一閃一閃亮晶晶, 滿天都是 LED

LED 主要由 PN 結晶片, 電極和光學系統組成, 其中核心部分是由 P 型 N 型半導體組成的晶片, 當 PN 結施加電壓時 P 區中多數的空穴與 N 區中多數的電子覆合, 以輻射光子的形式將多余的能量轉化為光能.

LED 的發光原理是依靠電子激活 GaN (氮化鎵) 類的晶體管, 除了發光晶片, LED 的制造還需要可供外延層生長的基板 (襯底). 襯底的作用是在制作過程中, 提供支撐與固定保護作用. 其特性會直接影響到外延層的生長, 需要嚴格把控.

藍綠光晶片占到整個 LED 市場的九成, 使用的襯底是藍寶石, 外延生長就是在三氧化二鋁襯底上長氮化鎵, 紅黃光晶片占到市場份額的一成, 發光材料主體是砷化鎵, 外延生長就是在砷化鎵上面生長.

LED 行業上游為外延片和晶片制備, 中游為封裝領域, 下游主要是應用領域; 包括顯示, 照明, 背光等. 上游技術門檻較高主要由國外大廠商主導, 如 "首爾半導體", "日亞化學" 等, 而中下游技術含量則相對較低，大陸廠商主要集中在該領域.

和白熾燈, 氣體放電光源相比, LED 照明的光效更高, 壽命更長, 抗震性能好, 不含汞等重金屬, 體積更小, 光譜中沒有熱量和輻射, 可實現豐富多彩的動態變化色彩, 容易實現數位化智能控制, 是迄今為止真正能實現綠色照明的新型電光源技術.

四元 LED 是指以四種元素的化合物 AlInGaP 為材料的 LED 晶片, 其發出的色光波長在 550~630nm 之間, 具有亮度高衰減度低的特性, 是戶外發光 LED 的主要產品, "華上" 在 2016 年已將其全數產能集中在四元 LED.

IR LED 可應用於遙控, 通訊, 感測器領域, 受益於具有夜視功能的安防監控攝像頭的普及, 虹膜識別, ADAS 技術的興起; LEDinside 預估 2016 年 IR LED 產值達 3.03 億美元, 同比增長超過 20%, 2015~2020 年的年覆合增長率為 23.47%.

紫外光區按照波長分為四個波段: 長波 UV-A (波長 320~390nm), 中波 UV-B (280~320nm), 短波 UV-C (200~280nm)和真空波 UV-D (100~200nm). 據 Yole Development 預估 2015 年紫外 LED 市場產值為 108.7 百萬美元, 2021 年則達 1116.8 百萬美元, 年複合增長率 47.44%.

Micro LED 牽涉巨量轉移, 微組裝, 基板接合等技術, 領域橫跨LED, 顯示器, 半導體等產業. 台灣廠商在推進 MicroLED 技術時不遺餘力, 以求在下一代顯示技術爭奪中佔有一席之地. 包括 "晶電", "隆達", "億光"等 LED 大廠都在進行相關研發.

在封裝和應用環節門檻相對不高, 中國大陸企業更是率先實現占比過半. 在產值持續增長的同時, 我們也注意到行業集中度不高, 競爭激烈, 預計大陸當前仍有封裝企業超過 800 家, 企業毛利率普遍在 20%以下, 凈利潤率在 10%以下.