LED行业前景：上游主宰下游

    1993年，日本科学家中村修二在GaN基片上研制出第一只蓝色发光二极管，实现了高亮发光并间接实现了白光，从此成为应用最广泛的发光半导体材料。能够用于GaN的衬底材料主要有蓝宝石（Al2O3）、SiC、Si、ZnO、GaN，但只有前两种得到了较大规模的商业化应用，且能够提供产品的企业极少。一直以来，日本日亚公司垄断了大部分蓝宝石衬底的供应，而美国Cree公司则是唯一能够提供商用SiC衬底的企业。用Si作为衬底生长GaN基LED是业界寄予厚望的一个技术路径，但因为存在材料失配引起龟裂、发光效率低、工作电压高、可靠性差等诸多难以克服的困难，一直没有得到真正的商业化。蓝宝石是目前主流的衬底材料，但其硬度很高（仅次于金刚石），加工过程中钻取、切割、研磨的工艺难度大、效率很低，且因蓝宝石衬底片要求表面光洁度在纳米级以上，研磨尤其困难。

    外延片生长主要依靠生长工艺和设备。制造外延片的主流方法是采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD），但即使是这种“最经济”的方法，其设备制造难度也非常大，国际上只有德国、美国、英国、日本等少数国家中数量非常有限的企业可以进行商业化生产，设备非常昂贵，一台24片机器的价格高达数千万元（当前价格约300万美元）。

    以往欧美厂商主要包括德国Aixtron、美国Emcore和英国ThomasSwan。1992年，德国Aixtron根据飞利浦（Philips）授权专利生产出第一台多片式行星式反应室的MOCVD机。此后，Emcore被Veeco收购，ThomasSwan被Aixtron收购。但欧美企业对材料的研究有限，因此设备的工艺参数不够完善。

    而行业内最领先的日本企业对技术严格封锁，其中对GaN材料研究最成功的日本日亚化学和丰田合成（ToyodaGosei）的MOCVD设备则根本不对外销售，另一家技术比较成熟的日本酸素（Sanso）公司的设备则只限于日本境内出售。

    芯片制造的难度仅次于材料制备，同属于技术和资本密集型产业，进入壁垒仍然很高。其技术上的难题主要包括提高外量子效率、降低结温和有效散热。目前核心技术同样也掌握在大企业手中，如美国HP、Cree、德国Osram等。

    封装技术经历了整整40年的快速发展已经非常成熟。出于对散热、白光、二次光学等技术指标的要求，食人鱼、PowerTOP、大尺寸、多芯片、UV白光等形式的封装结构应运而生。用于封装的焊线机、分选机的价格大幅下降（当前自动焊线机从几十万元降至十几万元，低档的手动焊线机甚至已降至几千元）。此外，为LED封装的各种配套（如环氧树脂、金丝、支架、荧光粉等）产品的价格也已不高。

    LED应用主要指灯具制造和控制系统，技术更多地体现在系统设计、结构设计、散热处理以及二、三次光学设计，但与中上游产业相比，基本不存在技术难度。