我国LED产业存在问题及对策研究

    2014年诺贝尔物理学奖授予了为人类带来新“光明”的蓝色LED。正如颁奖词所说，白炽灯点亮了20世纪，21世纪将由LED灯点亮。LED即发光二极管，是一种可将电能转化为光能的半导体电子元件。随着人们对绿色环保的重视，LED产品应用领域正逐步增多，LED产业被我国列为“十二五”规划中重点发展的7大战略性新兴产业之一。然而，近年来LED产业出现了投资过热的现象，同质化及低端产品产能过剩显现，产品价格下降，部分企业倒闭，LED产业的发展也受到了人们的质疑。我国LED产业发展现状如何？又存在什么问题？本文对此进行了研究，并提出了几点建议，以期推动我国LED产业的可持续发展。

    一、LED产业链

    LED产业链主要分为上游产业、中游产业和下游产业3部分。其中，上游做外延片和芯片，中游做封装，下游做光电应用产品，产业链如图1所示。

图1  LED产业链

    LED产业链从上游到下游进入门槛逐渐降低，上游外延片和芯片的技术含量*高，投资金额也最大，进入门槛*高；中游封装的门槛次之；下游应用行业技术含量相对较低，进入门槛最低，竞争也最为激烈。LED产业链各环节利润占比分别为：外延片与芯片制造的利润约占70%，该环节几乎被欧美日等少数几家公司垄断；LED封装的利润约占10%～20%，下游应用的利润约占10%～20%。

    1.外延及芯片

    上游外延及芯片属于资金和技术密集型产业，设备投资大，同时利润回报率也*高。LED衬底通常选用三氧化二铝（Al2O3）、碳化硅（SiC）、硅（Si）、砷化镓（GaAs）和磷化镓（GaP）等单晶材料，目前应用最广泛的衬底材料是Al2O3和SiC。外延片是在单晶衬底上生长薄膜，如AlGaAs、AlGa InP和GaIn N等薄膜，以实现不同颜色的LED。外延片经刻蚀、抛光后，切割为小芯片。目前，上游外延及芯片行业的发展趋势是由价格战转为品质战和专利战，核心技术是企业发展的关键因素。

    2.封装

    封装是用环氧树脂或有机硅将芯片和支架包装起来。LED封装对于技术和资金要求相对较低，属于劳动密集型产业，我国绝大多数LED企业集中在这一环节。相对于外延和芯片环节，我国LED封装环节发展最为成熟，已经形成较大的产业规模。然而，在上下游的联合挤压下，封装环节的利润正逐渐降低，封装企业数量也在逐渐减少。预计到2018年，我国LED企业将由目前的2000多家减少到少于1000家。

    3.应用

    应用是将封装后的LED用于各种产品，例如射灯、筒灯和汽车灯等。LED市场主要是照明、显示屏和背光等领域，其中照明和显示屏是LED的主要应用领域。据麦肯锡预测，到2016年，全球LED照明市场容量将达到3 200亿元。应用环节对资金和技术的要求相对较低，属于劳动密集型企业，导致了该领域中小企业数量众多，格局混乱。我国LED企业的技术优势，主要集中在这一领域。

    二、LED产业发展现状

    1.全球LED产业发展现状

    全球LED产业可以划分为3大阵营，日本和欧美厂商为第1阵营，台湾和韩国企业为第2阵营，我国大陆企业为第3阵营。日本和美国在LED外延及芯片等核心器件方面具有竞争优势，而欧洲企业在照明方面优势明显。在芯片制造和封装方面，台湾企业产能巨大。凭借大企业战略和完整的产业链建设，韩国成为半导体照明产业的后起之秀。据中商情报网报道，2013年全球LED产业规模为124亿美元，2013年全球白光LED市场份额如图2所示。

图2  2013年全球白光LED市场份额

    2.我国LED产业发展现状

    在半导体照明工程、能效标准和补贴政策等的扶持下，经过多年的发展，我国LED产业已初步形成较为完整的产业链。我国大陆地区LED产业规模已接近全球一半，其中LED封装已经成为重要的中低端封装基地。全国形成了北方地区、长三角、闽三角和珠三角4大半导体照明产业聚集区，形成了大连、石家庄、上海、扬州、南昌、厦门和深圳等15个产业化基地。据中国LED网统计，2013年我国LED半导体照明市场规模达488.88亿元。但是，我国企业大多处于封装和应用环节，产品附加值较低，在上游外延及芯片环节与国外差距较大。目前，我国上游企业约50～60家，中游企业2000多家，下游企业5000多家。

    三、我国LED产业存在的问题

    1.核心技术缺乏，国外垄断专利

    目前，我国尚未形成科研机构之间的合作研发机制，研发力量较为分散。我国LED企业自主创新能力薄弱，大多数企业没有掌握核心技术，产业竞争力不强。以日本的日亚化学工业株式会社和丰田合成株式会社、美国的科锐公司以及欧洲的荷兰皇家飞利浦电子公司和德国欧司朗光电半导体公司等“5大巨头”为代表的国外企业，掌握着核心技术并拥有LED外延片和芯片等的大部分核心专利技术。我国LED专利数量少，且大部分为非核心专利。企业专利主要集中在产业链中下游的封装和应用领域，其中封装领域专利申请数占39%，而在上游外延和芯片方面，专利所占比例很小。在专利内容方面，我国LED专利主要集中在技术相对成熟的领域，而在蓝光和白光等技术要求较高的产品领域专利数量少。此外，LED产业所需的关键设备，例如有机金属化学气相沉积（MOCVD）等，我国严重依赖进口，制约了我国LED产业的发展。

    2.标准体系不健全，有效市场难培育

    虽然国内外LED产业相关标准很少，检测方法标准也很缺乏，但是国外龙头企业正在积极制定LED产品的相关标准，一旦标准实施，不符合标准的产品将被淘汰。目前我国仅出台了一些基本的标准，且照明标准主要是参考国际标准和欧美标准，缺少独立的研究工作。由于国家标准、规范和检测体系不健全，不仅造成LED企业鱼龙混杂，还导致了LED产品质量良莠不齐，行业无序竞争愈演愈烈，有效市场需求难以培育。因此，迫切需要制定LED行业相关标准，促进我国LED产业健康有序发展。

    3.产业集中度不高，同质化现象严重

    国外LED产业集中度较高，日本前2家LED照明企业占据了40%的市场份额，欧美前两家企业占据了20%的市场份额，而国内没有一家企业的市场份额超过5%。目前，我国LED企业规模普遍偏小，低水平重复建设现象严重，产业集中度低，缺乏引领产业发展的龙头企业，难以与国外行业巨头抗衡。由于企业力量分散，资金和研发投入不足，企业只能进入对技术和资金要求低，且产品附加值低的封装和应用领域。此外，我国LED下游应用领域的5000多家企业所生产的产品基本一致，同质化现象严重，导致价格竞争激烈。

    4.下游需求疲软，产能过剩显现

    近年来，我国LED行业呈粗放式发展，产品技术含量低，结构性产能过剩显现，制约了行业的可持续发展。由于上游外延片和芯片环节扩张过快，导致产能过剩，产品价格下跌。中游封装和下游应用由于门槛较低，企业纷纷介入，也出现了产能过剩的现象。受价格和技术等因素的影响，LED终端市场需求疲软，进一步加剧了上游和中游环节的产能过剩。另一方面，由于缺乏核心技术，我国高品质LED芯片尚不能自足，严重依赖进口。未来3～5年内，国内低端LED芯片市场竞争将持续加剧，而高端LED芯片供不应求局面难以扭转。

    5.高端人才缺乏，产业升级受阻

    LED产业涵盖了电、光、热等多个学科，因此，产业的发展离不开大量综合性专业技术人才的支撑。然而，我国LED产业高端领军人才严重缺乏，已经成为制约我国LED产业发展的瓶颈问题。同时，LED市场的快速增长也催生了行业的急功近利心态，人才流动性大，难以沉淀。目前，我国LED产业所需的高级技术研发人才、高级设计人才、高级测试人才和高级管理人才等十分缺乏，这些都不利于我国LED产业的转型升级。此外，随着我国LED产业的快速发展，对综合性人才的需求量也将增加，人才问题将更加突出。

    四、促进我国LED产业发展的几点建议

    LED产业的发展方向为低成本、高效率和高可靠性。随着LED产业技术的逐步成熟，以及下游市场需求的增加，LED产业必将进入快速发展期。我国LED产业已进入发展的关键时期，为提高LED产业竞争力，避免走“重规模扩张，轻技术创新”的道路，需对行业进行有序引导，促进产业链协调发展，推动我国LED产业发展壮大。

    1.着力提升创新能力，加强专利布局

    一是加大技术创新力度，加强包含外延及芯片、封装和应用全产业链的技术攻关，加强配套原材料、关键设备和重点产品的研发，力争在一些关键领域取得重大突破。二是建立以企业为主体，产学研紧密结合的技术创新体系，积极发挥企业技术中心作用，提升产业创新能力。三是积极开展与国外科研单位和企业的合作，快速掌握核心技术，推动我国产业技术升级；四是通过增加专利数量和质量，培养专利预警能力，提高知识产权管理水平，在消化吸收国外先进技术的基础上模仿创新，避开国外企业的专利壁垒。

    2.加快标准体系建设，完善产业服务支撑

    一是梳理LED行业相关标准，制定适合我国产业发展的标准及检测体系，通过制定我国LED产品的性能标准，适当提高国外产品进入我国市场的门槛，以产品标准和能效标准等国家标准引导我国LED产业健康发展。二是完善LED产业标准和检测等服务支撑体系，提升我国LED产品检测能力和水平；完善LED产业相关认证制度，建设行业共享服务平台。三是跟踪国际标准，积极参与国际标准的制定，掌握游戏规则，增强我国LED产业的国际竞争力。

    3.提升产业集中度，培育行业龙头

    提升产业集中度是LED行业发展的必然趋势。一是强化资源顶层设计和统筹安排，制定LED产业发展规划，集中力量，避免重复投资，提高产业竞争力。二是加强资源整合，积极鼓励企业开展兼并重组，培养行业龙头企业，尽快缩短与日本日亚、美国科锐等行业巨头之间的差距。三是积极发挥市场自身的调节作用，促进行业有序竞争，淘汰落后产能；四是成立LED产业联盟，指导行业发展，提升行业抗风险能力。

    4.培育下游需求，促进可持续发展

    一是通过政策引导鼓励LED应用，制定针对下游需求的扶持政策，积极开拓LED在照明、背光和显示屏等领域的应用，通过下游需求带动上游外延和芯片及封装产业的发展，促进LED产业链协调发展。二是通过降低产品成本，提升产品性价比，进一步培育和发展LED国内市场。三是积极开拓海外市场，针对不同国家和地区的应用要求，积极开发新产品，推动我国LED行业可持续发展。

    5.实施人才战略，提供智力支持

    人才是LED产业发展最核心的要素。为解决我国人才匮乏的困境，一是鼓励高等院校开设LED相关课程，鼓励培训机构开展相关知识的培训和考试，培育一批高技能专业人才。二是加强高层次人才队伍建设，不断优化LED产业的人才队伍结构。三是加大各类高层次专业技术人才的引进工作力度，以多种形式吸引国外人才，为我国LED产业提供智力支持。