我國LED產(chǎn)業(yè)存在問題及對策研究

    2014年諾貝爾物理學(xué)獎授予了為人類帶來新“光明”的藍(lán)色LED。正如頒獎詞所說，白熾燈點亮了20世紀(jì)，21世紀(jì)將由LED燈點亮。LED即發(fā)光二極管，是一種可將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體電子元件。隨著人們對綠色環(huán)保的重視，LED產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域正逐步增多，LED產(chǎn)業(yè)被我國列為“十二五”規(guī)劃中重點發(fā)展的7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。然而，近年來LED產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了投資過熱的現(xiàn)象，同質(zhì)化及低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩顯現(xiàn)，產(chǎn)品價格下降，部分企業(yè)倒閉，LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也受到了人們的質(zhì)疑。我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何？又存在什么問題？本文對此進(jìn)行了研究，并提出了幾點建議，以期推動我國LED產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

    一、LED產(chǎn)業(yè)鏈

    LED產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游產(chǎn)業(yè)、中游產(chǎn)業(yè)和下游產(chǎn)業(yè)3部分。其中，上游做外延片和芯片，中游做封裝，下游做光電應(yīng)用產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)鏈如圖1所示。

圖1  LED產(chǎn)業(yè)鏈

    LED產(chǎn)業(yè)鏈從上游到下游進(jìn)入門檻逐漸降低，上游外延片和芯片的技術(shù)含量*高，投資金額也最大，進(jìn)入門檻*高；中游封裝的門檻次之；下游應(yīng)用行業(yè)技術(shù)含量相對較低，進(jìn)入門檻最低，競爭也最為激烈。LED產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)利潤占比分別為：外延片與芯片制造的利潤約占70%，該環(huán)節(jié)幾乎被歐美日等少數(shù)幾家公司壟斷；LED封裝的利潤約占10%～20%，下游應(yīng)用的利潤約占10%～20%。

    1.外延及芯片

    上游外延及芯片屬于資金和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，設(shè)備投資大，同時利潤回報率也*高。LED襯底通常選用三氧化二鋁（Al2O3）、碳化硅（SiC）、硅（Si）、砷化鎵（GaAs）和磷化鎵（GaP）等單晶材料，目前應(yīng)用最廣泛的襯底材料是Al2O3和SiC。外延片是在單晶襯底上生長薄膜，如AlGaAs、AlGa InP和GaIn N等薄膜，以實現(xiàn)不同顏色的LED。外延片經(jīng)刻蝕、拋光后，切割為小芯片。目前，上游外延及芯片行業(yè)的發(fā)展趨勢是由價格戰(zhàn)轉(zhuǎn)為品質(zhì)戰(zhàn)和專利戰(zhàn)，核心技術(shù)是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

    2.封裝

    封裝是用環(huán)氧樹脂或有機(jī)硅將芯片和支架包裝起來。LED封裝對于技術(shù)和資金要求相對較低，屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，我國絕大多數(shù)LED企業(yè)集中在這一環(huán)節(jié)。相對于外延和芯片環(huán)節(jié)，我國LED封裝環(huán)節(jié)發(fā)展最為成熟，已經(jīng)形成較大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。然而，在上下游的聯(lián)合擠壓下，封裝環(huán)節(jié)的利潤正逐漸降低，封裝企業(yè)數(shù)量也在逐漸減少。預(yù)計到2018年，我國LED企業(yè)將由目前的2000多家減少到少于1000家。

    3.應(yīng)用

    應(yīng)用是將封裝后的LED用于各種產(chǎn)品，例如射燈、筒燈和汽車燈等。LED市場主要是照明、顯示屏和背光等領(lǐng)域，其中照明和顯示屏是LED的主要應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)麥肯錫預(yù)測，到2016年，全球LED照明市場容量將達(dá)到3 200億元。應(yīng)用環(huán)節(jié)對資金和技術(shù)的要求相對較低，屬于勞動密集型企業(yè)，導(dǎo)致了該領(lǐng)域中小企業(yè)數(shù)量眾多，格局混亂。我國LED企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢，主要集中在這一領(lǐng)域。

    二、LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

    1.全球LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

    全球LED產(chǎn)業(yè)可以劃分為3大陣營，日本和歐美廠商為第1陣營，臺灣和韓國企業(yè)為第2陣營，我國大陸企業(yè)為第3陣營。日本和美國在LED外延及芯片等核心器件方面具有競爭優(yōu)勢，而歐洲企業(yè)在照明方面優(yōu)勢明顯。在芯片制造和封裝方面，臺灣企業(yè)產(chǎn)能巨大。憑借大企業(yè)戰(zhàn)略和完整的產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，韓國成為半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的后起之秀。據(jù)中商情報網(wǎng)報道，2013年全球LED產(chǎn)業(yè)規(guī)模為124億美元，2013年全球白光LED市場份額如圖2所示。

圖2  2013年全球白光LED市場份額

    2.我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

    在半導(dǎo)體照明工程、能效標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)貼政策等的扶持下，經(jīng)過多年的發(fā)展，我國LED產(chǎn)業(yè)已初步形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。我國大陸地區(qū)LED產(chǎn)業(yè)規(guī)模已接近全球一半，其中LED封裝已經(jīng)成為重要的中低端封裝基地。全國形成了北方地區(qū)、長三角、閩三角和珠三角4大半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，形成了大連、石家莊、上海、揚(yáng)州、南昌、廈門和深圳等15個產(chǎn)業(yè)化基地。據(jù)中國LED網(wǎng)統(tǒng)計，2013年我國LED半導(dǎo)體照明市場規(guī)模達(dá)488.88億元。但是，我國企業(yè)大多處于封裝和應(yīng)用環(huán)節(jié)，產(chǎn)品附加值較低，在上游外延及芯片環(huán)節(jié)與國外差距較大。目前，我國上游企業(yè)約50～60家，中游企業(yè)2000多家，下游企業(yè)5000多家。

    三、我國LED產(chǎn)業(yè)存在的問題

    1.核心技術(shù)缺乏，國外壟斷專利

    目前，我國尚未形成科研機(jī)構(gòu)之間的合作研發(fā)機(jī)制，研發(fā)力量較為分散。我國LED企業(yè)自主創(chuàng)新能力薄弱，大多數(shù)企業(yè)沒有掌握核心技術(shù)，產(chǎn)業(yè)競爭力不強(qiáng)。以日本的日亞化學(xué)工業(yè)株式會社和豐田合成株式會社、美國的科銳公司以及歐洲的荷蘭皇家飛利浦電子公司和德國歐司朗光電半導(dǎo)體公司等“5大巨頭”為代表的國外企業(yè)，掌握著核心技術(shù)并擁有LED外延片和芯片等的大部分核心專利技術(shù)。我國LED專利數(shù)量少，且大部分為非核心專利。企業(yè)專利主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈中下游的封裝和應(yīng)用領(lǐng)域，其中封裝領(lǐng)域?qū)＠暾垟?shù)占39%，而在上游外延和芯片方面，專利所占比例很小。在專利內(nèi)容方面，我國LED專利主要集中在技術(shù)相對成熟的領(lǐng)域，而在藍(lán)光和白光等技術(shù)要求較高的產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量少。此外，LED產(chǎn)業(yè)所需的關(guān)鍵設(shè)備，例如有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積（MOCVD）等，我國嚴(yán)重依賴進(jìn)口，制約了我國LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

    2.標(biāo)準(zhǔn)體系不健全，有效市場難培育

    雖然國內(nèi)外LED產(chǎn)業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)很少，檢測方法標(biāo)準(zhǔn)也很缺乏，但是國外龍頭企業(yè)正在積極制定LED產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，一旦標(biāo)準(zhǔn)實施，不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品將被淘汰。目前我國僅出臺了一些基本的標(biāo)準(zhǔn)，且照明標(biāo)準(zhǔn)主要是參考國際標(biāo)準(zhǔn)和歐美標(biāo)準(zhǔn)，缺少獨立的研究工作。由于國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和檢測體系不健全，不僅造成LED企業(yè)魚龍混雜，還導(dǎo)致了LED產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，行業(yè)無序競爭愈演愈烈，有效市場需求難以培育。因此，迫切需要制定LED行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)我國LED產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

    3.產(chǎn)業(yè)集中度不高，同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重

    國外LED產(chǎn)業(yè)集中度較高，日本前2家LED照明企業(yè)占據(jù)了40%的市場份額，歐美前兩家企業(yè)占據(jù)了20%的市場份額，而國內(nèi)沒有一家企業(yè)的市場份額超過5%。目前，我國LED企業(yè)規(guī)模普遍偏小，低水平重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)業(yè)集中度低，缺乏引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的龍頭企業(yè)，難以與國外行業(yè)巨頭抗衡。由于企業(yè)力量分散，資金和研發(fā)投入不足，企業(yè)只能進(jìn)入對技術(shù)和資金要求低，且產(chǎn)品附加值低的封裝和應(yīng)用領(lǐng)域。此外，我國LED下游應(yīng)用領(lǐng)域的5000多家企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品基本一致，同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致價格競爭激烈。

    4.下游需求疲軟，產(chǎn)能過剩顯現(xiàn)

    近年來，我國LED行業(yè)呈粗放式發(fā)展，產(chǎn)品技術(shù)含量低，結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩顯現(xiàn)，制約了行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。由于上游外延片和芯片環(huán)節(jié)擴(kuò)張過快，導(dǎo)致產(chǎn)能過剩，產(chǎn)品價格下跌。中游封裝和下游應(yīng)用由于門檻較低，企業(yè)紛紛介入，也出現(xiàn)了產(chǎn)能過剩的現(xiàn)象。受價格和技術(shù)等因素的影響，LED終端市場需求疲軟，進(jìn)一步加劇了上游和中游環(huán)節(jié)的產(chǎn)能過剩。另一方面，由于缺乏核心技術(shù)，我國高品質(zhì)LED芯片尚不能自足，嚴(yán)重依賴進(jìn)口。未來3～5年內(nèi)，國內(nèi)低端LED芯片市場競爭將持續(xù)加劇，而高端LED芯片供不應(yīng)求局面難以扭轉(zhuǎn)。

    5.高端人才缺乏，產(chǎn)業(yè)升級受阻

    LED產(chǎn)業(yè)涵蓋了電、光、熱等多個學(xué)科，因此，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開大量綜合性專業(yè)技術(shù)人才的支撐。然而，我國LED產(chǎn)業(yè)高端領(lǐng)軍人才嚴(yán)重缺乏，已經(jīng)成為制約我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。同時，LED市場的快速增長也催生了行業(yè)的急功近利心態(tài)，人才流動性大，難以沉淀。目前，我國LED產(chǎn)業(yè)所需的高級技術(shù)研發(fā)人才、高級設(shè)計人才、高級測試人才和高級管理人才等十分缺乏，這些都不利于我國LED產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。此外，隨著我國LED產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對綜合性人才的需求量也將增加，人才問題將更加突出。

    四、促進(jìn)我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾點建議

    LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向為低成本、高效率和高可靠性。隨著LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)的逐步成熟，以及下游市場需求的增加，LED產(chǎn)業(yè)必將進(jìn)入快速發(fā)展期。我國LED產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入發(fā)展的關(guān)鍵時期，為提高LED產(chǎn)業(yè)競爭力，避免走“重規(guī)模擴(kuò)張，輕技術(shù)創(chuàng)新”的道路，需對行業(yè)進(jìn)行有序引導(dǎo)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)發(fā)展，推動我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。

    1.著力提升創(chuàng)新能力，加強(qiáng)專利布局

    一是加大技術(shù)創(chuàng)新力度，加強(qiáng)包含外延及芯片、封裝和應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)攻關(guān)，加強(qiáng)配套原材料、關(guān)鍵設(shè)備和重點產(chǎn)品的研發(fā)，力爭在一些關(guān)鍵領(lǐng)域取得重大突破。二是建立以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，積極發(fā)揮企業(yè)技術(shù)中心作用，提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力。三是積極開展與國外科研單位和企業(yè)的合作，快速掌握核心技術(shù)，推動我國產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級；四是通過增加專利數(shù)量和質(zhì)量，培養(yǎng)專利預(yù)警能力，提高知識產(chǎn)權(quán)管理水平，在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上模仿創(chuàng)新，避開國外企業(yè)的專利壁壘。

    2.加快標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，完善產(chǎn)業(yè)服務(wù)支撐

    一是梳理LED行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定適合我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)及檢測體系，通過制定我國LED產(chǎn)品的性能標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)提高國外產(chǎn)品進(jìn)入我國市場的門檻，以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和能效標(biāo)準(zhǔn)等國家標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)我國LED產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。二是完善LED產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和檢測等服務(wù)支撐體系，提升我國LED產(chǎn)品檢測能力和水平；完善LED產(chǎn)業(yè)相關(guān)認(rèn)證制度，建設(shè)行業(yè)共享服務(wù)平臺。三是跟蹤國際標(biāo)準(zhǔn)，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，掌握游戲規(guī)則，增強(qiáng)我國LED產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。

    3.提升產(chǎn)業(yè)集中度，培育行業(yè)龍頭

    提升產(chǎn)業(yè)集中度是LED行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。一是強(qiáng)化資源頂層設(shè)計和統(tǒng)籌安排，制定LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，集中力量，避免重復(fù)投資，提高產(chǎn)業(yè)競爭力。二是加強(qiáng)資源整合，積極鼓勵企業(yè)開展兼并重組，培養(yǎng)行業(yè)龍頭企業(yè)，盡快縮短與日本日亞、美國科銳等行業(yè)巨頭之間的差距。三是積極發(fā)揮市場自身的調(diào)節(jié)作用，促進(jìn)行業(yè)有序競爭，淘汰落后產(chǎn)能；四是成立LED產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，指導(dǎo)行業(yè)發(fā)展，提升行業(yè)抗風(fēng)險能力。

    4.培育下游需求，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展

    一是通過政策引導(dǎo)鼓勵LED應(yīng)用，制定針對下游需求的扶持政策，積極開拓LED在照明、背光和顯示屏等領(lǐng)域的應(yīng)用，通過下游需求帶動上游外延和芯片及封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)LED產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)發(fā)展。二是通過降低產(chǎn)品成本，提升產(chǎn)品性價比，進(jìn)一步培育和發(fā)展LED國內(nèi)市場。三是積極開拓海外市場，針對不同國家和地區(qū)的應(yīng)用要求，積極開發(fā)新產(chǎn)品，推動我國LED行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

    5.實施人才戰(zhàn)略，提供智力支持

    人才是LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展最核心的要素。為解決我國人才匱乏的困境，一是鼓勵高等院校開設(shè)LED相關(guān)課程，鼓勵培訓(xùn)機(jī)構(gòu)開展相關(guān)知識的培訓(xùn)和考試，培育一批高技能專業(yè)人才。二是加強(qiáng)高層次人才隊伍建設(shè)，不斷優(yōu)化LED產(chǎn)業(yè)的人才隊伍結(jié)構(gòu)。三是加大各類高層次專業(yè)技術(shù)人才的引進(jìn)工作力度，以多種形式吸引國外人才，為我國LED產(chǎn)業(yè)提供智力支持。