LED芯片行业 背后都有啥隐秘江湖?

    随着各国将白炽灯淘汰推上日程，经历了一轮起落的LED似乎又焕发了生机。纵观整个LED产业链，我们可以看到，LED 芯片领域是LED 产业链的高毛利环节，行业平均毛利率较高，未来高盈利能力大概率将持续：

    1）行业历经洗牌后，低端产能被淘汰，国内大厂大规模扩产高端产能，抢占市场份额，行业走向寡头垄断的局面， 17 年末三安和华灿在国内的市占率有望提升至 40%和 30%，大厂具备的资金、技术和规模优势将加宽护城河。

    2）上游 MOCVD 设备环节，国内厂商如中微半导体和中晟光电已逐渐打破国外垄断格局， 2016 年两家在国内的市占率已超过 10%，国产化有望推动设备成本降低。

    3）芯片大厂向上游整合，三安和华灿的衬底蓝宝石材料都具备自产能力， 原材料自产进一步提高盈利能力。

    基于此，我们来看一下你不知道的LED芯片江湖

    LED芯片渐热，产能向国内转移

    经过多年的发展，LED 芯片的价格已通过光效的提升得以降低。芯片生产的成本主要有可变成本和固定成本两部分，可变成本包括衬底、金属有机反应源和气体等约占 65%，固定成本包括折旧及其它约占 35%。

    LED芯片的制造成本

    厂商技术的提升带来 LED 光效的提高，单位面积外延片上可切割的芯片数量增加，芯片成本下降，芯片价格亦逐年下降。

    芯片作为 LED 产品的重要组成部分，占产品成本的比例高。以通用照明为例，芯片占通用照明产品成本的 18%。

    以照明产品为例， LED 芯片占成本 18%

    芯片价格的下降直接促使 LED 灯泡产品价格的下降（价格约是节能灯的 1.3 倍），较低价格推动LED 照明渗透率的快速提升。从 2011 年开始 LED 照明渗透率迅速提升，到 2016 年，全球 LED照明渗透率接近 30%，预计到 2020 年将超过 60%。

    供给端收缩引发并驱动 LED 芯片行业景气转好。 2014 年以来 LED 芯片的产能明显过剩， LED 芯片的价格被不断压低、利润空间被挤压等导致企业亏损， LED 芯片龙头晶元光电以冻产和涨价的方式扭转亏损的局面。 2016 年年初， LED 芯片龙头晶元光电率先关闭蓝光 LED 芯片产能的20%?25%。作为龙头企业，晶元光电占据市场份额大，其供给端收缩促使 LED 芯片供需结构得以改善。 2016 年 5 月晶元光电又将部分蓝光芯片价格调涨，幅度*高达 15%，随后三安、华灿等LED 主流厂商提价，行业供给过剩的格局被打破。

    LED 芯片公司自 2016 年以来陆续提价

    LED 芯片高端产能紧缺，国内三安光电、 华灿光电等龙头厂商受益。 2017 年国内主流芯片厂转向高端产能并进行扩产，三安光电预计 2017 年扩产 30%-40%，华灿光电将扩产翻倍以上，由于多年持续布局高端产品并进行大额的研发投入，华灿光电和三安光电在高端芯片的性能已达国际领先水平。

    下游需求增长是新增产能消化的途径之一。 LED 照明行业是 LED 应用比重最大的部分，占整体应用市场的比重达 48%，其需求也将带动 LED 市场发展。 2016 年全球 LED 照明行业的市场规模约为 350 亿美元，到 2020 年有望提高至 650 亿美元，将拉动新增产能的消化。受到需求增长的影响， 2017-2020 年 LED 芯片产值年复合增长率将达到 8%，到 2020 年全球 LED 芯片产值将超过80 亿美元。

　　LED 芯片行业市场规模（亿美元）及未来增长预测

    中国 LED 芯片在全球的市占率持续提升，海外订单转移将是消化新增产能的另一重要途径。经过LED 行业洗牌，海外 LED 芯片企业减产，三星、LG 关停部分产能，Cree 在高功率芯片上减产 25%，国外芯片企业将部分产品移交至国内企业进行代加工， 2016 年国内芯片出口占国内芯片总产值的9.6%，同比提高 1.6 个百分点，同时国内产能增速为 24%，超过全球增速 13 个百分点， 2017 年国外外延芯片减产、订单转向国内的局面仍将延续。

    海外企业不断减产外延芯片[左轴： 地区产能（万片/月，以 2 寸片计算）， 右轴： 增速（%） ]

    海外订单转移主要由于海外 LED芯片企业竞争力已不如国内，国内 LED芯片厂商的成长更为可期。国内 LED 芯片企业相对更强的盈利能力将有利于规模扩张。与晶元光电相比，华灿光电、三安光电的毛利率、净利率等盈利指标都更好。晶元光电虽然营业收入规模大，但由于生产成本高，其盈利能力不佳。海外 LED 芯片厂多与晶元光电有类似的盈利问题，竞争力大不如国内企业，而海外的芯片产能仍占比较高，因此海外产能转移带来的订单仍有持续增长空间。

    在海外产能转移、下游需求增长和国内大厂大力扩产的市场情况下，我们大致测算了未来几年 LED芯片行业的供需情况。 LED 芯片的测算在外延片的基础上进行调整，外延片产量根据 MOCVD 设备的数量进行测算，测算以全年为准，并假设 2016 年芯片的需求数为 1。

    供给端： 1）海外产能关停，国内扩产情况。 2）低端产能逐步淘汰，以 Veeco 为例，设备每 4 年面临一次重大升级，未来应逐步淘汰 2012-2014 年的机型，全球购置的折合 K465i 机型 MOCVD约为 800 台，目前全球保有量为 3100 台，保守估计每年淘汰 100 台。

    需求端： 1）随着成本的演进，单片外延片可切割的芯片数量增加，根据每年平均光效提高约 10%，则可切割的芯片数量增加 1.1 倍。 2）下游应用市场规模增长，根据 Trendforce 的预测，全球应用市场规模年复合增长率为 8%，考虑芯片成本每年下降 10%，折算外延片出货量。

    根据测算，伴随低端设备出清， 我们预计本轮供给缺口从 2017 年到 2019 年将持续存在

　　全球LED芯片供给和需求预测

　　行业竞争格局改善，迈向寡头垄断

　　行业历经洗牌，呈现垄断竞争格局。在行业发展及政府补助的双重驱动下，大量厂商涌入，导致行业竞争力量较为分散。 2015 年晶电为扩大市场份额挑起价格战， LED 芯片市场价格出现断崖式下跌，芯片厂商的毛利率下滑。

　　15Q4-16Q1 芯片厂商毛利率低

    在价格跳水的市场环境下，设备和技术落后的小厂生产效率低、成本无法支撑，挤出效应明显，2009 年国内共 60 余家厂商， 2016 年仅存 20 家左右，且行业历经洗牌后集中度大幅上升， CR3从 2009 年的 29%上升至 2016 年的 44%。

　　2014 年全球 LED 芯片竞争格局

　　2016 年全球 LED 芯片洗牌后呈现寡头竞争格局

    低端产能被淘汰后，行业产能过剩的情况得以扭转，全球 LED 外延片供需状况得到改善。

　　2016 年全球 LED 外延片供给量已小于需求量（单位：万片）

    供需结构的改善带来厂商利润空间的逐渐释放， 16 年芯片价格逐渐回升，芯片厂商的毛利率得以恢复。

    随着海外产能向国内转移，国内大厂具备资金、技术和规模优势，积极扩产、抢占市场份额。 同时，2011-2012 年国内小厂商大幅扩产增加的 MOCVD 因生产效率不及新型设备，在 2015-2016 年作为低端产能出清淘汰， 考虑到政府补助减少，而小厂不具备资金能力购买新型设备，小厂关停，洗牌效应明显，国内大厂的市占率进一步提高， 竞争更为集中， 行业走向寡头垄断格局。预计到 2017年末，国内市场 CR2 将达到 70%，国内巨头三安和华灿的市占率将分别达到 40%和 30%。

　　2011-2017 年国内厂商 MOCVD 设备保有量

    大厂优势凸显，增厚行业进入壁垒。 LED 芯片行业所需的资金和技术均具有较高的壁垒。资金方面，芯片厂家的固定资产规模普遍超过 10 亿元，以制备外延片必备的生产设备 MOCVD 为例，2016年 124 片机的价格超过 200 万美元。技术方面，光效的提升需要技术水平作支撑，光效越高，一定面积切割的芯片数量越多，成本越低， 三安、华灿等国内大厂光效远超世界中位数，技术优势突出。

　　预计 2017 年底国内市场市占率情况

　　国产设备切入，加速LED芯片洗牌

    MOCVD 是 LED 芯片最重要的上游设备，主要用于 LED 外延片的生长，具备以技术为核心、 更新换代快、价格下降明显的特点。此外， 由于龙头厂商持续投资，设备厂提前把*新设备放在龙头企业里用，量产时调试时间更短。 技术更迭致使效率提高、成本下降：以 Veeco 的三代 MOCVD 设备为例， EPIK 系列折合 2 寸片单批次产能是 K465i 的 4.4 倍，而成本则下降 40%。

　　以 Veeco 为例 MOCVD 设备更新周期短

　　不同机型成本比较

    国内 MOCVD 厂商凭借价格优势已切入三安、华灿供应链， 国外厂商的垄断格局逐渐被打破。 2016年，本土企业中微半导体和中晟光电的 MOCVD 在国内的市占率分别达到 3%和 8%，国产 MOCVD市占率超过 10%。

　　国产 MOCVD 设备市占率已超过 10%

    LED 芯片所需的衬底是蓝宝石的主要应用， 2016 年占应用结构比重达到 80%。

　　2016 年 LED 衬底占蓝宝石应用比例 80%

    近年来， LED 芯片厂商向上游衬底材料整合， 如龙头厂商三安通过子公司晶安光电布局蓝宝石衬底业务，华灿光电通过收购蓝晶科技 100%的股份整合上游，两家巨头均已具备自产能力。 通过向前整合，进一步奠定高盈利能力的基础。

　　LED 芯片厂商向上游衬底材料整合，已具备自产能力

　　技术推动行业成长， Micro LED 引领趋势

    技术发展将主导行业的未来走向，具备技术实力的厂商将从竞争中脱颖而出。一方面，技术的进步可以降低成本，提高 LED 在现有应用领域如照明领域的渗透率，另一方面，技术的进步可以开拓新应用，如 Micro LED 可应用于显示领域，有望促进 LED 芯片需求量的提升。

    技术是 LED 芯片行业发展的核心因素

    超小间距 LED（Micro-LED）指代 LED 微缩化和矩阵化技术。 在一个芯片上集成高密度微小尺寸的 LED 阵列，使其体积约为目前主流 LED 大小的 1%。 每一个像素均能够定址、单独驱动发光，将画素点矩阵由毫米级降低至微米级。

    Micro-LED 承接 LED 的高效率、高亮度、高可靠性及反应时间快等特点，而耗电量仅为 LCD 的10%， 色饱和度接近 OLED， 被视为新一代显示技术的完美应用。与同样是自发光显示的 OLED相比， Micro-LED 亮度比其高 30 倍，解析度可达 1500PPI，相当于 Apple Watch 采用 OLED 面板达到 300PPI 的 5 倍之多，色彩也比 OLED 更容易调试，使用寿命更长。由于系统的体积和重量可再缩小，兼具低功耗、反应快等特质，穿戴设备是其最有机会导入的领域。

    Micro-LED 凭借相对 LCD、 OLED 不可替代的优势，具备广阔的应用商机。 对于分辨率在 600PPI以上的显示领域， Micro-LED 未来有望取代 LCD、 OLED 成为面板显示器的主流技术，而省电特质使其可适用于 AR/VR 头盔及智能手表等穿戴式装置荧幕，并适合作为户外显示面板、头戴式显示器（HMD）、汽车抬头显示器（HUD）所用。此外，未来 Micro-LED 有望应用于汽车仪表盘以及消费电子方面的笔记本电脑、智能手机等设备。

    从短期来看，大小尺寸两头发力，有望最先实现量产。从产业化进度来看，目前 Micro-LED 技术产业化有较大不确定性，而屏幕越小，产业化难度越低，如 OLED 最先在小屏幕领域的手表和手机获得大规模应用。随着苹果有可能在未来 Apple Watch 产品中使用 Micro-LED 显示技术，Micro-LED 的产业化进程也有望从智能手表、虚拟现实和可穿戴设备等小屏幕显示领域开始。

    Micro-LED 应用商业化量产速度预测

    Micro-LED 技术提高有望带来芯片用量的大幅增长。根据测算，每 1 亿台 Micro-LED 智能手表、电脑和电视将分别消耗超过 70 万片、 3000 万片和 15 亿片 2 寸外延片产能。当 Micro-LED 在消费电子终端年出货渗透率达到 50%时，即手机 9 亿部、智能手表 0.2 亿只、电脑 2.2 亿台、电视 1.1亿台，按照折合每片 2 寸片 200 元的价格计算， Micro-LED 芯片市场规模将达到 3800 亿元，远超过现有的 450 亿元，市场发展空间巨大。

    随着技术和成本瓶颈的逐渐突破， Micro-LED 显示器市场有望从 2018 年开始快速成长， 在 2025年达到 3.3 亿台的出货量。根据 Yole 的预测数据，一旦 Micro-LED 能够克服既有挑战并建立其供应链，则有望最早从智能手表切入进入商业化量产阶段，并加速其技术与供应链的成熟，从而在电视、平板电脑、笔记本电脑等领域逐渐展开应用。而智能手机的应用导入可能要到 3-5 年以后，但未来有希望快速渗透到超过 50%的显示器市场占有率。

　　Micro-LED 显示器市场出货量预测

责编：小雪