一文讀懂LED芯片行業(yè)，背后都有啥隱秘江湖?

　　隨著各國將白熾燈淘汰推上日程，經(jīng)歷了一輪起落的LED似乎又煥發(fā)了生機(jī)?？v觀整個LED產(chǎn)業(yè)鏈，我們可以看到，LED 芯片領(lǐng)域是LED 產(chǎn)業(yè)鏈的高毛利環(huán)節(jié)，行業(yè)平均毛利率較高，未來高盈利能力大概率將持續(xù)：

　　1)行業(yè)歷經(jīng)洗牌后，低端產(chǎn)能被淘汰，國內(nèi)大廠大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)高端產(chǎn)能，搶占市場份額，行業(yè)走向寡頭壟斷的局面， 17 年末三安和華燦在國內(nèi)的市占率有望提升至 40%和 30%，大廠具備的資金、技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢將加寬護(hù)城河。

　　2)上游 MOCVD 設(shè)備環(huán)節(jié)，國內(nèi)廠商如中微半導(dǎo)體和中晟光電已逐漸打破國外壟斷格局， 2016 年兩家在國內(nèi)的市占率已超過 10%，國產(chǎn)化有望推動設(shè)備成本降低。

　　3)芯片大廠向上游整合，三安和華燦的襯底藍(lán)寶石材料都具備自產(chǎn)能力， 原材料自產(chǎn)進(jìn)一步提高盈利能力。

　　基于此，我們來看一下你不知道的LED芯片江湖

　　LED芯片漸熱，產(chǎn)能向國內(nèi)轉(zhuǎn)移

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，LED 芯片的價格已通過光效的提升得以降低。芯片生產(chǎn)的成本主要有可變成本和固定成本兩部分，可變成本包括襯底、金屬有機(jī)反應(yīng)源和氣體等約占 65%，固定成本包括折舊及其它約占 35%。

　　LED芯片的制造成本

　　廠商技術(shù)的提升帶來 LED 光效的提高，單位面積外延片上可切割的芯片數(shù)量增加，芯片成本下降，芯片價格亦逐年下降。

　　芯片作為 LED 產(chǎn)品的重要組成部分，占產(chǎn)品成本的比例高。以通用照明為例，芯片占通用照明產(chǎn)品成本的 18%。

　　以照明產(chǎn)品為例， LED 芯片占成本 18%

　　芯片價格的下降直接促使 LED 燈泡產(chǎn)品價格的下降(價格約是節(jié)能燈的 1.3 倍)，較低價格推動LED 照明滲透率的快速提升。從 2011 年開始 LED 照明滲透率迅速提升，到 2016 年，全球 LED照明滲透率接近 30%，預(yù)計到 2020 年將超過 60%。

　　供給端收縮引發(fā)并驅(qū)動 LED 芯片行業(yè)景氣轉(zhuǎn)好。 2014 年以來 LED 芯片的產(chǎn)能明顯過剩， LED 芯片的價格被不斷壓低、利潤空間被擠壓等導(dǎo)致企業(yè)虧損， LED 芯片龍頭晶元光電以凍產(chǎn)和漲價的方式扭轉(zhuǎn)虧損的局面。 2016 年年初， LED 芯片龍頭晶元光電率先關(guān)閉藍(lán)光 LED 芯片產(chǎn)能的20%?25%。作為龍頭企業(yè)，晶元光電占據(jù)市場份額大，其供給端收縮促使 LED 芯片供需結(jié)構(gòu)得以改善。 2016 年 5 月晶元光電又將部分藍(lán)光芯片價格調(diào)漲，幅度最高達(dá) 15%，隨后三安、華燦等LED 主流廠商提價，行業(yè)供給過剩的格局被打破。

　　LED 芯片公司自 2016 年以來陸續(xù)提價

　　LED 芯片高端產(chǎn)能緊缺，國內(nèi)三安光電、 華燦光電等龍頭廠商受益。 2017 年國內(nèi)主流芯片廠轉(zhuǎn)向高端產(chǎn)能并進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)，三安光電預(yù)計 2017 年擴(kuò)產(chǎn) 30%-40%，華燦光電將擴(kuò)產(chǎn)翻倍以上,由于多年持續(xù)布局高端產(chǎn)品并進(jìn)行大額的研發(fā)投入，華燦光電和三安光電在高端芯片的性能已達(dá)國際領(lǐng)先水平。

　　下游需求增長是新增產(chǎn)能消化的途徑之一。 LED 照明行業(yè)是 LED 應(yīng)用比重最大的部分，占整體應(yīng)用市場的比重達(dá) 48%，其需求也將帶動 LED 市場發(fā)展。 2016 年全球 LED 照明行業(yè)的市場規(guī)模約為 350 億美元，到 2020 年有望提高至 650 億美元，將拉動新增產(chǎn)能的消化。受到需求增長的影響， 2017-2020 年 LED 芯片產(chǎn)值年復(fù)合增長率將達(dá)到 8%，到 2020 年全球 LED 芯片產(chǎn)值將超過80 億美元。

　　LED 芯片行業(yè)市場規(guī)模(億美元)及未來增長預(yù)測

　　中國 LED 芯片在全球的市占率持續(xù)提升，海外訂單轉(zhuǎn)移將是消化新增產(chǎn)能的另一重要途徑。經(jīng)過LED 行業(yè)洗牌，海外 LED 芯片企業(yè)減產(chǎn)，三星、LG 關(guān)停部分產(chǎn)能，Cree 在高功率芯片上減產(chǎn) 25%，國外芯片企業(yè)將部分產(chǎn)品移交至國內(nèi)企業(yè)進(jìn)行代加工， 2016 年國內(nèi)芯片出口占國內(nèi)芯片總產(chǎn)值的9.6%，同比提高 1.6 個百分點，同時國內(nèi)產(chǎn)能增速為 24%，超過全球增速 13 個百分點， 2017 年國外外延芯片減產(chǎn)、訂單轉(zhuǎn)向國內(nèi)的局面仍將延續(xù)。

　　海外企業(yè)不斷減產(chǎn)外延芯片[左軸： 地區(qū)產(chǎn)能(萬片/月,以 2 寸片計算)， 右軸： 增速(%) ]

　　海外訂單轉(zhuǎn)移主要由于海外 LED芯片企業(yè)競爭力已不如國內(nèi)，國內(nèi) LED芯片廠商的成長更為可期。國內(nèi) LED 芯片企業(yè)相對更強(qiáng)的盈利能力將有利于規(guī)模擴(kuò)張。與晶元光電相比，華燦光電、三安光電的毛利率、凈利率等盈利指標(biāo)都更好。晶元光電雖然營業(yè)收入規(guī)模大，但由于生產(chǎn)成本高，其盈利能力不佳。海外 LED 芯片廠多與晶元光電有類似的盈利問題，競爭力大不如國內(nèi)企業(yè)，而海外的芯片產(chǎn)能仍占比較高，因此海外產(chǎn)能轉(zhuǎn)移帶來的訂單仍有持續(xù)增長空間。

　　在海外產(chǎn)能轉(zhuǎn)移、下游需求增長和國內(nèi)大廠大力擴(kuò)產(chǎn)的市場情況下，我們大致測算了未來幾年 LED芯片行業(yè)的供需情況。 LED 芯片的測算在外延片的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，外延片產(chǎn)量根據(jù) MOCVD 設(shè)備的數(shù)量進(jìn)行測算，測算以全年為準(zhǔn)，并假設(shè) 2016 年芯片的需求數(shù)為 1。

　　供給端： 1)海外產(chǎn)能關(guān)停，國內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)情況。 2)低端產(chǎn)能逐步淘汰，以 Veeco 為例，設(shè)備每 4 年面臨一次重大升級，未來應(yīng)逐步淘汰 2012-2014 年的機(jī)型，全球購置的折合 K465i 機(jī)型 MOCVD約為 800 臺，目前全球保有量為 3100 臺，保守估計每年淘汰 100 臺。

　　需求端： 1)隨著成本的演進(jìn)，單片外延片可切割的芯片數(shù)量增加，根據(jù)每年平均光效提高約 10%，則可切割的芯片數(shù)量增加 1.1 倍。 2)下游應(yīng)用市場規(guī)模增長，根據(jù) Trendforce 的預(yù)測，全球應(yīng)用市場規(guī)模年復(fù)合增長率為 8%，考慮芯片成本每年下降 10%，折算外延片出貨量。

　　根據(jù)測算，伴隨低端設(shè)備出清， 我們預(yù)計本輪供給缺口從 2017 年到 2019 年將持續(xù)存在

　　全球LED芯片供給和需求預(yù)測

　　行業(yè)競爭格局改善，邁向寡頭壟斷

　　行業(yè)歷經(jīng)洗牌，呈現(xiàn)壟斷競爭格局。在行業(yè)發(fā)展及政府補(bǔ)助的雙重驅(qū)動下，大量廠商涌入，導(dǎo)致行業(yè)競爭力量較為分散。 2015 年晶電為擴(kuò)大市場份額挑起價格戰(zhàn)， LED 芯片市場價格出現(xiàn)斷崖式下跌，芯片廠商的毛利率下滑。

　　15Q4-16Q1 芯片廠商毛利率低

　　在價格跳水的市場環(huán)境下，設(shè)備和技術(shù)落后的小廠生產(chǎn)效率低、成本無法支撐，擠出效應(yīng)明顯，2009 年國內(nèi)共 60 余家廠商， 2016 年僅存 20 家左右，且行業(yè)歷經(jīng)洗牌后集中度大幅上升， CR3從 2009 年的 29%上升至 2016 年的 44%。

　　2014 年全球 LED 芯片競爭格局

　　2016 年全球 LED 芯片洗牌后呈現(xiàn)寡頭競爭格局

　　低端產(chǎn)能被淘汰后，行業(yè)產(chǎn)能過剩的情況得以扭轉(zhuǎn)，全球 LED 外延片供需狀況得到改善。

　　2016 年全球 LED 外延片供給量已小于需求量(單位：萬片)

　　供需結(jié)構(gòu)的改善帶來廠商利潤空間的逐漸釋放， 16 年芯片價格逐漸回升，芯片廠商的毛利率得以恢復(fù)。

　　隨著海外產(chǎn)能向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，國內(nèi)大廠具備資金、技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢，積極擴(kuò)產(chǎn)、搶占市場份額。 同時，2011-2012 年國內(nèi)小廠商大幅擴(kuò)產(chǎn)增加的 MOCVD 因生產(chǎn)效率不及新型設(shè)備，在 2015-2016 年作為低端產(chǎn)能出清淘汰， 考慮到政府補(bǔ)助減少，而小廠不具備資金能力購買新型設(shè)備，小廠關(guān)停，洗牌效應(yīng)明顯，國內(nèi)大廠的市占率進(jìn)一步提高， 競爭更為集中， 行業(yè)走向寡頭壟斷格局。預(yù)計到 2017年末，國內(nèi)市場 CR2 將達(dá)到 70%，國內(nèi)巨頭三安和華燦的市占率將分別達(dá)到 40%和 30%。

　　2011-2017 年國內(nèi)廠商 MOCVD 設(shè)備保有量

　　大廠優(yōu)勢凸顯，增厚行業(yè)進(jìn)入壁壘。 LED 芯片行業(yè)所需的資金和技術(shù)均具有較高的壁壘。資金方面，芯片廠家的固定資產(chǎn)規(guī)模普遍超過 10 億元，以制備外延片必備的生產(chǎn)設(shè)備 MOCVD 為例，2016年 124 片機(jī)的價格超過 200 萬美元。技術(shù)方面，光效的提升需要技術(shù)水平作支撐，光效越高，一定面積切割的芯片數(shù)量越多，成本越低， 三安、華燦等國內(nèi)大廠光效遠(yuǎn)超世界中位數(shù)，技術(shù)優(yōu)勢突出。

　　預(yù)計 2017 年底國內(nèi)市場市占率情況

　　國產(chǎn)設(shè)備切入，加速LED芯片洗牌

　　MOCVD 是 LED 芯片最重要的上游設(shè)備，主要用于 LED 外延片的生長，具備以技術(shù)為核心、 更新?lián)Q代快、價格下降明顯的特點。此外， 由于龍頭廠商持續(xù)投資，設(shè)備廠提前把最新設(shè)備放在龍頭企業(yè)里用，量產(chǎn)時調(diào)試時間更短。 技術(shù)更迭致使效率提高、成本下降：以 Veeco 的三代 MOCVD 設(shè)備為例， EPIK 系列折合 2 寸片單批次產(chǎn)能是 K465i 的 4.4 倍，而成本則下降 40%。

　　以 Veeco 為例 MOCVD 設(shè)備更新周期短

　　不同機(jī)型成本比較

　　國內(nèi) MOCVD 廠商憑借價格優(yōu)勢已切入三安、華燦供應(yīng)鏈， 國外廠商的壟斷格局逐漸被打破。 2016年，本土企業(yè)中微半導(dǎo)體和中晟光電的 MOCVD 在國內(nèi)的市占率分別達(dá)到 3%和 8%，國產(chǎn) MOCVD市占率超過 10%。

　　國產(chǎn) MOCVD 設(shè)備市占率已超過 10%

　　LED 芯片所需的襯底是藍(lán)寶石的主要應(yīng)用， 2016 年占應(yīng)用結(jié)構(gòu)比重達(dá)到 80%。

　　2016 年 LED 襯底占藍(lán)寶石應(yīng)用比例 80%

　　近年來， LED 芯片廠商向上游襯底材料整合， 如龍頭廠商三安通過子公司晶安光電布局藍(lán)寶石襯底業(yè)務(wù)，華燦光電通過收購藍(lán)晶科技 100%的股份整合上游，兩家巨頭均已具備自產(chǎn)能力。 通過向前整合，進(jìn)一步奠定高盈利能力的基礎(chǔ)。

　　LED 芯片廠商向上游襯底材料整合，已具備自產(chǎn)能力

　　技術(shù)推動行業(yè)成長， Micro LED 引領(lǐng)趨勢

　　技術(shù)發(fā)展將主導(dǎo)行業(yè)的未來走向，具備技術(shù)實力的廠商將從競爭中脫穎而出。一方面，技術(shù)的進(jìn)步可以降低成本，提高 LED 在現(xiàn)有應(yīng)用領(lǐng)域如照明領(lǐng)域的滲透率，另一方面，技術(shù)的進(jìn)步可以開拓新應(yīng)用，如 Micro LED 可應(yīng)用于顯示領(lǐng)域，有望促進(jìn) LED 芯片需求量的提升。

　　技術(shù)是 LED 芯片行業(yè)發(fā)展的核心因素

　　超小間距 LED(Micro-LED)指代 LED 微縮化和矩陣化技術(shù)。 在一個芯片上集成高密度微小尺寸的 LED 陣列，使其體積約為目前主流 LED 大小的 1%。 每一個像素均能夠定址、單獨驅(qū)動發(fā)光，將畫素點矩陣由毫米級降低至微米級。

　　Micro-LED 承接 LED 的高效率、高亮度、高可靠性及反應(yīng)時間快等特點，而耗電量僅為 LCD 的10%， 色飽和度接近 OLED， 被視為新一代顯示技術(shù)的完美應(yīng)用。與同樣是自發(fā)光顯示的 OLED相比， Micro-LED 亮度比其高 30 倍，解析度可達(dá) 1500PPI，相當(dāng)于 Apple Watch 采用 OLED 面板達(dá)到 300PPI 的 5 倍之多，色彩也比 OLED 更容易調(diào)試，使用壽命更長。由于系統(tǒng)的體積和重量可再縮小，兼具低功耗、反應(yīng)快等特質(zhì)，穿戴設(shè)備是其最有機(jī)會導(dǎo)入的領(lǐng)域。

　　Micro-LED 憑借相對 LCD、 OLED 不可替代的優(yōu)勢，具備廣闊的應(yīng)用商機(jī)。 對于分辨率在 600PPI以上的顯示領(lǐng)域， Micro-LED 未來有望取代 LCD、 OLED 成為面板顯示器的主流技術(shù)，而省電特質(zhì)使其可適用于 AR/VR 頭盔及智能手表等穿戴式裝置熒幕，并適合作為戶外顯示面板、頭戴式顯示器(HMD)、汽車抬頭顯示器(HUD)所用。此外，未來 Micro-LED 有望應(yīng)用于汽車儀表盤以及消費電子方面的筆記本電腦、智能手機(jī)等設(shè)備。

　　從短期來看，大小尺寸兩頭發(fā)力，有望最先實現(xiàn)量產(chǎn)。從產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度來看，目前 Micro-LED 技術(shù)產(chǎn)業(yè)化有較大不確定性，而屏幕越小，產(chǎn)業(yè)化難度越低，如 OLED 最先在小屏幕領(lǐng)域的手表和手機(jī)獲得大規(guī)模應(yīng)用。隨著蘋果有可能在未來 Apple Watch 產(chǎn)品中使用 Micro-LED 顯示技術(shù)，Micro-LED 的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也有望從智能手表、虛擬現(xiàn)實和可穿戴設(shè)備等小屏幕顯示領(lǐng)域開始。

　　Micro-LED 應(yīng)用商業(yè)化量產(chǎn)速度預(yù)測

　　Micro-LED 技術(shù)提高有望帶來芯片用量的大幅增長。根據(jù)測算，每 1 億臺 Micro-LED 智能手表、電腦和電視將分別消耗超過 70 萬片、 3000 萬片和 15 億片 2 寸外延片產(chǎn)能。當(dāng) Micro-LED 在消費電子終端年出貨滲透率達(dá)到 50%時，即手機(jī) 9 億部、智能手表 0.2 億只、電腦 2.2 億臺、電視 1.1億臺，按照折合每片 2 寸片 200 元的價格計算， Micro-LED 芯片市場規(guī)模將達(dá)到 3800 億元，遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的 450 億元，市場發(fā)展空間巨大。

　　隨著技術(shù)和成本瓶頸的逐漸突破， Micro-LED 顯示器市場有望從 2018 年開始快速成長， 在 2025年達(dá)到 3.3 億臺的出貨量。根據(jù) Yole 的預(yù)測數(shù)據(jù)，一旦 Micro-LED 能夠克服既有挑戰(zhàn)并建立其供應(yīng)鏈，則有望最早從智能手表切入進(jìn)入商業(yè)化量產(chǎn)階段，并加速其技術(shù)與供應(yīng)鏈的成熟，從而在電視、平板電腦、筆記本電腦等領(lǐng)域逐漸展開應(yīng)用。而智能手機(jī)的應(yīng)用導(dǎo)入可能要到 3-5 年以后，但未來有希望快速滲透到超過 50%的顯示器市場占有率。

　　Micro-LED 顯示器市場出貨量預(yù)測