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行业资讯
2020年LED行业研究报告
添加日期:2021-04-22    阅读:593次

LED产业发展呈现出成长与周期共振的特点。长时维度,其成长属性来自“海兹定律”,成本下降、光效提升带动应用渗透,高功率、微型化、全彩化成为推动LED应用在显示、背光、照明全面开花的关键词。短时维度 ,行业供需博弈造成周期属性。

一、LED产业发展逻辑,成长与周期共振

1、长时维度来看,成长属性来自“海兹定律”

 “海兹定律”意指发光效率提升、成本下降带动LED产业应用渗透,推动技术发展。它是LED行业类似于半导体摩尔定律的法则:每经过十年,LED输出流明提升20倍,同时LED的成本价格降至原有的1/10。从LED行业过去30多年的发展来看,高功率、微型化、全彩化成为推动LED应用在显示、背光、照明全面开花的关键词。LED出货颗数也呈现每101-2个数量级的爆发式成长,仅过去10年,LED出货颗数就从千亿级以内扩张到万亿级以上,我们预计下一个10年,随着LED芯片/灯珠尺寸进一步缩小、成本进一步降低,Mini/MicroLED将带来背光及显示技术的革命,推升LED出货颗数来到十万亿级以上。

LED芯片技术发展为例,在海兹定律的推动下,技术升级趋势明显。相同亮度所需的LED芯片尺寸持续缩小,发光效率持续提升,可量产的最小尺寸基本呈现指数级下降趋势,可以认为继2010年后,LED芯片尺寸的微小化正在迎来一个新的临界点,推动 LED 应用新的飞跃,带来未来10年内的芯片尺寸的持续下降,趋势大致如下图所示。从成本端来看,LED芯片、灯珠甚至应用也基本呈现指数级下降的趋势。即使初期成本很高,也往往可以在短短几年内迅速抹平成本劣势。随着LED光效上升,芯片面积下降,单个晶圆能切出的芯片数量大幅增长,进而也摊低灯珠成本,以1010灯珠为例,价格从2010年的0.9/颗,下降 96%2020年的0.03/颗左右,2021年有望进一步降至0.015/颗。

2、短时维度来看,行业供需博弈造成周期属性

3-5年为一个时间节点来看,LED表现出较为明显的周期性,行业景气度由供需博弈决定。从2009年至今,LED芯片行业大致以4年左右为一个周期。每轮周期中行业盈利水准与库存以及LED指数的走势密切相关。如下图,目前处于2017~2020年的第三轮周期之中。从需求端看,LED下游需求主要包括照明、显示等。如下图所示,通用照明是LED主要的下游应用,占比在46%上下波动,由于成本驱动,照明需求增长相对平稳;显示屏和景观应用占比保持在15%左右。近几年中小间距LED取得了快速发展,尤其在专用显示市场,如下图显示小间距LED市场规模持续扩张,中小间距LED显示成为近年来显示增量需求的主要驱动来源。

LED芯片供给端来看,周期上行时,厂商扩产,周期下行时,厂商减产,行业经过持续洗牌份额向龙头厂商集中。根据行业趋势,供给端产能转移叠加集中度提升,LED芯片龙头厂商强者恒强,占据行业优势地位。原因在于在生产过程中,要保持效能与成本的领先,需要持续投入新的MOCVD设备。因而LED芯片大厂,能在周期上行、下行阶段持续保持先进设备的投入,始终保持成本与效能的领先优势,导致行业头部集中度不断提升。如下图,根据2015-2019年芯片大厂三安光电和华灿光电的净资产收益率和存货周转率为例,即使是处于周期下行阶段中,三安光电的净资产收益率保持在10%左右,存货周转率相对稳定;华灿光电的净资产收益率虽然存在波动,但总体表现良好,其存货周转率稳定。

3、LED行业目前总体处于周期下行底部

LED行业目前处于第三轮周期之中,具体而言,处于自2017Q4以来周期下行的底部。从供给端来看,受政府补贴以及行业良好盈利性的驱使,LED芯片产能快速扩大,有阶段性供过于求压力。据LEDinside统计,截至2018年底,中国大陆LED芯片厂商总产能达到1120万片/(折合2),同比增长31%。而同时我国芯片市场规模为171亿人民币,同比仅增长4%。如下图,供过于求的情况使厂商库存总体呈上升趋势,居高不下。从需求端来看,照明需求20H2环比20H1在温和复苏。根据智研咨询信息显示,自2015年以来,LED照明行业市场规模逐年扩大,但增速放缓;由于疫情影响,2020年市场需求受到一定冲击,但照明需求20H2环比20H1在温和复苏;预计到2021年全球LED照明行业产值规模有望超过7980亿元。但显示需求2020年同比下滑较多,主要受海外市场需求下滑影响。预计2021年下半年有望逐步恢复至疫情前正常水平。

二、出口复苏带动下游市场20H2景气回暖

1、LED芯片需求回暖

受价格波动影响,2019年中国LED芯片市场规模增速有一定下滑,2020年受疫情影响,预计市场规模继续下滑1%左右,但2020 下半年开始需求有明显回暖。预计2021年需求持续回暖,市场规模同比增速达8%。从中国大陆市场芯片供应占比来看,仍以本地厂商为主,2020年大陆厂商份额有小幅提升,预计上升至83%,台系厂商份额下滑至16%

3Q20开始市场需求回暖,背光、显示屏和照明订单均有明显增加。中国照明电器协会的数据显示,9月至12LED照明出口总额同比增速平均达40%左右。LED照明产品今年1-9月累计出口额为234.6亿美元,同比增长5.45%,回升态势十分明显。20209月,中国照明行业出口额为 51.13亿美元,同比增长达44.18%,录得本年单月同比最大增幅,自6月份起已连续四个单月实现两位数增长。其中,LED照明产品出口额为34亿美元,同比增长40.5%,自5月份起连续五个单月增长,自6月份起连续四个单月实现两位数增长。LED照明产品1-9月累计出口额为234.6亿美元,同比增长5.45%

2、国内LED芯片供应格局

从近两年的国内LED厂商芯片供应来看,产业集中度提升缓慢,虽然很多小厂已经退出芯片市场,不过大厂之间的博弈仍在继续。兆驰股份、兆元光电等新项目的投产,仍将会加剧芯片产业的竞争态势。

2020年,虽然部分厂商已经退出市场,但是新项目产能持续释放,包括兆驰南昌基地,兆元福建基地,三安泉州基地等。综合来看,产能增加2成。产能利用率方面,LED inside统计,3Q20中国LED芯片产能利用率8成左右。在20Q3,约七成的产能主要用在照明领域,竞争最为激烈,越来越多厂商计划进入显示领域,含RGB和背光。

3、国内LED封装供应格局

照明一直是竞争最为激烈的市场,门槛低;显示屏近年产能增加明显,海外订单需求下跌,加剧国内市场竞争,照明和显示屏封装价格均明显下跌;背光受OLED侵蚀,国际企业在中国市场营收下跌。综合来看虽然下半年市场回暖,但全年市场规模同比微幅下跌。资金、技术的低门槛,导致国内LED封装产业集中度提升缓慢,市场竞争激烈,价格持续下跌。车用、Flash等高端领域依然是国际市场占据主导地位,国内厂商难以切入。

照明,进入成熟期,渗透率处于高位,未来成长空间有限;传统背光,受OLED的侵蚀,手机背光产业严重衰退,大尺寸背光的价值也越来越低;传统显示屏,小间距已经发展到P1.2的时代。传统应用产业已经进入成熟期或者衰退期,新型显示将是LED未来的主要方向。

三、高密度LED带动产业持续发展机遇

1、Micro/Mini LED产业不断成熟

Micro/Mini LED有望带来应用场景的扩张和市场潜力的飞跃。Micro/Mini LED 是人为定义的结果,其分类标准并不一致,我们主要按照采取芯片尺寸划分的方式,其中芯片尺寸的缩小,也带来封装等方式的变化。

从芯片端、封装端到应用端企业纷纷布局Mini LED,实现量产。如下图,以部分芯片厂商、封装厂商和显示屏厂商为例。苹果、华为、三星等龙头品牌厂商在高密度LED产业领域持续布局。

2、Mini LED有望带动小间距显示应用持续渗透

用于小间距产品直显市场,是Mini LED的核心增量市场之一。小间距LED显示屏是指LED点间距在P2.5以下的室内LED显示屏,目前的主流规格在P1.2左右,Mini LED规格通常在P0.7以下,是小间距显示产品最前沿的技术规格。LED直显通常定位于110寸以上的超大尺寸显示,随着点间距规格的缩小,显示性能的持续提升,目前其应用也逐步向中尺寸规格进行渗透。

3、Mini LED有望带动小间距显示应用持续渗透

Mini LED直显的产业链,主要包括LED芯片、封装与打件、系统与品牌等几个环节。其中系统与品牌厂商中,除原有LED品牌应用传统厂商,包括安防、液晶面板等龙头厂商也逐步进入该领域,进行差异化技术布局。另外Mini LED技术规格的升级,也逐步使得封装、应用等环节厂商技术分工变得模糊,主要系应用端厂商逐步向封装环节形成渗透。

小间距LED应用场景广泛。其应用领域主要是在专用显示市场,同时向商用和民用市场的快速渗透。

从市场规模上来看,小间距显示未来在专用显示及商用显示市场有较大的潜在空间。例如目前国内主要城市公安指挥中心小间距 LED 的渗透率不足 10%,未来在公安领域渗透率有望提升到 50%。如下图,根据洲明科技2018年报显示,未来三年小间距 LED 商用市场规模将达到442亿元,渗透率逐步提升。同时我们认为,未来小间距LED显示屏市场规模将扩大。中商产业研究院预测, 2020年中国小间距LED市场规模将达98亿元,对液晶和DLP拼接屏快速取代。

Micro/Mini LED打开更多商显应用空间。由于传统LED及小间距显示的可分辨距离在2-5米以上,主要应用于户外大屏及大型室内屏幕,例如监控指挥,以及酒店等大型会议室场景。随着显示间距进入Micro/Mini时代,适宜的观看距离来到1-2米左右,我们认为将可以满足中小型会议室、教育等更多商用需求,面向的市场潜力也从LED小间距时代的百亿级来到千亿级,并将随着成本的下行而逐步兑现。

在未来民用市场,Mini LED带动小间距显示应用持续渗透。三星2018年推出“The WallMicro LED 电视,凭借出色的显示效果受到市场广泛关注。我们预计,根据“海兹定律”,P0.6-0.7以及P0.3-0.4级别的Micro/Mini LED显示有望在3年内陆续走向成熟,分别可以在50多寸的大小实现FHD4K的显示效果,从而迈入千亿美金级别的民用显示市场。初期成本会比较高,但 Micro/Mini LED随意拼接的优势,可以使之率先满足室内超大尺寸显示需求,再逐步下探到其他尺寸。

4、Mini LED背光应用前景广阔

用于液晶LCD面板背光,也是Mini LED的核心增量市场之一。Mini LED背光技术,主要是定位于传统侧入光背光LED,与OLED 直显电视之间的差异化技术。基于传统LCD电视的设计结构,显示性能可与OLED技术相媲美,但成本端具备持续下降的潜力。

5、Micro LED是显示的最佳终极解决方案

Micro LED相比其他显示技术更具有优势,主要包括高亮度、低功耗、长寿命、超高解析度和色彩饱和度等几个方面。如下图, Micro LED最大优势来自于它微米等级间距,每一点画素都能定址控制及单点驱动发光。在发光效率和发光能量密度上,Micro LED高于其它LED产品发光效率和发光能量密度。

五、Mini LED带动产业链技术与格局变化

1、Mini LED产业链分析

在背光应用方向,Mini LED产业链分为上游芯片、中游封装和下游应用。芯片制造环节是通过一系列半导体工艺将外延片制备成发光颗粒,并通过关键指标测试,再进行磨片、切割、分选和包装。中游封装是指将外引线连接至芯片电极,形成Mini LED器 件的环节。封装的主要作用在于保护芯片与提高光提取效率。下游主要应用于手机、电视、平板、车载显示等。

2、LED设备变化

MOCVD是LED芯片产业链中的核心设备(用于LED外延片的制备)Mini LED应用推动MOCVD设备研发,带动国产替代,并刺激市场增量需求。MOCVDLED芯片生产过程中最为关键的设备,其工艺技术复杂,占据LED外延芯片几乎一半的成本。

3、LED芯片环节的变化

Mini LED芯片生产包括外延片制作、电极制作、芯片制作、测试等流程。核心的技术瓶颈集中在Mini LED芯片的微缩化、红光倒装芯片和一致性可靠性3个层面。LED芯片厂商积极布局Mini产品。

4、LED芯片封装的变化

技术上,由传统LEDSMT/SMD等贴装方案变为Mini LEDCOB方案。其工艺流程如下图。相对于SMD封装。这种COB封装的全彩LED模组具有制造工艺流程少、封装成本较低、封装集成度高、显示屏的可靠性和显示效果好等特点。Mini LED封装技术还包括IMD技术,是将两组、四组或六组RGB灯珠集成封装在一个小单元中,它集合了SMDCOB的优点,是COB封装的前奏。

5、LED显示与背光应用的变化

Mini LED背光带来技术革新,较传统侧入背光LED具有诸多优势。具体表现在其精细的Local Dimming可以实现超高对比度 (1000000:1);RGB三色背光方案可实现宽色域,色彩的鲜艳度媲美OLED;减少光学混光距离(OD),降低屏幕厚度实现超薄化;4)散热均匀,传统分立LED器件方案无法做到的,可以实现高亮度(>1000nit)HDR成为可能。

6、Mini LED应用带来的行业竞争格局变化

传统面板厂更多的参与到Mini LED背光产业应用中来,下游终端与品牌市场竞争加剧。更多的面板厂商和品牌应用厂商开始布局Mini LED背光产业业务,其具体进展如下。由于Mini LED的流行,传统封装厂在布局Mini LED背光,与传统背光源模组厂的竞争也将加剧。例如,瑞丰光电2018年底建成 MiniLED封装产线,成为国内首批实现MiniLED 产品批量生产的企业之一。2020年受益于客户订单的预期,将再继续增加产线 ;兆驰股份一直以照明封装业务为主,目前在MiniLED显示领域也已经布局完成,包括MiniRGBMini背光,其中MiniRGB已经实现量产出货,Mini背光也在与客户积极配合中。

来源:中国照明网

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