50%，也助長led封裝等成品價格上升。業(yè)界正努力確保價格及供貨量，2010年底晶片供不應(yīng)求現(xiàn)象恐將持續(xù)。臺灣led業(yè)者指出，藍(lán)寶石晶片占芯片成本比重約20%至30%，且多以外購為主，供應(yīng)廠商主要為美國的rubicon及俄國monocrystal等，目前臺灣藍(lán)寶石晶片自制率約26%，生產(chǎn)廠商包括鑫晶鉆和越峰，中美晶及合晶也積極介入。3.2 市場分析圖表19 全球led市場規(guī)模增長情況（億元）資料來源：中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院圖表20 中國led市場規(guī)模增長情況（億元）資料來源：中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院3.2.1 led襯底產(chǎn)品對比分析圖表21 led襯底性價比分析應(yīng)用領(lǐng)域紅黃光led藍(lán)綠光led外延材料gap、algaas、algainpgan襯底產(chǎn)品砷化鎵（gaas）磷化鎵(gap)藍(lán)寶石碳化硅硅氮化鎵(gan)氧化鋅（zno）導(dǎo)電性良良無良良良良熱導(dǎo)性（w/cm-k）良良差（35）優(yōu)（490）良（120）良良尺度效應(yīng)發(fā)光效率穩(wěn)定發(fā)光效率穩(wěn)定發(fā)光效率與芯片面積成反比發(fā)光效率穩(wěn)定發(fā)光效率穩(wěn)定發(fā)光效率穩(wěn)定發(fā)光效率暫不穩(wěn)定熱膨脹系數(shù)10-6/ 與外延材料匹配與外延材料匹配與gan匹配(5.5)與gan匹配(4.5)略低(3.5)完全匹配匹配晶格匹配佳差差中差佳佳抗靜電能力良良中優(yōu)優(yōu)良良成本-x15x1.2x-產(chǎn)品周期成熟期成熟期成長期成長期開發(fā)期開發(fā)期開發(fā)期次要應(yīng)用太陽能電池-軍工窗口片軍工用品太陽能電池大功率、高頻器件液晶顯示器基片又稱襯底，也有稱之為支撐襯底。襯底主要是外延層生長的基板，在生產(chǎn)和制作過程中，起到支撐和固定的作用。它與外延層的特性配合要求比較嚴(yán)格，否則會影響到外延層的生長或是芯片的品質(zhì)。對于制作led芯片來說，基片材料的選用是首要考慮的問題。應(yīng)該采用哪種合適的襯底，需要根據(jù)設(shè)備和led器件的要求進(jìn)行選擇。目前市面上gan基系列一般有三種材料可作為襯底：藍(lán)寶石（al2o3）、硅 (si)、碳化硅（sic）。除了以上三種常用的襯底材料之外，還有g(shù)aas、aln（目前還在基礎(chǔ)研究中）、zno等材料也可作為襯底，通常根據(jù)設(shè)計的需要選擇使用。(1）藍(lán)寶石襯底藍(lán)寶石（英文名為sapphire）的組成為氧化鋁(al2o3)，是由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鍵形式結(jié)合而成，其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu)。它常被應(yīng)用的切面有a-plane、c-plane及r-plane。由于藍(lán)寶石的光學(xué)穿透帶很寬，從近紫外光(190nm)到中紅外線都具有很好的透光性，因此被大量用在光學(xué)元件、紅外裝置、高強度鐳射鏡片材料及光罩材料上，它具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性、高熔點（2045）等特點，它是一種相當(dāng)難加工的材料，因此常被用來作為光電元件的材料。目前超高亮度白/藍(lán)光led的品質(zhì)取決于氮化鎵磊晶(gan)的材料品質(zhì)，而氮化鎵磊晶品質(zhì)則與所使用的藍(lán)寶石基板表面加工品質(zhì)息息相關(guān)，藍(lán)寶石(單晶al2o3 )c面與-和-族沉積薄膜之間的晶格常數(shù)失配率小，同時符合gan 磊晶制程中耐高溫的要求，使得藍(lán)寶石晶片成為制作白/藍(lán)/綠光led的關(guān)鍵材料。1993年日亞化(nichia)開發(fā)出以氮化鎵（gan）為材質(zhì)的藍(lán)光led，配合mocvd(有機金屬氣相沉積)的磊晶技術(shù)，可制造出高亮度的藍(lán)光led。通常，gan基材料和器件的外延層主要生長在藍(lán)寶石基片上。藍(lán)寶石基片有許多的優(yōu)點：首先， 藍(lán)寶石基片的生產(chǎn)技術(shù)成熟、器件質(zhì)量較好；其次，藍(lán)寶石的穩(wěn)定性很好，能夠運用在高溫生長過程中；最后，藍(lán)寶石的機械強度高，易于處理和清洗。因此，大多數(shù)工藝一般都以藍(lán)寶石作為襯底。圖表21示例了使用藍(lán)寶石襯底做成的led芯片。圖表22 led結(jié)構(gòu)圖使用藍(lán)寶石作為襯底也存在一些問題，例如晶格失配和熱應(yīng)力失配，這會在外延層中產(chǎn)生大量缺陷，同時給后續(xù)的器件加工工藝造成困難。藍(lán)寶石是一種絕緣體，常溫下的電阻率大于1011cm，在這種情況下無法制作垂直結(jié)構(gòu)的器件；通常只在外延層上表面制作n型 和p型電極（如圖1所示）。在上表面制作兩個電極，造成了有效發(fā)光面積減少，同時增加了器件制造中的光刻和刻蝕工藝過程，結(jié)果使材料利用率降低、成本增加。由于p型gan摻雜困難，當(dāng)前普遍采用在p型gan上制備金屬透明電極的方法，使電流擴散，以達(dá)到均勻發(fā)光的目的。但是金屬透明電極一般要吸收約30%40%的光，同時gan基材料的化學(xué)性能穩(wěn)定、機械強度較高，不容易對其進(jìn)行刻蝕，因此在刻蝕過程中需要較好的設(shè)備，這將會增加生產(chǎn)成本。藍(lán)寶石的硬度非常高，在自然材料中其硬度僅次于金剛石，但是在led器件的制作過程中卻需要對它進(jìn)行減薄和切割（從400m減到100m左右）。添置完成減薄和切割工藝的設(shè)備又要增加一筆較大的投資。藍(lán)寶石的導(dǎo)熱性能不是很好（在100約為35w/（mk）。led器件工作時，會傳導(dǎo)出大量的熱量，特別是對面積較大的大功率器件，導(dǎo)熱性能是一個非常重要的考慮因素。為了克服以上困難，很多人試圖將gan光電器件直接生長在硅襯底上，從而改善導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。 (2）硅襯底目前有部分led芯片采用硅襯底。硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式，分別是l接觸（lateral-contact , 水平接觸）和v接觸（vertical-contact，垂直接觸），以下簡稱為l型電極和v型電極。通過這兩種接觸方式，led芯片內(nèi)部的電流可以是橫向流動的，也可以是縱向流動的。由于電流可以縱向流動，因此增大了led的發(fā)光面積，從而提高了led的出光效率。因為硅是熱的良導(dǎo)體，所以器件的導(dǎo)熱性能可以明顯改善，從而延長了器件的壽命。 (3）碳化硅襯底sic是iv-iv族二元化合物，也是元素周期表iv族元素中唯一的穩(wěn)定固態(tài)化合物，一種重要的半導(dǎo)體材料。它具有優(yōu)良的熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，不但是制作高溫、高頻、大功率電子器件的最佳材料之一，同時又可以用作基于gan的藍(lán)色發(fā)光二極管的襯底材料。用sic所制功率器件可以承受更高電壓、更大電流、發(fā)光層可以做的更薄，因而工作速度更快，可使器件體積更小、重量更輕。圖表23 采用藍(lán)寶石襯底與碳化硅襯底的led芯片碳化硅襯底（美國的cree公司專門采用sic材料作為襯底）的led芯片電極是l型電極，電流是縱向流動的。采用這種襯底制作的器件的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能都非常好，有利于做成面積較大的大功率器件。碳化硅襯底的導(dǎo)熱性能（碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)為490w/mk）要比藍(lán)寶石襯底高出10倍以上。藍(lán)寶石本身是熱的不良導(dǎo)體，并且在制作器件時底部需要使用銀膠固晶，這種銀膠的傳熱性能也很差。使用碳化硅襯底的芯片電極為l型，兩個電極分布在器件的表面和底部，所產(chǎn)生的熱量可以通過電極直接導(dǎo)出；同時這種襯底不需要電流擴散層，因此光不會被電流擴散層的材料吸收，這樣又提高了出光效率。但是相對于藍(lán)寶石襯底而言，碳化硅制造成本較高，實現(xiàn)其商業(yè)化還需要降低相應(yīng)的成本。另外，sic襯底吸收380納米以下的紫外光，不適合用來研發(fā)380納米以下的紫外led。 (4）氮化鎵用于gan生長的最理想襯底是gan單晶材料，可以大大提高外延膜的晶體質(zhì)量，降低位錯密度，提高器件工作壽命，提高發(fā)光效率，提高器件工作電流密度。但是制備gan體單晶非常困難，到目前為止還未有行之有效的辦法。 (5）氧化鋅zno之所以能成為gan外延的候選襯底，是因為兩者晶體結(jié)構(gòu)相同、晶格失配度非常小，禁帶寬度接近（能帶不連續(xù)值小，接觸勢壘?。５?，zno作為gan外延襯底的致命弱點是在gan外延生長的溫度和氣氛中易分解和腐蝕。目前，zno半導(dǎo)體材料尚不能用來制造光電子器件或高溫電子器件，主要是材料質(zhì)量達(dá)不到器件水平和p型摻雜問題沒有得到真正解決，適合zno基半導(dǎo)體材料生長的設(shè)備尚未研制成功。（6） led用基片（襯底）的選擇led外延片襯底材料是半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的基石。不同的襯底材料，需要不同的led外延片生長技術(shù)、芯片加工技術(shù)和器件封裝技術(shù)，襯底材料決定了半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展路線。用于氮化鎵研究的襯底材料比較多，但是能用于大量生產(chǎn)的襯底目前只有二種，即藍(lán)寶石和碳化