1、LED 行业信息整理针对汉唐高晶 LED 项目发展低碳经济已成全球共识,节能将在碳减排过程中发挥主导作用。目前,我国照明用电约占全国总用电量的 12%。与白炽灯和荧光节能灯相比,LED 照明在节能、环保方面具有十分显著的优势。一、 LED行业的高增长已势不可挡1、LED引领照明领域新革命LED(发光二极体),是一种化合物半导体元件,主要以族元素组成,核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间存在一个很薄的空间电荷区,即P-N结 。当给 P-N结一个正向电压,便改变了P-N 结的动态平衡,注入的少数载流子(少子)与多数载流子(多子)复合时,多余的能量便以光的形式释
2、放出来,从而把电能直接转换为光能。 图表 1: LED 发光原理资料来源:财富证券 作为第三代半导体照明光源,LED 采用电场发光,突破了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色荧光粉发光的原理,光谱几乎全部集中于可见光频段,具有能耗低、寿命长、光效高、无频闪、响应快、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。图表 2:LED 的主要优点优点 具体内容 能耗低 单体功率一般在0.05w-1w,通过集群方式可以量体裁衣地满足不同的需要,浪费很少;作为光源,同样亮度下,耗电量仅为普通白炽灯的1/10,荧光灯管的1/2 寿命长 光通量衰减到70%的标准寿命是 10万小时,一个半导体灯
3、正常情况下可以使用50年 光效高 LED节能灯发热小,90% 的电能转化为可见光,而普通白炽灯 80%的电能转化为热能,仅有20%电能转化为光能 绿色环保 废弃物可回收,没有污染,不像荧光灯一样含有汞成分;光谱中没有紫外线和红外线,热量低、无辐射;直流驱动,无频闪 可靠耐用 没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件,非正常报废率很小,维护费用低廉响应快 LED灯的响应时间为纳秒级(白炽灯的响应时间为毫秒级),能适应频繁开关以及高频运作的场合 人性化 LED 灯具积小质轻,能做成点、线、面各种形式的具体应用产品,可任意组合、任意安装,使居室照明将不再局限于单个灯具,人们可以根据整体照明需要来设定照明效果,
4、实现人性化的智能控制,营造不同的室内照明效果 理论上,将 1W 能量全部转化为 555nm 波长的黄光时产生的光通量可达 683lm/W,若全部转换为白光则约为 360lm/W。目前所报导的 LED 最高光效只达到这一理想值的 1/2 ,这正是人们认为 LED 尚有巨大潜力可挖、对其寄以厚望的原因所在。2、下游应用领域的发展趋势(1)主要应用领域目前,LED 产品主要应用于手机与 LCD 等背光源、室外景观照明、室内装饰照明、户外显示屏、交通信号灯、汽车照明、安全照明等领域。2009 年国内半导体照明应用产值达到 600 亿元,同比增长 33%,其中景观装饰照明达到 140 亿元,LED 全彩
5、显示屏 120 亿元、路灯及室内射灯照明 75 亿元、手机等便携式电子 65 亿元、LCD 背光 60 亿元、交通信号灯 35 亿元、指示等 25 亿元、汽车应用产品 12 亿元,其他应用产品 68 亿元。在 LED-TV 加速应用的背景下,09 年我国 LED 大尺寸背光应用取得了重要进展,主要电视品牌均推出了 LED 背光电视,并将其作为今后几年的重点开发和推广产品。在“十城万盏”应用示范工程的带动下,LED 路灯等道路照明、LED 射灯等室内照明应用发展迅速。LCD 背光和照明正在逐步成为我国半导体照明的主要应用领域。图表 3:中国 LED 下游应用领域(2009)资料来源:中国半导体照
6、明网(2)中大尺寸背光源和半导体照明发展潜力最大上述LED的应用领域可归为信息显示、交通信号灯、背光源、汽车用灯及半导体照明五大类。随着技术进步,LED的发光效率不断提高,各应用领域的发展状况和前景也各不相同。中大尺寸背光源和居室照明将是未来发展潜力最大的两大领域。 根据 DisplaySearch 的预计,全球 2009 年 LED 需求将达 758 亿颗;2010 年则达 960 亿颗,增速 26%左右。DisplaySearch 指出,2010 年 LED 在面板背光源的应用需求将剧增,估计将由 2009 年的 116 亿颗增加到 192 亿颗,年增速达 65%。其中,小尺寸面板背光源的
7、应用需求将由 2009 年的 60 亿颗提高至 68 亿颗;在 10 寸以上面板的背光源应用需求将由2009 年的 56 亿颗骤增为 124 亿颗,年增速达 121%。 液晶电视、大中尺寸NB与显示器是拉动LED背光源需求的主要动力。背光源包括小尺寸(小于10英寸)背光源,如手机、MP3、MP4、PDA、数码相机和摄像机等显示屏;中等尺寸(10-20 英寸)背光源,如计算机显示器及监视器;大尺寸(大于20英寸)背光源,主要用于如彩电显示屏。小尺寸背光源增速将放缓。LED早已应用在以手机为主的小尺寸液晶面板背光市场中,手机产量的持续增长,特别是2003年彩屏手机的推广普及更是推动白光LED市场的
8、快速发展。随着LED在手机照相机的闪光灯和手机上微型手电筒的应用和普及,LED在手机上的应用会更加广泛,特别是3G 手机的入市、大屏幕手机的增多及搭配影像手机配备闪光灯的比重提升,将持续拉升对白光LED的需求。 但随着手机产量进入平稳增长阶段以及技术提升导致用于手机液晶面板背光源LED数量减少,预计LED在手机背光源中的用量增速将会放缓,中大尺寸面板的需求将成为新关注点。 彩电显示屏已经成为 LED 最有潜力的应用市场。Display Search 发布的最新一期季刊配备 LED 背光源的 TFT LCD 供货调查报告显示, 2009 年配备 LED 背光源的液晶电视面板供货量大约达到了 40
9、0 万张,其中 40 英寸以上大尺寸面板是主力产品,占配备LED 背光源的液晶电视面板整体的 80以上。预计 2010 年,32 英寸和“监控电视用”面板也将开始采用 LED 背光源。DisplaySearch 预计 2010 年全球液晶电视出货量将达到 1.71 亿台,较 2009 年增长 22%,并预测 LED 背光液晶电视渗透率将从 2009 年 2%左右提升 2010年的 15%左右。图表 4:液晶电视面板的 LED 背光源需求尽管中国电子商会、台湾 isupply 等机构对近期的预测不及 DisplaySearch 乐观,但都显示了 LED 在 TV 和 NB 领域的巨大发展潜力。图
10、表 5:各机构对 LED 背光液晶显示器增长的预测机构 预测 中国电子商会 2009年国内LED电视市场规模接近100万台,占平板电视总销量的5%,预计2010年销量将实现 4倍增长,达到400万台。 DisplaySearch 全球LED液晶显示器渗透率将从2009年不足2%的水平提升 2010年的20%以上。其中,LED液晶电视渗透率将从2009年2%左右提升2010年的15%左右。预计中国大陆采用 LED背光的液晶电视出货量将达到600万台。 资料来源:财富证券NB和显示器市场将持续快速增长。由于LED的节能与轻薄设计都是笔记型电脑(NB)产品最重视的特性,故笔记本电脑面板配备LED背光
11、源早于液晶电视面板,于2007年就全面开始了。DisplaySearch 预计, 2009年,全球NB出货量约1.696亿台,其中配备LED背光源的比例达到60以上,2010年大尺寸笔记型电脑渗透率将持续推向高峰,配备比例将达到80,2012年之前将全面改用LED背光源。 液晶显示器面板中配备 LED 背光源也是从 2009 年下半年全面开始的。阻碍 LED 在显示器面板推广的核心因素是价格问题。由于 LED 背光源的成本削减和规模扩张,预计LED 的价格下降将取得明显进展。基于对价格下降的预期,DisplaySearch 预测液晶显示器面板中 LED 背光源的配备比例将在 2010 年迅速达
12、到 17。图表 6:大尺寸液晶面板 LED 渗透率发展趋势资料来源:DisplaySearch,技术在线 下表显示了 2009 年第二季 LED 背光源面板在各种不同的应用中的渗透率,上网本全数使用 LED 背光源面板,渗透率为 100%;而 LED 背光源面板占笔记本电脑面板的渗透率为43%,在液晶电视面板的渗透率仅 2%,桌上型显示器面板的渗透率仅 0.3%。图表 7:2009年第二季大尺寸背光源面板按应用类别出货量(单位:百万片) 资料资料来源:DisplaySearch LED 背光正朝向大型化发展,大型化所需的 LED 颗数多,一般 14、15 寸 NB 需要 45 颗,40 寸的
13、TV 需要量为其 13 倍, 55 寸的 TV 需要量为其 17 倍。若按照 DisplaySearch 的预测,将出货量结合每张面板所需 LED 颗数计算,2010 年 TV 对 LED 的需求将为 NB 的 2 倍左右。可见,液晶 TV 是带动 LED 需求的主要动力。(3)半导体照明刚刚起步,未来潜力巨大LED最终将面向广大的照明市场。根据北京华经纵横经济信息中心的分类,半导体照明包括室外景观照明、室内装饰照明、专用普通照明、安全照明、特种照明和普通照明六个细分领域,各细分领域的具体应用产品和市场空间如下: 室外景观照明:包括护栏灯、投射、LED 灯带、LED 球泡灯、LED 异型灯、地
14、埋灯、草坪灯、水底灯等,目前市场有十几亿元,潜在市场有几十亿元。 室内装饰照明:包括壁灯、吊灯、嵌入式灯、墙角灯、平面发光板、格栅灯、筒灯、变幻灯等,目前市场有几亿元,潜在市场有上百亿元。专用普通照明:包括便携式照明(手电筒、头灯)、低照度照明(廊灯、门牌灯、庭用灯)、阅读灯、显微镜灯、投影灯、照相机闪光灯、台灯、路灯等,现有市场20多亿元,潜在市场有几百亿元。 安全照明:包括矿灯、防爆灯、安全指示灯、应急灯等,目前市场只有几亿元,潜在市场有几十亿元。 特种照明:包括军用照明灯、医用照明灯、治疗灯、杀菌灯、农作物和花奔专用照明灯、生物专用灯、与太阳能光伏电池结合的专用LED 灯等。目前市场份额
15、虽然不大,但具有很大意义和重要性,而且有很好的市场发展前景。 普通照明:包括办公室、商店、酒店、家庭用的普通照明灯。虽然 LED 照明目前尚未正式进入该领域,但随着 LED 技术的突破和成本的不断下降,其潜在市场是 LED 应用中最大的,预计容量上千亿元。受制于价格、散热技术、电源管理等因素影响,LED 在照明市场的渗透率还不到 1%。在普通照明市场,商业店铺目前被广泛看好。在商业店铺中,虽然 LED 初期的总投入较高,但由于商店灯光照明时间长,成本随电费的省回收较快。而且,商业用途照明的买单者对产品价格敏感性不如住宅照明消费者那么高,因此,商业店铺是 LED 相对容易切入的市场。图表 8:2
16、0062011 年全球商业店铺照明市场规模资料来源:PIDA(06/2009),中国LED照明网室内装饰灯市场是LED的另一新兴市场。通过电流的控制,LED可以实现几百种甚至上千种颜色的变化。在当前关注健康、讲究个性化的时代中,LED环保、颜色多样化及可任意裁剪的特性必将促进LED装饰灯市场的发展。LED已经开始做成小型装饰灯,装饰幕墙应用在酒店、居室中。 在特种照明领域,由于LED 源具有抗震、密封性好,热辐射低、体积小、便于携带等特点,可广泛应用于防爆、野外作业、矿山、军事行动等特殊工作场所或恶劣工作环境之中。此外还可以用于医疗、农作物、花卉养植等领域。 根据一般业界人士认知,新光源要切入
17、一般照明市场在成本至少要到每千流明 5 美元,才相对有竞争力。高亮度 LED(HB-LED)技术的飞速发展使 LED 成为普通照明光源的时日越来越近;而且,随着上游芯片研发新技术的成熟和供应商 MOCVD 外延炉容量的不断扩大,将会大大降低 LED 单位生产成本,从而扫除 LED 进入普通照明的最大成本障碍。至 2009 年底,美国 Cree 的白光 LED 在实验室的发光效率已可达每瓦 186,而商业化产品也可达到每瓦 132 流明。根据美国、日本、韩国和中国的技术发展路线图判断,到2015 年 led 的光效将全面达到 150lm/W 以上。图表 9:LED 发光效率于实验室及商业化的进展
18、( 2009)资料来源:PIDA 整理(10/2009),高工LED 预计 20122013 年间,LED 照明在成本上将可媲美传统光源。若 LED 发光效率能如美国能源局预计,则至 2015 年,LED 每千流明仅剩 2 美元,切入不同照明场所的机会势必增加。图表 10:LED 切入一般照明市场之预估资料来源:PIDA ,高工LED 就我国而言,目前国内大型公共建筑及办公场所照明产品多以T12直管荧光灯、隔栅灯为主;宾馆、商场、超市等商业场所,照明产品多以T10或T8直管荧光灯、白炽灯、隔栅灯、卤素灯为主;市政照明现多以高压钠灯为主;各类工矿企业、机场、车站等场所的照明产品主要以碘钨灯、汞灯
19、为主,特别是煤矿,井下照明产品多为3000W的碘钨灯,能耗极高,以上照明产品的共同特点是照明时间长、密度高、耗电大。 随着 LED 技术的提升、节能效果的显现、成本的下降,目前 LED 已开始进入室内、隧道、道路等功能性照明市场,政府亦推出了“十城万盏”试点示范工程以扶持 LED 产业的发展。根据国家半导体照明工程研发及产业联盟统计,截至 2009 年 2 月底,全国共安装和使用 LED 路灯 15 万盏左右,LED 室内照明灯具 20 万盏以上。根据有关专家预计,未来3 年内,LED 将主要在工矿企业、商业办公、公共照明等领域继续得到大规模应用;在 3-5年内,将在高档居家装饰照明、功能性室
20、内外照明得到逐步应用。根据我国半导体照明节能产业规划,到 2015 年 LED 光源将占通用照明 20%的市场份额。(4)汽车用灯前景看好汽车用LED可分为车内LED 与车外LED 两大类,每台车分别需要 100颗(内部)、200颗(外部)。车内LED主要用在数字仪表总成的指示灯背光显示等方面,其技术性能指标与手机等消费产品的LED类似,但对LED的角度、色差、亮度、阀值电压、电流等光学、电学性能的一致性和可靠性要求更高。车外LED主要用在制动灯、前转向灯、后转向灯、侧转向灯、后雾灯和倒车灯等方面。而LED前照大灯还处在研制阶段,日本小糸车灯公司、德国海拉公司纷纷推出了概念型产品,丰田2008
21、款雷克萨斯LS600成为世界上首个部分应用LED前照大灯的车型,该款LED前照灯也成为了世界第一只商用化的LED前照灯。随后Audi R8车型又推出了全LED前照灯,首次使LED前照灯所有功能变成现实。但总体上,LED前照大灯还没有达到商业化批量生产的程度,其主要原因包括单个LED组件的亮度还不够强、前照灯使用的白光LED尚有衰减、价格太高等。 目前,汽车用 LED 产业在我国的发展有两方面制约因素:一是汽车行业方面,我国生产的汽车大部分是国外品牌,自主品牌极少、而且是中低档车,故采用 LED 车灯不多,目前只有高位制动灯和侧转向灯使用 LED 光源。二是在国产 LED 组件方面,目前我国生产
22、的 LED 大部分是中低档 LED,一般达不到汽车用 LED 标准,再加上行业标准缺失,存在大量的家庭作坊,扰乱了 LED 市场,影响了 LED 光源的声誉。未来随着具有自主知识产权的民企轿车的崛起,我国汽车行业竞争日益激烈,每年要推出1020种新车型,其中更新最快的是汽车灯具。合资企业外方迫于竞争压力,本地化和采用LED光源的意向也开始加大。因此,从汽车行业方面看,LED在该领域推广的制约因素将在逐步得到解决。 LED 车灯技术方面,2009 年 7 月,我国吉林东光瑞宝车灯有限公司以国家 863 计划项目为依托,已在国内率先研制出全 LED 前照灯样灯,从而缩短了我国 LED 前照灯领域与
23、国际先进水平的差距,为未来 LED 光源在我国汽车领域的全面应用提供了技术支持。图表 11:LED前照灯(瑞宝)整车试装效果图表 12:全部LED光源点亮效果(瑞宝)3、碳减排将加快LED 行业发展步伐2009年12月结束的哥本哈根会议已将未来地球气温上升的控制目标确定在2 0C之内;我国也提出了到2020年单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40-45% 的减排目标。节能作为实现碳减排的主要措施,未来必将受到各国政府和民众的大力支持。 2009年10月,我国已发布半导体照明节能产业发展意见 ,提出以下主要目标: 行业年均增速30%。2010年到2015年间,半导体照明节能产业产值年均增长
24、速度到达30%左右。 产品市场占有率:功能性照明达到20%左右,液晶背光源达到50% 以上,景观装饰等产品市场占有率达到70%以上。 芯片国产化率70%。70%以上的芯片实现国产化,培育上游芯片规模化生产企业3-5 家、骨干龙头企业10家左右。 节能减排目标:实现年节电400亿千瓦时,相当于年减排二氧化碳4000万吨。 世界其他国家亦对LED产业的发展给与了高度重视。欧盟、日本均在上世纪末就分别提出了“彩虹计划”和“21 世纪照明计划 ”,加大了LED领域的研发投入,以推动技术进步。随着LED技术的突飞猛进,各国又纷纷推出具体的LED应用目标。欧盟已在09年9月正式停止生产和进口100W以上的
25、白炽灯,并计划在2012全面淘汰白炽灯;日本、韩国也分别准备在2012、2013年前全面禁用白炽灯。图表 13:部分国家和地区禁用白炽灯时间表国家或地区 禁用白炽灯时间表 欧盟 2009年9月起禁止销售100瓦传统灯泡,2010年9月1日起,将75瓦以上的传统灯泡撤出市场;从2011年9月1日起,撤出60瓦以上的传统灯泡;到2012年9月1日,传统灯泡完全退出市场。 澳大利亚 2009年停止生产,最晚在2010年逐步禁止使用传统的白炽灯,代之以更加节能的LED灯等节能灯具。这是澳大利亚倡议的减排温室气体以阻止全球气候变暖的措施之一。 美国 2007 能源独立和安全法案提出,从 2012 年 1
26、 月到 2014 年 1 月间,逐步淘汰 40W、60W、75W 及 100W 白炽灯泡。 日本 到 2012 年止,全面禁止使用白炽灯。 韩国 2013 年底前禁止使用白炽灯。 中国 09 年 7 月中国发改委与联合国开发计划署(UNDP)、全球环境基金(GEF)合作共同开展“中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯”项目(执行期为 2009-2012 年)。发改委预计 10 年内禁用(禁售)白炽灯。 台湾地区 规划 2010 年开始执行白炽灯禁产政策,逐步推动传统白炽灯退出公家机关、饭店、医院甚至一般住家,最迟在 2012 年,传统白炽灯全面停产、禁用。 资料来源:LED 环球在线从上表列举的白炽灯禁用时间表可见,LED行业迅速增长的时代已经来临。正如美国能源部长所述:半导体照明光源取代传统光源,如同晶体管取代电子管、汽车取代马车,是照明领域的一场技术革命。 对于大家普遍担心的 OLED 对 LED 市场的冲击问题,我们认为,短期内 OLED 对LED 的冲击有限。目前 OLED 还存在产品价格昂贵、使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷,现阶段主要应用于小尺寸背光源领域。正如 LED 已走过三十多年的发展道路,OLED 在技术上的突破还有待时日。二、 LED技术发展现状与趋势1、LED发展历程早在上世纪70年代,就出现了以磷化镓(GaP)、磷化砷镓(GaAsP)为材质的LED,