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目前全球初步形成以亞洲、北美、歐洲三大區(qū)域為中心的LED產業(yè)格局,以日本日亞、豐田合成、美國Cree、Lumileds和歐洲Osram為專利核心的技術競爭格局。美日企業(yè)在外延片、芯片技術、設備方面具有壟斷優(yōu)勢,歐洲企業(yè)在應用技術領域優(yōu)勢突出。

    從1999年到2009年,在美國申請的LED相關專利3312件中,日本位居首位,約占50%,美國第二,占30%,中國臺灣第三,為11%。

    日本是全球LED產業(yè)最大生產國,約占據(jù)50%市場份額,其動向幾乎是LED行業(yè)的指針。中國臺灣LED產業(yè)的營收占全球營收額的17%,僅次于日本,領先于韓國、歐洲及美國。臺灣是全球消費電子產品生產基地,也是全球第一大LED下游封裝及中游芯片生產地。我國臺灣地區(qū)和大陸主要側重發(fā)展封裝和組裝環(huán)節(jié),產量占據(jù)世界第一,產值位居全球第二。

    LED產業(yè)鏈主要包括四個部分：LED外延片生長、芯片制造、器件封裝和產品應用,此外還包括相關配套產業(yè)。

    在LED產業(yè)鏈中,LED外延片與芯片約占行業(yè)70%利潤,LED封裝約占10-20%,而LED應用大概也占10-20%。與之相匹配的是,LED產業(yè)鏈從上游到下游行業(yè)的進入門檻逐步降低。

    制造LED芯片所用的襯底材料通常是高質量的藍寶石或碳化硅、GaAs(砷化鎵),是外延生長出各種復合半導體的晶種。當前,在GaAs襯底上生長AlInGaP是一項相對成熟的技術,預計未來GaAs襯底仍會是襯底材料可靠的選擇。而藍寶石襯底由于在大尺寸襯底上良好的性能,隨著廠商不斷努力向大尺寸襯底工藝發(fā)展,將逐步占據(jù)更大比重。

    外延片生長是LED制造的關鍵技術,目前普遍采用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)方法實現(xiàn)。目前全球MOCVD的主要制造廠家為德國的AIXTRON公司和美國的VEECO公司,前者約占60%-70%的國際市場份額,后者占據(jù)30%-40%,日本NipponSanso生產的設備基本限于日本國內銷售。

    外延生長完成后,中游芯片設計和加工廠商根據(jù)LED性能需求進行器件結構和工藝設計,通過外延片擴散、金屬鍍膜,再進行光刻、熱處理,形成金屬電極;再將基板磨薄拋光后,切割為細小的LED芯片。

    芯片封裝即將芯片粘貼并焊接導線架,經(jīng)由測試、封膠后,封裝成各種不同的產品。白光LED芯片還需要在密封膠內注入磷才能產生白光。原則上芯片越小、封裝的技術難度越高。

    封裝后產品經(jīng)過測試、分選,裝配進分系統(tǒng)供照明器材使用。照明器材(如信號燈、屏幕、商用或民用照明設備)除LED芯片外,還包括其他光學器件、LED驅動電路等。產品經(jīng)過經(jīng)銷商銷售,照明設計工程師、建筑師設計后,最終提供給終端用戶使用。

    LED產業(yè)在全球已形成一套完整的產業(yè)鏈,中國臺灣、日本、韓國的企業(yè)數(shù)量眾多,主要集中在襯底、外延、芯片及封裝領域。具備實力從事LED產業(yè)鏈上全業(yè)務的公司較少,主要是美國、日本及韓國的龍頭企業(yè)。

    在國內LED產業(yè)鏈中,中上游的外延片和芯片環(huán)節(jié)發(fā)展是相對滯后的軟肋。

    LED外延片和芯片對技術要求較高,國內在這兩方面同國際先進水平還有一定差距。目前國內外延片和芯片的產量有限,從事LED外延片生產的企業(yè)僅10家左右,LED芯片生產的廠商也不多。國產LED外延材料、芯片以中低檔為主,80%以上功率型LED芯片、器件依賴進口,外延片產量僅能滿足封裝企業(yè)需求量的20%。

    我國LED企業(yè)超過3000家,其中70%集中于下游產業(yè),LED封裝產品已達世界第一,技術水平和產品質量參差不齊。造成中國LED產業(yè)中上游萎縮,下游膨脹的主要原因是,目前LED的主流技術專利多為發(fā)達國家所控制,國內缺乏自主知識產權和核心技術,企業(yè)發(fā)展面臨的專利風險日益加大,生產設備落后且科研成果產業(yè)化不順暢。