一、LED芯片产业概述
1、产业概述
LED芯片是LED灯的核心组件，其主要功能是将电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，当两种半导体连接起来时，形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。
LED芯片基本分类情况
资料来源：公开资料整理
2、新技术趋势对比
Micro LED、Mini LED一样，都是基于微小的LED晶体颗粒作为像素发光点，区别在于，MicroLED是采用的1-10微米的LED晶体，实现0.05毫米或更小尺寸像素颗粒的显示屏；Mini LED则是采用数十微米级的LED晶体，实现0.5-1.2毫米像素颗粒的显示屏。目前，LED inside将Micro LED的尺寸界定为75微米以下，且不带蓝宝石衬底。
Mini LED与Micro LED对比情况
资料来源：公开资料整理
二、全球LED芯片现状分析
就全球LED芯片规模而言，2020年全球疫情背景下，整体照明需求大幅度下降，加之国内占据全球LED市场占比持续提高，受国内停工影响，整体LED外延芯片规模出现较大幅度下降，同比2019年下降18.7%，约为96.4亿美元。从2021年国内市场规模变动来看，预计2021、2022年行业整体回暖，市场规模将回升。
2019-2020年全球LED外延芯片市场规模及增长率
资料来源：公开资料整理
三、中国LED芯片市场现状
1、产值
数据显示，2020年我国LED外延芯片市场规模达221亿元，2021年以来，受益终端下游照明出口需求增长，叠加国内消费市场回暖，整体灯光照明行业市场回暖，CSA预计2021年整年产值将达到305亿元，同比2020年增长38%。从趋势来看，照明行业遵循3-4年的小周期规律，预计2022年仍将保持增长趋势。
2015-2021年中国LED外延芯片产值及增长率
资料来源：CSA，华经产业研究院整理
2、营收及利润
伴随芯片产能释放、产品结构优化升级初见成效、市场需求强劲，芯片环节龙头企业经营状况明显好转，其增长态势超过疫情之前。从营收方面来看，2021 年前三季度主营 LED芯片上市公司整体实现了营利双增，平均发展态势超过疫情前行业水平。主营 LED 芯片上市公司营收合计 148.70 亿元，较去年同期增长55.21%，利润总额 19.60 亿元，同比增长 154.94%。
2020-2021年Q1-Q3中国LED芯片上市公司营收及利润
资料来源：CSA，华经产业研究院整理
3、投融资
在拓展多元化业务的同时，Mini /Micro-LED 和高端白光成为芯片企业争夺焦点。三安半导体继与 TCL 华星宣布战略合作、共同成立联合实验室之后，不断加强专利布局，合资项目已于厦门开工建设；华灿光电继与京东方开展 Mini-LED 战略合作之后，又与珠海华发实体产业研究院投设先进半导体研究院，加大研发资源整合力度；乾照光电、聚灿光电等也均投资进行 Mini-LED 和高光效白光芯片扩产。根据 CSA Research 统计，2021 年全年 LED 芯片行业共发生 6 起投资事件，累计披露投资额超过 100 亿元。其中三起为 Mini/Micro 产业化投资事件，累计披露投资超过统计金额的 98%。
2021年LED芯片企业主要投资汇总一览
资料来源：CSA，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国LED芯片行业市场全景评估及发展战略规划报告》；
四、LED芯片竞争格局
1、竞争格局
2010-2012 年，我国出现大量LED 企业上市热潮，同时背光、照明、显示等技术领域迎来突破。2012-2017 年，我国LED 行业增长迅速，收入规模快速攀升至全球首位。近年LED行业逐步进入结构性深度调整阶段，随着落后产能淘汰、高端LED应用的技术壁垒提升以及龙头企业规模优势显现，龙头企业的行业地位进一步稳固。2021年，三安光电、华灿光电与蔚蓝锂芯三家公司分别占据中国LED芯片产能的31.68%、14.28%和9.63%，占据了行业总产能的过半江山。
2021年中国LED芯片产能占比分布情况
资料来源：TrendForce，华经产业研究院整理
2、三安光电经营分析
三安光电系国内化合物半导体领域产销规模首位、具备全产业链布局的龙头企业，具备产业链整体成本优势，就其整体营业状况而言，自2016年起LED芯片整体表现为快速增长趋势，2020年达13587.1亿粒。就其利润情况而言，2020年疫情背景下整体产业出现负盈利，2021年产业消费回暖带动毛利率快速回升，从三安光电利润水平来看，目前LED芯片整体格局持续集中，龙头具备产业链整体布局优势，毛利水平较高。
2016-2020年三安光电LED芯片产销量及毛利率
资料来源：公司公报，华经产业研究院整理
五、LED芯片产业链整体影响分析
1、产业链简析
LED芯片产业链整体相对复杂，上游主要为衬底和气体等原材料，其中LED外延片的制备是非常关键的步骤，相应的制备设备MOCVD投资额占LED产线总投入的一半以上，是LED芯片制造中最关键的设备；中游主要企业主要为国产企业，包括三安光电、华灿光电等，下游其终端产品应用于通用照明、蓝光LED、紫外LED、高端显示的Mini LED和Micro LED以及电子功率器件等。
LED芯片生产制造
资料来源：华经产业研究院整理
2、上游端
硅片是LED上游关键原材料，就我国单晶硅片供给情况而言，截至2019年我国单晶硅片产能115GW，同比增长57.5%，产量为90GW，同比增长63.6%；预计2020年我国单晶硅平产能为235GW，产量为146GW。衬底材料在LED芯片成本中占比三成，目前行业整体市场供给相对集中,CR2高达71%，总体呈现双寡头格局，上游议价能力较强。
2017-2020年中国单晶硅片产能及预测情况
资料来源：公开资料整理
全球蓝宝石衬底制造企业竞争格局占比情况
资料来源：公开资料整理
3、下游端
从应用领域来看，通用照明是LED应用主要下游，显示屏和景观应用占比提升较快。根据前瞻产业研究院数据，尽管通用照明在LED应用的占比先下降再回升，目前仍然是主要下游，2021年占到LED应用的47%，LED在显示屏应用占比提升较快，从2016年12-13%提升到2021年的15%，表现出增长。
LED下游应用市场结构占比情况
资料来源：CSA，华经产业研究院整理
六、LED芯片发展趋势
LED 企业产品结构升级、高品质照明、Mini-LED 等中高端产品生产压缩常规性芯片产能供给，中低端产品供给能力下降，导致部分产品供不应求。另一方面由于芯片环节高度集中，龙头企业市场话语权不断提升，通过涨价将原材料上涨压力向下传导。2020 年下半年至 2021 年，通用白光 LED 芯片经历了多次不同程度的价格上涨。
龙头大厂加速化合物半导体领域布局。2021 年三安光电、华灿光电及乾照光电在电力电子、射频、VCSEL 等化合物半导体产品方面进展加速，三安光电在化合物半导体领域营收获得大幅增长，产品专利数量也超过 2000 件；华灿光电在化合物半导体领域通过定增向GaN 功率器件延伸，其浙江子公司获批浙江省第三代半导体实验室和技术创新中心，并成立博士后工作站；乾照光电 VCSEL 开发多个波段的产品，不断丰富产品系列，深化应用市场。
华经产业研究院通过对中国LED芯片行业海量数据的搜集、整理、加工，全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业重点企业的产销运营分析，并根据行业发展轨迹及影响因素，对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向，把握市场机会，做出正确投资决策。更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国LED芯片市场竞争态势及行业投资前景预测报告》。
