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一、LED 技術與變革
LED 是一種由半導體材料所構成,利用半導體中的電子與電洞結合而發出光子,來產生不同頻率之光譜的發光元件。以LED 製程區分,LED 供應鏈可分為上游磊晶片、中游晶粒及下游封裝三種。依封裝不同的形式,可概分為燈泡型(即Lamp LED)、點陣數字型(即Display LED),與表面黏著型(即 SMD LED)三大類。其中LAMP 與DISPLAY 屬於成熟市場,成長空間有限。
LED 近代史可分為以下幾階段,第一階段在1970 年代,開發出以磷化鎵 (GaP)、磷化砷鎵(GaAsP)為材質等二元、三元LED,波長約在550nm 以上,主要發紅、黃、橘、綠等光,由於亮度尚低,初期僅作為指示燈、數字顯示等用途。
第二階段在1991 年HP(後LED 部門獨立為Lumileds,近期被Philips 所購併)與東芝共同開發出以磷化鋁鎵銦(InGaAlP)製成之LED,具備高亮度的特性,使得LED 產業開始朝向高亮度發展,磷化鋁鎵銦即為一般所稱的四元高亮度LED,包括磷化鎵、磷化砷鎵、甚至磷化鋁鎵銦皆為紅、黃、橘、綠光,藍與紫光則遲遲未能商業化,也導致LED 距離全彩化的夢想還差臨門一腳,但由於四元是高效能光轉換材料,其亮度較傳統的LED 高出許多,因此應用更為廣泛,包括交通號誌燈、汽車煞車燈、尾燈與第三煞車燈等應用市場等等。
第三階段到了1993 年日亞化學成功開發出以氮化鎵銦(InGaN)為材質的LED,發光區域為藍、紫光,為全球第一個商業化的藍、紫光LED 產品,使藍光開始應用在手機按鍵背光源與全彩看板上,至此LED 全彩化夢想終於邁入一個新的紀元,日亞化學緊接著在1996 年發表InGaN/YAG 的單晶粒白光LED,目前白光生產技術主要分為兩種,第一種是運用螢光材料將藍光LED 或UV-LED 所激發的光轉換成白光,稱為Phosphor Converted-LED approach ,第二種稱為Multi-Chip LED approach,經由組合兩種(或以上)不同顏色光的LED 來產生,目前市場上以用藍光LED 配光螢光粉轉換成白光最為普遍,主要應用領域在可攜式產品背光源、照明及汽車等領域。
由於LED 具有指向性,直接衡量LED 光度並無法正確區分,再加上無標準化衡量單位,故市場上有包括發光效率(lm/W)、消耗功率(mW)、流明(Limens)、燭光( Cd)等不同單位,定義較為分歧。根據Haitz 定律,LED 在過去的30 年發展,約18~24 個月可提升一倍的亮度,往後10 年,預計亮度可再提升20 倍,而成本將降為1/10,這將預期往後LED 將可以更少的顆數、更低的成本來達到目前的發光亮度及在未來快速的取代其他如CCFL 或燈泡、燈管等等光源零組件。
二、白光LED 現況與未來發展
白光LED 在手機產品上的應用,主要是作為顯示器背光源、按鍵背光源及照相手機閃光燈光源,在上述背光源中,白光LED 市佔率已達5 成以上,其中顯示器背光源市佔率更己達100%,由於市場飽和,加上白光LED 亮度持續提升,預估顯示器用白光LED 標準亮度將由2004 年的1000mcd,提高至2008年的2000mcd,目前國內LED 上游Chip 廠晶電、燦圓等已可分別提供1600與1500mcd 的晶粒,LED 亮度的提升導至平均每支手機需求顆粒減少,抵銷了手機顯示器平均尺寸擴大及其手機微幅成長率所創造的需求,使白光LED市場需求趨緩。
而在閃光燈上,白光LED 輕薄短小及省電優勢,成為手機閃光燈的首選,不過龐大的市場也吸引如EL Keypad、OLED 及氙氣閃光燈等與之競爭,以OLED 為例,其在手機顯示器應用上,市佔率由2004 年的0.1%,成長至2007/Q1 的0.3%,短期上白光LED 主流地位不會改變,但在手機往多元化發展趨勢下,這些新產品在薄型、省電及光度上仍具利基,有一定市場規模的成長,也相對的使得白光LED 市佔率略微減少。這使得2006 年全球手機用白光LED 市場規模達14.9 億美元,預估到了2010 年市場規模將萎縮至12.66 億美元。
手機市場應用的興起成為2003~2005 年白光LED 市場需求成長的關鍵,但成也蕭何,敗也蕭何,手機市場逐漸飽和、競爭技術替代及ASP 巨幅下滑成為2005年後全球白光LED 市場成長呈現遲滯的現象。
但其中更以日商則受到在台灣、韓國及大陸等供應商以低價競爭方式侵蝕手機及可攜式產品市場,雖日亞化曾嘗試以專利阻礙上述國家進入白光市場,但無法取得長期效果,終在2006 年採取焦土策略,大幅降低白光售價,使ASP 持續下降成為手機用白光LED 市場衰退的最大元凶,預估至2010 年手機用光白LED 價格將持續下滑。
就全球白光LED 主要供應商有日亞化、豐田合成、Citizen 、Philips(Lumileds)、Osram 及Cree 等廠商,其中又以日亞化市佔率居全球之冠,包含豐田合成及Citizen 等日系廠商在06 年市佔率達56%,日系廠商外,Osram和Philips 則主要經營汽車及照明市場,產品型態以高功率LED 為主,避開大眾消費品競價市場,擴大獲利最高區塊市佔率,並透過購併來垂直整合來含蓋包含燈具商與系統整合商等等的完整供應鏈。
在手機市場需求趨緩下,2006 年白光LED 市場規模18.69 億美元,僅較2005 年微幅成長3%,但2007 年起在日商轉向發展NB 等中尺寸顯示器背光源及汽車市場,未來更可望延伸至TV 等大尺寸顯示器背光源與照明市場,已逐漸抵消手機市場需求衰退的負面影響,並預計在2010年整體市場規模成長至27.61 億美元。
金鼎投顧 研究部 朱泓龍2007-09-12 聯合線上公司刊載
LED 是一種由半導體材料所構成,利用半導體中的電子與電洞結合而發出光子,來產生不同頻率之光譜的發光元件。以LED 製程區分,LED 供應鏈可分為上游磊晶片、中游晶粒及下游封裝三種。依封裝不同的形式,可概分為燈泡型(即Lamp LED)、點陣數字型(即Display LED),與表面黏著型(即 SMD LED)三大類。其中LAMP 與DISPLAY 屬於成熟市場,成長空間有限。
LED 近代史可分為以下幾階段,第一階段在1970 年代,開發出以磷化鎵 (GaP)、磷化砷鎵(GaAsP)為材質等二元、三元LED,波長約在550nm 以上,主要發紅、黃、橘、綠等光,由於亮度尚低,初期僅作為指示燈、數字顯示等用途。
第二階段在1991 年HP(後LED 部門獨立為Lumileds,近期被Philips 所購併)與東芝共同開發出以磷化鋁鎵銦(InGaAlP)製成之LED,具備高亮度的特性,使得LED 產業開始朝向高亮度發展,磷化鋁鎵銦即為一般所稱的四元高亮度LED,包括磷化鎵、磷化砷鎵、甚至磷化鋁鎵銦皆為紅、黃、橘、綠光,藍與紫光則遲遲未能商業化,也導致LED 距離全彩化的夢想還差臨門一腳,但由於四元是高效能光轉換材料,其亮度較傳統的LED 高出許多,因此應用更為廣泛,包括交通號誌燈、汽車煞車燈、尾燈與第三煞車燈等應用市場等等。
第三階段到了1993 年日亞化學成功開發出以氮化鎵銦(InGaN)為材質的LED,發光區域為藍、紫光,為全球第一個商業化的藍、紫光LED 產品,使藍光開始應用在手機按鍵背光源與全彩看板上,至此LED 全彩化夢想終於邁入一個新的紀元,日亞化學緊接著在1996 年發表InGaN/YAG 的單晶粒白光LED,目前白光生產技術主要分為兩種,第一種是運用螢光材料將藍光LED 或UV-LED 所激發的光轉換成白光,稱為Phosphor Converted-LED approach ,第二種稱為Multi-Chip LED approach,經由組合兩種(或以上)不同顏色光的LED 來產生,目前市場上以用藍光LED 配光螢光粉轉換成白光最為普遍,主要應用領域在可攜式產品背光源、照明及汽車等領域。
由於LED 具有指向性,直接衡量LED 光度並無法正確區分,再加上無標準化衡量單位,故市場上有包括發光效率(lm/W)、消耗功率(mW)、流明(Limens)、燭光( Cd)等不同單位,定義較為分歧。根據Haitz 定律,LED 在過去的30 年發展,約18~24 個月可提升一倍的亮度,往後10 年,預計亮度可再提升20 倍,而成本將降為1/10,這將預期往後LED 將可以更少的顆數、更低的成本來達到目前的發光亮度及在未來快速的取代其他如CCFL 或燈泡、燈管等等光源零組件。
二、白光LED 現況與未來發展
白光LED 在手機產品上的應用,主要是作為顯示器背光源、按鍵背光源及照相手機閃光燈光源,在上述背光源中,白光LED 市佔率已達5 成以上,其中顯示器背光源市佔率更己達100%,由於市場飽和,加上白光LED 亮度持續提升,預估顯示器用白光LED 標準亮度將由2004 年的1000mcd,提高至2008年的2000mcd,目前國內LED 上游Chip 廠晶電、燦圓等已可分別提供1600與1500mcd 的晶粒,LED 亮度的提升導至平均每支手機需求顆粒減少,抵銷了手機顯示器平均尺寸擴大及其手機微幅成長率所創造的需求,使白光LED市場需求趨緩。
而在閃光燈上,白光LED 輕薄短小及省電優勢,成為手機閃光燈的首選,不過龐大的市場也吸引如EL Keypad、OLED 及氙氣閃光燈等與之競爭,以OLED 為例,其在手機顯示器應用上,市佔率由2004 年的0.1%,成長至2007/Q1 的0.3%,短期上白光LED 主流地位不會改變,但在手機往多元化發展趨勢下,這些新產品在薄型、省電及光度上仍具利基,有一定市場規模的成長,也相對的使得白光LED 市佔率略微減少。這使得2006 年全球手機用白光LED 市場規模達14.9 億美元,預估到了2010 年市場規模將萎縮至12.66 億美元。
手機市場應用的興起成為2003~2005 年白光LED 市場需求成長的關鍵,但成也蕭何,敗也蕭何,手機市場逐漸飽和、競爭技術替代及ASP 巨幅下滑成為2005年後全球白光LED 市場成長呈現遲滯的現象。
但其中更以日商則受到在台灣、韓國及大陸等供應商以低價競爭方式侵蝕手機及可攜式產品市場,雖日亞化曾嘗試以專利阻礙上述國家進入白光市場,但無法取得長期效果,終在2006 年採取焦土策略,大幅降低白光售價,使ASP 持續下降成為手機用白光LED 市場衰退的最大元凶,預估至2010 年手機用光白LED 價格將持續下滑。
就全球白光LED 主要供應商有日亞化、豐田合成、Citizen 、Philips(Lumileds)、Osram 及Cree 等廠商,其中又以日亞化市佔率居全球之冠,包含豐田合成及Citizen 等日系廠商在06 年市佔率達56%,日系廠商外,Osram和Philips 則主要經營汽車及照明市場,產品型態以高功率LED 為主,避開大眾消費品競價市場,擴大獲利最高區塊市佔率,並透過購併來垂直整合來含蓋包含燈具商與系統整合商等等的完整供應鏈。
在手機市場需求趨緩下,2006 年白光LED 市場規模18.69 億美元,僅較2005 年微幅成長3%,但2007 年起在日商轉向發展NB 等中尺寸顯示器背光源及汽車市場,未來更可望延伸至TV 等大尺寸顯示器背光源與照明市場,已逐漸抵消手機市場需求衰退的負面影響,並預計在2010年整體市場規模成長至27.61 億美元。
金鼎投顧 研究部 朱泓龍2007-09-12 聯合線上公司刊載
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