ofweek：led衬底行业深度分析报告

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1、专业精品．为你而备未来产能扩张迅猛，价格必然下降       1、LED芯片构成和所用原材料        一块完整的LED芯片大致由衬底、外延层、金属电极引脚和封装外壳四个主要部分构成。其中，衬底和外延层是整个LED芯片的最为重要的两个部分，是LED发光本质所在。       蓝宝石衬底的LED芯片结构图         LED芯片的衬底是外延层半导体材料生长的基底，在LED芯片中起到了承载和固定的作用。对于一种特定的外延层半导体发光材料来说，选用合适的衬底材料是制作LED芯片首先需要考虑解决的问题。       LED衬底材料的选择，必须要考虑到与外延层半导体发光材料在晶格结构

2、、热膨胀系数和化学稳定性方面的匹配程度，以及其自身的可加工性、散热性能和成本控制等问题。       LED衬底备选材料的要求         LED的外延片生长主要有LPE（液相外延）、VPE（气相外延）和MOCVD（有机金属气相外延）技术，前两者主要用来生产传统LED，后者用于生产高亮度LED。随着高亮度LED越来越成为LED的主流，目前新购置的外延片生长设备均是MOCVD。        LED主要外延片生长技术专业精品．为你而备        衬底材料的选取应首先考虑到与外延层的匹配性条件，在此前提下，尽可能地满足对材料本身特性的要求，已经发展出的作为LED衬底的可选材料主

3、要包括：蓝宝石（Al2O3）、SiC、GaN、Si和ZnO等材料。        不同的基板材料，和不同的发光层材料，对应不同的波长，也对应不同的颜色。由于蓝绿光和白光是未来的发展方向，也是现在的主流产品，蓝宝石作为基板目前使用最多，蓝宝石衬底的市场占有率高达92%。        LED衬底材料、外延发光层材料配对分析          2、LED产品产业链介绍         LED产品的生产流程可以划分为衬底制造、外延片制作、芯片生产、芯片封装和LED产品生产五个阶段。国际上LED产品的生产已经形成了一条完整的产业链，整个LED的产业链依照产品的生产流程可以划分为上、中、下游

4、三个环节。专业精品．为你而备         LED产业链结构图         衬底是LED芯片的承载部分，为了有效的对LED芯片进行支撑，衬底通常都必须具备一定的机械强度、与外延部分相匹配的热膨胀系数。良好的导电、导热性能对于衬底来说也十分有利。外延片制作是LED芯片制造的核心部分，因为LED的发光部位PN结就在这个步骤中形成，因此对于掺杂的控制至关重要。        LED的产业环节具体内容       LED产业链上下游各个环节的毛利率情况差异很大。在整个产业链结构中，上中游环节的外延片、芯片产品的质量好坏直接影响到了下游LED应用产品的工作性能，同时上中游产品的技术难度

5、也是整个产业链中最高的。这意味着在上中游环节，外延片和芯片的制造属于资本密集和技术密集型产业，其进入门槛和产品的技术附加值都很高，因此产品的毛利率也相对可观。据统计，上中游产业的利润约占整个产业链环节的70%；相对而言，在下游的芯片封装和应用产品生产环节，由于缺乏核心技术，产业的进入门槛较低，对资金和技术的需求度也不高。因此，整个下游产业内企业竞争激烈，且规模普遍不大，盈利能力也较低，下游环节约占产业链30%左右的利润。         蓝宝石衬底LED芯片成本构成（单位:%）专业精品．为你而备        3、四元系红黄光LED衬底市场状况分析      （1）GaAs晶体的不

6、可替代性       优异的性能匹配是GaAs做为红黄光LED衬底固定选择的主要原因。AlGaInP是AlP、GaP、InP三种III-IV族化合物共同组成的四元化合物，其比例通常为(AlxGa(1-x))yIn(1-y)P。       从晶格结构上看，AlP、GaP、InP与GaAs均为闪锌矿结构，而它们的晶格常数差距在4%之内，匹配相当良好。另外，GaP与AlP的晶格常数无论在常温还是高温下都几乎完全相等。因此，四元化合物中Al与Ga的比例，即x的数值，基本与晶格常数的变化无关。而为了能让(AlxGa(1-x))yIn(1-y)P化合物与GaAs的晶格常数完全相等，一般将In

7、在三价元素中的占比，即y的数值定位0.5。这样，(AlxGa(1-x))0.5In0.5P的晶格常数在常温与常温情况下便与GaAS完全相等。       GaAS与InP、GaP、AlP的晶格匹配          GaAs的化学性质十分稳定，无论常温和或高温下都不会与四元系外延层发生化学反应，其导电性、导热性均良好。另一方面，GaAs本身也是十分重要的半导体材料，在微波集成电路、红外线发光二极管、雷射二极管和太阳电池等诸多方面都有广泛应用，其商业化生产早已大规模进行