LED照明產業鏈簡介

LED（Light-Emitting Diode,發光二極體）為一種半導體電子元件，可在電流驅動下將電能轉換成光的形態輸出，成為現代主要的光源之一，普遍用於照明燈具、螢幕背光或是顯示用途。LED照明產業鏈上游為藍寶石晶圓及藍寶石基板供應商，中游為生產製程及檢測設備廠商，包括磊晶生成設備、LED晶圓測試、挑撿設備、磊晶片與晶粒之供應商，下游為LED封裝、模組及LED燈具之供應商。

一、上游：

LED上游關鍵材料為藍寶石晶圓及藍寶石基板，藍寶石（Al2O3，英文名為Sapphire）為製成氮化鎵（GaN）晶發光層的主要基板材質。藍寶石基板的製造係經長晶、晶棒鑽取、切片、倒腳、研磨、拋光等流程產製而成。藍寶石的組成為氧化鋁，其光學穿透帶相當寬，從近紫外光到中紅外線都有極佳透光性，並且具備高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、熔點高等特點，常作為光電元件材料。由於藍寶石符合GaN磊晶製程耐高溫要求，因此藍寶石基板成為製作超高亮度藍光、綠光、藍綠光及白光LED晶粒之關鍵材料，目前市場上以4吋規格產品為主流，但由於晶圓價格快速滑落，供應商多朝6吋或圖案化藍寶石基板（Pattern Sapphire Substrate, PSS）創造產品差異以維持利潤空間。藍寶石基板早期應用以航太產業為主，因此主要集中於俄美國、俄羅斯與日本，但LED應用興起後，日本、韓國、台灣、與中國廠商紛紛投入此材料領域，因此藍寶石晶棒業者形成了大者恆大的局面，而目前擁有競爭力的一線大廠市場占有率達80%。

二、中游：

LED中游關鍵產品為單晶片/粒及磊晶片/粒。單晶片是原材料的基板，利用如砷、鍺、磷等III-V族化合物為材料做為晶片成長用的基板，透過磊晶方法製作成磊晶片。磊晶常用的技術包括液相磊晶法（Liquid Phase Epitaxy, LPE）、氣相磊晶法（Vapor Phase Epitaxy, VPE）、有機金屬氣相磊晶法（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD或稱Metal-Organic Vapor-Phase Epitaxy, MOVPE）等三種。根據不同LED元件需求，透過擴散、金屬膜蒸鍍、蝕刻、熱處理等製程進行LED磊晶片電極製作，再將磊晶基板磨薄與拋光之後切割成單顆晶粒。由於過去幾年中國大陸廠商積極擴廠，造成產品單價下滑快速，以及部份應用市場已飽和影響，加上LED磊晶產出的波長、電性等規格離異度較大，因此需要仰賴檢測與分選，才能提供均一性高的LED晶片，而且整體LED產業需求尚未回溫，加上藍光LED價格持續衰退，市場規模成長受到侷限，致使全球產能過剩，因此全球磊晶業者紛紛走向整併或加強研發創造利基型商品以求降低成本與提升產品競爭力。但因Mini LED被視為新世代顯示器的主流，隨著技術逐漸穩定，加上蘋果2020年下年半推出的iPad、Macbook將採用Mini LED顯屏，也有相當的商機，雖2020年下半年因新冠肺炎疫情因氣候變冷加劇，導致市場充滿不確定性，唯有寄望各國趨緩解封，估計將可推升需求，期待2021年可有好轉跡象。

三、下游：

LED下游為晶粒封裝、模組及燈具與照明應用產業，晶粒封裝依不同的封裝技術而有砲彈型（Lamp）、數字顯示型（Digit Display）、點矩陣型（Dot Matrix）、表面黏著型（Surface Mount）等元件型態。白光LED封裝是由藍色LED晶粒加入黃色，或紅色加綠色的螢光粉，混合封裝而發出白色光源，螢光粉材質與封裝技術影響白光LED元件的亮度和照度，為下游封裝製程之關鍵技術。

LED封裝元件應用領域廣泛，包括替代光源照明、手持式照明、建築照明、零售展示照明、住宅照明、娛樂照明、戶外照明、商業照明、工業照明、影像檢查及保全等應用領域。其中，白光LED用於大型或中小型液晶面板之背光模組的市場出貨量比重已持續下滑，而用於照明光源及燈具之比重則受全球需求助益而持續高度成長。

因全球對綠能的重視促使LED產業發達成長，針對發出相同亮度的情況下，LED比冷陰極螢光燈(CCFL)和省電燈泡 (CFL)減少50%的耗能，一年約可減少700億噸的二氧化碳排放量。顯示LED照明在全球照明市場主流地位的不斷提升而蔚為主流，而隨著LED滲透率越來越高，碳足跡的減少比率也繼之升高。

目前新興的Mini LED被視為新世代顯示器的主流，目前各大品牌廠都蓄勢待發推出採用Mini LED的終端產品。以筆電背光為例，一台筆電約需要1萬顆Mini LED晶粒，而一台電視背光更是需要4萬顆；尤其Mini LED技術，讓螢幕內每一個LED的尺寸能不超過2毫米，也因為Mini LED擁有高亮度、高對比的高顯示效果，可以呈現出更多色彩的層次，且迷你發光二極體（Mini LED）背光產品則是液晶面板跨入Micro LED前的延伸或過渡期。2020年隨著技術逐漸穩定後，以及品牌廠陸續採用Mini LED的趨勢下，以平板、筆電、顯示器背光需求將可持續升溫，而受惠於新冠肺炎疫情，居家辦公、虛擬教學與線上購物等趨勢竄紅，進而帶動資料中心、網通及筆電需求動能升起，雖目前全球經濟難免受到新冠肺炎疫情干擾，也有5G手機帶動市場商機，美系手機應用隨著新機推出雖有支撐力道，且2020年下半年隨著iphone12推出，造成市場搶購熱潮，可知疫情後商機仍充滿希望。

由於Micro LED在高亮度、高對比度、高反應性及省電方面，都優於LCD及OLED，是次世代的顯示器技術霸主，未來前景看好，雖目前Micro LED技術目前雖面臨眾多的挑戰，但Micro LED商品化的時程也將隨著Micro LED技術成熟而有所進展，預估至2023年Micro LED市場產值將達42億美元；目前Micro LED因其柔性高可撓曲的特點，為Micro LED顯示技術開創更多應用的可能性，主要應用在穿戴式消費性如手錶、手機、車用顯示器、AR/VR、顯示幕及電視等領域；且Micro LED是目前最被看好的下世代顯示技術，而台灣在LED、面板、半導體或驅動IC具有完整的產業鏈優勢，在發展Micro LED具有領先利基。而Mini LED則以HDR、異型顯示器等背光源應用為訴求，適合應用於電視、車用面板及電競筆電上，而Mini LED應用在手機的成本高出OLED較多，通常手機市場不會採用，但應用在電視與筆電上則與OLED差不多，因此切入高階市場機會較大；而隨著蘋果擴大在台投資，強攻新世代顯示器技術，預估Mini LED商機將可放大。

綜觀Mini LED較於OLED而言仍有不少的應用優勢；在大尺寸的電視面板部分，Mini LED的成本約只有OLED的六～八成，但亮度、畫質都與OLED相近，省電效能也比OLED高，壽命也長，加上具有區域調光的功能；而在智慧型手機領域，也因OLED成本繼續下探，Mini LED發揮空間有限，因此大尺寸及利基的車用市場上，Mini LED可大有作為。目前市場普遍看好小間距LED顯示屏、Mini LED、車用照明等相關應用發展，而新世代顯示技術的Mini LED更是特別受矚目，因此目前中國廠商也積極搶攻新市場，而台灣LED供應鏈廠商，也大多已投入Mini LED相關產品技術開發，並提早為Micro LED技術進行布局。而未來車用照明市場LED燈將是市場主要動力，包含對車頭燈、雷射車頭燈、先進駕駛輔助系統(ADAS)，以及自駕車系統的提升。再者，新興的照明市場包含植物照明、醫療照明、漁業照明與海運港口照明也將成為新一波市場主流，有鑑於美國與中國市場快速拉升對植物照明的需求，因此植物工廠的建設及溫室照明需求將成為市場的主要新動能。2020年受到肺炎疫情影響較大，如舞台租賃、電影院、酒店會議室、商業零售等均出現訂單遞延或者削減的情況，未來後續則視2021年疫情能否因疫苗有效控制而有爆發性成長。