ofweek：led襯底行業(yè)深度分析報(bào)告

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1、專業(yè)精品．為你而備未來產(chǎn)能擴(kuò)張迅猛，價(jià)格必然下降???????1、LED芯片構(gòu)成和所用原材料????????一塊完整的LED芯片大致由襯底、外延層、金屬電極引腳和封裝外殼四個(gè)主要部分構(gòu)成。其中，襯底和外延層是整個(gè)LED芯片的最為重要的兩個(gè)部分，是LED發(fā)光本質(zhì)所在。???????藍(lán)寶石襯底的LED芯片結(jié)構(gòu)圖?????????LED芯片的襯底是外延層半導(dǎo)體材料生長的基底，在LED芯片中起到了承載和固定的作用。對于一種特定的外延層半導(dǎo)體發(fā)光材料來說，選用合適的襯底材料是制作LED芯片首先需要考慮解決的問題。???????LED襯底材料的選擇，必須要考慮到與外延層半導(dǎo)體發(fā)光材料在晶格結(jié)構(gòu)

2、、熱膨脹系數(shù)和化學(xué)穩(wěn)定性方面的匹配程度，以及其自身的可加工性、散熱性能和成本控制等問題。???????LED襯底備選材料的要求?????????LED的外延片生長主要有LPE（液相外延）、VPE（氣相外延）和MOCVD（有機(jī)金屬氣相外延）技術(shù)，前兩者主要用來生產(chǎn)傳統(tǒng)LED，后者用于生產(chǎn)高亮度LED。隨著高亮度LED越來越成為LED的主流，目前新購置的外延片生長設(shè)備均是MOCVD。????????LED主要外延片生長技術(shù)專業(yè)精品．為你而備????????襯底材料的選取應(yīng)首先考慮到與外延層的匹配性條件，在此前提下，盡可能地滿足對材料本身特性的要求，已經(jīng)發(fā)展出的作為LED襯底的可選材料主

3、要包括：藍(lán)寶石（Al2O3）、SiC、GaN、Si和ZnO等材料。????????不同的基板材料，和不同的發(fā)光層材料，對應(yīng)不同的波長，也對應(yīng)不同的顏色。由于藍(lán)綠光和白光是未來的發(fā)展方向，也是現(xiàn)在的主流產(chǎn)品，藍(lán)寶石作為基板目前使用最多，藍(lán)寶石襯底的市場占有率高達(dá)92%。????????LED襯底材料、外延發(fā)光層材料配對分析??????????2、LED產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈介紹?????????LED產(chǎn)品的生產(chǎn)流程可以劃分為襯底制造、外延片制作、芯片生產(chǎn)、芯片封裝和LED產(chǎn)品生產(chǎn)五個(gè)階段。國際上LED產(chǎn)品的生產(chǎn)已經(jīng)形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈，整個(gè)LED的產(chǎn)業(yè)鏈依照產(chǎn)品的生產(chǎn)流程可以劃分為上、中、下游

4、三個(gè)環(huán)節(jié)。專業(yè)精品．為你而備?????????LED產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖?????????襯底是LED芯片的承載部分，為了有效的對LED芯片進(jìn)行支撐，襯底通常都必須具備一定的機(jī)械強(qiáng)度、與外延部分相匹配的熱膨脹系數(shù)。良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能對于襯底來說也十分有利。外延片制作是LED芯片制造的核心部分，因?yàn)長ED的發(fā)光部位PN結(jié)就在這個(gè)步驟中形成，因此對于摻雜的控制至關(guān)重要。????????LED的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)具體內(nèi)容???????LED產(chǎn)業(yè)鏈上下游各個(gè)環(huán)節(jié)的毛利率情況差異很大。在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)中，上中游環(huán)節(jié)的外延片、芯片產(chǎn)品的質(zhì)量好壞直接影響到了下游LED應(yīng)用產(chǎn)品的工作性能，同時(shí)上中游產(chǎn)品的技術(shù)難度

5、也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中最高的。這意味著在上中游環(huán)節(jié)，外延片和芯片的制造屬于資本密集和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，其進(jìn)入門檻和產(chǎn)品的技術(shù)附加值都很高，因此產(chǎn)品的毛利率也相對可觀。據(jù)統(tǒng)計(jì)，上中游產(chǎn)業(yè)的利潤約占整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的70%；相對而言，在下游的芯片封裝和應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，由于缺乏核心技術(shù)，產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入門檻較低，對資金和技術(shù)的需求度也不高。因此，整個(gè)下游產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)競爭激烈，且規(guī)模普遍不大，盈利能力也較低，下游環(huán)節(jié)約占產(chǎn)業(yè)鏈30%左右的利潤。?????????藍(lán)寶石襯底LED芯片成本構(gòu)成（單位:%）專業(yè)精品．為你而備????????3、四元系紅黃光LED襯底市場狀況分析??????（1）GaAs晶體的不

6、可替代性???????優(yōu)異的性能匹配是GaAs做為紅黃光LED襯底固定選擇的主要原因。AlGaInP是AlP、GaP、InP三種III-IV族化合物共同組成的四元化合物，其比例通常為(AlxGa(1-x))yIn(1-y)P。???????從晶格結(jié)構(gòu)上看，AlP、GaP、InP與GaAs均為閃鋅礦結(jié)構(gòu)，而它們的晶格常數(shù)差距在4%之內(nèi)，匹配相當(dāng)良好。另外，GaP與AlP的晶格常數(shù)無論在常溫還是高溫下都幾乎完全相等。因此，四元化合物中Al與Ga的比例，即x的數(shù)值，基本與晶格常數(shù)的變化無關(guān)。而為了能讓(AlxGa(1-x))yIn(1-y)P化合物與GaAs的晶格常數(shù)完全相等，一般將In

7、在三價(jià)元素中的占比，即y的數(shù)值定位0.5。這樣，(AlxGa(1-x))0.5In0.5P的晶格常數(shù)在常溫與常溫情況下便與GaAS完全相等。???????GaAS與InP、GaP、AlP的晶格匹配??????????GaAs的化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，無論常溫和或高溫下都不會與四元系外延層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性均良好。另一方面，GaAs本身也是十分重要的半導(dǎo)體材料，在微波集成電路、紅外線發(fā)光二極管、雷射二極管和太陽電池等諸多方面都有廣泛應(yīng)用，其商業(yè)化生產(chǎn)早已大規(guī)模進(jìn)行