光电科技是一门结合光学、电子与电机之先端技术。
近十余年来,光电相关技术突飞猛进,产品种类也不断推陈出新,其应用更是无远弗届,层面扩及通讯、信息、生化、医疗、工业、能源、民生等领域。
根据美国光电产业发展协会(OIDA)的定义,光电(Optoelectronics)是指光子学和电子学的交集领域,这个交集产生的技术就是光电技术。
光电产业,是以光电技术为核心所构成的各类零件、组件、设备以及应用市场的总和。
换言之,光电产业是制造光电元件,或采用光电元件为关键性零部件的设备、器具及系统的所有商业行为。
光电产业分为七大领域:(1)光电材料与组件(以LED为代表)(2)光电显示器(以液晶显示器为代表)(3)光学组件与器材(4)光输入(5)光储存(6)光纤通讯(7)激光及其它光电应用光电产业链分析与发展现状一. 产业概述:光电显示产业居于信息产业一个十分重要的位置,是IT 终端产品“人机互动”的界面,其具有如下几个特点:一是技术含量高,覆盖微电子、光电子、电子材料、专用设备仪器等高技术领域;二是广泛应用于信息、医疗、航空航天等各种电子终端产品;三是在IT 终端产品的成本比重高,价值量大。
四是具有高成长性好。
未来5年,年均增速在20%以上。
五是产业拉动系数可达4~5,经济带动效果显著。
光电显示技术的发展已经有100多年的历史,产品种类繁多,应用比较广泛的显示技术达到十多种。
目前市场份额最大、最具发展前景的是平板显示。
平板显示可以划分为液晶显示(LCD)、等离子显示(PDP)、有机电致发光显示(OLED)和发光二极管显示(LED)。
LCD是目前的主导技术,主要应用领域是笔记本电脑、手机和电视等,OLED目前已被业内外公认为是继CRT,LCD和PDP后第三代显示技术的代表,具有优异的显示品质,轻薄的外观,绿色节能和全尺寸的优点。
二. 产业链分析:LCD和OLED产业链可以划分为相对独立的上游、中游、下游三个部分。
上游是LCD和OLED面板、模块加工装配所需要的各种原材料、零组件,主要包括:玻璃基板、彩膜、偏振片、背光源、驱动IC、液晶、发光材料、特气、特药和靶材等专业原材料、PCB(印刷电路板)、关键生产设备等。
主要特征是:(1)涉及的行业众多。
包括光学、材料、化学、电子、化工、机械、金属等,几乎涵盖了现代工业的所有领域。
(2)厂家的专业性强,专业分工比较细。
通常一家企业只能生产一种材料或零组件。
中游是LCD和OLED面板制造及显示模块组装。
与上游产业不同,中游产业要求生产企业具备对上游原材料、零组件和设备的整合能力,同时要求掌握极高的生产技术和加工工艺以确保合理的产品成本;另外由于不断增大的面板尺寸和降低成本等原因,要求中游企业持续投资建设更高代生产线,资金需求也非常高。
下游产业主要是各种显示产品的应用领域,包括电视、电脑、车载显示器、电子图书、手机、工业、广告机、工控机、数码相机、摄像机、游戏机以及各类;投影类产品,如投影电视和投影仪等。
下游企业不仅庞杂,也是产业链中企业数最大的产业群。
LED产业链大致可分为三部分:上游LED原材料、外延和芯片制造;中游LED封装;下游LED显示应用产业。
上游LED发光材料和器件的原材料包括:砷化镓单晶、氮化铝单晶等衬底材料,生产工艺比较成熟。
由于外延工艺的高度发展,器件的主要结构如发光层、限制层、缓冲层、反射层等均已在外延工序中完成,芯片制造主要是做正、负电极和完成分割检测。
中游是指LED器件封装产业。
在半导体产业中,LED封装产业与其他半导体器件封装产业不同,它可以根据用于显示、照明、通信等不同场合,封装出不同颜色、不同形状的品种繁多的LED发光器件。
下游是指应用LED显示或照明器件后形成的产业。
其中主要的应用产业有LED显示屏、LED路灯、LED车灯、LED交通信号灯、液晶背光源、LED景观灯饰、LED特殊照明等。
三. 产业发展现状1. LCD显示产业目前全球LCD和OLED产业集中在日本、韩国、台湾和中国大陆。
欧美基本上放弃了该产业。
光电显示产业是资金密集、技术密集、人才密集,高投入、高风险、高回报,典型的规模化高新技术产业。
在政府引导下,在金融机构和研发机构强有力支持下,日本、韩国和台湾的光电显示产业得到迅速发展和扩张,是官、产、商、学、研密切合作,整合资源,建设规模化高新技术产业的成功典范。
美国、日本、欧盟在 LED 上游衬底材料、外延片、芯片生产上掌握着核心专利和技术,中国台湾地区通过技术跟踪和规模化发展则成为了全球重要的LED生产基地。
LED产业形成了以美国、亚洲、欧洲三足鼎立的产业格局,并呈现出以日、美、德为龙头,中国台湾、韩国紧随其后,中国大陆、马来西亚等国家和地区积极跟进的梯队分布。
LCD根据采用基板类型可划分为PM (无源矩阵显示)和AM(有源矩阵显示)两类。
AM 采用薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵显示技术,目前主要采用LTPS TFT(低温多晶硅有源矩阵)和a-Si TFT(非晶硅有源矩阵)两种TFT基板。
,AMLCD器件主要由TFT基板、彩膜板、液晶、光源和驱动IC等几部分组成。
国内各企业自1990年开始分别从日本、韩国等国家引进生产线,进入到LCD产业。
目前,在新一轮产业布局和竞争中,上海天马、京东方、华星光电技术、昆山龙腾光电有限公司投入大量资金引进了高世代生产线。
国内主要LCD企业的液晶面板生产线情况国内主要LCD企业玻璃基板生产线情况2. LED 照明与LED 背光源显示产业LED 显示屏以突出的优势成为大屏幕平板显示的主流产品之一,显示屏是LED 产业中发展较早且较快成熟的产品,就各应用领域而言,大尺寸LED 背光产品的需求将从2009年的1.14亿片增长到2015年的7.7亿片。
国际LED 显示屏的应用主要集中在户外广告和体育场馆,交通和演出,另外还包括展览,租赁和集会场合。
主要厂商集中在日本,北美和中国台湾。
据不完全统计,至少有150家厂商从事LED 显示屏生产,其中规模较大、产品齐全的约有30家。
美国Cree 、Lumileds ,日本 Nichia 、Toyoda Gosei ,德国Osram 等垄断高端产品市场。
目前由于国产LED 显示屏的性价比比较高,市场占有率近100%,国外同类产品基本在中国大陆没有市场。
2013 年,我国国内LED 照明灯具产品产量超过8.1 亿只,国内销量约4 亿只,LED 灯具国内市场渗透率达到8.9%,比去年的3.3%上升近5 个百分点,特别是在商业照明领域增长更为明显,据不完全统计,目前商业照明领域中LED 灯具的渗透率已经超过12%。
2014 年,我国LED 行业将延续2013 年上升势头,迎来新一轮的增长。
预计2014 年,国内半导体照明产业将继续保持高速增长,预计增长率达到40%左右。
外延芯片环节,随着应用市场的全面启动,近几年投资积累的产能逐步释放,2014 年外延芯片产量、产值都将明显提升,产值增长率预计达到35%左右。
封装产业环节竞争更加激烈,预计增速在20%左右,更多新的封装技术和工艺将一争高下。
但LED 封装技术演进,始终围绕终端使用成本不断下降这个主题。
在应用环节,借助中国制造的优势,2014 年的产值增长率将超过50%。
我国LED 封装行业产量居世界首位,下游应用产业发展达到规模化水平,而外延片、芯片行业与国外差距较大,缺乏核心技术,产业整体水平较低,标准和检测体系尚未建立。
数据显示,2012年国内LED 封装总产值达到438亿元,与2011年相比增长53.68%,其中广东省产值达到323亿元,增长57.56%,占国内LED 封装总产值的73.74%。
而2013年中国LED中游封装473亿元,同比增长19%。
预计2014年将达到133.9亿美金,年成长率为7%。
在区域分布上,珠三角地区是中国大陆LED封装企业最集中,封装产业规模最大的地区,企业数量超过了全国的2/3,占全国企业总量的68%,除上游LED外延芯片领域稍微欠缺外,汇聚了众多的封装物料与封装设备生产商与代理商,配套最为完善。
其次是长三角地区,企业数量占全国的17%左右,其他区域共占15%的比例。
从封装产品应用领域分析来看,在LED照明领域收入占总收入比重最高的为鸿利光电,约80%,其次为瑞丰光电,约为53.5%。
而在LED背光源领域收入占比最高的为瑞丰光电,约为34%;其余厂商大部分收入都来自于LED显示屏领域。
国内LED封装应用领域上市公司各有特点,瑞丰光电在LED封装技术上较为领先,其次为鸿利光电;此外雷曼光电、洲明科技与奥拓电子在LED显示屏技术上相当。
2009-2013 年中国LED 照明产值规模2009-2013年我国LED面板灯行业市场规模统计四. 光电显示产业发展趋势分析LCDAMLCD目前已成为平板显示的主流产品,随着AMOLED技术的日益成熟,该类产品从中小尺寸开始逐渐替代AMLCD产品。
韩国三星、台湾奇晶光电、台湾友达、昆山维信诺、上海天马公司和四川虹视公司等都已经开始批量生产或组建AMOLED生产线。
随着新技术的逐步投产,旧世代的产品线不可避免面临产品价格下降的困境。
回顾过去10年,随着LCD显示技术的不断发展与进步,我们可以看到液晶显示市场存在着巨大的行业周期性波动。
具体可以梳理为:新世代线投产→产能过剩→降价→亏损→新市场被开拓→产能不足→涨价→再投资→如此循环LED随着材料、器件结构、器件制造技术、耦合技术、封装技术等的不断进步,OLED照明技术也得到了飞速发展,白光OLED的效率和稳定性得到了很大程度的改善。
2012年实验室白光OLED的光效可达150 lm/W,寿命2万5千小时,而商业化的白光OLED灯具光效能达到65 lm/W,2015年要达到122 lm/W,寿命要达到5万小时,成本也会随着工艺的不断改进得到大幅度的降低,预计2015年后OLED的价格为$10/klm。
尽管OLED目前还未能像LED那样实现大规模量产,但是其未来在照明行业中所占据的地位却毋庸臵疑。
在OLED发光效率突破40lm/W,可以应用于脚踏板照明与手电筒之类的移动照明;突破100lm/W,可以用于LCD的背光模块,若要应用于一般照明至少要达到150lm/W以上。
正是由于OLED光源具有不同于传统照明的全新特点,因此,业内人士公认,它将带动和拓展全新的照明设计、照明工程、艺术装饰、灯具等有关领域的创新和发展。
随着OLED 技术不断提高,OLED在照明领域将进入商业化应用。
OLED照明具有面发光、高亮度、大面积、散射光源、超轻、超薄、柔性、透明、镜面型、全新照明设计等特点,与其它照明产品相比,OLED表现出节能环保、高效、低成本等潜在优势,是LED 固态照明之后的新一代固态照明。