根据每季SEMI Opto/LED晶圆厂对高亮度发光二极管(HB-LED)前段晶圆制造厂的预测结果,LED晶圆厂设备支出在2011年及2013年分别下滑45%和30%之后,将于2014年上升17%达到近12亿美元;这是因为LED产业正努力解决产能过剩问题,并将于2014年恢复资本支出及扩增产能。

 

设备支出趋势也显示LED产业的新时代:目前的设备支出集中在产业领导者及有抱负的存活厂商,而不是广泛分布于产业新进厂商或新兴技术。


LED产能大幅扩张

随著LED电视热潮让LED的受关注程度激增,以及各界普遍对固态照明(SSL)长期成长抱持乐观态度,LED产业过去3年来在全球大幅扩张产能,其中利多的国内政府补助是原因之一。报告指出,全球总产能分别于2011及2012年提升49%和39%,并将持续于今年增加 19%。在国家和各省补助及奖励计画的推动之下,国内LED制造大幅提升,由2010年每月生产相当于约10万片4寸晶圆,增加至今年的每月62万片4寸晶圆,相当惊人。

 

2010及2011年各界对LED市场抱持高度乐观的预测,认为最快在2015年可成长超过200亿美元,是推动这项产能扩增的主要原因。不过目前对2015年封装LED市场的市场预测在150亿美元左右,年复合成长率(CAGR)则在5%以下。成长预测下滑的主要原因在于使用 LED的效率增加(亦即强化显示器的导光板)、封装LED的效率提升,以及更换LED灯泡市场的规模非常有限。

 

根据市场研究公司Strategies Unlimited的资料,平均每千流明成本已由2011年的13美元滑落至目前的3.65美元。电视机使用的LED数量已下降1/3,许多SSL灯具需要的LED也不到几年前的一半。行动装置和笔记本电脑的使用LED也已下降。汽车市场仍维持成长,但仅占市场约10%的比例。

 

报告指出,在这么多的新产能、新进业者和成长率下滑的情况下,封装LED价格近年来大幅下降,造成许多业者遭受严重的财务困难,特别是新进业者和局限于低利润中功率和低功率领域的厂商。全球的晶圆厂利用率都在下降,特别是大陆地区。有机金属化学气相沉积(MOCVD)系统是LED磊晶作业的重要生产工具,其销售业绩垂直下降。领先业界的MOCVD系统制造商Veeco和Aixtron,在2010年的业绩成长3倍,但是2012年营收则以几乎相同的程度垂直下降。


蓝宝石晶圆仍具高度竞争力

蓝宝石晶圆在LED产业的应用比例超过80%,由于其价格大幅下滑,因此对封装LED的下跌价格提供部分补偿。4寸蓝宝石晶圆的价格目前约为32美元(2011年最高价为130美元),6寸蓝宝石价格目前则低于300美元(18个月前为450美元)。图形化蓝宝石基板(PSS)已迅速成为2寸及4寸直径晶圆的标准,在6寸晶圆的前景也相当看好。

 

蓝宝石价格下滑,再加上碳化硅(SiC)的持续竞争,让矽基氮化镓打入LED市场的前景蒙上阴影;先前认为此事若非势在必得,至少也是有可能。市场研究公司Lux Research提出一份新报告《前景蒙尘:矽基氮化镓无法在2020年之前取代蓝宝石》(Dimming the Hype: GaN-on-Si Fails to Outshine Sapphire by 2020),其中指出,SiC和蓝宝石获益于产能增加和持续的技术进展,将继续主宰LED市场。报告表示,「氢化物气相磊晶沈积(HVPE)等新兴方法,将进一步提升产能及降低成本,让蓝宝石在2020年前保持高度竞争力。」


全球LED产业趋于稳定

SEMI报告认为,全球LED产业目前似乎趋于稳定,因为主要制造商投资购买6寸晶圆生产系统及相关设备,提供更高的产量与产能。最近的LED制造投资,则集中在转换为6寸晶圆的Cree(碳化硅)和Philips Lumileds及Osram(蓝宝石)等厂商。

 

日本的日亚化学(Nichia)持续投资增进产能与技术,而台湾的晶元光电(Epistar)、璨圆光电(Formosa Epitaxy)和新世纪光电(Genesis Photonics),今年也都进行重大的制造投资。几乎所有主要制造商都在现代化自己的生产系统,增加对量测、自动化、蚀刻及微影等领域的投资。

 

国内将在没有政府补助的情况下,于2014年恢复采购MOCVD。SEMI预测2014年采购的MOCVD反应炉将增加近50%,超越2013年采购的150座反应炉。SEMI也表示,由于市场整并及不具竞争力的业者消失,许多LED晶圆厂将关闭或改变用途。

 

拥有120座以上MOCVD的三安光电(San’an),以及拥有90座反应炉的德豪润达(ETi),正持续提升晶圆厂利用率,似乎将成为新兴的主要业者。部分中型LED晶圆厂,象是璨扬光电(Canyang Opto)和华灿光电(HC Semitek),也正以接近产能满载的情况营运,并对未来抱持乐观态度。国内市场将占2014年总设备支出的44%,超越2013年的33%。

 

SEMI最后表示,全球LED制造市场似乎趋于稳定,正在解决2010~2012年期间产能迅速扩增的问题。晶圆成本降低、产量提升和晶圆尺寸增加,让封装LED大幅下降的价格获得部分补偿。日亚化学(Nichia)、Cree、Philips、Osram和LG Innotek等全球领导厂商,都持续现代化本身的生产作业,提供更高的产量与产能。国内市场已开始衰退,存活业者则希望具备继续营运的能力,追求长期的竞争力。

 

由于整体LED市场未来5年似乎将温和成长,再加上许多制造商正与照明制造商垂直集成,并无太多动机针对制造进行重大投资,取得成本优势和市占率。此外许多中功率的封装LED,正转移至原本认为保留给先进高功率产品的照明应用,为国内公司开启市场契机。不过经过多年来的积极技术变革后,许多照明制造商正寻求减少零件数量(芯片尺寸、封装及磷的类型),并稳定其产品系列,限制对新供应商和产品类型的需求。SEMI报告的结论表示,在LED市场取得成功的代价似乎已经浮现,竞争者如何在未来几年带动更多制造投资,仍有待观察。