2020年是极不寻常的一年，在新型冠状病毒COVID-19阴霾的笼罩下，全球经济下行，各行各业均受较大影响，LED芯片行业亦无例外。
据TrendForce集邦咨询旗下光电研究处LEDinside观察，上半年受复工延期及海外订单缩减的影响，LED芯片厂商营收呈现较大下滑。不过进入3Q20，海外背光、照明订单回暖，国内显示屏需求也逐步起量，加上欧美植物照明市场的需求提升，芯片厂商营收回升，盈利能力亦有所改善。
沉寂2年之后，芯片产业迎来复苏期
过去几年，LED芯片行业发展跌宕起伏，市场格局亦发生了较大改变。
纵观全球，2016-2020年期间，LED芯片扩产的区域主要集中在中国大陆，扩产主力军包括三安光电、华灿光电、乾照光电、聚灿光电、澳洋顺昌和最新的南昌兆驰等，各家产能均有明显提升。LED的终端需求依然是全球的需求，但是制造已经转移至中国大陆。台厂晶元光电以及韩国最大的LED厂首尔伟傲世则转型高端产品，避开与大陆芯片厂的规模化竞争，欧洲厂商Osram尚保留马来西亚的6英寸工厂，其他韩国小厂、欧美厂逐渐退出芯片制造，在大陆寻找代工厂。
2019-2020年，全球LED芯片产业集中度进一步提升，前10大厂商产能比重，从2019年的82%上升至2020年的84%。2020年LED芯片产能前五大厂商分别为三安、华灿、兆驰、晶电和乾照。
供给端，产能呈逐年增长态势，但是在需求端，行业却跌宕起伏。在经历了2017年需求旺盛的一年后，LED终端需求于2018年下半年开始进入低迷期，且新产能的释放导致芯片市场供给过剩问题严重，厂商库存开始上升，价格持续下跌。2019年再经历中美贸易战，行业更是进入低谷期。
2019年，中国大陆厂商GaN-LED外延片产能约3753万片/年（4英寸，下同），产量约2826万片/年，平均产能利用率约75%。行业自2019年末逐步回暖，外延片需求量逐步提升，但是受COVID-19的影响，2020年上半年大陆LED回暖情况不如预期，不过进入3Q20以来，多家芯片厂产能开满，LED外延片需求量出现明显回升，到4Q20，GaN-LED外延需求量达到290万片/月。
传统应用产业结构调整，高端照明和显示产品需求增加
过去几年，国内LED芯片厂商扩产的主要方向为蓝绿光外延片，应用领域也主要在照明市场。LED行业发展至今，照明依然是需求最大的应用市场。不过近两年，在背光、小间距及超小间距市场需求的推动下，显示类的LED外延片需求量增加明显。
在照明领域，也发生了些许改变，北美大麻合法化及疫情造成的缺粮情况，促使植物照明市场大幅增加，高光效、全光谱的健康照明是又一市场推力。LED市场的发展带动芯片的需求量增加，也推动了照明类外延片需求量增长，由于中低端照明产品市场竞争激烈，部分有技术实力的厂商逐渐削减中低端照明产能，转向高端照明市场，如华灿光电，原本普通照明芯片占到总产能的一半以上，不过2020年经过调整，背光、显示及高端照明的产能已成为主营业务，普通照明芯片比重越来越低。三安光电也减少了普通照明芯片的产能，转向高端照明市场。
新型显示、UV等新应用，推动GaN-LED外延需求增加
传统应用领域里面，由于高端产品的需求逐渐增多，GaN-LED外延片的需求量亦同步增长；在新兴应用领域，Mini/Micro LED市场的需求同样推动GaN-LED外延片需求的增长。
在Mini背光方面，传统的背光方案采用LED芯片的数量较少，以十级单位计算，而Mini LED背光使用的芯片数量以万级甚至十万级单位计算，虽然芯片尺寸减小，但是由于使用量是上百倍的成长，随着Mini LED背光显示渗透率的提升，Mini LED背光用的GaN-LED外延片需求量也将快速增长。
其次在Mini显示方面，随着LED显示逐渐进入商显等市场，Mini LED显示的需求将逐渐增加。由于随着显示屏间距的减少，像素点需求量呈几何倍数增长，因此对LED外延片的市场需求量也将起到推动作用，尤其进入到Micro LED显示，一旦商业化，对外延片的需求将更加巨大。
TrendForce集邦咨询观察到，Mini LED芯片的供给端，晶电已经实现批量出货，三安和华灿的供应规模也在持续扩大。其他厂商也在计划进入Mini/Micro LED芯片领域，且已经启动了产能建设计划。封装领域，包括国星、鸿利、瑞丰及中麒等厂商均有新的产能建设计划。在需求端，Mini LED产品目前已经面世，包括Apple、三星和TCL等大厂，2021年都将大力推广Mini LED产品；Micro LED领域，商业化时间会往后推移，不过进入该领域的资本越来越多，商业化只是时间问题。
2020年末，Mini LED需求环比增长明显，无论是在Mini显示或背光领域，包括晶电、三安和华灿等芯片厂商，出货量都有明显增长。TrendForce集邦咨询预计到2025年，Mini/Micro LED新型显示带来的LED外延片需求量将达到1011万片/年。
除了新型显示应用，UV LED亦是未来LED应用的重点方向。2020年由于COVID-19的缘故，大众杀菌、消毒的意识明显上升，这将会推动UV LED产业的发展。TrendForce集邦咨询预测，到2024年，UV LED市场规模将达到10.2亿美金，2019-2024年复合增长率达到27%。UV LED的成长也将会推动LED外延片市场需求增长。
GaN LED芯片比重渐增，推动蓝宝石衬底需求增长
LED外延需求的增长，也将会推动上游原材料需求的成长，其中最主要的原材料为LED衬底。LED衬底主要包括蓝宝石衬底（Al2O3）和砷化镓衬底（GaAs），蓝宝石衬底主要生产蓝绿光，砷化镓衬底主要生产红黄光，据TrendForce数据显示，全球LED蓝宝石衬底需求约占LED衬底总需求的比重达83%。图2中GaN-LED外延片的量都主要是用蓝宝石衬底，少部分小规模厂商用Si或者SiC作GaN-LED外延片的衬底，主要包括晶能光电和CREE，不过由于蓝宝石的整体优势，近年这些厂商的GaN-LED外延产品仍是以蓝宝石衬底为主，Si和SiC的比重较低。
全球几乎所有厂商的GaN-LED外延均是采用蓝宝石衬底，早期的LED外延片生长，都是采用蓝宝石平片衬底，随着行业对LED光效要求越来越高，PSS（图形化衬底）技术应运而生。经过在蓝宝石平片上作图形化处理，可以增加光的漫反射，从而提升LED芯片的出光率，提高亮度。因此，目前PSS在GaN-LED外延片衬底的比重达99%以上。
目前蓝宝石产业基本上已经实现了国产化，从晶棒、平片到PSS，国内企业均可以自主生产。由于中国大陆已经成为全球主要的LED外延片生产基地，因此台湾地区及国际的蓝宝石厂商也在重点经营中国大陆市场，蓝宝石行业市场竞争亦较为激烈。
晶棒领域，行业领先厂商主要包括俄罗斯的Monocrystal、国内的天通股份、奥瑞德、云南蓝晶和晶盛机电；平片领域，领先厂商包括福建晶安、云南蓝晶、秋冠光电和天通股份等；PSS领域，领先厂商主要是东莞中图与福建晶安，其中东莞中图产能规模略大，其余厂家还包括博蓝特、徐州同鑫和台湾的锐捷、兆远等。
目前LED的应用中，因为无论是照明、显示还是背光，都要对LED的亮度有一定的要求。芯片单位面积亮度越高，意味着同样亮度的芯片，尺寸可以更小，从而降低成本，因此目前市场上的GaN-LED外延片都主要采用PSS衬底。未来的新兴应用中，无论是Mini/Micro LED显示还是UV LED等应用，对亮度的要求更高，因此PSS衬底也将继续扮演重要的角色。
全球来看，蓝宝石PSS衬底目前主要的厂商均为国内的厂商，东莞中图是全球主要的PSS厂商，芯片厂商中，除了三安光电自给自足外，其余大部分都是其客户。福建晶安是三安光电的子公司，主要供三安光电内部使用，三安光电是LED业内龙头，芯片体量规模一家独大，因此福建晶安的PSS总量也比较靠前。其他厂商规模相对较小，其中博蓝特于近日申报科创板上市已获受理。台湾地区的PSS厂目前主要有兆远，其产能不大，依靠台湾地区LED外延芯片产业基础，有着一定的生存空间。日本、韩国等地区由于LED外延产能较低，因此当地PSS厂商规模较小。
过去10年看照明，未来10年看显示，显示将会是支撑LED行业继续发展的主要动能。目前来看，LED行业市场需求已经逐渐回暖，LED芯片厂商稼动率也逐步回升，且随着Mini/Micro LED显示的商业化，LED芯片的需求量将会明显增加，进一步推动LED行业整体需求。（文：TrendForce资深分析师 余彬）
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