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蓝宝石在LED及消费电子行业应用前景分析
来源: | 作者:市场部 | 发布时间: 2017-10-30 | 4065 次浏览 | 分享到:
蓝宝石行业现状
       蓝宝石是一种集优良光学性能、物理性能和化学性能于一身的独特晶体，是现代工业重要的基础材料。其独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能使蓝宝石晶体成为实际应用的半导体照明（LED）、大规模集成电路 SOI 和 SOS及超导纳米结构薄膜等理想的衬底材料。同时，蓝宝石强度高、硬度大、耐冲刷，其作为屏幕材料被广泛应用于智能设备、红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光窗口等领域。
蓝宝石材料主要用途
       从 2006 年的“十一五”开始，国家将半导体照明工程作为重大工程推进。2009 年中国“十城万盏”LED 照明示范工程，带动了 GaN 蓝光 LED 管芯的研制，以及 GaN 外延生长及芯片制备技术的进步。《半导体照明科技发展“十二五”专项规划》要求，到 2015 年，LED产业规模将达到 5，000 亿元。目前蓝宝石在 LED 衬底上的应用占据了接近 80%的蓝宝石市场份额，短期来看，LED 市场走势决定着蓝宝石行业走势。
       消费电子应用为蓝宝石市场提供了广阔想象空间，蓝宝石材料可能在未来的智能手机和可穿戴设备上得到广泛应用。苹果 iPhone 5S 的三大硬件创新在于指纹识别、处理器和摄像头，其中指纹识别和摄像头部件均用到了蓝宝石材料。作为智能手机行业潮流引领者的苹果公司，其发展方向常常成为整个行业转变的风向标，引起了其他手机厂商的效仿。自 2013 年 Google Glass 发布以来，移动可穿戴设备成为市场焦点。在近美国的 CES 2014 电子消费展中可穿戴设备大放异彩，不少产品便使用了蓝宝石来制造，如 Wellograph 公司推出的 Sapphire健康手表的屏幕便采用了蓝宝石。
蓝宝石行业的下游主要与 LED 行业相关的半导体照明、消费电子行业等相关，2016 年市场结构如下图所示：
        根据法国 YOLE 的统计，近三年来，LED 衬底材料应用占蓝宝石需求量的约80%以上，而非 LED 应用约占蓝宝石需求量的 20%，非 LED 应用主要体现在消费电子产品需求上，如：智能手机的摄像镜头保护玻璃、Home 键、蓝宝石表镜等。截止目前，LED 衬底材料仍是蓝宝石重要的应用。
蓝宝石行业发展趋势
        ①LED 照明下游应用爆发增长，通用照明渗透提速。
        LED 是一种节能环保、寿命长和多用途的光源，其能量转换效率大大高于白炽灯和节能灯。LED 技术目前已经是照明行业的主流趋势，已经对传统的白炽灯、荧光灯形成逐步替代的趋势。
随着发光效率的提升以及价格障碍的克服，LED 照明产品处于持续爆发增长阶段。2013年LED照明渗透率到达17%左右，2014年LED照明渗透率提升至32.7%，其中，应用最为广泛的球泡灯及灯管渗透率分别达 20%与 15%。预计 2015 年 LED 照明渗透率迅速攀升至 47%，在2020 年达到 80%，全球市场 LED 照明的渗透率正在快速提升。LEDinside 数据显示，2014 年LED 照明产值将达 178 亿美元，整体LED 照明产品出货数量达 26.7 亿只，整体出货相较 2013年成长 68%。
        截止目前，LED 衬底材料仍是蓝宝石重要的应用，根据法国 YOLE 的统计，衬底材料应用占蓝宝石需求量的 75%以上，非衬底材料应用占 25%左右。LED 照明渗透率增加 1%，将直接拉动蓝宝石衬底约 107 万片的增长需求，LED 下游行业应用领域的快速增长将导致对上游蓝宝石衬底材料的大量需求。
        根据国家半导体照明工程研发及产业联盟统计数据 2007 年至 2014 年期间，我国半导体照明产业整体规模从 483 亿元增长至 3，507 亿元，年均复合增长率为32.70%，预计至 2017年，中国半导体照明产业市场规模将达到 7，485 亿元，年均复合增长率为 28.50%。
中国LED 产业整体规模：
        根据国家半导体照明工程研发及产业联盟统计数据，2014 年我国半导体照明产业规模达到了 3，507 亿元，较 2013 年（2，576 亿元）增长 36%，保持持续高速增长态势。其中：2014年我国半导体照明应用领域的产业规模达到 2，852 亿元，虽然受到价格不断降低的影响，但仍然是产业链中增长快的环节，应用整体增长率接近 38%。2014 年智能手机、平板电脑及大尺寸电视的出货量持续扩大，LED 背光应用增幅趋缓，年增长率约 20%，产值达到 468 亿元。随着小间距 LED显示技术成熟和成本逐步降低，2014 年 LED 显示应用也有较快增长，年增长率约35%，产值约 324 亿元。此外，LED 汽车照明、医疗、农业等新兴领域的应用也不断开拓，智慧照明、光通讯、可穿戴电子的应用成为 2014 年 LED 应用的新亮点。
根据 Yole 的预计，未来五年 LED 晶圆出货量的复合年增长率 5.2%，但是价格仍会缓慢下降，产值基本持平。2008-2020 年蓝宝石衬底的价格趋势见下图：

        2015 年，我国 LED 外延芯片环节产值约 151 亿元，较 2014 年增长约 10%，由于MOCVD 设备数量的增加和产能利用率有所提高，外延片产量较 2014 年增加31%，芯片产量增加 40%；LED 封装环节总体发展平稳，产值达到 615 亿元，随着部分企业大幅扩产，产能较2014 年增加 30%以上，加上前期产能的释放，LED封装器件产量整体增长达 50%。由于 2015年价格下降，致使各环节产值增幅不及产量。LED 应用领域的产业规模达到 3，479 亿元，虽然受到价格不断降低的影响，但仍然是产业链中增长快的环节，应用整体增长率接近 22%。其中 LED 通用照明仍然是市场发展的主要推动力，产值达 1，552 亿元，增长率为 32.5%，渗透率超过 30%，占应用市场的比重也由 2014 年的 41%增加到 2015 年的 45%。虽然三大产业环节产值都实现增长，但是各环节增幅均明显下降，显示我国半导体照明产业开始整体转入中高速增长的新常态。
        半导体照明产业经过几年来的高速增长已经确立了在照明产业中的主导地位。随着 LED 行业环境趋于稳定、全球“禁白令”的大力推进，预计未来两年我国半导体照明行业总体呈现持续上升态势，但受经济大环境的影响增速有所放缓，开始由“高速”增长转入“中高速”增长。
        ②消费类电子产品应用领域迅速扩大带动蓝宝石行业未来爆发式增长